一种低压集抄方法和装置与流程

一种低压集抄方法和装置
1.本申请要求申请日为2020年10月27日，申请号为202011162905.0的中国专利申请的优先权。
技术领域
2.本发明涉及低压集抄技术领域，尤其涉及一种低压集抄方法和装置。


背景技术：

3.近年来，国内电力系统的低压集抄的建设逐步实现了全覆盖。低压集抄本地通信技术得到了快速发展。目前，低压集抄的现场总线主要采用plc通信技术，但plc通信存在多种技术体制，如窄带电力线载波(plc)、微功率无线(rf)、微功率+电力线载波双模(rf+plc)、宽带电力线载波(bplc)、高速电力线载波(hplc)等。
4.目前，微功率无线、宽带电力线载波技术已分别建立了互联通信接口协议，能够实现通信模块的即插即用和互换通信。但是现有存量低压集抄本地通信技术，不同厂家的窄带电力线载波以及窄带与宽带之间无法实现互联互通，其传输速率及稳定性较差，难以满足日益增长的数据和业务扩展需求，给现场运行维护带来极大的困难。
5.现存的低压集抄系统中，集中器与表计之间的通信方案多种多样，各通信模块厂家的通信技术方案基本都是自主研发，无统一的技术标准，这造成了各通信方案之间不能兼容通信的情况，对于台区运维管理造成了很大的困难。不同厂家之间通信模块无法实现互联互通互换，形成了台区管理之间的屏障，对现场设备安装调试和运行维护造成困难。
6.另外，因相邻台区之间的负荷调整产生的通信技术混装同一个台区的情况非常普遍，严重影响了低压集抄系统的数据采集应用。


技术实现要素：

7.本发明提供了一种低压集抄方法和装置，用于解决现有的低压台区拓扑中包括了非同一类型的plc通信模块的情况下，会导致计量主站无法正确抄读异构plc通信模块的电表数据的技术问题。
8.本发明提供的一种低压集抄方法，应用于低压集抄系统，所述低压集抄系统包括台区通信转换器、与所述台区通信转换器通信的集中器、多个电表；所述方法包括：
9.接收所述集中器通过预设rs485接口下发的645报文；所述645报文为所述集中器接收到预设计量主站下发的采集指令后，对所述采集指令进行转译得到的报文；
10.对所述645报文进行拆包，获取通信地址；
11.向所述通信地址对应的电表下发所述645报文；
12.接收所述电表基于所述645报文返回的应答报文，并将所述应答报文发送至所述集中器；所述集中器用于当接收到所述计量主站下发的抄表指令时，向所述计量主站上传所述应答报文。
13.可选地，所述向所述通信地址对应的电表下发所述645报文的步骤，包括：
14.当所述通信地址为电表地址，在预设本地存储器中查询串口与电表地址对应表，获取所述电表地址对应的第一通信串口；
15.通过所述第一通信串口向所述电表地址对应的电表下发所述645报文。
16.可选地，所述向所述通信地址对应的电表下发所述645报文的步骤，包括：
17.当所述通信地址为广播地址时，在预设本地存储器中查询串口与电表地址对应表，获取预设多个第二通信串口分别对应的电表地址；
18.通过所述多个第二通信串口向所述多个第二通信串口分别对应的电表地址下发所述645报文。
19.可选地，所述台区通信转换器配置有多种通信制式的三相plc；所述电表配置单相plc，所述方法还包括：
20.基于预设串口，通过所述三相plc向具有相同通信制式的目标单相plc下发组网指令，建立与所述目标单相plc所在的目标电表的网络连接；
21.在建立所述网络连接后，获取所述目标电表的目标电表地址；
22.生成所述目标电表地址与所述预设串口之间的对应关系；
23.将所述对应关系保存在所述串口与电表地址对应表中；
24.将所述串口与电表地址对应表保存在所述预设本地存储器中。
25.本发明还提供了一种低压集抄装置，应用于低压集抄系统，所述低压集抄系统包括台区通信转换器、与所述台区通信转换器通信的集中器、多个电表；所述装置包括：
26.645报文接收模块，用于接收所述集中器通过预设rs485接口下发的645报文；所述645报文为所述集中器接收到预设计量主站下发的采集指令后，对所述采集指令进行转译得到的报文；
27.拆包模块，用于对所述645报文进行拆包，获取通信地址；
28.645报文下发模块，用于向所述通信地址对应的电表下发所述645报文；
29.应答报文接收与转发模块，用于接收所述电表基于所述645报文返回的应答报文，并将所述应答报文发送至所述集中器；所述集中器用于当接收到所述计量主站下发的抄表指令时，向所述计量主站上传所述应答报文。
30.可选地，所述645报文下发模块，包括：
31.第一通信串口获取子模块，用于当所述通信地址为电表地址，在预设本地存储器中查询串口与电表地址对应表，获取所述电表地址对应的第一通信串口；
32.第一645报文下发子模块，用于通过所述第一通信串口向所述电表地址对应的电表下发所述645报文。
33.可选地，所述645报文下发模块，包括：
34.电表地址获取子模块，用于当所述通信地址为广播地址时，在预设本地存储器中查询串口与电表地址对应表，获取预设多个第二通信串口分别对应的电表地址；
35.第二645报文下发子模块，用于通过所述多个第二通信串口向所述多个第二通信串口分别对应的电表地址下发所述645报文。
