數據採集集中器及數據採集方法
2023-06-08 13:32:56
專利名稱：數據採集集中器及數據採集方法
技術領域：
本發明涉及信息採集技術領域，更具體地說，涉及一種數據採集集中器及數據採集方法。
背景技術：
目前，隨著國民經濟的不斷提高，電力事業有了前所未有的發展，電力資源的需求也迅速增長。在電力業務飛速發展的同時，各個部門對信息技術的需求也在日益增多，高科技信息技術的注入為電力事業的發展提供了強有力的基礎和保障，它滲入到電力系統的各個部門、各個環節，包括生產部門、管理部門、規劃部門等，為電力企業的正常運行提供高效
管理服務。電力系統使用的電力設施在管理上具有一個明顯的特點，就是分散地分布在一個特定的地理範圍內(如一個城市或一個地區)，這給電力系統的設備管理帶來了很多困難。電力部門面臨著如何準確及時結算購售電量、系統網損等工作，為了能夠更好地為經營決策提供有力的數據依據，採用計算機技術來實現電力部門數據的信息化和自動化勢在必行。在電力系統中，現行的抄表管理模式主要有以下幾種有線485總線方式的抄表方式、電力線載波通信的抄表方式。485總線方式的抄表系統主要由電能表、採集器、集中器、數據信道機以及主臺計算機組成。其中採集器負責將若干個電錶的用電數據集中進行處理、計算及打包向上發送。 若干個採集器通過雙絞線與集中器相連，組成一個485網絡。集中轉發器負責與主臺計算機和採集器進行通信，它與主臺計算機之間的通信可選電話線、無線電、專線電纜等多種方式。485總線抄表系統存在以下缺點1.需要鋪設專用的485線路，施工布線及維護工作量大、費用高。2.網線易受人為破壞。3.線路損壞後，故障點不易查找。電力線載波通信的抄表方式的工作原理如下電力線載波通信是指通過調製、解調技術，將信息調製為高頻信號後疊加在電力線路上進行傳輸，再通過解調將信息接收的技術。該項研究，已經有幾十年的發展歷史。隨著自動抄表系統需求的不斷增長和^ternet 技術的飛速發展，利用220V低壓電力線傳輸高速數據的價值越來越為人們所重視，其不用布線、覆蓋範圍廣、連接方便的顯著特點。但在電力載波通信中，由於低壓電力線不同於普通的數據通信線路，載波信號在低壓電力線路上不僅會產生衰減，而且噪聲幹擾問題比較嚴重，因而無法保證數據的可靠性。
發明內容
本發明實施例針對現有技術中存在的上述問題，提供一種數據採集集中器及數據採集方法，無需鋪設專用線路即可實現對不同儀表中數據的採集，並保證數據傳輸的可靠性。為此，本發明實施例提供如下技術方案一種數據採集集中器，包括數據採集模塊，用於採集儀表記錄的數據；數據處理模塊，用於對所述數據採集模塊採集的數據進行處理和封裝；上報模塊，用於將所述數據處理模塊封裝後的數據通過通用網絡發送到系統服務
ο可選地，所述數據採集模塊包括RS232接口和/或RS485接口。可選地，所述數據採集模塊包括射頻模塊，用於通過射頻方式採集儀表記錄的數據。可選地，所述上報模塊，具體用於通過乙太網接口或無線模塊將所述數據處理模塊封裝後的數據發送到系統伺服器。優選地，所述數據採集集中器還包括存儲模塊，用於存儲所述數據採集模塊採集的數據。一種數據採集方法，包括採集儀表記錄的數據；對採集的數據進行處理和封裝；將封裝後的數據通過通用網絡發送到系統伺服器。可選地，所述採集儀表記錄的數據包括通過RS232接口和/或RS485接口採集儀表記錄的數據。可選地，所述採集儀表記錄的數據還包括通過射頻方式採集儀表記錄的數據。可選地，所述將封裝後的數據發送到系統伺服器包括通過乙太網接口或無線模塊將封裝後的數據發送到系統伺服器。優選地，所述方法還包括存儲採集的數據。本發明實施例數據採集集中器及數據採集方法，可以通過有線和/或無線方式支持多種規格的儀表數據採集，並且在處理上相互獨立，互不幹擾，而且，通過通用網絡將數據發送到系統伺服器。利用本發明實施例的數據採集集中器，不需要鋪設專用線路，施工簡單，安裝成本低，而且抗幹擾能力強，數據採集及傳輸的可靠性高。組網靈活性好，應用範圍廣，不僅可應用於電力，還可應用於水、氣等場合的抄表。
圖1是本發明實施例數據採集集中器的一種結構示意圖；圖2是本發明實施例數據採集集中器的具體應用結構示意圖；圖3是本發明實施例數據採集方法的流程圖。
