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1、(10)申请公布号 CN 102496260 A (43)申请公布日 2012.06.13 CN 102496260 A *CN102496260A* (21)申请号 201110376408.5 (22)申请日 2011.11.23 G08C 17/02(2006.01) G08C 19/00(2006.01) (71)申请人 青岛乾程电子科技有限公司 地址 266061 山东省青岛市崂山区松岭路 169 号 (72)发明人 陈维广 (74)专利代理机构 青岛高晓专利事务所 37104 代理人 张世功 (54) 发明名称 一种多通信技术式电力信息采集控制方法 (57) 摘要 本发明属于电力信。
2、息采集技术领域， 涉及一 种多种通信技术式电力信息采集控制方法， 先用 监控系统启动建立电力信息采集网络节点档案， 将指令数据通过通信接口配置下发网络节点的物 理端口号和地址， 选择以太网的基于 TCP/IP 通信 协议的通信网络， 硬件模块即插即用 ； 监控系统 下发的指令经信息采集控制单元判断网络节点的 物理端口号， 自动配置进入通信模式， 系统调用相 应的通信组网协议后， 系统完成电力信息采集的 通信网络组网， 实现基于多通信技术式电力信息 采集控制 ； 其硬件组成结构合理， 原理可靠， 软件 配置科学， 数据采集准确， 通讯成功率高， 覆盖范 围广， 可有效地实现对电力系统信息采集的控。
3、制。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 2 页 1/1 页 2 1. 一种多通信技术式电力信息采集控制方法， 其特征在于按功能分布包括 PLC 终端仪 表单元、 RF 终端仪表单元、 串口终端仪表单元、 电力信息采集控制单元和上传数据监控单 元 ； 电力信息采集控制单元作为核心单元， 分别通过 PLC 通讯接口与 PLC 终端仪表单元连 通， 通过 RF 通讯接口与 RF 终端仪表单元连通， 通过 RS485 或 RS232 或 RS422 通讯接口与串。
4、 口终端仪表单元连通 ； 电力信息采集控制单元上传数据时分别通过 GPRS 和 EPON 通讯接口 与上传数据监控单元连通， 构成信息传输和处理系统并实现电力信息的采集控制功效 ； 电 力信息采集控制单元根据现场通讯的情况灵活配置通讯方式分别与 PLC 终端仪表单元、 RF 终端仪表单元、 串口终端仪表单元信息终端通讯， 进行电力信息的采集， 将采集到的数据进 行分析处理并存储， 通过GPRS通讯单元或EPON通讯单元与上传数据监控单元通讯， 将采集 到的数据上传到上传数据监控单元的数据库服务器， 同时电力信息采集控制单元接收上传 数据监控单元下发的控制指令， 并将指令下发给 PLC 终端仪表。
5、单元、 RF 终端仪表单元和串 口终端仪表单元进行远程控制 ； 其控制工作流程为 ： 先用监控系统启动建立电力信息采集 网络节点档案， 将指令数据通过 GPRS 或 EPON 通信接口配置下发网络节点的物理端口号和 地址， 其中 GPRS 或 EPON 选择以太网的基于 TCP/IP 通信协议的通信网络， 软件无需配置， 硬 件模块即插即用 ； 监控系统下发的指令经信息采集控制单元判断网络节点的物理端口号， 根据物理端口号自动配置进入PLC通信模式或RF通信模式或串口通信模式， 系统调用相应 的通信组网协议， 包括 PLC 通信组网协议、 RF 通信组网协议和串口通信组网协议， 在调用完 组网。
