一種集中器雙模本地通信模塊裝置製造方法
2023-11-09 17:21:57
一種集中器雙模本地通信模塊裝置製造方法
【專利摘要】本發明涉及一種集中器雙模本地通信模塊裝置，包括：電能表檔案接收機構，其用於接收集中器下發的集抄臺區的電能表檔案；搜表機構，其對所述電能表檔案接收機構接收到的電能表檔案進行搜表，得到所述集抄臺區的所有通信節點；通信測試機構，其用於進行所述集抄臺區的所有通信節點間的通信測試，該通信測試共進行16輪次；通信信息矩陣生成機構，其用於根據所述16輪次的通信測試的結果生成所述集抄臺區的通信節點間的通信信息矩陣表；通信路徑確定機構，其用於根據所述通信信息矩陣表確定所述集抄臺區的每個通信節點的通信路徑。本發明解決了現有技術存在的測試工作量過大的問題，提高了組網效率，且具有通信路徑穩定可靠的優點。
【專利說明】一種集中器雙模本地通信模塊裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及電力用戶用電信息採集系統的組成部件，尤其涉及其集中器雙模本地通信模塊裝置。
【背景技術】
[0002]集中器本地通信模塊裝置是用戶用電信息採集系統的重要組成部件，由於集中器本地通信模塊裝置的不同，往往會使得找到集抄臺區的最優通信路徑的效率有很大差異，從而影響通信的效率和可靠性。目前全國電力系統的用戶用電信息採集系統的集中器本地通信模塊裝置主要採用遍歷路徑的方法，通過將集抄臺區可能存在的通信路徑逐個測試，找出能用於通信的路徑並記憶下來，最終形成整個臺區的通信網絡。但是，此方法測試量巨大，測試效率低，很難找出集抄臺區可能存在的最優通信路徑，因此通信可靠性很低。
[0003]以一個具有500個電能表的集抄臺區為例。假如採用採集器模式，形成50個通信節點，並假設直招節點為20個，一級節點為10個，二級節點為10個，三級節點為10個；直招通信一次時間為4秒,一級中繼通信一次時間為6秒,二級中繼通信一次時間為8秒,三級中繼通信一次時間為10秒，最終需3級中繼，且假設每個節點僅有一條通信路徑，用遍曆法找出通信路徑所需時間為:
[0004]4*50+6*20*30+8*10*20+10*10*10/3600 = 1.78 小時
[0005]實際中，因每個通信節點不止有一條通信路徑，假設每個通信節點存在32條通信路徑，用遍曆法搜索一輪，找出所有通信路徑所需時間可能為1.78*32 = 56.96小時；但是，測試一輪往往難以保證路徑的可靠性，為了得到可靠路徑，必須進行多輪測試，如果測試16輪得到可靠路徑需要56.96*16 = 911.36小時。因此，組網效率特別低，實際應用中無法完成最優路徑的探測，也無法保證通信路徑的可靠性。
[0006]雖然各個廠家對集中器雙模本地通信模塊裝置進行了改進，並對其遍曆法進行了優化，如只記憶3條路徑(測試中隨機得到)，重複測試進行排序，在實際通信中根據成功率進行淘汰和繼續搜索補充新路徑，但顯然這種集中器雙模本地通信模塊裝置很難找到集抄臺區中實際存在的最優通信路徑。特別是載波通信存在時變性特點，更無法找到最優的契合時段性特點的最優路徑。
[0007]因此，目前迫切需要一種能夠快速地找到可靠的最優通信路徑，從而提高組網效率，且使得通信路徑穩定可靠的集中器雙模本地通信模塊裝置。
【發明內容】
[0008]本發明旨在提供一種集中器雙模本地通信模塊裝置，通過該集中器雙模本地通信模塊裝置能解決利用路徑遍歷測試集抄臺區存在的測試工作量過大的問題，且能提高組網效率，並且其具有通信路徑穩定可靠的優點。
[0009]為此，本發明提供一種集中器雙模本地通信模塊裝置，其能夠快速地確定整個集抄臺區的通信路徑，包括電能表檔案接收機構，其用於接收集中器下發的集抄臺區的電能表檔案；搜表機構，其對所述電能表檔案接收機構接收到的電能表檔案進行搜表，得到所述集抄臺區的所有通信節點；通信測試機構，其用於進行所述集抄臺區的所有通信節點間的通信測試，該通信測試共進行16輪次；通信信息矩陣生成機構，其用於根據所述16輪次的通信測試的結果生成所述集抄臺區的通信節點間的通信信息矩陣表；通信路徑確定機構，其用於根據所述通信信息矩陣表確定所述集抄臺區的每個通信節點的通信路徑。
