一种基于多层透传的智能电能表远程升级系统及方法与流程

[0001]
本发明涉及电力信息传输维护系统，具体涉及一种基于多层透传的多芯模组化智能电能表远程升级系统及方法。


背景技术：

[0002]
随着电力网络的不断拓展，电力设备也在不断地进步。居民使用的电能表从开始的机械式电能表发展到电子式电能表，再到如今的模块化的电子式智能电能表。随着电表的进步，电表的功能也越来越强大，已经不单单局限于电能计量这一功能。而随着电表功能的增加，电表内所搭载的模块也逐渐增多，对电表内复杂多样的模块进行维护就变得更加困难。对已经挂到居民家中的电表，若想要对电表中搭载的模块进行维护，需要花费大量的人力与物力，所以如何简单高效地对电表内的模块进行后期维护成了行业中急需解决的难题。


技术实现要素：

[0003]
为解决电表内所搭载的模块后期维护困难的问题，本发明提出一种基于多层透传的多芯模组化智能电能表远程升级系统及方法。
[0004]
本发明的采用以下技术方案：
[0005]
一种基于多层透传的多芯模组化智能电能表远程升级系统，所述系统包括远程升级控制模块、远程通信主站、用电信息采集终端、多芯模组化智能电能表以及模组化功能模块，其特征在于：
[0006]
所述远程升级控制模块与所述远程通信主站无线连接，进行交互，即所述远程升级控制模块向远程通信主站发送升级报文，并从远程通信主站获取用电信息采集终端返回的当前版本信息与升级状态信息，其中，所述升级报文包括升级启动报文、升级包数据报文以及执行升级报文；所述升级启动报文包括升级包的版本信息、升级包传输方式、文件传输帧大小；
[0007]
所述远程通信主站与所述用电信息采集终端无线连接，进行交互，即所述远程通信主站向用电信息采集终端发送升级报文，并从用电信息采集终端获取多芯模组化智能电表返回的当前版本信息与升级状态信息，其中，升级状态信息包括是否允许升级、升级包接收状态、升级前后版本信息；
[0008]
所述用电信息采集终端与多芯模组化智能电能表通过电线连接，进行信息交互，即所述用电信息采集终端发送升级报文，并从用多芯模组化智能电表获取模组化功能模块返回的当前版本信息与升级状态信息；
[0009]
所述模组化功能模块设在多芯模组化智能电能表上，直接进行信息交互，即所述模组化功能模块从所述多芯模组化智能电能表获取升级报文，并向多芯模组化智能电能表传送当前版本信息和升级状态信息。
[0010]
本发明还进一步采用以下优选技术方案：
[0011]
所述远程升级控制模块包括版本读取单元、判断单元、文件分割单元以及升级控制单元；
[0012]
所述版本读取单元读取模组化功能模块的当前版本信息；
[0013]
所述判断单元根据读取的版本信息判断该版本是否为可升级的版本，判断结果为可升级版本时，则加入待升级队列；判断结果为不可升级版本，则不执行升级操作；
[0014]
所述升级控制单元向模组化功能模块发送启动升级指令；
[0015]
所述文件分割单元将升级报文分割为多个升级数据帧，并在每个升级数据帧的头尾添加第一数据传输控制信息，所述第一数据传输控制信息包括接收升级报文的目标设备的地址、中间设备的设备地址以及数据传输的通道，其中中间设备包括远程通信主站、用电信息采集终端、多芯模组化智能电能表。
[0016]
所述远程升级控制模块还包括升级包检测单元，检测升级数据帧在传输过程中是否存在漏包情况，若发现存在漏包情况，则对遗漏的升级数据帧进行补发处理。
[0017]
模组化功能模块在传回当前版本信息和升级状态信息时，在所述当前版本信息和升级状态信息的数据帧头尾处添加第二数据传输控制信息，所述第二数据传输控制信息包括接收当前版本信息和升级状态信息的目标设备的地址、中间设备的设备地址以及数据传输的通道，其中中间设备包括远程通信主站、用电信息采集终端、多芯模组化智能电能表。
[0018]
任意的中间设备从上一级设备或下一级设备获取升级报文或当前版本信息和升级状态信息后，解析并剥离属于该设备的数据帧头尾，并直接传送给下一级设备或上一级设备。
[0019]
所述远程升级控制模块通过ip与端口与所述远程通信主站连接；
[0020]
所述远程升级控制模块与所述远程通信主站处于同一网段时，直接连接；
[0021]
所述远程升级控制模块与所述远程通信主站不处于同一网段时，所述远程升级控制模块通过所述远程通信主站的映射地址与其连接。