具體實施例方式為了使本技術領域的人員更好地理解本發明實施例的方案，下面結合附圖和實施方式對本發明實施例作進一步的詳細說明。
如圖1所示，是本發明實施例數據採集集中器的一種結構示意圖。在該實施例中，所述數據採集集中器包括數據採集模塊101，用於採集儀表記錄的數據；數據處理模塊102，用於對所述數據採集模塊101採集的數據進行處理和封裝；上報模塊103，用於將所述數據處理模塊102封裝後的數據通過通用網絡發送到系統伺服器。在本發明實施例中，數據採集模塊101可以採集多種不同類型儀表的數據，比如， 電錶、氣表、水錶等，該數據採集模塊101包括一個或多個RS232接口、和/或RS485接口、 和/或射頻模塊，因此，可以根據需要，同時通過各種串口有線方式和射頻無線方式採集儀表記錄的數據。在本發明實施例中，上報模塊103具體可以通過乙太網接口或無線模塊將所述數據處理模塊102封裝後的數據發送到系統伺服器。因此，對於不同的數據發送方式，數據處理模塊102需要對所述數據採集模塊101 採集的數據進行不同的處理和封裝。比如，數據處理模塊102通過對數據採集模塊101採集的數據進行幀過濾和解析。因為實際發送的數據包，需要封裝成包含了接收者物理地址的特殊格式的數據幀，所有的節點都可以收到數據幀並檢查幀頭，只有該幀的接收者才接收該幀，其他接收者不經處理直接丟棄，即前面提到的幀過濾。數據處理模塊102檢查經過幀過濾後得到的數據包的 MAC (Media AccessControl，媒體接入控制)地址，如果該MAC地址與所述數據採集集中器的MAC地址相同，則對該數據包進行解析，具體可以是對其檢查包頭、提取命令，然後添加包頭後再發送到系統伺服器。如果該MAC地址與所述數據採集集中器的MAC地址不同，即對於非本節點的數據包，對其更新路由，然後再轉發，如果找不到路由表，則將該數據包丟棄。本發明實施例的數據採集集中器可以作為遠程抄表系統的中心設備，連通系統伺服器和用戶表，安裝於臺區變壓器低壓側，採集所有表的數據並對採集的數據進行處理和封裝，將封裝後的數據通過通用網絡發送到系統伺服器。從而無需鋪設專用線路即可實現對不同儀表中數據的採集，並保證數據傳輸的可靠性。另外，在本發明實施例中，所述數據採集集中器還可進一步包括採集模塊(未圖示)，用於存儲數據採集模塊101採集的數據，以方便對採集數據的查詢。需要說明的是，以上所描述的數據採集集中器實施例僅僅是示意性的，其中所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為模塊的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位於一個地方，或者也可以分布到多個網絡單元上。可以根據實際的需要選擇其中的部分或者全部模塊來實現本實施例方案的目的。本領域普通技術人員在不付出創造性勞動的情況下，即可以理解並實施。例如，圖2是本發明實施例數據採集集中器的具體應用結構示意圖。該實施例的數據採集集中器集成了無線和有線數據採集功能，可以同時處理來自無線和有線的採集數據，而且，通過不同方式的數據採集在邏輯上相互獨立，無互相依賴， 也無互相干擾。在該實施例中，將數據採集、處理和上報功能集成於一體，由高性能增強嵌入式 CPU來實現，即圖2中所示的核心板模塊200，並且配有串口 201、USB(Universal SerialBUS，通用串行總線)接口 202、乙太網接口 203。其中，串口 201可以包括RS232接口和/或 RS485接口。除此之外，還可以配有射頻模塊204和無線模塊205，該無線模塊205可以是 GSM(Global System of Mobile communication，全球移動通訊系統)模塊或GPRS (General Packet Radio Service，通用分組無線服務)模塊或 CDMA(CodeDivision Multiple Access，稱碼分多址)模塊。需要說明的是，上述各接口及模塊可根據需要同時選用，也可以選擇其中的部分接口。比如，核心板模塊200可以通過串口 201採集儀表數據，也可以通過射頻模塊204 採集儀表數據，同時處理來自串口 201和射頻模塊204的數據，它們之間相互獨立，做到了有線和無線的無縫集成。