[0010]進一步地，其中，所述通信路徑確定機構包括效率通信路徑確定機構和可靠通信路徑確定機構，所述效率通信路徑確定機構用於確定用於所述集抄臺區數據採集的通信效率高的28條效率通信路徑；所述可靠通信路徑確定機構用於確定用於所述集抄臺區拉合閘控制的通信成功率高的4條可靠通信路徑。
[0011]更進一步地，其中，所述通信信息矩陣表包括以下內容:(1)總的節點間測試次數；(2)載波通信測試成功次數；(3)載波通信信號強度；(4)無線通信測試成功次數；(5)無線通信信號強度。
[0012]再進一步地，其中，所述效率通信路徑確定機構在確定所述效率通信路徑時無線通信的權重較大，使得即使在多次重發的狀況下，數據採集成功總用時仍然較少。
[0013]再更進一步地，其中，所述可靠通信路徑確定機構在確定所述可靠通信路徑時完全採用雙模異步通信，使得在拉合閘控制時每次控制均有最高的成功率。
[0014]此外，其中，所述通信測試機構在進行所述集抄臺區的所有通信節點間的通信測試時分兩階段進行，第一階段是在所述搜表機構進行搜表的同時進行共計8輪次的通信測試，第二階段是在所述搜表機構搜表結束之後再進行共計8輪次的全節點通信測試。
[0015]另一方面，其中，所述集中器雙模本地通信模塊裝置進一步包括路徑排序機構，其用於依據通信成功率高低對所述28條效率通信路徑和4條可靠通信路徑進行排序，在實際通信時先使用通信成功率的路徑。
[0016]本發明所述的集中器雙模本地通信模塊裝置對集抄臺區通信節點間進行點對點通信測試，將測試結果匯整成整個集抄臺區通信節點間的通信信息矩陣表，利用此矩陣表可計算出集抄臺區的所有存在的通信路徑並按通信成功率進行排序；且在路徑計算中，選擇不同的參數，可得到效率路徑和可靠路徑，分別針對性用於臺區數據採集和拉合閘控制，可使臺區數據採集效率和拉合閘控制可靠性均較高。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1是本發明的集中器雙模本地通信模塊裝置的示意圖。
[0018]圖2是第一階段的通信測試的流程圖。
[0019]圖3是第二階段，即全部節點通信測試階段的通信測試的流程圖。
[0020]圖4是具有5個通信節點的集抄臺區的通信路徑示意圖。
【具體實施方式】
[0021 ] 下面結合附圖詳細描述本發明的【具體實施方式】。
[0022]本發明涉及一種能夠快速地確定整個集抄臺區的最優通信路徑的集中器雙模本地通信模塊裝置。如圖1所示，該集中器雙模本地通信模塊裝置包括電能表檔案接收機構、搜表機構、通信測試機構、通信信息矩陣生成機構和通信路徑確定機構。其中，在該集中器上電之後，會下發整個集抄臺區的電能表檔案，通常為電能表地址，所述電能表檔案接收機構則用於接收集中器下發的集抄臺區的電能表檔案。在所述電能表檔案接收機構接收到電能表檔案之後，所述搜表機構對所述電能表檔案接收機構接收到的電能表檔案進行搜表，通過搜表而得到所述集抄臺區的所有通信節點。而所述通信測試機構用於進行所述集抄臺區的所有通信節點間的通信測試，該通信測試共進行16輪次。所述通信信息矩陣生成機構則用於根據所述16輪次的通信測試的結果生成所述集抄臺區的通信節點間的通信信息矩陣表。在得到通信信息矩陣表之後，所述通信路徑確定機構根據所述通信信息矩陣表確定所述集抄臺區的每個通信節點的通信路徑。
[0023]為了提高效率，所述通信測試機構在進行所述集抄臺區的所有通信節點間的通信測試時分兩階段進行，第一階段是在所述搜表機構進行搜表的同時進行共計8輪次的通信測試，第二階段是在所述搜表機構搜表結束之後再進行共計8輪次的節點全速測試，即全節點通信測試。
[0024]圖2示出了第一階段的通信測試的流程圖。如圖2所示，其是在所述搜表機構進行搜表的同時進行通信測試和初始路徑確定，即確定那條路徑是通的，並將相應結果填入本輪次的通信信息矩陣表中。這種邊搜索邊通信測試邊確定初始路徑的方式不用等待搜表結束之後再進行通信測試和初始路徑確定，因此效率較高。
