本實用新型屬于遠程集中抄表系統(tǒng)領(lǐng)域，具體涉及一種自適應(yīng)抄表的多表集抄通信接口轉(zhuǎn)換器。

背景技術(shù)：

目前國內(nèi)各地居民的水、熱、氣、電四表使用推行一戶一表的政策，但四表分屬不同行業(yè)部門管理，各自運營，絕大多數(shù)采用人工室內(nèi)抄表方式，抄表耗時費力，且在能源貿(mào)易結(jié)算時產(chǎn)生各種處理方式，未形成公共事業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施的資源共享，帶來重復投資、工作效率低等問題，也給居民生活帶來諸多不便。若建成“水電氣熱”多表集抄系統(tǒng)，將打破水、熱、氣、電表間“語言不通，各自處理”的壁壘，四表用能數(shù)據(jù)統(tǒng)一上傳至電網(wǎng)公司集中器，則原有的人工抄表升級為遠程自動抄表，可減少公共事業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施重復投資，降低公共事業(yè)單位的綜合運營成本。

近幾年，國家電網(wǎng)公司大力推進用電信息采集系統(tǒng)的建設(shè)，基于現(xiàn)有用電信息采集系統(tǒng)平臺，增加支持多種上行、下行通訊方式的多表集抄通信接口轉(zhuǎn)換器將是搭建“水電氣熱”多表集抄系統(tǒng)的快速有效途徑。多表集抄通信接口轉(zhuǎn)換器是指采集水、熱、氣、電表數(shù)據(jù)，并對水、熱、氣表數(shù)據(jù)處理存儲，同時可以和集中器或手持設(shè)備進行數(shù)據(jù)交換的設(shè)備。目前的多表集抄通信接口轉(zhuǎn)換器大多只支持某一種通訊方式的水、熱、氣表數(shù)據(jù)抄讀，使得多表集抄系統(tǒng)的表計數(shù)據(jù)抄讀兼容性差、成功率低，不利于多表集抄系統(tǒng)的建設(shè)推廣。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型所解決的技術(shù)問題是克服市面上的多表集抄通信接口轉(zhuǎn)換器對不同類型的水、氣、熱表計數(shù)據(jù)抄讀兼容性差、成功率低的不足。

本實用新型的一種自適應(yīng)抄表的多表集抄通信接口轉(zhuǎn)換器，其特征在于：

基于國家電網(wǎng)公司標準I型采集器TLY2310E設(shè)計，主要包括以下部分：

1)MCU采用ML610Q496A，主頻最高4MHz；

2)上行通訊2路硬件Uart串口(用于上行紅外通訊和電力線載波/微功率無線通訊)；

3)上行RS-485總線接口1路模擬串口(用于上行與集中器通信及自身維護)；

4)下行電表采集2路硬件Uart串口(用于下行抄讀RS-485通訊方式智能電能表)

5)下行M-BUS總線接口1路模擬串口(用于下行抄讀M-BUS通訊方式水表、燃氣表、熱量表)；

6)下行RS-485總線接口1路模擬串口(用于下行抄讀RS-485通訊方式水表、燃氣表、熱量表)；

7)下行LoRa無線模塊接口1路硬件串口(用于下行抄讀LoRa無線通訊方式水表、燃氣表、熱量表)；

8)TIMER 1定時器(模擬串口采樣時鐘)；

9)TIMER 4定時器(系統(tǒng)運行時鐘)；

10)其他I/O口(運行燈、上行、下行通訊燈，RS-485控制、M-BUS電源控制、LoRa無線模塊控制)；

11)128K ROM資源；

12)8K RAM資源；

13)32K EEPROM資源；

14)8M Data Flash資源；

15)RTC時鐘。

本實用新型上行通過RS-485、電力線載波、微功率無線通訊方式與集中器通信，采用將符合CJ/T 188-2004通訊規(guī)約格式的報文封裝在符合DL/T 645-2007通訊規(guī)約格式的報文數(shù)據(jù)域、再嵌套進Q/GDW 1376.2-2013通信規(guī)約的方式接收及應(yīng)答集中器對水表、燃氣表、熱量表的數(shù)據(jù)抄讀命令。同時支持手持設(shè)備通過紅外通信串口設(shè)置參數(shù)、抄讀智能電能表數(shù)據(jù)。