其中，射頻模塊204可以通過微功率無線射頻和儀表通信，採集儀表數據。再比如，在和系統伺服器的通信中，核心板模塊200可以通過乙太網接口 203與系統伺服器進行通信，在這種情況下，該數據採集集中器可以作為一個DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol，動態主機設置協議)客戶端；另外，核心板模塊200還可以通過無線模塊205與系統伺服器進行通信。從而做到了有線和無線方式的兼容。由此可見，本發明實施例的數據採集集中器採用高性能增強嵌入式CPU，嵌入式的作業系統，短距離的無線射頻技術。可利用移動公網GPRS/CDMA或乙太網和電力負荷管理主站進行通訊。數據採集集中器可以直接接收主站的命令來將用戶的儀表參數、以及運行中的一些重要信息和告警信息主動上報。數據採集集中器支持多種規格的儀表數據採集， 並且在處理上相互獨立，互不幹擾。利用本發明實施例的數據採集集中器，不需要鋪設專用線路，施工簡單，安裝成本低，而且抗幹擾能力強，數據採集及傳輸的可靠性高。組網靈活性好，應用範圍廣，不僅可應用於電力，還可應用於水、氣等場合的抄表需求。相應地，本發明實施例還提供一種數據採集方法，如圖3所示，是該方法的流程圖，包括以下步驟步驟301，採集儀表記錄的數據。其中，所述儀表可以包括以下任意一項或多項電錶、氣表、水錶。具體地，可以通過有線方式，比如通過RS232接口和/或RS485接口採集儀表記錄的數據，還可以通過射頻方式採集儀表記錄的數據，比如通過433MHz射頻技術、或者Zibee 技術(一種短距離、低功耗的無線通信技術)、或者2. 4GHz射頻技術。步驟302，對採集的數據進行處理和封裝。比如，不論是對有線方式還是無線方式採集到的數據進行如下表1所示封裝格式表1
權利要求
1.一種數據採集集中器，其特徵在於，包括 數據採集模塊，用於採集儀表記錄的數據；數據處理模塊，用於對所述數據採集模塊採集的數據進行處理和封裝； 上報模塊，用於將所述數據處理模塊封裝後的數據通過通用網絡發送到系統伺服器。
2.如權利要求1所述的數據採集集中器，其特徵在於，所述數據採集模塊包括RS232 接口和/或RS485接口。
3.如權利要求1或2所述的數據採集集中器，其特徵在於，所述數據採集模塊包括 射頻模塊，用於通過射頻方式採集儀表記錄的數據。
4.如權利要求1所述的數據採集集中器，其特徵在於，所述上報模塊，具體用於通過乙太網接口或無線模塊將所述數據處理模塊封裝後的數據發送到系統伺服器。
5.如權利要求1至4任一項所述的數據採集集中器，其特徵在於，還包括 存儲模塊，用於存儲所述數據採集模塊採集的數據。
6.一種數據採集方法，其特徵在於，包括 採集儀表記錄的數據；對採集的數據進行處理和封裝； 將封裝後的數據通過通用網絡發送到系統伺服器。
7.如權利要求6所述的數據採集方法，其特徵在於，所述採集儀表記錄的數據包括 通過RS232接口和/或RS485接口採集儀表記錄的數據。
8.如權利要求6或7所述的數據採集方法，其特徵在於，所述採集儀表記錄的數據還包括通過射頻方式採集儀表記錄的數據。
9.如權利要求6所述的數據採集方法，其特徵在於，所述將封裝後的數據發送到系統伺服器包括通過乙太網接口或無線模塊將封裝後的數據發送到系統伺服器。
10.如權利要求6至9任一項所述的數據採集方法，其特徵在於，所述方法還包括 存儲採集的數據。
全文摘要
本發明涉及信息採集技術領域，公開了一種數據採集集中器及數據採集方法，該數據採集集中器包括數據採集模塊，用於採集儀表記錄的數據；數據處理模塊，用於對所述數據採集模塊採集的數據進行處理和封裝；上報模塊，用於將所述數據處理模塊封裝後的數據通過通用網絡發送到系統伺服器。本發明數據採集集中器及數據採集方法可以應用於電力、水、氣等多種場合的抄表，無需鋪設專用線路，即可實現對採集數據的傳輸，而且，數據採集及傳輸的可靠性高。
文檔編號H04L29/08GK102184630SQ20111011861
公開日2011年9月14日 申請日期2011年5月9日 優先權日2011年5月9日
發明者戴哲, 陳雄堅 申請人:廣州從興電子開發有限公司