[0025]如圖2所示，集中器上電後將下發電能表檔案，通常為電能表地址，接著電能表檔案接收機構接收集中器下發的電能表地址，然後搜表機構進行搜表，如果一輪搜表沒有結束，則繼續進行搜表，如果一輪搜表結束，則通信測試機構開始進行節點間通信測試。如果該輪所搜到的所有節點間的通信測試沒有完成，則繼續進行通信測試，如果該輪所搜到的所有節點間的通信都已完成，則確定初始通信路徑，即哪條路徑是通的，並將相關結果填入本輪的通信信息矩陣表。如果所有節點間的初始通信路徑未確定完畢，即未確定完畢各個通信路徑是否是通的，則繼續進行初始通信路徑的確定，如果所有節點間的初始通信路徑已確定完畢，則第一輪結束，形成該輪的通信信息矩陣表並讓搜表計數器加I。接著判斷搜表輪次是否大於8次，如果小於8次，則判斷集中器下發的電能表檔案是否全部搜索完畢，如果全部搜索完畢，則進入第二階段的節點全速測試階段，即全部節點測試階段，如果沒有全部搜索完畢，則繼續進行搜索；如果大於等於8次，則剔除未找到的電錶地址，直接進入第二階段的節點全速測試階段。
[0026]第一階段的通信測試共進行8輪次:
[0027]第一輪:直招搜表、節點通信測試、路徑確定即確定節點間通信是否是通的並形成本輪的通信信息矩陣表；
[0028]第二輪:直招搜表、一級中繼搜表、節點通信測試、路徑確定即確定節點間通信是否是通的並形成本輪的通信信息矩陣表；
[0029]第三輪:直招搜表、一級中繼搜表、二級中繼搜表、節點通信側試、路徑確定即確定節點間通信是否是通的並形成本輪的通信信息矩陣表；
[0030].........[0031]第η輪:直招搜表、一級中繼搜表、二級中繼搜表.........η-l級中繼搜表、節點
通信測試、路徑確定即確定節點間通信是否是通的並形成本輪的通信信息矩陣表。
[0032]在第一階段，搜表、節點通信側試、路徑確定順序按倫次進行，一直到8輪或下發檔案電錶全部搜到結束。在該階段，共進行8個輪次的通信測試，從而形成8個輪次的通信信息矩陣表。
[0033]如果在8輪搜表全部結束後仍存在未找到電錶，那麼雙模本地通信模塊裝置會踢掉未找到的電錶地址，當集中器再次抄到此電錶時雙模本地通信模塊裝置記憶該電錶地址，在節點全速測試階段和自動運行階段啟動定時搜表功能，進行定時搜表。
[0034]邊搜表、邊通信測試、邊路徑確定即確定通信路徑是否是通的方式雖然效率較高，但是，由於搜表沒有結束，因此並沒有得到整個抄表臺區的所有節點，因此通信路徑是不完全的，所以必須進行第二階段的全部節點通信測試。
[0035]圖3示出了第二階段即全部節點通信測試階段的通信測試的流程圖。如圖3所示，全部節點通信測試階段共進行8輪，其過程相同。其中，每輪的過程為:指定一個節點，對集抄臺區其餘節點進行點對點通信測試，直至第一個節點測試結束；指定第二個節點，對
集抄臺區其餘節點進行點對點通信測試，直至第二個節點測試結束。.......，重複以上過
程，直至集抄臺區所有節點測試結束，完成第一輪測試，然後確定通信路徑即確定通信路徑是否是通的，並形成本輪的通信信息矩陣表。重複以上過程，直至8輪測試全部結束。
[0036]將第一階段和第二階段得到的16個輪次的通信信息矩陣表合成為整個集抄臺區的通信信息矩陣總表。所述通信信息矩陣表包括以下內容:(I)總的節點間測試次數；(2)載波通信測試成功次數；(3)載波通信信號強度；(4)無線通信測試成功次數；(5)無線通信信號強度。然後就可以依據通信信息矩陣總表確定最終的通信路徑。
[0037]由於在整個集抄臺區中，有些通信路徑是用於數據採集的，有些通信路徑是用於拉合閘控制的，因此，優選地，所述通信路徑確定機構包括效率通信路徑確定機構和可靠通信路徑確定機構，所述效率通信路徑確定機構用於確定用於所述集抄臺區數據採集的通信效率高的28條效率通信路徑；所述可靠通信路徑確定機構用於確定用於所述集抄臺區拉合閘控制的通信成功率高的4條可靠通信路徑。實際上可確定的通信路徑大於32條，但是，在實際使用中發現，32條通信路徑足以保證可靠地進行數據採集和拉合閘控制，因此，選擇了 32條通/[目路徑。
[0038]此外，由於無線通信比載波通信的效率高，所以所述效率通信路徑確定機構在確定所述效率通信路徑時無線通信的權重較大，使得即使在多次重發的狀況下，數據採集成功總用時仍然較少。
[0039]而且，由於雙模異步通信的可靠性高，所以所述可靠通信路徑確定機構在確定所述可靠通信路徑時完全採用雙模異步通信，使得在拉合閘控制時每次控制均有最高的成功率。