36.可选地，所述台区通信转换器配置有多种通信制式的三相plc；所述电表配置单相plc，所述装置还包括：
37.网络连接建立模块，用于基于预设串口，通过所述三相plc向具有相同通信制式的
目标单相plc下发组网指令，建立与所述目标单相plc所在的目标电表的网络连接；
38.目标电表地址获取模块，用于在建立所述网络连接后，获取所述目标电表的目标电表地址；
39.对应关系生成模块，用于生成所述目标电表地址与所述预设串口之间的对应关系；
40.对应关系保存模块，用于将所述对应关系保存在所述串口与电表地址对应表中；
41.串口与电表地址对应表保存模块，用于将所述串口与电表地址对应表保存在所述预设本地存储器中。
42.本发明还提供了一种电子设备，所述设备包括处理器以及存储器：
43.所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；
44.所述处理器用于根据所述程序代码中的指令执行如上任一项所述的低压集抄方法。
45.本发明提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质用于存储程序代码，所述程序代码用于执行如上任一项所述的低压集抄方法。
46.从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：本发明提供了一种低压集抄方法，包括：接收集中器通过预设rs485接口下发的645报文；645报文为集中器接收到预设计量主站下发的采集指令后，对采集指令进行转译得到的报文；对645报文进行拆包，获取通信地址；向通信地址对应的电表下发645报文；接收电表基于645报文返回的应答报文，并将应答报文发送至集中器；集中器用于当接收到计量主站下发的抄表指令时，向计量主站上传应答报文。本发明通过在集中器和电表之间接入台区通信转换器，通过台区通信转换器进行不同电表数据的采集，并经由集中器转发至计量主站，使得计量主站对电表数据的抄读不受通信模块通信接口不同的影响，实现台区异构plc通信模块电表数据的抄读。
附图说明
47.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
48.图1为典型的plc混装的通信拓扑结构；
49.图2为本发明实施例提供的一种低压集抄方法的步骤流程图；
50.图3为本发明实施例提供的一种低压集抄系统的通信拓扑结构；
51.图4为本发明另一实施例提供的一种低压集抄方法的步骤流程图；
52.图5为本发明实施例提供的台区通信转换器交互示意图；
53.图6台区通信转换器的数据采集过程示意图；
54.图7为本发明实施例提供的一种低压集抄装置的结构框图。
具体实施方式
55.请参阅图1，图1为典型的plc混装的通信拓扑结构，包括集中器、电表和电力线a、b、c、n。其中，集中器中设置有三相plc通信模块；电表中设置有单相plc通信模块(如plc1和
plc2等)。在同一低压台区下，因临近台区负荷调整或人工运维容易造成集中器同某些电表之间无法通信。原本集中器的三相plc通信模块与电表的单相plc通信模块之间是同构网络，可以相互组网通信(图中标识为plc1的三相plc通信模块和单相plc通信模块)，但是当台区拓扑中包括了非同一类型的plc模块后(图中标识为plc2)，会导致计量主站无法正确抄读异构plc模块的电表数据。
56.本发明实施例提供了一种低压集抄方法和系统，用于解决现有的低压台区拓扑中包括了非同一类型的plc通信模块的情况下，会导致计量主站无法正确抄读异构plc通信模块的电表数据的技术问题。
57.为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
58.请参阅图2，图2为本发明实施例提供的一种低压集抄方法的步骤流程图。
59.本发明提供的一种低压集抄方法，应用于低压集抄系统，低压集抄系统包括台区通信转换器、与台区通信转换器通信的集中器、多个电表；连接关系如图3所示，集中器通过rs485接口与台区通信转换器进行数据交互，台区通信转换器通过电力线a、b、c、n与电表通信，电表通过本地通信模块单相plc1和单相plc2接入电力线。其中，台区通信转换器与集中器的rs485接口的通信速率不低于115200bps，与不同plc模块的ttl串口的通信速率为2400bps或者9600bps。
60.其中，集中器是远程集中抄表系统的中心管理设备和控制设备，负责定时读取终端数据、系统的命令传送、数据通讯、网络管理、事件记录、数据的横向传输等功能。
61.台区通信转换器可将各种类型的自由口协议转换为标准的modbus_rtu协议，与plc、触摸屏等标准产品进行通信，同时也可以将标准的modbus_rtu协议转换为自由协议同其他设备相对应，功能的实现完全取决于软件程序。
62.电表是电能表的简称。电能表是用来测量电能的仪表，又称电度表，火表，千瓦小时表，指测量各种电学量的仪表。