[0022]
一种上述的基于多层透传的多芯模组化智能电能表远程升级系统的远程升级方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
[0023]
步骤1：将升级文件包导入远程升级控制模块，并设置需要进行升级的模组化功能模块的当前版本信息与升级的目标版本信息；
[0024]
步骤2：在远程升级控制模块的配置文件中输入需要进行升级的模组化功能模块的地址信息；
[0025]
步骤3：远程升级控制模块通过透传读取与所述步骤2输入的模组化功能模块地址信息对应的版本信息，若为可升级版本，则加入待升级队列并执行步骤4；否则不执行升级操作；
[0026]
步骤4：远程升级控制模块向可进行升级的模组化功能模块发送启动升级指令，并向可进行升级的模组化功能模块传送升级文件包；
[0027]
步骤5：升级文件包发送成功后，远程升级控制模块向该模组化功能模块发送执行升级指令。
[0028]
所述步骤1中，所述远程升级控制模块接收升级文件包之后，根据升级文件包的大小，将其分割为多个升级帧并进行编号。
[0029]
所述步骤5包括以下步骤：
[0030]
步骤501：远程升级控制模块检测是否存在遗漏的升级帧，有则执行步骤502，否则执行步骤503；
[0031]
步骤502：确认遗漏的升级帧并针对遗漏的升级帧进行广播透传补发；
[0032]
步骤503：远程升级控制模块逐个发送执行升级命令；
[0033]
步骤504：完成版本升级后，远程升级控制模块再次读取对应模组化功能模块的版本信息，若与目标版本一致，则远程升级控制模块显示升级成功；否则显示升级失败；
[0034]
步骤505：远程升级控制模块向用户发出升级异常警报。
[0035]
本发明具有以下技术效果：
[0036]
本发明可实现在电力系统内部对已经外挂的电表中的功能模块进行远程升级维护。并且具有节省成本、使用方便、可以大面积推广等优点。
[0037]
通过多层透传的方式，可实现传输主设备对数据传输链路的控制，充分利用通信链路，提高传输效率。在传输链路中任选两设备，主设备能够通过修改透传的报文信息来控制传输的链路，以达到由主设备控制传输路径的效果。
附图说明
[0038]
图1为本发明的基于多层透传的多芯模组化智能电能表远程升级系统的信息传输结构示意图。
[0039]
图2为本发明的基于多层透传的多芯模组化智能电能表远程升级方法流程图。
具体实施方式
[0040]
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。在本发明中，多层透传的升级流程需要信息传输链路的支持，且传输链路中的设备需要支持多层透传功能。在本发明的实施例中，采用已有的电网远程抄表链路来进行升级，通信链路中的设备均支持对应传输协议的透传功能。
[0041]
如图1所示，本发明的一个实施例中，基于多层透传的多芯模组化智能电能表远程升级系包括远程升级控制模块、远程通信主站、用电信息采集终端、多芯模组化智能电能表以及模组化功能模块。
[0042]
所述远程升级控制模块与所述远程通信主站无线连接，进行交互。具体地，所述远程升级控制模块通过ip与端口与所述远程通信主站连接；所述远程升级控制模块与所述远程通信主站处于同一网段时，直接连接；所述远程升级控制模块与所述远程通信主站不处于同一网段时，所述远程升级控制模块通过所述远程通信主站的映射地址与其连接。
[0043]
所述远程升级控制模块向远程通信主站发送升级报文，并从远程通信主站获取用电信息采集终端返回的当前版本信息与升级状态信息，其中，所述升级报文包括升级启动报文、升级包数据报文以及执行升级报文；所述升级启动报文包括升级包的版本信息、升级包传输方式、文件传输帧大小。
[0044]
其中，远程升级控制模块为最上级设备，需要规划传输链路中需要经过的中间设备，并根据数据传输的链路来对传输数据进行逐层处理；远程通信主站属于中间设备，是数字化电网系统中用于数据接收、发送或中转的信息交互设备。
[0045]
所述远程升级控制模块包括版本读取单元、判断单元、文件分割单元以及升级控
制单元。
[0046]
所述版本读取单元读取模组化功能模块的当前版本信息；所述判断单元根据读取的版本信息判断该版本是否为可升级的版本，判断结果为可升级版本时，则加入待升级队列；判断结果为不可升级版本，则不执行升级操作。所述升级控制单元向模组化功能模块发送启动升级指令。
