集中器通信过程动态调节方法与流程

1.本发明涉及数据采集技术领域，具体而言，涉及一种集中器通信过程动态调节方法。


背景技术：

2.电力载波技术是指利用电力线作为信息传输媒介进行语音或数据传输的一种特殊通信方式。由于电力载波技术可以利用现有的电力线路，其铺设成本极低，目前已广泛应用于电力系统自动远程抄表、配网自动化、输电网通信等电力信息传输领域。
3.电力载波通信容易受到外部干扰，特别是距离较远的电表往往容易出现无法通信的问题。现有集中器的通信模块功率配置固定，以电力载波模块为例，其载波信号频率调制为固定值，无法根据通信情况进行动态调整。为了解决集中器采集过程中出现的电力孤岛问题，常常通过设置多种通信模块，造成硬件成本增加，对应电表也需要配置相应模块，造成很大不便。


技术实现要素：

4.本发明的内容部分用于以简要的形式介绍构思，这些构思将在后面的具体实施方式部分被详细描述。本发明的内容部分并不旨在标识要求保护的技术方案的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求的保护的技术方案的范围。
5.为了解决以上背景技术部分提到的技术问题，本发明的一些实施例提供了一种集中器通信过程动态调节方法，包括如下步骤：步骤100：集中器在非采集时间，测量每个电表和集中器建立通信握手的时间，以得到每个电表和集中器之间的通信响应时间；步骤200：集中器在接收到服务器下发的采集电表的用电数据的指令后，集中器向所有的电表发送用电数据采集指令，电表向集中器发送用电数据；其中步骤200包括：集中器的通信模块在额定电压下采集所有电表的用电数据；如果存在没有完成数据传输的电表，则集中器增加通信模块的工作电压以采集未采集到数据的电表的数据，和/或集中器和未采集到数据的电表在建立通信握手之后，采用低速通信频率传输数据，以采集未采集到数据的电表的数据。
6.本发明在采集电表的用电数据时，在集中器不能够直接采集到所有用电数据的情况下，先采用增加通信模块额定电压的方式来采集未采集到数据的电表的数据采集效率高。
7.进一步的，步骤100包括：在集中器没有接收到服务器下发的采集电表用电数据的时间内，集中器依次和每个电表建立通信握手，记录与每个电表建立通信握手的时间。
8.进一步的，步骤200中，增加集中器的通信模块的工作电压采集未采集到数据的电表的数据的方法为：集中器增加通信模块的工作电压，集中器的通信模块向所有未采集到数据的电表发送用电数据采集指令，在集中器停止接收电表上传信息的预设时间t1之后，集中器判断是否还存在未采集到数据的电表；如果采集到所有电表的用电数据则停止数据采集，同时集中器的通信模块的工作电压恢复至额定电压，如果还存在未采集到数据的电表；则集中器重新向所有未采集到数据的电表发送用电数据采集指令，以再次尝试采集未采集到数据的电表的数据；如果还是没有采集到所有电表的数据，则将未采集到数据的电表记录为通信异常电表。在等待预设之间之后，再进行下一步的判断，能够给未采集到数据的电表更多的机会，在保证等待时间合理的情况下，增加采集到未采集到数据的电表的机会；同时，在增加工作电压的情况下，再次进行尝试，能够避免通信堵塞导致的电表数据难以收集的问题。
9.进一步的，步骤200中，根据步骤100中的测试结果确定预设时间t1，当集中器接收到电表发送的数据时，预设时间重新开始计时，预设时间t1为所有电表和集中器建立通信握手的时间中最长的时间。预设时间根据步骤100中结果进行确定，能够保证等待时间在一个合理范围内。
10.进一步的，步骤200中：集中器和未采集到数据的电表采用低速通信频率传输数据的方法为：集中器的通信模块向所有的未采集到数据的电表发送用电数据采集指令和低速通信频率的指令，在集中器停止接收电表上传信息的预设时间t2之后，集中器判断是否还存在未采集到数据的电表；如果还存在未采集到数据的电表，则集中器重新向所有未采集到数据的电表发送用电数据采集指令，以再次尝试采集未采集到数据的电表的数据；如果还是没有采集到所有电表的数据，则将未采集到数据的电表记录为通信异常电表。
11.进一步的，步骤200中，根据步骤100中的测试结果确定预设时间t2，当集中器接收到电表发送的数据时，预设时间重新开始计时，预设时间t2为所有的未采集到数据的电表和集中器建立通信握手的时间中最长的时间。
12.进一步的，初始状态下，集中器与电表均设置在低速通信状态；集中器以低速通信方式向电表发送高速通信指令，电表以低速通信方式接收集中器的高速通信指令，并将电表通信方式调整至高速通信方式；电表在设定时间t2内没有收到任何数据时，电表将自己调整到低速通信方式；其中，1.5t1＞t3＞1.2t1。如此，保证了集中器在需要电表建立低速通信频率下的通信方式时，不需要考虑集中器本身是低速通信状态，而电表是高速通信频率所出现的无法建立通信连接的问题。
13.本发明的有益效果在于提供了一种避免集中器在采集电表数据时，出现信息孤岛的集中器通信过程动态调节方法。
