CN114023053B - 一种基于hplc和蓝牙的末梢用能数据采集***及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于HPLC和蓝牙的末梢用能数据采集***及方法,***包括智慧物联电表,所述智慧物联电表连接智能插座,用以接收智能插座采集的末梢用电数据;所述智能插座连接用电器用以采集末梢用电数据;所述用电采集***连接智慧物联电表,用以汇集智慧物联电表接收的智能插座采集的末梢用电数据;所述用电采集***与智慧物联电表之间还连接有集中器以及4G/5G网络;所述用户APP连接智慧物联电表,实现用电设备耗能显示和远程控制。本发明利用HPLC和蓝牙双通道,建立楼道表箱到室内的互补组网通信网络,实现用电设备的***精细化管理。电表、插座的蓝牙功能从现有的主从模式,升级到MESH组网模式,扩大了传输距离。
Description
技术领域
本发明属于电力线高速载波通信技术领域,具体是一种基于HPLC和蓝牙的末梢用能数据采集***及方法。
背景技术
智能电网即电网智能化,其建立在高速双向通信网络基础之上,通过传感和测量技术、先进的控制方法、先进的设备技术以及先进的决策***的应用,实现电网的可靠、安全、经济、高效和环境友好的目标。智能电网的核心内涵是实现电网的信息化、数字化、自动化、互动化。
现有用电信息采集***中,只能对用户总表数据采集和控制。不能对用户的用电数据和用能设备做精细化管理。电表通信方式有上行载波HPLC,下行蓝牙,蓝牙采用主从模式,点对点通信。现有技术方案,用采***只能对家庭总表进行计量和控制,不能做到精细化管理。智慧物联电表需要获得家庭用电设备管理和分析,电表与室内通信桥接存在问题。电力线载波HPLC容易受大功率器件干扰,比如空调工作时影响比较严重,易造成通信失败。蓝牙无线通信灵活,但因高频信号,波长短,绕射能力弱,对穿墙通信效果差,因此对于户外到室内的通信或室内多房间阻隔通信能力弱。所以需要设计一种采集***及方法,实现室外电表箱到室内的通信问题,实现室内用电设备电量采集和转发问题,实现用户APP远程查看和控制问题
发明内容
本发明的目的是提供一种基于HPLC和蓝牙的末梢用能数据采集***及方法,建立楼道表箱到室内的互补组网通信网络,实现用电设备的***精细化管理。
本发明的技术方案:
一种基于HPLC和蓝牙的末梢用能数据采集***,包括智慧物联电表、智能插座、集中器、用电采集***以及用户APP,
所述智慧物联电表连接智能插座,用以接收智能插座采集的末梢用电数据;
所述智能插座连接用电器用以采集末梢用电数据;
所述用电采集***连接智慧物联电表,用以汇集智慧物联电表接收的智能插座采集的末梢用电数据;
所述用电采集***与智慧物联电表之间还连接有集中器以及4G/5G网络;
所述用户APP连接智慧物联电表,实现用电设备耗能显示和远程控制。
所述智慧物联电表和智能插座中均安装双协议模组,所述双协议模组包括 HPLC模块和蓝牙模块。
所述双协议模组内部HPLC模块与蓝牙模块采用UART通信方式,HPLC模块与蓝牙模块采用AT命令协议交互。
所述智慧物联电表和多个智能插座通过蓝牙模块组成MESH网络。
一种基于HPLC和蓝牙的末梢用能数据采集方法,包括以下具体步骤:
建立完成如上所述的用能数据采集***;
智能插座采集用电器的末梢用电数据,并通过HPLC模块和蓝牙模块组成的双通道传输到智慧物联电表;
智慧物联电表通过集中器以及4G/5G网络与用电采集***进行数据传输,用户APP连接智慧物联电表;
智慧物联电表存储管辖范围内智能插座信息,15分钟定时采集智能插座信息并存储。
所述HPLC模块和蓝牙模块组成的双通道数据转发流程为:
1)智慧物联电表中的双协议模组A收到智慧物联电表命令,进行协议解析,判断是返回集中器的上行数据,还是发送室内智能插座采集的末梢用电数据的下行数据;
2)如果判断为下行数据,双协议模组A重新封装数据帧从双协议模组A中的HPLC1模块和BLE1模块双路转发,其中HPLC1模块和BLE1模块为AT命令交互协议;
3)由于室外表箱到室内有多面墙阻挡,蓝牙无线信号不能送达,而HPLC1 模块利用有线传输优势能够传输到末梢采集的智能插座B;
4)末梢采集的智能插座B收到后解析协议,判断目标地址是否为本身,否则继续从末梢采集的智能插座B中的HPLC2模块和BLE2模块双路转发;