本實用新型下行通過RS-485、M-BUS、LoRa無線通訊方式與相應(yīng)類型的水表、燃氣表、熱量表通信，按CJ/T 188-2004通訊規(guī)約的格式進行數(shù)據(jù)抄讀命令的轉(zhuǎn)發(fā)及接收。

本實用新型可自動識別水表、燃氣表、熱量表、智能電能表的通訊方式，自動適應(yīng)DL/T 645-2007、DL/T 645-1997、CJ/T 188-2004等標準通信規(guī)約，通過表號自動綁定自適應(yīng)抄讀成功的下行通道，后續(xù)抄讀時優(yōu)先采用綁定通道采集數(shù)據(jù)，以提高表計數(shù)據(jù)抄讀的成功率和效率。同時設(shè)置了每日抄表失敗次數(shù)上限應(yīng)對多次抄表失敗的情形，避免重復無效抄表對多表集抄通信接口轉(zhuǎn)換器的損耗及整體抄表流程的阻塞。對水表、燃氣表、熱量表的自適應(yīng)抄表包括以下步驟：

步驟(1)，從上行通道接收到來自集中器的水表、燃氣表、熱量表數(shù)據(jù)抄讀命令后，查詢表號是否存在于多表集抄通信接口轉(zhuǎn)換器的配置檔案中；

步驟(2)，若表號已存在，按配置檔案中已綁定的下行通道轉(zhuǎn)發(fā)抄讀命令；若表號不存在，將表號存儲在多表集抄通信接口轉(zhuǎn)換器的配置檔案中，并在該次抄讀時在M-BUS、RS-485、LoRa無線通道中同時轉(zhuǎn)發(fā)抄讀命令；

步驟(3)，待某路通道對抄讀命令回復應(yīng)答報文后，多表集抄通信接口轉(zhuǎn)換器根據(jù)接收的抄讀報文自動識別下行通道，并存儲于多表集抄通信接口轉(zhuǎn)換器的配置檔案中，實現(xiàn)表號與該種下行通道的綁定；

步驟(4)，多表集抄通信接口轉(zhuǎn)換器根據(jù)下行通道的不同，將應(yīng)答報文按照相應(yīng)通信規(guī)約，以與表計通訊方式匹配的波特率、奇偶校驗、停止位從上行通道回復給集中器，結(jié)束本次抄讀。若未接收到來自下行通道的應(yīng)答報文，則回到步驟(2)重新嘗試，當天最多轉(zhuǎn)發(fā)抄讀命令設(shè)定為N次，第N次未接收到應(yīng)答報文后不再響應(yīng)對該表號表計的抄讀命令，即每日抄表失敗次數(shù)上限為N，如可設(shè)定N為3。次日零點后抄讀失敗次數(shù)清零，并返回步驟(2)。

本實用新型的有益效果是：

提高“水電氣熱”多表集抄系統(tǒng)對不同類型表計數(shù)據(jù)抄讀的兼容性、成功率及效率。本實用新型可配合集中器采集水表、燃氣表、熱量表、智能電能表相應(yīng)數(shù)據(jù)，統(tǒng)一上傳至電網(wǎng)公司集中器，將原有的人工抄表升級為遠程自動抄表，有助于“水電氣熱”多表集抄的建設(shè)推廣。

附圖說明

圖1是本實用新型的系統(tǒng)框架圖。

圖2是本實用新型的上行通信處理流程圖。

圖3是本實用新型的下行通信處理流程圖。

圖4是本實用新型的自適應(yīng)抄表流程圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合說明書附圖，對本實用新型作進一步的說明。

本實用新型是國家電網(wǎng)公司多表集抄方案中配合集中器抄讀水表、燃氣表、熱量表和/或智能電能表數(shù)據(jù)的采集設(shè)備。本實用新型主要在國網(wǎng)標準I型采集器TLY2310E的基礎(chǔ)上，增加對LoRa無線、M-BUS、RS-485通訊方式的水表、燃氣表、熱量表數(shù)據(jù)抄讀功能。本實用新型主要包括了以下部分：

