一种基于集中用电用户的用电信息报文远程交互系统的制作方法

本发明涉及电力数据，具体为一种基于集中用电用户的用电信息报文远程交互系统。

背景技术：

1、电力行业是人民生活与发展的重要组成部分，而电力行业的发展依赖于高效的电力系统，电力系统作为工业物联网的主要创新应用，可以通过物联网技术将电网中的各种设备连接起来，从而形成智能电网，传统的电力信息采集主要依靠人工来完成，存在工作效率低的缺点，并且会导致劳动力的浪费，现有技术可智能化地采集用电信息。

2、现有专利：一种用电信息采集终端的交互系统及其使用方法，专利号为：cn115378132a，；其提出：“本发明提供了一种用电信息采集终端的交互系统及其使用方法，涉及用电信息采集的技术领域，包括：应用于终端设备的虚拟模块，虚拟模块包括：按键模块，液晶显示模块和通信模块，应用于用电信息采集终端的通信管理模块，虚拟模块与通信管理模块通过蓝牙进行通信；按键模块用于模拟并显示用电信息采集终端中的按键，用于获取工作人员的操作信息，将操作信息发送给通信管理模块；通信管理模块用于根据操作信息生成目标报文，基于目标报文获取用电信息采集终端中对应的反馈报文，将目标报文和/或反馈报文发送给虚拟模块，其中，对应的报文包括：液晶点阵信息的获取报文和通信报文，解决了获取用电信息采集终端数据时过程繁琐效率较低的技术问题”

3、但是，上述专利以及现有技术的用电信息报文远程交互系统还存在缺陷，包括：

4、1、报文数据的处理量较为庞大，短时间内大量数据的汇入，不仅会极大占用系统的算力，造成系统宕机，并且驳杂的数据容易出现错误和冗余，其接收的过程缺乏优化；

5、2、当所汇集数据内存在错误时，缺乏查验措施，而人工进行查验，不仅工作量大，准确性还较低，难以提供故障率，为后续的维护带来困难。

技术实现思路

1、(一)解决的技术问题

2、针对现有技术所存在的上述缺点，本发明提供了一种基于集中用电用户的用电信息报文远程交互系统，能够有效地解决现有技术的问题。

3、(二)技术方案

4、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现，

5、本发明公开了一种基于集中用电用户的用电信息报文远程交互系统，包括：

6、主控端，作为管理端，进行运行指令的编辑与传递，接收各子节点的反馈数据；

7、网络配置模块，用于认证并对接4g/5g网络，对各功能模块进行用网权限的启停；

8、采集规划模块，用于作为报文的采集主端，周期性规划采集任务，进行信息采集命令的发布；

9、集中器通信模块，用于构造信息采集条目，广播携带信息采集条目的中央信标帧；

10、电能表通信模块，用于接收集中器通信模块广播的中央信标帧，根据信息采集条目的内容，预先读取电能表内容，根据采集规划模块的规划采集任务周期性上报采集响应数据；

11、特征提取模块，用于汇集数据，并对汇集数据进行特征提取，将提取的特征数据封装成一个或多个报文上传给主控端，通过批量确认的方式对发送端进行确认；

12、模拟传输模块，用于对待发送的报文在预设时段进行模拟发送，对发送结果进行判定，将通过判定的报文以模拟发送属性进行实际发送；

13、节点分配模块，用于确定采集节点，对待采集节点进行标记，将标记后的节点参与分配排序，向集中器通信模块和电能表通信模块开放控制权限；

14、中继拦截模块，用于作为采集数据进行介入筛选，对疑问数据进行拦截。

15、更进一步地，所述主控端接收数据的传输信道采用二进制相移键控调制方式，以单载波频分多址技术承载数据传输，设置3.75khz的子载波间隔，传输速率为160-200kbit/s。

16、更进一步地，所述采集规划模块下部署有中继代理节点，在电能表通信模块无法进行中央信标帧发送时，向电能表通信模块进行代理信标帧的发送，作为备用节点。

17、更进一步地，所述特征提取模块在传输过程中，判定是否存在故障，若存在，则通过切换路由向备用中继节点重传，并进行网络配置模块网络设置重置，直至特征提取模块上传报文成功，若不存在，则按照预定设置持续运行。

18、更进一步地，所述特征提取模块上报报文前，将报文添加至重传列表备份，当收到上级接收节点的确认后，再从重传列表中删除，并构造批量确认报文发送给主控端，批量确认带传输报文后，对没有接收到响应数据的下级节点进行标记。

19、更进一步地，所述特征提取模块将汇集的响应数据上报后，通过直连节点传输，并维护数个备用节点，当与直连节点通信失败时，特征提取模块会筛选向通信质量最好的备用节点进行重传。

20、更进一步地，所述模拟传输模块确认待模拟数据后，建立新模拟周期，将后续添加的待模拟数据在下一模拟周期内排序。

21、更进一步地，所述集中器通信模块通过无线网络交互连接有核验查缺模块，所述核验查缺模块用于在集中器通信模块收集完所有数据后，进行并完成每个节点数据的完整性及连续性的检查，对缺漏的数据进行补点。