附图说明
14.构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，使得本发明的其它特征、目的和优点变得更明显。本发明的示意性实施例附图及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
15.另外，贯穿附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素。应当理解附图是示意性的，元件和元素不一定按照比例绘制。
16.在附图中：图1是本发明实施例的步骤200的流程图。
具体实施方式
17.下面将参照附图更详细地描述本公开的实施例。虽然附图中显示了本公开的某些实施例，然而应当理解的是，本公开可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例。相反，提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本公开。应当理解的是，本公开的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本公开的保护范围。
18.另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
19.需要注意，本公开中提及的“第一”、“第二”等概念仅用于对不同的装置、模块或单元进行区分，并非用于限定这些装置、模块或单元所执行的功能的顺序或者相互依存关系。
20.需要注意，本公开中提及的“一个”、“多个”的修饰是示意性而非限制性的，本领域技术人员应当理解，除非在上下文另有明确指出，否则应该理解为“一个或多个”。
21.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本公开。
22.电力载波技术是通过采用电力线作为信息传播媒介以进行数据传输的方式，该技术常运用于远程抄表系统中。可以参考中国专利文献cn111654312a一种电力载波通信设备中记载的技术方案。所以电力载波技术在运用到远程抄表领域中之后，集中器可以通过向集中器下辖的所有电表建立电信号连接，进而获取电表中的数据如图1所示。
23.在现有的技术方案中，集中器和电表之间受到外界干扰大、或者距离集中器比较远的电表，难以向集中器传输数据，为此需要在集中器中设置多种通信模块，然后在电表中也设计相应的通信模块，以进行集中器和电表之间的信息传输，所以容易导致成本增加。
24.同时，在距离集中器比较远的电表，因为通信受阻的原因，会出现集中器难以采集该电表的信息，而出现信息孤岛的现象，目前较为常用答复方法是设置新的信息传输设备，用于建立集中器和信息孤岛（较远的电表）之间的信号连接。
25.实施例一：参考图1，本发明提供了集中器通信过程动态调节方法，包括如下步骤：步骤100：测量每个电表和集中器之间的通信响应时间。
26.集中器在非采集时间，测量每个电表和集中器建立通信握手的时间，以得到每个电表和集中器之间的通信响应时间；步骤100的具体步骤如下所示：步骤101：集中器在没有接收到服务器下发的采集电表用电数据的时间内，集中器
依次和每个电表建立通信握手，记录与每个电表建立通信握手的时间；步骤102：将每个电表与集中器建立通信握手的时间从小到大进行排序，得到电表通信响应时间排列表，对设定时间t1内没有建立通信握手的电表，通信响应时间设置为t1；其中t1为预设值，一般为集中器和所有电表在安装完成的调试阶段所置入，置入的值通常为第一次测试中，最后一个电表和集中器建立通信握手时间的1.2倍。
27.步骤200：集中器在接收到服务器下发的采集电表的用电数据的指令后，集中器向所有的电表发送用电数据采集指令，电表向集中器发送用电数。
28.步骤200具体包括：步骤201：集中器的通信模块在额定电压下工作，集中器向所有的电表发送采集信息的指令，集中器在未接收到电表上传数据的预设时间t1之后，停止接收电表的数据，并判断是否存在未采集到数据的电表；步骤202：集中器的通信模块在额定电压下工作，集中器向未采集到数据的电表发送用电数据采集指令，集中器在未接收到电表上传数据的预设时间t1之后，停止接收电表的数据，并判断是否存在未采集到数据的电表；其中，预设时间t1，是步骤100中，测试出的集中器依次和所有的电表建立通信握手的时间中所花费的最长时间。例如，集中器下辖的电表1~电表16中，集中器和电表16建立通信握手花费的时间最长；如果，集中器和电表16建立通信握手，花费了10秒钟，则t1=12s。当集中器接收到电表发送的数据时，预设时间重新开始计时。
29.如果再次尝试之后，还是存在未采集到数据的电表，则执行步骤203。
30.本实施例中步骤203存在三种方式，步骤203a和步骤203b，步骤203a和步骤203b选择一个执行，或者两个步骤依次执行。
