一種基于北斗衛(wèi)星通信的電力用戶(hù)用電信息采集裝置系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種基于北斗衛(wèi)星通信的電力用戶(hù)用電信息采集裝置系統(tǒng)，其特征在于包括現(xiàn)場(chǎng)采集裝置終端、北斗通信衛(wèi)星、前置端，現(xiàn)場(chǎng)采集裝置終端、前置端通過(guò)北斗天線(xiàn)與北斗通信衛(wèi)星進(jìn)行通信。本實(shí)用新型系統(tǒng)，可用于偏遠(yuǎn)地區(qū)的信號(hào)盲區(qū)用電信息采集終端與用電信息管理主站通信。
【專(zhuān)利說(shuō)明】—種基于北斗衛(wèi)星通信的電力用戶(hù)用電信息采集裝置系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬電網(wǎng)【技術(shù)領(lǐng)域】，主要涉及在野外、無(wú)無(wú)線(xiàn)通信如GPRS、3G、4G或者是有線(xiàn)通信如電力光纖、載波通信等的電力用戶(hù)用電信息采集困難，而使用北斗衛(wèi)星通信的方式來(lái)傳輸采集電能數(shù)據(jù)。
【背景技術(shù)】
[0002]電力用戶(hù)用電信息電能表采集居民用電數(shù)據(jù)上送到部署在附近的集中抄表裝置(以下簡(jiǎn)稱(chēng):集抄裝置)，集抄裝置功能:管理幾十臺(tái)電能表。目前電力公司的集抄裝置是通過(guò)光纖或者無(wú)線(xiàn)公網(wǎng)通道上送至電力公司的用電信息管理主站系統(tǒng)，相對(duì)于廣大人煙稀少的牧區(qū)、山林地區(qū)，存在無(wú)光纖通路、無(wú)公網(wǎng)信號(hào)等通信鏈路，同時(shí)依靠電力載波技術(shù)也無(wú)法解決遠(yuǎn)程的載波傳輸能力，而目前的技術(shù)手段過(guò)變壓器的載波技術(shù)未能實(shí)現(xiàn)，且新鋪設(shè)光纜成本過(guò)高、其他的通信架構(gòu)受限等問(wèn)題。如何找到一種行之有效的通信通道來(lái)滿(mǎn)足此需求成了必須解決的問(wèn)題。
[0003]本實(shí)用新型旨在不改造現(xiàn)投運(yùn)設(shè)備，不升級(jí)主站系統(tǒng)的情況下，利用北斗衛(wèi)星雙向通信功能將現(xiàn)場(chǎng)居民用電信息無(wú)縫接入到用電信息管理系統(tǒng)主站，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)采集終端裝置數(shù)據(jù)到北斗通信通道的接入，達(dá)到能夠?qū)崟r(shí)、有效、可靠地獲得通信不發(fā)達(dá)地區(qū)用電信肩、O
[0004]北斗導(dǎo)航系統(tǒng)目前已經(jīng)建成覆蓋我國(guó)及周邊地區(qū)的基本系統(tǒng)，并開(kāi)始提供試運(yùn)行服務(wù)。截止2014年8月我國(guó)已發(fā)射16顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星，全面完成亞太區(qū)域?qū)Ш降慕ㄔO(shè)。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域主要包括國(guó)防軍工、通信、應(yīng)急救災(zāi)、電力通信、氣象海洋、交通運(yùn)輸?shù)龋S著技術(shù)的更新?lián)Q代，未來(lái)還將在安防、農(nóng)林牧漁、森林防火、高端裝備制造等領(lǐng)域進(jìn)一步拓展。市場(chǎng)上對(duì)于北斗導(dǎo)航衛(wèi)星的關(guān)注，將隨著相關(guān)政策扶持措施的出臺(tái)、行業(yè)應(yīng)用示范項(xiàng)目等刺激性事件的出現(xiàn)而不斷升溫。
[0005]北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是中國(guó)自主研發(fā)的全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，目前該系統(tǒng)已經(jīng)具備在中國(guó)及周邊地區(qū)開(kāi)展定位、授時(shí)、報(bào)文和GPS廣域差分等服務(wù)的功能。
[0006]北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)提供兩種服務(wù)方式:開(kāi)發(fā)服務(wù)和授權(quán)服務(wù)。目前，北斗衛(wèi)星短信服務(wù)屬于授權(quán)服務(wù)，本實(shí)用新型基于北斗衛(wèi)星短信服務(wù)功能。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0007]—種基于北斗衛(wèi)星通信的電力用戶(hù)用電信息采集裝置系統(tǒng)，本實(shí)用新型特征在于，包括現(xiàn)場(chǎng)采集裝置終端、北斗通信衛(wèi)星、前置端，現(xiàn)場(chǎng)采集裝置終端、前置端通過(guò)北斗天線(xiàn)與北斗通信衛(wèi)星進(jìn)行通信；