[0047]
所述文件分割单元将升级报文分割为多个升级数据帧，并在每个升级数据帧的头尾添加第一数据传输控制信息，所述第一数据传输控制信息包括接收升级报文的目标设备的地址、中间设备的设备地址以及数据传输的通道，其中中间设备包括远程通信主站、用电信息采集终端、多芯模组化智能电能表。将整个升级包分为多帧传输是为了方便实现断点续传(当升级包传输过程中因为某些因素导致传输中断时，可由中断的那一帧开始继续传输)，并且当数据传输出错时，只需重新发送出错的某一帧，无需整个升级包重新传输。升级包数据分帧大小受制于传输链路的最大单帧传输数据长度，在整个数据传输链路中各个设备最大一帧能传输的数据数量不一定相同，若需满足所有设备都可完整传输，升级包数据分帧的大小应与数据容量最小的设备相同或更小(上层设备传输的帧数据量更大)。
[0048]
远程通信主站从远程升级控制模块接收升级报文的升级数据帧后，识别并去除与其对应的数据帧头尾，并将处理后的升级数据帧传送给下一级设备，即用电信息采集终端。
[0049]
所述远程升级控制模块还包括升级包检测单元，检测升级数据帧在传输过程中是否存在漏包情况，若发现存在漏包情况，则对遗漏的升级数据帧进行补发处理。
[0050]
所述远程通信主站与所述用电信息采集终端无线连接，进行交互，即所述远程通信主站向用电信息采集终端发送升级报文，并从用电信息采集终端获取多芯模组化智能电表返回的当前版本信息与升级状态信息，其中，升级状态信息包括是否允许升级、升级包接收状态、升级前后版本信息。优选地，远程通信主站与用电信息采集终端之前采用ip连接，用电信息采集终端可使用移动网络运营商提供的网络服务，通信时连接主站开放的ip与端口。
[0051]
具体地，所述用电信息采集终端在行业内一般称为也集中器。智能用电信息采集终端是对各信息采集点用电信息进行采集，从而实现数据管理、数据双向传输以及转发或执行控制命令的设备，简称采集终端或集中器。对电力用户的用电信息进行采集、处理和实时监控的设备，具有用电信息的自动采集、计量异常监测、电能质量监测、用电分析和管理、相关信息发布、分布式能源监控、智能用电设备的信息交互等功能。采集的信息包含居民用户的用电量信息、电网的实时参数(电压、电流、频率等)以及一些下级设备主动推送的数据内容(电表电池欠压报警、电表开盖报警、过流报警等)。
[0052]
用电信息采集终端作为中间设备，从远程通信主站接收升级数据帧后，识别并去除与其对应的数据帧头尾，并将处理后的升级数据帧传送给下一级设备，即多芯模组化智能电能表。
[0053]
所述用电信息采集终端与多芯模组化智能电能表通过电线连接，进行信息交互，即所述用电信息采集终端发送升级报文，并从用多芯模组化智能电表获取模组化功能模块返回的当前版本信息与升级状态信息。优选地，用电信息采集终端与多芯模组化智能电能表之间通过载波通信模块连接，当多芯模组化智能电能表与用电信息采集终端上通过电力线相连接时，多芯模组化智能电能表上的载波模块子节点会与用电信息采集终端上的载波
模块主节点建立连接，当连接建立后完成后可正常交互数据。
[0054]
多芯模组化智能电能表作为中间设备，从用电信息采集终端接收升级数据帧后，识别并去除与其对应的数据帧头尾，并将处理后的升级数据帧传送给下一级设备，即模组化功能模块。
[0055]
所述模组化功能模块设在多芯模组化智能电能表上，直接进行信息交互。一般采用模块外插或贴片的方式附在电能表上。具体地，即所述模组化功能模块从所述多芯模组化智能电能表获取升级报文，并向多芯模组化智能电能表传送当前版本信息和升级状态信息。
[0056]
模组化功能模块作为最下级设备，在传回当前版本信息和升级状态信息时，在所述当前版本信息和升级状态信息的数据帧头尾处添加第二数据传输控制信息，所述第二数据传输控制信息包括接收当前版本信息和升级状态信息的目标设备的地址、中间设备的设备地址以及数据传输的通道，其中中间设备包括远程通信主站、用电信息采集终端、多芯模组化智能电能表。此处的透传过程与升级报文的传递过程相同。
[0057]
