CN102426775A - 用电信息采集设备、用电信息采集和传输方法及*** - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用电信息采集设备、用电信息采集和传输***和用于采集和传输用电信息的方法。用电信息采集设备包括数据采集模块、EPON处理模块和光发送模块。其中数据采集模块从电表获得采集数据，EPON处理模块将所述采集数据转换成适于通过EPON***传输的EPON数据，光发送模块在所述EPON处理模块控制下基于所述EPON数据生成光信号，并通过光纤发送所述光信号。通过实施本发明的设备、***和方法，能够有效提高电力信息传输的稳定性和传输速率，满足实时传输的要求。

Description

用电信息采集设备、用电信息采集和传输方法及***

技术领域

本发明涉及信息采集传输领域，特别涉及用电信息的采集和传输。

背景技术

用电信息采集***具有电能信息采集、电能质量检测、用电分析和管理、智能用电设备信息交互等功能。现有的用电信息采集***主要包括主站***、通信信道、集中器和采集器。

图1为现有的用电信息采集***的结构图。参见图1，采集器11与电表10连接，从电表10获得采集数据，并且通过电力载波将采集数据发送至集中器12。集中器12一般设于小区，用于收集多个采集器11的采集数据并通过通信信道发送给主站***13。通信信道负责提供主站***13与集中器12之间的信息交互，主要的通信方式包括GPRS、CDMA。主站***13负责对所接收的电能信息进行分析和管理。

但是，本发明的发明人发现现有的采集传输***会导致如下问题：

1.采集器与集中器之间采用电力载波方式，但是电力载波方式容易受到电网的影响，造成高频信号在低压台区电力线上的传输信号衰减较快，使得采集器与集中器的通信成功率不高。

2.集中器与主站***之间的通讯由于采用GPRS、CDMA等方式存在以下问题：第一、信号容易受到干扰，造成包丢失、转接时延长、运行不稳定、无法保证通信故障及时处理等问题；第二、这种传输方式的传输数据速度低，其传输的最大速率受限，不能保证实时传输的要求。

发明内容

本发明的发明人发现上述现有技术中存在的问题，并因此针对所述问题中的至少一个问题提出了一种新的技术方案。

本发明的一个目的是提供一种用电信息采集设备、用电信息采集和传输方法及***，确保用电信息采集的稳定性和实时性。

根据本发明的一个方面，提供了一种用电信息采集设备，包括：

数据采集模块，用于从电表获得采集数据；

EPON处理模块，用于将所述采集数据转换成适于通过EPON***传输的EPON数据；

光发送模块，用于在所述EPON处理模块控制下基于所述EPON数据生成光信号，并通过光纤发送所述光信号。

优选地，所述数据采集模块具有至少一个接口，分别与至少一个电表保持信号连接。

优选地，所述数据采集模块的所述接口是RS485接口，用于通过RS485总线与电表保持信号连接。

优选地，所述用电信息采集设备还包括FE接口模块，所述FE接口模块与所述EPON处理模块电连接，用作所述用电信息采集设备的调试维护口。

优选地，所述用电信息采集设备还包括存储模块，用于存储所述采集数据。

优选地，所述存储模块包括FLASH和/或SRAM。

根据本发明的第二方面，提供了一种用电信息采集和传输***，包括：

用电信息采集设备，所述设备包括数据采集模块、EPON处理模块和光发送模块，其中所述数据采集模块用于从电表获得采集数据，所述EPON处理模块用于将所述采集数据转换成适于通过EPON***传输的EPON数据，所述光发送模块用于在所述EPON处理模块控制下基于所述EPON数据生成光信号，并被配置为通过光纤将光信号发送至光分路器；