[0008]其中，
[0009]現(xiàn)場(chǎng)采集裝置終端包括抄表集中器、北斗數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)裝置A、北斗天線(xiàn)A ；
[0010]抄表集中器包括多功能電表、智能數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)終端；
[0011]北斗數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)裝置包括串口通信單元、協(xié)議轉(zhuǎn)換處理單元、以太網(wǎng)通信單元/RS232通信單元、供電單元；
[0012]抄表集中器、以太網(wǎng)通信單元/ RS232通信單元A、協(xié)議轉(zhuǎn)換處理單元A、串口通信單元A、北斗天線(xiàn)A依序連接；抄表集中器與以太網(wǎng)通信單元/ RS232通信單元A通過(guò)網(wǎng)線(xiàn)連接；串口通信單元A與北斗天線(xiàn)A通過(guò)串口線(xiàn)連接；協(xié)議轉(zhuǎn)換處理單元A還與供電單元A連接；
[0013]前置端包括中心主站系統(tǒng)、北斗數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)裝置B、北斗天線(xiàn)B，中心主站系統(tǒng)包括北斗通信主站端指揮機(jī)、前置數(shù)據(jù)采集服務(wù)器、SG186主站平臺(tái)；北斗通信主站端指揮機(jī)、SG186主站平臺(tái)分別與前置數(shù)據(jù)采集服務(wù)器通過(guò)網(wǎng)線(xiàn)相連，前置數(shù)據(jù)采集服務(wù)器、以太網(wǎng)通信單元/ RS232通信單元B、協(xié)議轉(zhuǎn)換處理單元B、串口通信單元B、北斗天線(xiàn)B依序連接；協(xié)議轉(zhuǎn)換處理單元B還與供電單元B連接。
[0014]本實(shí)用新型的原理描述
[0015]基于北斗衛(wèi)星通信的電力用戶(hù)用電信息采集裝置系統(tǒng)實(shí)用新型原理描述
[0016]基于北斗衛(wèi)星通信的電力用戶(hù)用電信息采集裝置系統(tǒng)，如圖(I)所示，由現(xiàn)場(chǎng)采集裝置終端、北斗通信衛(wèi)星、北斗通信主站天線(xiàn)、前置端組成。
[0017]現(xiàn)場(chǎng)采集裝置終端:協(xié)議轉(zhuǎn)換與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，完成兩方面功能:
[0018]I)將集抄裝置上送的電能量數(shù)據(jù)，完成基于以太網(wǎng)的TCP\UDP/IP或者RS232的1737.3協(xié)議(電能量數(shù)據(jù)采集通信協(xié)議)與北斗通信協(xié)議之間的相互轉(zhuǎn)換，向北斗通信鏈路轉(zhuǎn)發(fā)；
[0019]2)將北斗通信鏈路下發(fā)的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)協(xié)議轉(zhuǎn)換后下發(fā)至集抄裝置，即前置端將中心主站經(jīng)過(guò)北斗通信鏈路下發(fā)的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)協(xié)議轉(zhuǎn)換后，提供以太網(wǎng)或者是RS232發(fā)送至集抄裝置。其原理結(jié)構(gòu)形式如圖2。
[0020]抄表集中器包括:多功能電表和與多功能電表連接的智能數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)終端，智能數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)終端可以經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后與北斗衛(wèi)星連接組成。
[0021]智能數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)終端支持網(wǎng)口、RS232串口、RS485三種連接方式，以適應(yīng)現(xiàn)在的幾種接入方式，功能如下:
[0022]I)接收主站下發(fā)的采集指令，轉(zhuǎn)發(fā)給智能數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)終端；
[0023]2)按照Q/GDW 1376.3-2013規(guī)約，向現(xiàn)場(chǎng)采集裝置終端進(jìn)行數(shù)據(jù)召喚，并將召喚的各項(xiàng)電能量數(shù)據(jù)主動(dòng)上送到中心主站系統(tǒng)；