5)其他末梢采集的智能插座重复4)的工作,根据帧序号判断是否为其他节点转发的重复帧;
6)直到末梢采集的智能插座C因载波干扰或是无线数据先收到,从末梢采集的智能插座C中的BLE3模块转发给HPLC3模块,判断目标地址为自身,解析通信协议进行处理并返回应答帧。
所述智慧物联电表与集中器通过DL/T698.45协议通信,所述智慧物联电表和智能插座通过自定义物联网协议通信。
所述用户APP连接智慧物联电表,用户APP发出指令到用电采集***,用电采集***转发至智慧物联电表对应4G/5G模块,智慧物联电表的管理芯片解析协议判断是家庭子网信息则转发给HPLC模块和蓝牙模块组成的双通道,HPLC 模块和蓝牙模块组成的双通道把DL/T698.45协议转换成物联网SHP协议,通过多个智能插座中继转发到达用电设备,实现远程控制。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明利用HPLC和蓝牙双通道,建立楼道表箱到室内的互补组网通信网络,实现用电设备的***精细化管理。电表、插座的蓝牙功能从现有的主从模式,升级到MESH组网模式,扩大了传输距离。智能插座作为一个路由节点,具备中继转发能力。为国网电力APP实现用电设备耗能显示和远程控制提供通道。
附图说明
图1是本发明基于HPLC和蓝牙的末梢用能数据采集***示意图。
图2是本发明HPLC模块和蓝牙模块组成的双通道数据转发流程图。
图3是本发明远程控制示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
请参阅图1,本发明提供一种技术方案:
如图1所示,一种基于HPLC和蓝牙的末梢用能数据采集***,包括智慧物联电表、智能插座、集中器、用电采集***以及用户APP,
所述智慧物联电表连接智能插座,用以接收智能插座采集的末梢用电数据;
所述智能插座连接用电器用以采集末梢用电数据;
所述用电采集***连接智慧物联电表,用以汇集智慧物联电表接收的智能插座采集的末梢用电数据;
所述用电采集***与智慧物联电表之间还连接有集中器以及4G/5G网络;
所述用户APP连接智慧物联电表,实现用电设备耗能显示和远程控制。
所述智慧物联电表和智能插座中均安装双协议模组,所述双协议模组包括 HPLC模块和蓝牙模块。
所述双协议模组内部HPLC模块与蓝牙模块采用UART通信方式,HPLC模块与蓝牙模块采用AT命令协议交互。
所述智慧物联电表和多个智能插座通过蓝牙模块组成MESH网络。
本发明通过智慧物联电表作为网关、双协议转换模组作为网络协调器,智能插座作为末梢采集节点,同时具备网络中继转发功能。
智慧物联电表存储管辖范围内智能插座信息,15分钟定时采集节点信息并存储。
双协议转换模组解析DL/T698.45协议,转化为自定义的物联网协议。
双协议转换模组内部HPLC与蓝牙采用UART通信方式,双方采用AT命令协议交互。
双协议转换模组内部蓝牙与HPLC独立通信,蓝牙采用MESH自组网方式。
智能插座具有随器计量功能,搭载蓝牙和载波双协议模块,与多协议模块组网,构成双通道互补mesh网络。
如图2和图3所示,一种基于HPLC和蓝牙的末梢用能数据采集方法,包括以下具体步骤:
建立完成如上所述的用能数据采集***;
智能插座采集用电器的末梢用电数据,并通过HPLC模块和蓝牙模块组成的双通道传输到智慧物联电表;
智慧物联电表通过集中器以及4G/5G网络与用电采集***进行数据传输,用户APP连接智慧物联电表;
智慧物联电表存储管辖范围内智能插座信息,15分钟定时采集智能插座信息并存储。
所述HPLC模块和蓝牙模块组成的双通道数据转发流程为:
1)智慧物联电表中的双协议模组A收到智慧物联电表命令,进行协议解析,判断是返回集中器的上行数据,还是发送室内智能插座采集的末梢用电数据的下行数据;
2)如果判断为下行数据,双协议模组A重新封装数据帧从双协议模组A中的HPLC1模块和BLE1模块双路转发,其中HPLC1模块和BLE1模块为AT命令交互协议;
3)由于室外表箱到室内有多面墙阻挡,蓝牙无线信号不能送达,而HPLC1 模块利用有线传输优势能够传输到末梢采集的智能插座B;
4)末梢采集的智能插座B收到后解析协议,判断目标地址是否为本身,否则继续从末梢采集的智能插座B中的HPLC2模块和BLE2模块双路转发;
5)其他末梢采集的智能插座重复4)的工作,根据帧序号判断是否为其他节点转发的重复帧;