63.plc是指可编程逻辑控制器，是种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作电子系统。它采用一种可编程的存储器，在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，通过数字式或模拟式的输入输出来控制各种类型的机械设备或生产过程。
64.方法可以包括：
65.步骤201，接收集中器通过预设rs485接口下发的645报文；645报文为集中器接收到预设计量主站下发的采集指令后，对采集指令进行转译得到的报文；
66.在实际应用中，当计量主站下发采集指令给集中器时，集中器会将采集指令转译为645报文并通过rs485接口下发给台区通信转换器。
67.步骤202，对645报文进行拆包，获取通信地址；
68.台区通信转换器在接收到645报文后，对645报文进行拆包，获取通信地址。
69.步骤203，向通信地址对应的电表下发645报文；
70.在获取到通信地址后，确定通信地址对应的电表，可以向电表下发645报文，指示电表上传电表数据。
71.步骤204，接收电表基于645报文返回的应答报文，并将应答报文发送至集中器；集中器用于当接收到计量主站下发的抄表指令时，向计量主站上传应答报文。
72.台区通信转换器在接收到电表基于645报文返回的应答报文后，可以将应答报文透传给集中器，集中器在接收到645报文后，将数据解析暂存。当集中器接收到计量主站下发的抄表指令后，集中器先前所采集的数据上传，便可完成整个数据采集过程。
73.本发明通过在集中器和电表之间接入台区通信转换器，通过台区通信转换器进行不同电表数据的采集，并经由集中器转发至计量主站，使得计量主站对电表数据的抄读不受通信模块通信接口不同的影响，实现台区异构plc通信模块电表数据的抄读。
74.请参阅图4，图4为本发明另一实施例提供的一种低压集抄方法的步骤流程图。具体可以包括以下步骤：
75.步骤401，基于预设串口，通过三相plc向具有相同通信制式的目标本地通信模块plc下发组网指令，建立与目标本地通信模块plc所在的目标电表的网络连接；
76.在本发明实施例中，台区通信转换器配置有多种通信制式的三相plc；电表配置有单相plc。
77.在本发明实施例中，台区通信转换器通过ttl串口操作三相plc模块下发组网指令，使得符合三相plc通信制式的电表通过组网指令与台区通信转换器建立网络连接。
78.在一个示例中，如图5所示，台区通信转换器由cpu产生组网指令，通过ttl串口操作三相plc与单相plc进行组网。以三相plc1为例，台区通信转换器通过ttl串口操作三相plc1下发组网指令，与具有相同通信制式的电表的单相plc1建立网络连接。相应地，台区通信转换器可以通过三相plc2和三相plc3执行与三相plc1相同的操作，对应建立与单相plc2和单相plc3之间的网络连接。
79.需要说明的是，台区通信转换器上的三相plc的数量并不仅限于三个，且三相plc可设计成可插拔模块，便于现场进行替换，增加现场运维的灵活性。台区通信转换器通过三相plc建立与对应电表的连接过程需要串行进行，不可同时和多个电表建立连接，避免同频干扰导致通信失败。集中器与cpu通过rs485接口进行数据交互。
80.步骤402，在建立网络连接后，获取目标电表的电表地址；
81.步骤403，生成电表地址与预设串口之间的对应关系；
82.步骤404，将对应关系保存在串口与电表地址对应表中；
83.步骤405，将串口与电表地址对应表保存在预设本地存储器中；
84.在建立台区通信转换器与电表的网络连接后，可以获取电表的电表地址，建立与对应串口的对应关系，并基于不同三相plc与对应单相plc之间的对应关系，生成串口与电表地址对应表，并保持在本地存储器当中。
85.步骤406，接收集中器通过预设rs485接口下发的645报文；645报文为集中器接收到预设计量主站下发的采集指令后，对采集指令进行转译得到的报文；
86.在实际应用中，当计量主站下发采集指令给集中器时，集中器会将采集指令转译为645报文并通过rs485接口下发给台区通信转换器。
87.步骤407，对645报文进行拆包，获取通信地址；
88.台区通信转换器在接收到645报文后，对645报文进行拆包，获取通信地址。
89.步骤408，向通信地址对应的电表下发645报文；
90.在一个示例中，步骤408可以包括：
91.当通信地址为电表地址，在预设本地存储器中查询串口与电表地址对应表，获取电表地址对应的第一通信串口；
92.通过第一通信串口向电表地址对应的电表下发645报文。
93.具体地，当通信地址为电表地址时，可以查询本地保持的串口与电表地址对应表，将645报文从对应的串口下发给电表。
94.在另一个示例中，步骤408可以包括：
95.当通信地址为广播地址时，在预设本地存储器中查询串口与电表地址对应表，获取预设多个第二通信串口分别对应的电表地址；
96.通过多个第二通信串口向多个第二通信串口分别对应的电表地址下发645报文。
97.具体地，当通信地址为广播地址时，可以从多个ttl串口依次下发645报文。
98.步骤409，接收电表基于645报文返回的应答报文，并将应答报文发送至集中器；集中器用于当接收到计量主站下发的抄表指令时，向计量主站上传应答报文。