6、协议后， 系统完成电力信息采集的通信网络组网， 实现基于 PLC/GPRS/RF/EPON 多通信 技术式电力信息采集控制。 2. 根据权利要求 1 所述的多通信技术式电力信息采集控制方法， 其特征在于硬件配 置结构以数据处理模块为核心扩展存储模块， 存储模块由 RAM、 大容量的 FLASH 数据存储器 和代码存储器组成， 并设计有 YAFFS 文件系统便于数据的存储和检索 ； 在数据处理模块上 设计有多路的串口接口， 多路串口能够方便的扩展 RF 通信模块、 EPON 通信模块、 PLC 通信 模块、 GPRS 或 3G 无线通信模块 ； 在上述硬件技术的基础上设计配置软件， 针对不同的通。
7、讯 网络环境， 配置不同的软硬件通信方式， 以达到通信网络节点的全覆盖和 100的采集成功 率 ； 硬件组成包括由 PLC 模块和 RF 模块组成的数据采集通讯模块， 由 GPRS 模块和 EPON 模 块组成的数据上传通讯模块， 以高性能嵌入式 CPU 和嵌入式 C/OS-II 实时操作系统为核 心的数据处理模块， 采用大容量 FLASH 为核心的数据存储模块 ； 所述的数据采集通讯模块 包括RS485、 RS232和CAN专线通讯模块， 用于数据采集 ； 所述的数据上传通讯模块为以太网 和 3G 上行传输通讯模块， 用于数据上传 ； 上传数据监控系统包括前置机单元、 客户端单元 和数据库单。
8、元 ； 采用电力线载波通信、 GPRS 无线通信网络、 433/470MHZ 小无线通信和 EPON 光纤通信技术， 其中GPRS或EPON光纤通信用于实现接收监控系统的命令， 向监控系统上传 数据 ； 433/470MHZ 小无线通信和电力线载波通信技术用于实现对电力信息的采集和监控， 对采集到的数据进行汇总分析， 实现远程管理和控制。 权 利 要 求 书 CN 102496260 A 2 1/3 页 3 一种多通信技术式电力信息采集控制方法 技术领域 ： 0001 本发明属于电力信息采集技术领域， 涉及一种电力信息采集控制技术方法， 特别 是一种基于 PLC/GPRS/RF/EPON 等多。
9、种通信技术式电力信息采集控制方法。 背景技术 ： 0002 目前， 电力信息采集技术一般可分专线通讯技术、 无线通讯技术和低压电力线载 波通讯 (PLC) 技术。RS485 专线通讯技术， 通信成功率高， 通信安全可靠， 但是需要铺设专 线， 施工量大难以普遍推广 ； 无线通讯技术虽然无需布线， 但是组网协议复杂， 通讯稳定性 和信号穿透能力有限， 很难做到 100的网络覆盖， 而且成本高 ； 低压电力载波通信技术利 用现有的低压供电网， 无需铺设新线， 是目前抄表系统的主要选择， 但是低压电力线载波同 样面临着很多问题 ： 高衰减 ( 有高达 130dB 记录 )、 低阻抗、 谐波干扰和污染。
10、严重 ( 尤其是 大量的变频负载 )、 几乎不可预测的拓扑结构等等， 使得低压电力线载波技术在国内的应用 步履维艰。根据目前我国电力信息采集系统现场运行的实际情况可以断言 ： 单独的上述三 种通讯方式中的某项技术独立采用， 都不能完全解决电力通信中的全部问题， 面对这样的 现实， 研发和使用一种基于 PLC/GPRS/RF/EPON 等多种通信技术的电力信息采集控制技术， 利用嵌入式系统的软硬件方法， 建立可灵活配置的通信模块， 针对不同的电力通信环境， 可 以选择最优的通讯技术模块和方法已经成为电力通讯研究者们力图实现的任务。 发明内容 ： 0003 本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷。