光分路器，与所述光发送模块通过光纤连接，用于将所述光发送模块发送的光信号发送至光线路终端；

光线路终端，与所述光分路器和主站***分别连接，用于将所述光分路器发送的光信号转换为电信号并发送至所述主站***；

主站***，用于对所述光线路终端发送的电信号进行处理，并对所述用电信息采集和传输***进行控制。

优选地，所述数据采集模块具有至少一个接口，分别与至少一个电表保持信号连接。

优选地，所述数据采集模块的所述接口是RS485接口，用于通过RS485总线与电表保持信号连接。

优选地，所述用电信息采集和传输***的用电信息采集设备还包括FE接口模块，所述FE接口模块与所述EPON处理模块电连接，用作所述用电信息采集设备的调试维护口。

优选地，所述用电信息采集和传输***的用电信息采集设备还包括存储模块，用于存储所述采集数据。

优选地，所述存储模块包括FLASH和/或SRAM。

根据本发明的第三方面，提供了一种用于采集和传输用电信息的方法，包括：

S101.从电表获得采集数据；

S102.将所述采集数据转换成适于通过EPON***传输的EPON数据；

S103.基于所述EPON数据生成光信号，并通过光纤发送所述光信号。

优选地，在步骤S101之后，存储所述采集数据。

采用本发明的用电信息采集设备，能够从多个电表获得采集数据，并将采集数据通过EPON***最终发送至主站***。由于用电信息采集设备将采集数据通过EPON***传输到主站***，避免了高频信号衰减、包丢失、转接时延长等现象，提高了信号传输的稳定性这会有效减少信息丢包等现象，提高了电力信息传输的稳定性。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本发明的实施例，并且连同说明书一起用于解释本发明的原理。

参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本发明，其中：

图1为现有用电信息采集***的结构示意图；

图2为本发明用电信息采集设备的一个实施例的结构示意图；

图3为本发明用电信息采集设备的另一个实施例的结构示意图；

图4为本发明用电信息采集设备的又一个实施例的结构示意图；

图5为本发明用电信息采集和传输***的一个实施例的结构示意图；

图6为本发明用电信息采集和传输***的另一实施例的结构示意图；

图7为本发明用电信息采集和传输***的又一个实施例的结构示意图；

图8为本发明用于采集和传输用电信息的方法的一个实施例的流程图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

图2为本发明用电信息采集设备的一个实施例的结构示意图。参见图2，用电信息采集设备21包括数据采集模块211、EPON处理模块212和光发送模块213。

其中，数据采集模块211用于从电表获得采集数据。数据采集模块211可设有至少一个接口，每个接口分别与至少一个电表保持信号连接，可采用RS485总线进行连接。在本实施例中，数据采集模块211设有2个RS485接口，每个接口通过RS485总线与多个电表保持信号连接。数据采集模块211支持用电信息的采集和透传，不仅可采集用户的单相电表数据，还可采集专变用户的三相电表数据。需要说明的是，接口的数目不限于2个；接口的种类不限于RS485接口，也可采用其他类型的接口，例如光纤接口、无线传输接口，只要能够使数据采集模块与电表信号连接即可。

EPON处理模块212与数据采集模块211电连接，可将采集数据转化成适于通过EPON***传输的EPON数据。例如，将采集数据增加EPON帧头，并转换为1.25G/S的正射极耦合逻辑电平(PECL，Positive Emitter Coupled Logic)。

光发送模块213在EPON处理模块212的控制下基于EPON数据生成光信号，并送入外线路。例如生成波长为1310nm的光信号并通过光纤发送该光信号。

可将本发明的用电信息采集设备的外形按照一定的规范进行设置，例如按照国家电网Q/GDW375.3-2009采集器式的规范设置用电信息采集设备外形，并使其具有即插即用特征。本发明的用电信息采集设备还可集成电源模块，该电源模块用于将市电转换为用电信息采集设备所需的工作电压。例如，电源模块将AC220交流电经过滤波、浪涌保护、变压和整流滤波后输出合适的工作电压，例如3.3V或者5V。该电源模块的正常工作电压可以为AC220V±30％。此外，能够保证在AC220V×1.9的极限工作条件下正常工作至少4小时。