99.台区通信转换器在接收到电表基于645报文返回的应答报文后，可以将应答报文透传给集中器，集中器在接收到645报文后，将数据解析暂存。当集中器接收到计量主站下发的抄表指令后，集中器先前所采集的数据上传，便可完成整个数据采集过程。
100.为便于理解，请参阅图6，图6为台区通信转换器的数据采集过程示意图。具体包括如下步骤：
101.1、台区通信转换器与电表plc1、plc2、plc3自组网；
102.2、计量主站通过远程通信协议向集中器下发采集指令；
103.3、集中器转译采集指令向台区通信转换器下发645报文；
104.4、台区通信转换器判断数据下发的ttl串口；
105.5、通过串口向电表plc(如电表plc2)下发645报文；
106.6、接收针对645报文的应答报文；
107.7、将应答报文转发至集中器；
108.8、集中器进行数据暂存；
109.9、在计量主站下发抄表指令时，集中器向计量主站上传所暂存的数据。
110.本发明通过在集中器和电表之间接入台区通信转换器，通过台区通信转换器进行不同电表数据的采集，并经由集中器转发至计量主站，使得计量主站对电表数据的抄读不受通信模块通信接口不同的影响，实现台区异构plc通信模块电表数据的抄读。
111.请参阅图7，图7为本发明实施例提供的一种低压集抄装置的结构框图。
112.本发明实施例提供了一种低压集抄装置，应用于低压集抄系统，低压集抄系统包括台区通信转换器、与台区通信转换器通信的集中器、多个电表；装置包括：
113.645报文接收模块701，用于接收集中器通过预设rs485接口下发的645报文；645报文为集中器接收到预设计量主站下发的采集指令后，对采集指令进行转译得到的报文；
114.拆包模块702，用于对645报文进行拆包，获取通信地址；
115.645报文下发模块703，用于向通信地址对应的电表下发645报文；
116.应答报文接收与转发模块704，用于接收电表基于645报文返回的应答报文，并将应答报文发送至集中器；集中器用于当接收到计量主站下发的抄表指令时，向计量主站上传应答报文。
117.在本发明实施例中，645报文下发模块703，包括：
118.第一通信串口获取子模块，用于当通信地址为电表地址，在预设本地存储器中查询串口与电表地址对应表，获取电表地址对应的第一通信串口；
119.第一645报文下发子模块，用于通过第一通信串口向电表地址对应的电表下发645报文。
120.在本发明实施例中，645报文下发模块703，包括：
121.电表地址获取子模块，用于当通信地址为广播地址时，在预设本地存储器中查询串口与电表地址对应表，获取预设多个第二通信串口分别对应的电表地址；
122.第二645报文下发子模块，用于通过多个第二通信串口向多个第二通信串口分别对应的电表地址下发645报文。
123.在本发明实施例中，台区通信转换器配置有多种通信制式的三相plc；电表配置单相plc，装置还包括：
124.网络连接建立模块，用于基于预设串口，通过三相plc向具有相同通信制式的目标单相plc下发组网指令，建立与目标单相plc所在的目标电表的网络连接；
125.目标电表地址获取模块，用于在建立网络连接后，获取目标电表的目标电表地址；
126.对应关系生成模块，用于生成目标电表地址与预设串口之间的对应关系；
127.对应关系保存模块，用于将对应关系保存在串口与电表地址对应表中；
128.串口与电表地址对应表保存模块，用于将串口与电表地址对应表保存在预设本地存储器中。
129.本发明还提供了一种电子设备，设备包括处理器以及存储器：
130.存储器用于存储程序代码，并将程序代码传输给处理器；
131.处理器用于根据程序代码中的指令执行本发明实施例的低压集抄方法。
132.本发明还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质用于存储程序代码，程序代码用于执行本发明实施例的低压集抄方法。
133.所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
134.在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口、装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性、机械或其它的形式。
135.所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来达到实现本实施例方案的目的。
136.另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
137.所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read
‑
only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
138.以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。