透传过程中所有升级信息都由最上级设备(远程升级app)一级一级往下传递，直到传送到目标设备后，传输终止，目标设备不再继续往下传输升级信息，即上级设备需要在发送给下级设备的报文的头尾加上一些数据传输控制信息(包含接收报文的设备的地址，数据传输的通道等)。上级设备需要规划传输链路中需要经过的中间设备，并根据数据传输的链路来对传输数据进行逐层处理(若经过n个中间设备则需要在数据帧外包上n个帧头尾)。当中间设备收到上一级设备传输给自己的数据帧时，会去掉最外面的一层属于自己设备的帧头帧尾，再将剩下的内容转发给下一级设备。由此逐层转发便能够实现报文数据由最上级设备到最下级设备的透传。
[0058]
如图2所示，本发明的基于多层透传的多芯模组化智能电能表远程升级系统的远程升级方法包括以下步骤：
[0059]
步骤1：将升级文件包(升级的hex文件或bin文件)导入远程升级控制模块，并设置需要进行升级的模组化功能模块的当前版本信息(用于针对某一版本的模块进行升级)与升级的目标版本信息(升级完成后应达到的版本)。所述远程升级控制模块接收升级文件包之后，根据升级文件包的大小，将其分割为多个升级帧并进行编号。
[0060]
步骤2：在远程升级控制模块的配置文件中输入需要进行升级的模组化功能模块的地址信息，并选择传输的链路(即需要参与数据传输的下级设备)。
[0061]
步骤3：远程升级控制模块通过透传读取与所述步骤2输入的模组化功能模块地址信息对应的版本信息，若为可升级版本，则加入待升级队列并执行步骤4；否则不执行升级操作。
[0062]
步骤4：远程升级控制模块向可进行升级的模组化功能模块发送启动升级指令，并向可进行升级的模组化功能模块多层透传升级文件包。
[0063]
步骤5：升级文件包发送成功后，远程升级控制模块向该模组化功能模块发送执行升级指令。
[0064]
具体地，包括以下步骤：
[0065]
步骤501：远程升级控制模块检测是否存在遗漏的升级帧，有则执行步骤502，否则执行步骤503。
[0066]
步骤502：确认遗漏的升级帧并针对遗漏的升级帧进行广播透传补发。
[0067]
步骤503：远程升级控制模块逐个发送执行升级命令。
[0068]
步骤504：完成版本升级后，远程升级控制模块再次读取对应模组化功能模块的版本信息，若与目标版本一致，则远程升级控制模块显示升级成功；否则显示升级失败。
[0069]
步骤505：远程升级控制模块向用户发出升级异常警报，用户可检查通道连接问题后重新开启升级。
[0070]
通过透传方式进行升级时，只需要选定某一设备作为最上级设备，就可对该设备下级的任一设备进行升级。(最上级设备不限制于远程升级控制模块，最下级设备也不限制于模组化功能模块，即在传输链路中可任选两设备由上级的设备控制下级的设备进行升级操作，如：可以通过远程通信主站对用电信息采集终端进行升级)而传统的升级方式为直接对待升级设备发送升级文件数据进行升级，当需要升级设备量过大时，需要消耗巨量的资源，并且难于统一对版本进行管理。相较与传统升级方式，透传远程升级不仅应用场景更加广泛(可任选链路中两设备控制升级)，且升级的管理也更为方便(上层设备可一次对其链路中的所有下层设备进行升级)，能够节省大量用于设备升级的资源。本发明可实现在电力系统内部对已经外挂的电表中的功能模块进行远程升级维护。并且具有节省成本、使用方便、可以大面积推广等优点。
[0071]
通过多层透传的方式，可实现传输主设备对数据传输链路的控制，充分利用通信链路，提高传输效率。在传输链路中任选两设备，主设备能够通过修改透传的报文信息来控制传输的链路，以达到由主设备控制传输路径的效果。
[0072]
综上，本实例的通过远程主站多层透传对多芯模组化智能电能表远程升级的系统可解决外挂的电能表所搭载的功能模块升级维护困难问题。可对电表的功能模块进行批量维护与单独处理，能够对同一台区下的所有模组化功能模块统一进行广播升级，也可针对某一模块进行单独升级。并且可充分利用现有的电网设备，改进成本不高，且不影响现有电表功能模块的正常使用，具有节省成本、使用方便、可以大面积推广等优点。
[0073]
本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
[0074]
申请人结合说明书附图对本发明的实施例做了详细的说明与描述，但是本领域技术人员应该理解，以上实施例仅为本发明的优选实施方案，详尽的说明只是为了帮助读者更好地理解本发明精神，而并非对本发明保护范围的限制，相反，任何基于本发明的发明精神所作的任何改进或修饰都应当落在本发明的保护范围之内。