[0024]3)將國(guó)網(wǎng)、南網(wǎng)等電力公司的用電信息通信協(xié)議包嵌入北斗通信協(xié)議中，實(shí)現(xiàn)協(xié)議轉(zhuǎn)換；
[0025]4)可遠(yuǎn)程修改數(shù)據(jù)采集參數(shù)；
[0026]5)與北斗衛(wèi)星鏈接，實(shí)現(xiàn)全天候、無(wú)障礙實(shí)時(shí)通信。
[0027]北斗通信衛(wèi)星:
[0028]北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)由空間段、地面段和用戶(hù)段三部分組成，設(shè)計(jì)時(shí)空間段包括5顆靜止軌道衛(wèi)星和30顆非靜止軌道衛(wèi)星(現(xiàn)階段送至16顆衛(wèi)星至預(yù)定軌道)，地面段包括主控站、注入站和監(jiān)測(cè)站等若干個(gè)地面站，用戶(hù)段包括北斗用戶(hù)終端以及與其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)兼容的終端。
[0029]北斗通信衛(wèi)星指的是軌道衛(wèi)星。
[0030]北斗天線(xiàn):
[0031]北斗天線(xiàn)接受現(xiàn)場(chǎng)采集裝置北斗天線(xiàn)發(fā)送來(lái)的短報(bào)文數(shù)據(jù)，也是北斗系統(tǒng)中指出的北斗終端。
[0032]前置端:
[0033]中心主站系統(tǒng)由北斗通信終端主站端(配置北斗指揮機(jī))和前置數(shù)據(jù)采集服務(wù)器、SG186主站平臺(tái)組成，采用網(wǎng)絡(luò)方式連接。如圖3所示。
[0034]中心主站系統(tǒng)功能
[0035]通過(guò)連接到前置端的北斗指揮機(jī)接收現(xiàn)場(chǎng)采集裝置終端的數(shù)據(jù)和發(fā)送命令，解析北斗協(xié)議，對(duì)發(fā)送和接收的數(shù)據(jù)按北斗協(xié)議進(jìn)行拆解和組裝，由于北斗通信的限制，在發(fā)送單筆較大的數(shù)據(jù)需進(jìn)行拆包，而接收到拆包數(shù)據(jù)后要等全部接收完畢后再進(jìn)行組包還原，數(shù)據(jù)包格式如圖4所示。
[0036]解析南網(wǎng)或者是國(guó)網(wǎng)的1376.3抄表規(guī)約，在收到SG186主站平臺(tái)發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)采集計(jì)劃后，利用北斗指揮機(jī)的廣播功能，依次將主站的各類(lèi)數(shù)據(jù)采集需求廣播發(fā)送到所有現(xiàn)場(chǎng)采集裝置終端，數(shù)據(jù)類(lèi)型有:1376.3-2013規(guī)約二類(lèi)數(shù)據(jù)中的F1，F(xiàn)2，F(xiàn)81?94和FlOl?108。各個(gè)現(xiàn)場(chǎng)采集裝置終端響應(yīng)發(fā)回的采集數(shù)據(jù)后，錄入數(shù)據(jù)庫(kù)，并同時(shí)回復(fù)最新的對(duì)應(yīng)類(lèi)別的數(shù)據(jù)給主站。
[0037]由于北斗通信體系不同于TCP/IP架構(gòu)，前置端要實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)關(guān)系，模擬各現(xiàn)場(chǎng)采集裝置終端與主站的TCP/IP連接。
[0038]前置端能夠?qū)ΜF(xiàn)場(chǎng)采集裝置終端信息數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行基本的查詢(xún)和維護(hù)功能，包括有:查看已采集終端注冊(cè)信息；查看指定終端歷史數(shù)據(jù)，至少能保存近兩個(gè)月的全部數(shù)據(jù)。
【專(zhuān)利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0039]圖1是本實(shí)用新型原理框圖；
[0040]圖2是本實(shí)用新型現(xiàn)場(chǎng)采集裝置終端原理結(jié)構(gòu)示意圖；
[0041]圖3是本實(shí)用新型中心主站系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0042]圖4是本實(shí)用新型數(shù)據(jù)包格式圖。
【具體實(shí)施方式】
[0043]見(jiàn)圖1-4所示，一種基于北斗衛(wèi)星通信的電力用戶(hù)用電信息采集裝置系統(tǒng)，本實(shí)用新型特征在于，包括現(xiàn)場(chǎng)采集裝置終端、北斗通信衛(wèi)星、前置端，現(xiàn)場(chǎng)采集裝置終端、前置端通過(guò)北斗天線(xiàn)與北斗通信衛(wèi)星進(jìn)行通信；