1)MCU采用ML610Q496，主頻最高4MHz；2)上行通訊2路硬件Uart串口(用于上行紅外通訊和電力線載波/微功率無線通訊)；3)上行RS-485總線接口1路模擬串口(用于上行與集中器通信及自身維護)；4)下行電表采集2路硬件Uart串口(用于下行抄讀RS-485通訊方式智能電能表)；5)下行M-BUS總線接口1路模擬串口(用于下行抄讀M-BUS通訊方式水表、燃氣表、熱量表)；

6)下行RS-485總線接口1路模擬串口(用于下行抄讀RS-485通訊方式水表、燃氣表、熱量表)；7)下行LoRa無線模塊接口1路硬件串口(用于下行抄讀LoRa無線通訊方式水表、燃氣表、熱量表)；8)TIMER 1定時器(模擬串口采樣時鐘)；9)TIMER 4定時器(系統(tǒng)運行時鐘)；10)其他I/O口(運行燈、上行、下行通訊燈，RS-485控制、M-BUS電源控制、LoRa無線模塊控制)；11)128K ROM資源；12)8K RAM資源；13)32K EEPROM資源；14)8M Data Flash資源；15)RTC時鐘。

如圖1所示，本實用新型上行通過RS-485、電力線載波、微功率無線通訊方式與集中器通信，采用將符合CJ/T 188-2004通訊規(guī)約格式的報文封裝在符合DL/T 645-2007通訊規(guī)約格式的報文數(shù)據(jù)域、再嵌套進Q/GDW 1376.2-2013通信規(guī)約的方式接收及應(yīng)答集中器對水表、燃氣表、熱量表的數(shù)據(jù)抄讀命令。同時支持手持設(shè)備通過紅外通信串口設(shè)置參數(shù)、抄讀智能電能表數(shù)據(jù)。本實用新型下行通過RS-485、M-BUS、LoRa無線通訊方式與相應(yīng)類型的水表、燃氣表、熱量表通信，按CJ/T 188-2004通訊規(guī)約的格式進行數(shù)據(jù)抄讀命令的轉(zhuǎn)發(fā)及接收。

集中器發(fā)送的命令是符合Q/GDW 1376.2-2013通信規(guī)約格式的報文，其中嵌套的符合DL/T 645-2007通訊規(guī)約格式的報文如下表所示：

其中：

A0-A5長度各1個字節(jié)，用于存放水表、燃氣表、熱量表的表號；

C是控制碼，長度為1個字節(jié)，用1F表示下行報文。

L表示數(shù)據(jù)域長度，長度為1個字節(jié)，是從SW開始到CS之前的數(shù)據(jù)域內(nèi)容字節(jié)總和。

SW是特殊標示字，用7E表示對水表、燃氣表、熱量表的數(shù)據(jù)抄讀命令，用7C表示自維護命令；

TC是通信控制字，長度為1個字節(jié)，默認配置為波特率1200、偶校驗、8位數(shù)據(jù)位、一位停止位，格式見下表：

OT是等待超時時間，長度為1個字節(jié)，時間單位為10毫秒，0表示使用默認值。

6字節(jié)的多表集抄通信接口轉(zhuǎn)換器地址和封裝的CJ/T 188-2004通訊規(guī)約格式的報文是數(shù)據(jù)域的具體內(nèi)容。

本實用新型對數(shù)據(jù)抄讀命令的應(yīng)答同樣是符合Q/GDW 1376.2-2013通信規(guī)約格式的報文，其中嵌套的符合DL/T 645-2007通訊規(guī)約格式的報文如下表所示：