31.步骤203a：集中器增加通信模块的工作电压，以采集未采集到数据的电表的数据；步骤203a的具体方式如下：集中器增加通信模块的工作电压，集中器的通信模块向所有未采集到数据的电表发送用电数据采集指令，在集中器停止接收电表上传信息的预设时间t2之后，集中器判断是否还存在未采集到数据的电表；如果采集到所有电表的用电数据则停止数据采集，同时集中器的通信模块的工作电压恢复至额定电压。
32.如果还存在未采集到数据的电表，集中器重新向所有未采集到数据的电表发送用电数据采集指令，以再次尝试采集未采集到数据的电表的数据。如果集中器还是没有采集到所有电表的数据，则记录未采集到数据的电表，并将集中器的工作电压恢复至额定电压。
33.根据步骤100中的测试结果确定预设时间t2，预设时间t2为所有的未采集到数据的电表和集中器建立通信握手的时间中最长的时间。当集中器接收到电表发送的数据时，预设时间重新开始计时。
34.例如，集中器判断出还存在电表15和电表16未采集到数据；在步骤100的测试数据中，电表16和集中器建立通信握手的时间为10s，电表15和集中器建立通信握手的时间为8s；则t2=10s。
35.在本实施例中，步骤203a可以通过增加集中器中通信模块的供电电压，增加通信模块对于信号的处理能力，从而能够保证将原先未接收到数据，能够重新接收到。步骤203b
则是通过降低集中器和电表之间通信频率的方式保证集中器和电表之间信号的稳定性。
36.步骤203b：集中器和未采集到数据的电表在建立通信握手之后，采用低速通信频率传输数据。
37.步骤203b的具体方式如下：集中器的通信模块向所有的未采集到数据的电表发送用电数据采集指令和低速通信频率的指令；在集中器停止接收电表上传信息的预设时间t2之后，集中器判断是否还存在未采集到数据的电表；如果还存在未采集到数据的电表，则集中器重新向所有未采集到数据的电表发送用电数据采集指令，以再次尝试采集未采集到数据的电表的数据；如果还是存在未采集到数据的电表，则将未采集到数据的电表记录为通信异常电表。
38.根据步骤100中的测试结果确定预设时间t2，预设时间t2为所有的未采集到数据的电表和集中器建立通信握手的时间中，最长的时间。
39.在本实施例中，采用了降低通信频率，以保证通信稳定的方式，让集中器和电表建立信号连接，以完成数据传输。所以步骤203a和步骤203b可以当做两个独立的技术方案，也可以两个方案相互结合至一个方案中使用。
40.也就是在增加集中器的通信模块的工作电压，也无法让集中器和所有的电表获得稳定的信号传输之后，再在增加通信模块工作电压的基础上，降低集中器和电表之间的通信频率。
41.在本技术所提供的技术方案中，提供了增加集中器通信模块的工作电压、降低集中器和电表之间通信频率完成信号连接。在实际使用中，增加工作电压是由集中器进行响应，所以能够直接使用。
42.切换通信频率需要集中器向电表发送数据，电表接收到切换通信频率的信号之后，电表才能够切换通信频率。所以，在电表和集中器之间受到干扰较大的情况下，电表和集中器之间无法在高速通信频率下建立通信握手，自然也就无法让电表切换至低速通信频率下。
43.为此，本技术将电表的初始状态设置低速通信频率，在传输数据时，有限采用高速通信频率通信；具体方式为：初始状态下，集中器与电表均设置在低速通信状态；集中器以低速通信方式向电表发送高速通信指令，电表以低速通信方式接收集中器的高速通信指令，并将电表通信方式调整至高速通信方式；电表在设定时间t3内没有收到任何数据时，电表将自己调整到低速通信方式；其中，1.5t1＞t3＞1.2t1。
44.所以，在没有执行步骤203b的方案，或者需要集中器发送让电表处于低速通信状态的指令时，集中器都是和电表先在低速通信频率下建立通信握手，然后在高速通信频率下完成用电数据传输。
45.本发明具有如下有益效果：（1）在非信息采集时间段，完成电表至集中器通信握手测试，能够不影响正常用电数据的采集。
46.（2）集中器在采集不到信号之后，依次采用了增加通信模块的供电电压、降低信号传输的通信频率的方式，最大限度的保证集中器能够把所有电表的数据采集到。
47.（3）为了保证在集中器和电表能够同步切换至低速通信状态，将电表的初始状态就设置为低速状态，让集中器和电表在建立通信握手时，采用低速通信频率建立通信握手。因为建立通信握手的字节量很少，所以不会影响通信效率，但是能够保证后续集中器和电表同步切换。
48.以上描述仅为本公开的一些较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本公开的实施例中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本公开的实施例中公开的（但不限于）具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。