[0044]其中，
[0045]現(xiàn)場(chǎng)采集裝置終端包括抄表集中器、北斗數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)裝置A、北斗天線(xiàn)A ；
[0046]抄表集中器包括多功能電表、智能數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)終端；
[0047]北斗數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)裝置包括串口通信單元、協(xié)議轉(zhuǎn)換處理單元、以太網(wǎng)通信單元/RS232通信單元、供電單元；
[0048]抄表集中器、以太網(wǎng)通信單元/ RS232通信單元A、協(xié)議轉(zhuǎn)換處理單元A、串口通信單元A、北斗天線(xiàn)A依序連接；抄表集中器與以太網(wǎng)通信單元/ RS232通信單元A通過(guò)網(wǎng)線(xiàn)連接；串口通信單元A與北斗天線(xiàn)A通過(guò)串口線(xiàn)連接；協(xié)議轉(zhuǎn)換處理單元A還與供電單元A連接；
[0049]前置端包括中心主站系統(tǒng)、北斗數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)裝置B、北斗天線(xiàn)B，中心主站系統(tǒng)包括北斗通信主站端指揮機(jī)、前置數(shù)據(jù)采集服務(wù)器、SG186主站平臺(tái)；北斗通信主站端指揮機(jī)、SG186主站平臺(tái)分別與前置數(shù)據(jù)采集服務(wù)器通過(guò)網(wǎng)線(xiàn)相連，前置數(shù)據(jù)采集服務(wù)器、以太網(wǎng)通信單元/ RS232通信單元B、協(xié)議轉(zhuǎn)換處理單元B、串口通信單元B、北斗天線(xiàn)B依序連接；協(xié)議轉(zhuǎn)換處理單元B還與供電單元B連接。
【權(quán)利要求】
1.一種基于北斗衛(wèi)星通信的電力用戶(hù)用電信息采集裝置系統(tǒng)，其特征在于，包括現(xiàn)場(chǎng)采集裝置終端、北斗通信衛(wèi)星、前置端，現(xiàn)場(chǎng)采集裝置終端、前置端通過(guò)北斗天線(xiàn)與北斗通信衛(wèi)星進(jìn)行通信； 其中， 現(xiàn)場(chǎng)采集裝置終端包括抄表集中器、北斗數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)裝置A、北斗天線(xiàn)A ； 抄表集中器包括多功能電表、智能數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)終端； 北斗數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)裝置包括串口通信單元、協(xié)議轉(zhuǎn)換處理單元、以太網(wǎng)通信單元/ RS232通信單元、供電單元； 抄表集中器、以太網(wǎng)通信單元/ RS232通信單元A、協(xié)議轉(zhuǎn)換處理單元A、串口通信單元A、北斗天線(xiàn)A依序連接；抄表集中器與以太網(wǎng)通信單元/ RS232通信單元A通過(guò)網(wǎng)線(xiàn)連接；串口通信單元A與北斗天線(xiàn)A通過(guò)串口線(xiàn)連接；協(xié)議轉(zhuǎn)換處理單元A還與供電單元A連接； 前置端包括中心主站系統(tǒng)、北斗數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)裝置B、北斗天線(xiàn)B，中心主站系統(tǒng)包括北斗通信主站端指揮機(jī)、前置數(shù)據(jù)采集服務(wù)器、SG186主站平臺(tái)；北斗通信主站端指揮機(jī)、SG186主站平臺(tái)分別與前置數(shù)據(jù)采集服務(wù)器通過(guò)網(wǎng)線(xiàn)相連，前置數(shù)據(jù)采集服務(wù)器、以太網(wǎng)通信單元/ RS232通信單元B、協(xié)議轉(zhuǎn)換處理單元B、串口通信單元B、北斗天線(xiàn)B依序連接；協(xié)議轉(zhuǎn)換處理單元B還與供電單元B連接。
【文檔編號(hào)】G08C17/02GK204166682SQ201420641704
【公開(kāi)日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2014年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月31日
【發(fā)明者】趙培誠(chéng), 黃華, 楊天保, 連寶晶, 張勇, 肖一帆, 陳超, 段勇, 高尚飛, 孟楊超 申請(qǐng)人:云南電網(wǎng)公司怒江供電局, 昆明能訊科技有限責(zé)任公司