[0040]最後，集中器雙模本地通信模塊裝置進一步包括路徑排序機構，其用於依據通信成功率高低對所述28條效率通信路徑和4條可靠通信路徑進行排序，在實際通信時先使用通信成功率的路徑。在實際通信時通信路徑的切換方法為:1.首先使用第一條路徑進行通信，如果連續兩次通信不成功，則切換第二條路徑進行通信；2.第二條通信路徑只使用一次，如果通信不成功，則切換回第一條路徑進行通信；3.使用第一條路徑進行通信，如果連續兩次通信不成功，則切換第三條路徑進行通信；4.第三條通信路徑只使用一次，如果通
信不成功，則切換回第一條路徑進行通信......；依次類推，直至切換的通信路徑成功率
低於30%，則不再繼續向下進行路徑切換。[0041]下面以具有5個通信節點(包括集中器共6個節點)的集抄臺區為例說明本發明的通信信息矩陣表的生成過程和通信路徑確定過程。為方便說明，將測試和路徑確定分開來說明。
[0042]如圖4所示，通過搜表共產生了 5個通信節點(2、3、4、5、6 ;1為集中器)。第一步，集中器會與每個通信節點進行點對點通信測試，測試過程的通信採用異步雙模方式:即首先發一幀無線測試幀，緊接著再發一幀載波測試幀，最後將測試結果填入矩陣表，得到下表一的結果:
[0043]
【權利要求】
1.一種集中器雙模本地通信模塊裝置，其能夠快速地確定整個集抄臺區的通信路徑，包括: 電能表檔案接收機構，其用於接收集中器下發的集抄臺區的電能表檔案； 搜表機構，其對所述電能表檔案接收機構接收到的電能表檔案進行搜表，得到所述集抄臺區的所有通信節點； 通信測試機構，其用於進行所述集抄臺區的通信節點間的通信測試，該通信測試共進行16輪次； 通信信息矩陣生成機構，其用於根據所述通信測試的結果生成所述集抄臺區的通信節點間的通彳目?目息矩陣表； 通信路徑確定機構，其用於根據所述通信信息矩陣表確定所述集抄臺區的每個通信節點的通信路徑。
2.如權利要求1所述的集中器雙模本地通信模塊裝置，其中，所述通信路徑確定機構包括效率通信路徑確定機構和可靠通信路徑確定機構，所述效率通信路徑確定機構用於確定用於所述集抄臺區數據採集的通信效率高的28條效率通信路徑；所述可靠通信路徑確定機構用於確定用於所述集抄臺區拉合閘控制的通信成功率高的4條可靠通信路徑。
3.如權利要求1所述的集中器雙模本地通信模塊裝置，其中，所述通信信息矩陣表包括以下內容:(I)總的節點間測試次數；(2)載波通信測試成功次數；(3)載波通信信號強度；(4)無線通信測試成功次數；(5)無線通信信號強度。
4.如權利要求2所述的集中器雙模本地通信模塊裝置，其中，所述效率通信路徑確定機構在確定所述效率通信路徑時無線通信的權重較大，使得即使在多次重發的狀況下，數據採集成功總用時仍然較少。
5.如權利要求2所述的集中器雙模本地通信模塊裝置，其中，所述可靠通信路徑確定機構在確定所述可靠通信路徑時完全採用雙模異步通信，使得在拉合閘控制時每次控制均有最聞的成功率。
6.如權利要求1所述的集中器雙模本地通信模塊裝置，其中，所述通信測試機構在進行所述集抄臺區的所有通信節點間的通信測試時分兩階段進行，第一階段是在所述搜表機構進行搜表的同時進行共計8輪次的通信測試，第二階段是在所述搜表機構搜表結束之後再進行共計8輪次的全節點通信測試。
7.如權利要求6所述的集中器雙模本地通信模塊裝置，其中，所述通信信息矩陣生成機構在每輪次的通信測試之後分別生成一個該輪次的通信信息矩陣表，並且所述通信路徑確定機構依據該輪次的通信信息矩陣表確定通信路徑。
8.如權利要求7所述的集中器雙模本地通信模塊裝置，其中，所述通信信息矩陣表生成機構在16輪次的通信測試之後生成一個總通信信息矩陣表，並且所述通信路徑確定機構也依據該總通信信息矩陣表再次確定通信路徑。
9.如權利要求2所述的集中器雙模本地通信模塊裝置，其中，進一步包括路徑排序機構，其用於依據通信成功率高低對所述28條效率通信路徑和4條可靠通信路徑進行排序，在實際通信時先使用通信成功率的路徑。
【文檔編號】G08C19/00GK103973517SQ201410201508
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年5月14日 優先權日:2014年5月14日
【發明者】王燕軍, 孫偉峰, 戴高樂, 張建峰, 王彥傑, 孫全德, 馬林, 郭志兵 申請人:洛陽願景科技有限公司