采用本发明的用电信息采集设备，具有以下优点：

第一、由于用电信息采集设备将采集数据通过EPON***传输到主站***，避免了高频信号衰减、包丢失、转接时延长等现象，提高了信号传输的稳定性。

第二、由于采用EPON***，其带宽可高达千兆，能够满足实时传输的要求。

第三、本发明的一个用电信息采集设备可与32块电表甚至更多数目的电表连接，这种多点采集模式有效降低了成本。

图3为本发明用电信息采集设备的另一个实施例的结构示意图。如图3所示，用电信息采集设备31包括数据采集模块311、EPON处理模块312、光发送模块313和FE接口模块314。其中，数据采集模块311、EPON处理模块312、光发送模块313与图2中的相应模块的构造和功能相同。FE接口模块314与EPON处理模块312电连接。在通常的采集过程中，FE接口模块314用作用电信息采集设备31的调试维护口，便于对设备的日常维护调试。此外，FE接口模块314还可以用作数据通信口，即将FE接口模块214与主站***直接连接，从而将采集数据发送至主站***。

由于设置了FE接口模块314，可以方便地对用电信息采集设备31进行调试维护。此外，也提供了一种备用的数据通信口，增加了数据传输方式的选择性。

图4为本发明用电信息采集设备的又一个实施例的结构示意图。如图4所示，用电信息采集设备41包括数据采集模块411、EPON处理模块412、光发送模块413和存储模块415。其中，数据采集模块411、EPON处理模块412、光发送模块413与图2、图3中的相应模块相同。存储模块415可在EPON处理模块412的控制下存储EPON数据。存储模块415包括FLASH和/或SRAM。例如，可将采集数据暂存在SRAM中或者将采集数据存储在FLASH中，供主站***调用。

需要说明的是，上述实施例中的光发送模块也可以替换为具有发送和接收双重功能的光接收模块，从而实现双向通信，其发送光波长可以为1490nm，接收光波长可以为1310nm。相应地，上行和下行传输速度可以达到1.25Gbps。

在另外的实施例中，用电信息采集设备还可根据需要集成有数据采集模块、EPON处理模块、光发送模块、FE接口模块、存储模块和电源模块。

图5为本发明用电信息采集和传输***一个实施例的结构示意图。

如图5所示，用电信息采集和传输***包括用电信息采集设备51、光分路器52、光线路终端53和主站***54。用电信息采集设备51与图2中的用电信息采集设备21相同，包括数据采集模块511、EPON处理模块512和光发送模块513。

其中，数据采集模块511设有RS485接口，可采用RS485总线与电表连接，从而获得电表的采集数据。EPON处理模块512将所采集的数据转换成适于通过EPON***传输的EPON数据。例如，将采集数据增加EPON帧头，并转换为1.25G/S的PECL。光发送模块513在EPON处理模块控制下基于该EPON数据生成光信号，并被配置为通过光纤将光信号发送至光分路器52。例如生成波长为1310nm的光信号并通过光纤发送该光信号。用电信息采集设备51一般可设于楼道或单元处，用于采集本楼道或本单元住户的电表数据。

光分路器52通过光纤与至少一个电信采集设备51连接，可将光发送模块413发送的光信号发送至光线路终端。具体地，光分路器52与电信采集设备51中的光发送模块513通过光纤连接。在本实施例中，光分路器52可与32个用电信息采集设备连接，当然还可根据实际需要选择不同的分光比，例如分光比为1∶8、1∶16或者1∶64。光分路器52可设于小区，与设于各个楼道中的用电信息采集设备51相连接，负责收集整个小区的电表信息。一个光分路器可与多个用电信息采集设备连接，并最终收集上千块电表的数据，满足电力采集的多点要求，有效降低成本；此外，可以根据需要，采用多种合适的拓扑结构，使得任何一台用电信息采集设备不会影响其他用电信息采集设备的正常运行。

然后，光线路终端53将光分路器52发送的光信号转换为电信号，并通过光线路终端53的FE接口发送至主站***54。需要说明的是，光线路终端53还可根据主站***的命令将数据通过光分路器发送至用电信息采集设备或电表，从而实现数据的下行传输。

最后，主站***54对光线路终端53发送的光信号进行分析处理。主站***54所进行的分析处理不限于完成自动抄表，还用于对整个用电信息采集和传输***进行控制以及完成费控、客户分析、用电检查等业务。