11、， 寻求设计提供一种基于 PLC/ GPRS/RF/EPON 等多种通信技术的电力信息采集控制方法， 在数据传输的不同阶段采用不同 的通信技术。 0004 为了实现上述目的， 本发明按功能分布包括 PLC 终端仪表单元、 RF 终端仪表单元、 串口终端仪表单元、 电力信息采集控制单元和上传数据监控单元 ； 电力信息采集控制单元 作为核心单元， 分别通过 PLC 通讯接口与 PLC 终端仪表单元连通， 通过 RF 通讯接口与 RF 终 端仪表单元连通， 通过RS485或RS232或RS422通讯接口与串口终端仪表单元连通 ； 电力信 息采集控制单元上传数据时分别通过 GPRS 和 EPON 通讯。
12、接口与上传数据监控单元连通， 构 成信息传输和处理系统并实现电力信息的采集控制功效 ； 电力信息采集控制单元根据现场 通讯的情况灵活配置通讯方式分别与 PLC 终端仪表单元、 RF 终端仪表单元、 串口终端仪表 单元信息终端通讯， 进行电力信息的采集， 将采集到的数据进行分析处理并存储， 通过 GPRS 通讯单元或 EPON 通讯单元与上传数据监控单元通讯， 将采集到的数据上传到上传数据监 控单元的数据库服务器， 同时电力信息采集控制单元接收上传数据监控单元下发的控制指 令， 并将指令下发给 PLC 终端仪表单元、 RF 终端仪表单元和串口终端仪表单元进行远程控 制 ； 其控制工作流程为 ： 。
13、先用监控系统启动建立电力信息采集网络节点档案， 将指令数据 通过 GPRS 或 EPON 通信接口配置下发网络节点的物理端口号和地址， 其中 GPRS 或 EPON 选 择以太网的基于 TCP/IP 通信协议的通信网络， 软件无需配置， 硬件模块即插即用 ； 监控系 说 明 书 CN 102496260 A 3 2/3 页 4 统下发的指令经信息采集控制单元判断网络节点的物理端口号， 根据物理端口号自动配置 进入PLC通信模式或RF通信模式或串口通信模式， 系统调用相应的通信组网协议， 包括PLC 通信组网协议、 RF 通信组网协议和串口通信组网协议， 在调用完组网协议后， 系统完成电力 信息。
14、采集的通信网络组网， 实现基于 PLC/GPRS/RF/EPON 多通信技术式电力信息采集控制。 0005 本发明的硬件配置结构以数据处理模块为核心扩展存储模块， 存储模块由 RAM、 大容量的 FLASH 数据存储器和代码存储器组成， 并设计有 YAFFS 文件系统便于数据的存储 和检索 ； 在数据处理模块上设计有多路的串口接口， 多路串口能够方便的扩展 RF 通信模 块、 EPON 通信模块、 PLC 通信模块、 GPRS 或 3G 无线通信模块 ； 在上述硬件技术的基础上设 计配置软件， 针对不同的通讯网络环境， 配置不同的软硬件通信方式， 以达到通信网络节点 的全覆盖和 100的采集成。
15、功率 ； 硬件组成包括由 PLC 模块和 RF 模块组成的数据采集通 讯模块， 由 GPRS 模块和 EPON 模块组成的数据上传通讯模块， 以高性能嵌入式 CPU 和嵌入 式 C/OS-II 实时操作系统为核心的数据处理模块， 采用大容量 FLASH 为核心的数据存储 模块 ； 所述的数据采集通讯模块包括 RS485、 RS232 和 CAN 专线通讯模块， 用于数据采集 ； 所 述的数据上传通讯模块为以太网和 3G 上行传输通讯模块， 用于数据上传 ； 上传数据监控系 统包括前置机单元、 客户端单元和数据库单元 ； 采用电力线载波通信、 GPRS 无线通信网络、 433/470MHZ小无线。
16、通信和EPON光纤通信技术， 其中GPRS或EPON光纤通信用于实现接收监 控系统的命令， 向监控系统上传数据 ； 433/470MHZ 小无线通信和电力线载波通信技术用于 实现对电力信息的采集和监控， 对采集到的数据进行汇总分析， 实现远程管理和控制。 0006 本发明与现有技术相比， 采用灵活的通讯组网方式， 监控系统根据现场通讯情况 灵活配置电力信息采集控制方法的软硬件通信模式， 实现信息采集的全覆盖和采集成功率 100 ； 其硬件组成结构合理， 原理可靠， 软件配置科学， 数据采集准确， 通讯成功率高， 覆盖 范围广， 可有效地实现对电力系统信息采集的控制。 附图说明 ： 0007 图。