6)直到末梢采集的智能插座C因载波干扰或是无线数据先收到,从末梢采集的智能插座C中的BLE3模块转发给HPLC3模块,判断目标地址为自身,解析通信协议进行处理并返回应答帧。
所述智慧物联电表与集中器通过DL/T698.45协议通信,所述智慧物联电表和智能插座通过自定义物联网协议通信。
所述用户APP连接智慧物联电表,用户APP发出指令到用电采集***,用电采集***转发至智慧物联电表对应4G/5G模块,智慧物联电表的管理芯片解析协议判断是家庭子网信息则转发给HPLC模块和蓝牙模块组成的双通道,HPLC 模块和蓝牙模块组成的双通道把DL/T698.45协议转换成物联网SHP协议,通过多个智能插座中继转发到达用电设备,实现远程控制。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种基于HPLC和蓝牙的末梢用能数据采集方法,其特征在于,包括以下具体步骤:
建立完成用能数据采集***;
智能插座采集用电器的末梢用电数据,并通过HPLC模块和蓝牙模块组成的双通道传输到智慧物联电表;
智慧物联电表通过集中器以及4G/5G网络与用电采集***进行数据传输,用户APP连接智慧物联电表;
智慧物联电表存储管辖范围内智能插座信息,15分钟定时采集智能插座信息并存储;
所述HPLC模块和蓝牙模块组成的双通道数据转发流程为:
1)智慧物联电表中的双协议模组A收到智慧物联电表命令,进行协议解析,判断是返回集中器的上行数据,还是发送室内智能插座采集的末梢用电数据的下行数据;
2)如果判断为下行数据,双协议模组A重新封装数据帧从双协议模组A中的HPLC1模块和BLE1模块双路转发,其中HPLC1模块和BLE1模块为AT命令交互协议;
3)由于室外表箱到室内有多面墙阻挡,蓝牙无线信号不能送达,而HPLC1模块利用有线传输优势能够传输到末梢采集的智能插座B;
4)末梢采集的智能插座B收到后解析协议,判断目标地址是否为本身,否则继续从末梢采集的智能插座B中的HPLC2模块和BLE2模块双路转发;
5)其他末梢采集的智能插座重复4)的工作,根据帧序号判断是否为其他节点转发的重复帧;
6)直到末梢采集的智能插座C因载波干扰或是无线数据先收到,从末梢采集的智能插座C中的BLE3模块转发给HPLC3模块,判断目标地址为自身,解析通信协议进行处理并返回应答帧。
2.根据权利要求1所述的一种基于HPLC和蓝牙的末梢用能数据采集方法,其特征在于,所述智慧物联电表与集中器通过DL/T698.45协议通信,所述智慧物联电表和智能插座通过自定义物联网协议通信。
3.根据权利要求1所述的一种基于HPLC和蓝牙的末梢用能数据采集方法,其特征在于,所述用户APP连接智慧物联电表,用户APP发出指令到用电采集***,用电采集***转发至智慧物联电表对应4G/5G模块,智慧物联电表的管理芯片解析协议判断是家庭子网信息则转发给HPLC模块和蓝牙模块组成的双通道,HPLC模块和蓝牙模块组成的双通道把DL/T698.45协议转换成物联网SHP协议,通过多个智能插座中继转发到达用电设备,实现远程控制。
4.一种基于HPLC和蓝牙的末梢用能数据采集***,用以实现如权利要求1-3任一所述的方法,其特征在于,***包括智慧物联电表、智能插座、集中器、用电采集***以及用户APP,
所述智慧物联电表连接智能插座,用以接收智能插座采集的末梢用电数据;
所述智能插座连接用电器用以采集末梢用电数据;
所述用电采集***连接智慧物联电表,用以汇集智慧物联电表接收的智能插座采集的末梢用电数据;
所述用电采集***与智慧物联电表之间还连接有集中器以及4G/5G网络;
所述用户APP连接智慧物联电表,实现用电设备耗能显示和远程控制。
5.根据权利要求4所述的一种基于HPLC和蓝牙的末梢用能数据采集***,其特征在于,所述智慧物联电表和智能插座中均安装双协议模组,所述双协议模组包括HPLC模块和蓝牙模块。
6.根据权利要求4所述的一种基于HPLC和蓝牙的末梢用能数据采集***,其特征在于,所述双协议模组内部HPLC模块与蓝牙模块采用UART通信方式,HPLC模块与蓝牙模块采用AT命令协议交互。
7.根据权利要求4所述的一种基于HPLC和蓝牙的末梢用能数据采集***,其特征在于,所述智慧物联电表和多个智能插座通过蓝牙模块组成MESH网络。
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