本***兼容国际EPONIEEE802.3ah、IEEE802.3-2005标准，同时兼容国内运营商EPON标准，例如兼容中国电信EPON技术要求V2.1。此外，本***还满足国家电网用电信息的采集规范，支持DLT645-2007规约的透传与Q/GDW376.1规约的处理。采用本发明的***进行电表数据的采集和传输有效提高了信号传输的稳定性，满足数据实时传输的要求，有效降低了传输成本。另外，与采用GPRS、CDMA的通讯方式相比，采用本发明的***进行数据传输的保密性更好，确保了传输的安全性。

图6为本发明用电信息采集和传输***的另一实施例的结构示意图。如图6所示，用电信息采集和传输***包括用电信息采集设备61、光分路器62、光线路终端63和主站***64。

用电信息采集设备61与图3中的用电信息采集设备31的结构和功能相同，包括数据采集模块611、EPON处理模块612、光发送模块613和FE接口模块614。其中数据采集模块611设有至少一个接口，每个接口分别与至少一个电表保持信号连接，从而获得电表的采集数据。其连接方式可采用RS485总线进行连接。EPON处理模块612将所获得的采集数据转换成适于通过EPON***传输的EPON数据，例如，将采集数据增加EPON帧头，并转换为1.25G/S的PECL。当然，也可采用其他方法转换成EPON数据。光发送模块513在EPON处理模块控制下基于EPON数据生成光信号，并被配置为通过光纤将光信号发送至光分路器62。例如生成波长为1360nm的光信号并通过光纤发送该光信号。FE接口模块614与EPON处理模块612电连接。在通常的采集过程中，FE接口模块614用作用电信息采集设备62的调试维护口，从而便于对用电信息采集设备62进行日常的维护调试。此外，FE接口模块514还可以用作数据通信口，即将FE接口模块614与主站***64直接连接，从而将采集数据发送至主站***64，这样就增加了采集数据传输方式的选择性。光分路器62、光线路终端63和主站***64与图5中的对应设备相同，在此不再赘述。

图7为本发明用电信息采集和传输***的又一个实施例的结构示意图。如图7所示，用电信息采集和传输***包括用电信息采集设备71、光分路器72、光线路终端73和主站***74。用电信息采集设备71与图4中的用电信息采集设备41的结构和功能相同，包括数据采集模块711、EPON处理模块712、光发送模块713和存储模块715。其中数据采集模块711可设有至少一个接口，每个接口分别与至少一个电表保持信号连接，并采用RS485总线进行连接，从而获得电表的采集数据。EPON处理模块712将所获得的采集数据转换成适于通过EPON***传输的EPON数据，例如，将采集数据增加EPON帧头，并转换为1.25G/S的PECL。基于该EPON数据，光发送模块713在EPON处理模块712控制下生成光信号，并被配置为通过光纤将光信号发送至光分路器72。存储模块715用于在EPON处理模块712的控制下存储EPON数据。存储模块715包括FLASH和/或SRAM。例如，可将采集数据暂存在SRAM中，保证采集数据的实时传输；或者将采集数据存储在FLASH中，根据主站***74调用指令进行数据的传输。光分路器72、光线路终端73和主站***74与图5、图6中的相应设备相同，在此不再赘述。

用电信息采集和传输***中的用电信息采集设备还可根据需要集成有数据采集模块、EPON处理模块、光发送模块、FE接口模块、存储模块和电源模块。

需要说明的是，上述实施例中的光发送模块可以替换为具有发送和接收双重功能的光接收模块，从而实现双向通信，其发送光波长可以为1490nm，接收光波长可以为1310nm。相应地，上行和下行传输速度可以达到1.25Gbps。

图8为本发明用于采集和传输用电信息的方法的一个实施例的流程图。

如图8所示，本发明用于采集和传输用电信息的方法包括：

S101.从电表获得采集数据；

可以利用数据采集模块从电表获得采集数据。数据采集模块可设有多个接口，每个接口分别与多个电表保持信号连接。因此，数据采集模块可同时采集多个电表的数据。

S102.将所述采集数据转换成适于通过EPON***传输的EPON数据；

利用EPON处理模块将采集数据转化成适于通过EPON***传输的EPON数据。例如，将采集数据增加EPON帧头，并转换为1.25G/S的PECL，或者采用本领域公知的其他方法进行转换。