17、 1 为本发明的信息采集系统功能结构原理示意框图。 0008 图 2 为本发明实现时所采用的硬件配置结构原理示意图。 0009 图 3 为本发明实现时所采用的工作流程示意框图。 具体实施方式 ： 0010 下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步详细说明。 0011 实施例 ： 0012 本实施例按功能分布包括 PLC 终端仪表单元 8、 RF 终端仪表单元 9、 串口终端仪表 单元10、 电力信息采集控制单元4和上传数据监控单元1 ； 电力信息采集控制单元4作为核 心分别通过 PLC 通讯接口 7 与 PLC 终端仪表单元 8 连通， 通过 RF 通讯接口 6 与 RF 终端仪 表单元 9 。
18、连通， 通过 RS485 或 RS232 或 RS422 通讯接口 5 与串口终端仪表单元 10 连通 ； 电 力信息采集控制单元 4 上传数据时分别通过 GPRS 和 EPON 通讯接口 3 和 2 与上传数据监控 单元 1 连通， 构成信息传输和处理系统并实现电力信息的采集控制功效 ； 电力信息采集控 制单元 4 根据现场通讯的情况灵活配置通讯方式与 PLC 终端仪表单元 8、 RF 终端仪表单元 9、 串口终端仪表单元 10 信息终端通讯， 进行电力信息的采集， 将采集到的数据进行分析处 说 明 书 CN 102496260 A 4 3/3 页 5 理并存储， 通过 GPRS 通讯单元或。
19、 EPON 通讯单元与上传数据监控单元 1 通讯， 将采集到的数 据上传到上传数据监控单元 1 的数据库服务器， 电力信息采集控制单元 4 接收上传数据监 控单元 1 的指令， 并将指令下发给 PLC 终端仪表单元 8、 RF 终端仪表单元 9 和串口终端仪表 单元 10 进行远程控制。 0013 本实施例以数据处理模块 14 为核心， 扩展存储模块 16， 存储模块 16 由 RAM、 大容 量的FLASH数据存储器和代码存储器组成， 并设计有YAFFS文件系统， 便于数据的存储和检 索 ； 在数据处理模块 14 上设计有多路的串口接口 RF 通信模块 11、 EPON 通信模块 12、 P。
20、LC 通信模块 13、 GPRS 或 3G 无线通信模块 15 ； 在上述硬件技术的基础上设计配置软件， 针对不 同的通讯网络环境， 配置不同的软硬件通信方式， 以达到通信网络节点的全覆盖和 100的 采集成功率 ； 其控制工作流程为 ： 先用监控系统 17 启动建立电力信息采集网络节点档案， 将指令数据通过 GPRS 或 EPON 通信接口 18 配置下发网络节点的物理端口号和地址， 其中 GPRS或EPON选择以太网的基于TCP/IP通信协议的通信网络， 软件无需配置， 硬件模块即插 即用 ； 监控系统17下发的指令经信息采集控制单元19判断网络节点的物理端口号， 根据物 理端口号， 自动配置进入 PLC 通信模式 20 或 RF 通信模式 21 或串口通信模式 22， 系统调用 相应的通信组网协议， 包括 PLC 通信组网协议 23、 RF 通信组网协议 24 和串口通信组网协议 25， 在调用完组网协议后， 系统完成电力信息采集的通信网络组网， 实现基于 PLC/GPRS/RF/ EPON 多通信技术式电力信息采集控制 26。 说 明 书 CN 102496260 A 5 1/2 页 6 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 102496260 A 6 2/2 页 7 图 3 说 明 书 附 图 CN 102496260 A 7 。