其中去掉了通信控制字TC和超時時間OT，控制碼C為81，SW為7E。

如圖2所示，本實用新型的上行通信處理流程如下：

當上行通道接收到來自某一串口的報文，首先判斷其是否嵌套了符合DL/T 645-2007或DL/T 645-1997通信規(guī)約格式的報文，如果不是則重新讀取，如果是(圖2中簡稱645報文)則按規(guī)約進行嵌套部分報文的解析；根據(jù)解析結(jié)果判斷是否為自維護命令，若為自維護命令則回復應(yīng)答報文，準備自維護；若不是自維護命令，則判斷下行通道是否空閑，若不空閑則等待至下行通道空閑，若空閑則將報文直接轉(zhuǎn)發(fā)至相應(yīng)下行通道。

如圖3所示，本實用新型的下行通信處理流程如下：

當下行通道接收到轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)抄讀命令后，先判斷下行通道是否空閑，若不空閑則等待至下行通道空閑，若空閑則按水表、燃氣表或熱量表的表號(又稱表地址)向?qū)?yīng)表計發(fā)送數(shù)據(jù)抄讀命令；之后等待應(yīng)答報文返回，若未超過規(guī)定的響應(yīng)時間則一直等待，若響應(yīng)超時則直接結(jié)束本次數(shù)據(jù)抄讀；當接收到應(yīng)答報文后，將其封裝、準備從上行通道回復給集中器。

本實用新型可自動識別水表、燃氣表、熱量表、智能電能表的通訊方式(RS-485有線、M-BUS有線、LoRa無線)，自動適應(yīng)DL/T 645-2007、DL/T 645-1997、CJ/T 188-2004等標準通信規(guī)約，通過表號自動綁定自適應(yīng)抄讀成功的下行通道，后續(xù)抄讀時優(yōu)先采用綁定通道采集數(shù)據(jù)，以提高表計數(shù)據(jù)抄讀的成功率和效率。

如圖4所示，對水表、燃氣表、熱量表的自適應(yīng)抄表包括以下步驟：

步驟(1)，從上行通道接收到來自集中器的水表、燃氣表、熱量表數(shù)據(jù)抄讀命令后，查詢表號是否存在于多表集抄通信接口轉(zhuǎn)換器的配置檔案中；

步驟(2)，若表號已存在，按配置檔案中已綁定的下行通道轉(zhuǎn)發(fā)抄讀命令；若表號不存在，將表號存儲在多表集抄通信接口轉(zhuǎn)換器的配置檔案中，并在該次抄讀時在M-BUS、RS-485、LoRa無線通道中同時轉(zhuǎn)發(fā)抄讀命令；

步驟(3)，待某路通道對抄讀命令回復應(yīng)答報文后，多表集抄通信接口轉(zhuǎn)換器根據(jù)接收的抄讀報文自動識別下行通道，并存儲于多表集抄通信接口轉(zhuǎn)換器的配置檔案中，實現(xiàn)表號與該種下行通道的綁定；

步驟(4)，多表集抄通信接口轉(zhuǎn)換器根據(jù)下行通道的不同，將應(yīng)答報文按照相應(yīng)通信規(guī)約，以與表計通訊方式匹配的波特率、奇偶校驗、停止位從上行通道回復給集中器，結(jié)束本次抄讀。若未接收到來自下行通道的應(yīng)答報文，則回到步驟(2)重新嘗試，當天最多轉(zhuǎn)發(fā)抄讀命令3次，第3次未接收到應(yīng)答報文后不再響應(yīng)對該表號表計的抄讀命令。次日零點后抄讀失敗次數(shù)清零，并返回步驟(2)。

本實用新型可實現(xiàn)對不同通訊方式水表、燃氣表、熱量表的自適應(yīng)數(shù)據(jù)抄讀，支持轉(zhuǎn)發(fā)抄讀智能電能表數(shù)據(jù)。設(shè)置了每日抄表失敗次數(shù)上限應(yīng)對多次抄表失敗的情形，避免重復無效抄表對多表集抄通信接口轉(zhuǎn)換器的損耗及整體抄表流程的阻塞，提高了“水電氣熱”多表集抄系統(tǒng)對不同類型表計數(shù)據(jù)抄讀的兼容性、成功率及效率。

以上顯示和描述了本實用新型的基本原理、主要特征及優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型范圍內(nèi)。本實用新型要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。