S103.基于所述EPON数据生成光信号，并通过光纤发送所述光信号。

可以利用光发送模块生成光信号，并送入外线路。例如，利用光发送模块生成波长为1310nm的光信号并通过光纤发送该光信号。具体地，可将光信号从光发送模块发送至光分路器，再由光分路器发送至光线路终端，最后由光线路终端将该光信号转换成电信号通过FE接口发送至主站***进行分析处理。

需要说明的是，用电信息传输可以是双向传输，而不仅限于上行传输。例如，可利用光线路终端根据主站***的命令将数据通过光分路器发送至用电信息采集设备或电表，从而完成数据的下行传输。

优选地，在步骤S101之后，存储所述采集数据。例如，可将采集数据暂存在SRAM中或者将采集数据存储在FLASH中，供主站***调用。这样既能保证数据的实时传输，也能在需要的时候进行数据传输。

虽然已经通过示例对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (14)

1.一种用电信息采集设备，包括：

数据采集模块，用于从电表获得采集数据；

EPON处理模块，用于将所述采集数据转换成适于通过EPON***传输的EPON数据；

光发送模块，用于在所述EPON处理模块控制下基于所述EPON数据生成光信号，并通过光纤发送所述光信号。

2.如权利要求1所述的用电信息采集设备，其中所述数据采集模块具有至少一个接口，分别与至少一个电表保持信号连接。

3.如权利要求2所述的用电信息采集设备，其中所述数据采集模块的所述接口是RS485接口，用于通过RS485总线与电表保持信号连接。

4.如权利要求1所述的用电信息采集设备，还包括FE接口模块，所述FE接口模块与所述EPON处理模块电连接，用作所述用电信息采集设备的调试维护口。

5.如权利要求1所述的用电信息采集设备，还包括存储模块，用于存储所述采集数据。

6.如权利要求5所述的用电信息采集设备，其中所述存储模块包括FLASH和/或SRAM。

7.一种用电信息采集和传输***，包括：

用电信息采集设备，所述设备包括数据采集模块、EPON处理模块和光发送模块，其中所述数据采集模块用于从电表获得采集数据，所述EPON处理模块用于将所述采集数据转换成适于通过EPON***传输的EPON数据，所述光发送模块用于在所述EPON处理模块控制下基于所述EPON数据生成光信号，并被配置为通过光纤将光信号发送至光分路器；

光分路器，与所述光发送模块通过光纤连接，用于将所述光发送模块发送的光信号发送至光线路终端；

光线路终端，与所述光分路器和主站***分别连接，用于将所述光分路器发送的光信号转换为电信号并发送至所述主站***；

主站***，用于对所述光线路终端发送的电信号进行处理，并对所述用电信息采集和传输***进行控制。

8.如权利要求7所述的用电信息采集和传输***，其中所述数据采集模块具有至少一个接口，分别与至少一个电表保持信号连接。

9.如权利要求8所述的用电信息采集和传输***，其中所述数据采集模块的所述接口是RS485接口，用于通过RS485总线与电表保持信号连接。

10.如权利要求7所述的用电信息采集和传输***，还包括FE接口模块，所述FE接口模块与所述EPON处理模块电连接，用作所述用电信息采集设备的调试维护口。

11.如权利要求7所述的用电信息采集和传输***，还包括存储模块，用于存储所述采集数据。

12.如权利要求11所述的用电信息采集和传输***，其中所述存储模块包括FLASH和/或SRAM。

13.一种用于采集和传输用电信息的方法，包括：

S101.从电表获得采集数据；

S102.将所述采集数据转换成适于通过EPON***传输的EPON数据；

S103.基于所述EPON数据生成光信号，并通过光纤发送所述光信号。

14.如权利要求13所述的方法，还包括：

在步骤S101之后，存储所述采集数据。

Images