22、更进一步地，所述核验查缺模块通过孤立森林算法统计异常率，公式如下：

23、y＝-f(-f(x))，100(1-z)；

24、式中，y代表异常率；

25、f代表连续计算某点概率函数；

26、x代表计算样本数值；

27、z代表异常样本数值。

28、更进一步地，所述主控端与网络配置模块和采集规划模块通过无线网络交互连接，所述采集规划模块与集中器通信模块和电能表通信模块通过无线网络交互连接，所述集中器通信模块与电能表通信模块通过电信号通讯连接，所述采集规划模块与节点分配模块和中继拦截模块通过电信号通讯连接，所述采集规划模块与特征提取模块通过无线网络交互连接，所述特征提取模块与模拟传输模块通过无线网络交互连接，所述特征提取模块与主控端通过电信号通讯连接。

29、(三)有益效果

30、采用本发明提供的技术方案，与已知的现有技术相比，具有如下有益效果，

31、1、通过优化报文的传输方式，规划采集周期，将需要上传的大量报文进行合理分配与排序，以缓解系统处理压力，提升数据的吞吐量，进而提升数据处理能力，在交互过程中，实现更为高效的采集和接收过程。

32、2、通过模拟传输过程，可对待发送的报文在预设时段进行模拟发送，并将模拟结果合理的报文按照以模拟发送属性进行实际发送，进而预先规避可能导致传输失败的因素，降低故障率，提升处理速度。

33、3、通过对错漏数据的补充，以保证每个节点数据的完整性和连续性，提供异常率数据，以便于后续维护，帮助用户分辨所获取数据的准确性。

技术特征：

1.一种基于集中用电用户的用电信息报文远程交互系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种基于集中用电用户的用电信息报文远程交互系统，其特征在于，所述主控端(1)接收数据的传输信道采用二进制相移键控调制方式，以单载波频分多址技术承载数据传输，设置3.75khz的子载波间隔，传输速率为160-200kbit/s。

3.根据权利要求1所述的一种基于集中用电用户的用电信息报文远程交互系统，其特征在于，所述采集规划模块(3)下部署有中继代理节点，在电能表通信模块(5)无法进行中央信标帧发送时，向电能表通信模块(5)进行代理信标帧的发送，作为备用节点。

4.根据权利要求1所述的一种基于集中用电用户的用电信息报文远程交互系统，其特征在于，所述特征提取模块(6)在传输过程中，判定是否存在故障，若存在，则通过切换路由向备用中继节点重传，并进行网络配置模块(2)网络设置重置，直至特征提取模块(6)上传报文成功，若不存在，则按照预定设置持续运行。

5.根据权利要求1所述的一种基于集中用电用户的用电信息报文远程交互系统，其特征在于，所述特征提取模块(6)上报报文前，将报文添加至重传列表备份，当收到上级接收节点的确认后，再从重传列表中删除，并构造批量确认报文发送给主控端(1)，批量确认带传输报文后，对没有接收到响应数据的下级节点进行标记。

6.根据权利要求1所述的一种基于集中用电用户的用电信息报文远程交互系统，其特征在于，所述特征提取模块(6)将汇集的响应数据上报后，通过直连节点传输，并维护数个备用节点，当与直连节点通信失败时，特征提取模块(6)会筛选向通信质量最好的备用节点进行重传。

7.根据权利要求1所述的一种基于集中用电用户的用电信息报文远程交互系统，其特征在于，所述模拟传输模块(7)确认待模拟数据后，建立新模拟周期，将后续添加的待模拟数据在下一模拟周期内排序。

8.根据权利要求1所述的一种基于集中用电用户的用电信息报文远程交互系统，其特征在于，所述集中器通信模块(4)通过无线网络交互连接有核验查缺模块(10)，所述核验查缺模块(10)用于在集中器通信模块(4)收集完所有数据后，进行并完成每个节点数据的完整性及连续性的检查，对缺漏的数据进行补点。

9.根据权利要求8所述的一种基于集中用电用户的用电信息报文远程交互系统，所述核验查缺模块(10)通过孤立森林算法统计异常率，公式如下：

10.根据权利要求1所述的一种基于集中用电用户的用电信息报文远程交互系统，其特征在于，所述主控端(1)与网络配置模块(2)和采集规划模块(3)通过无线网络交互连接，所述采集规划模块(3)与集中器通信模块(4)和电能表通信模块(5)通过无线网络交互连接，所述集中器通信模块(4)与电能表通信模块(5)通过电信号通讯连接，所述采集规划模块(3)与节点分配模块(8)和中继拦截模块(9)通过电信号通讯连接，所述采集规划模块(3)与特征提取模块(6)通过无线网络交互连接，所述特征提取模块(6)与模拟传输模块(7)通过无线网络交互连接，所述特征提取模块(6)与主控端(1)通过电信号通讯连接。

技术总结
本发明公开了一种基于集中用电用户的用电信息报文远程交互系统，涉及电力数据领域，包括：主控端，作为管理端，进行运行指令的编辑与传递，接收各子节点的反馈数据；网络配置模块，用于认证并对接4G/5G网络，对各功能模块进行用网权限的启停；采集规划模块，用于作为报文的采集主端，周期性规划采集任务，进行信息采集命令的发布；集中器通信模块，用于构造信息采集条目，广播携带信息采集条目的中央信标帧；通过优化报文的传输方式，规划采集周期，将需要上传的大量报文进行合理分配与排序，以缓解系统处理压力，提升数据的吞吐量，进而提升数据处理能力，在交互过程中，实现更为高效的采集和接收过程。

技术研发人员：林文娟,曹宏宇,田文,刘惠颖,文茹馨,张洋,孙洋,王宗晶,康德功,刘承卿
受保护的技术使用者：国网黑龙江省电力有限公司营销服务中心
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14