抄表方法、系统、设备及存储介质

技术领域

本发明涉及智能电网技术领域，尤其涉及一种抄表方法、系统、设备及存储介质。

背景技术

目前集抄系统抄读电表数据的方式是单一数据项的一问一答方式，抄读一个电表的一个数据项就需要一个通信来回，现场一个集中器管理几百个电表时无法快速抄完所需要的数据，更不能全面地、实时地监测所有用户电表供电情况和用电情况。

一台集抄终端设备需要管理一个台变内的几十到几百个居民用户电表，需要每天采集每个用户电表的多项数据。目前集抄系统的下行抄表主要有两种方式。第一种，集中器直接通过电力线载波或微功率无线去抄读每一个电表；第二种，为了避免给每一个电表安装一个电力线载波或微功率无线模块，在表箱里增加一个采集器，即集中器通过电力线载波或微功率无线到采集器，采集器再把数据通过RS-485透传到某个电表。这两种方式在抄读速率和抄读效果上没有什么本质区别，只是第二种通过采集器方式可以减少很多电表上的载波模块，从而减少成本。

但是，随着客户需求的增加，需要抄读的数据项越来越多，需要实时监控的用电环境状态也越来越复杂，现有抄表方法效率太低，仅靠原有的集抄方案无法满足数据采集量急速增长的业务需求。

因此，亟需一种高效的抄表方法。

发明内容

本发明提供一种抄表方法、系统、设备及存储介质，其主要目的提高抄表效率。

为实现上述目的，第一方面，本发明提供一种抄表方法，应用于包括集中器和表位监测单元的抄表系统中，所述集中器与所述表位监测单元连接，所述表位监测单元分别与若干电表连接，所述抄表方法包括：

向所述表位监测单元发送抄表指令，以使得所述表位监测单元根据所述抄表指令，在文件列表中查找目标数据文件，并发送所述目标数据文件，其中，所述文件列表包括不同类型的数据文件，所述数据文件包括基础用电数据，所述基础用电数据由所述表位监测单元按照预设频率对相连电表进行采集得到；

接收所述目标数据文件。

优选地，所述并发送所述目标数据文件之前还包括：

根据所述目标数据文件的相关信息，判断所述目标数据文件是否正确，所述相关信息包括文件性质、文件总大小、文件总段数中的一种或多种；

若正确，发送所述目标数据文件。

优选地，所述接收所述目标数据文件之后还包括：

根据所述目标数据文件的校验码，判断所述目标数据文件是否正确；

若正确，则从所述目标数据文件中解析出相连电表的用电数据。

优选地，所述发送所述目标数据文件的方式为断点续传。

优选地，所述基础用电数据包括电流、电压、有功功率、无功功率、功率因数、电表地址、数据标识、数据抄读时间中的一种或多种。

优选地，所述数据文件的类型包括日数据文件、月数据文件、小时数据文件中的一种或多种。

优选地，所述发送所述目标数据文件的载体为电力线载波或无线信号。

第二方面，本发明提供一种抄表系统，包括集中器和表位监测单元，所述集中器与所述表位监测单元连接，所述表位监测单元分别与若干电表连接，其中：

采集模块，用于向所述表位监测单元发送抄表指令，以使得所述表位监测单元根据所述抄表指令，在文件列表中查找目标数据文件，并发送所述目标数据文件，其中，所述文件列表包括不同类型的数据文件，所述数据文件包括基础用电数据，所述基础用电数据由所述表位监测单元按照预设频率对相连电表进行采集得到；

抄表模块，用于接收所述目标数据文件。

第三方面，本发明提供一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述抄表方法的步骤。

此外，为实现上述目的，第四方面，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中包括抄表程序，所述抄表程序被处理器执行时，实现如上所述的抄表方法中的任意步骤。

本发明提出的一种抄表方法、系统、设备及存储介质，通过增加表位监测单元，可以预先将多个电表的基础用电数据一并存储到数据文件中，当集中器需要采集抄表时，直接获取表位监测单元发送的目标数据文件，实现批量获取电表用电数据的功能，从而提高了抄表效率。

附图说明

图1为现有技术中的抄表方案的示意图；

图2为本发明提供的一种抄表方法较佳实施例的应用环境示意图；

图3为本发明实施例提供的一种抄表方法的流程图；

图4为本发明一优选实施例提供的一种抄表方法的流程图；

图5为本发明实施例中集中器程序设计流程图；

图6为本发明实施例提供的一种抄表系统的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的一种计算机设备的结构示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

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作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。

如图1所示，原有的集中器在数据抄读过程中，可以看到，单个数据项通过一问一答的方式，使得集中器抄完一个电表的多个数据项需要进行多次交互，这样浪费了时间，增加了信道占用，整个抄表系统里载波或无线信道只占一个，几百个电表的所有数据都要从这一个信道抄读回来，只能不停的一个数据一个数据的抄，这样抄读数据的速率是很低的，而对载波或无线信道的占用却很频繁，集中器对各电表的抄读属于串行状态，整个抄读系统的工作效率很低。

假设本台区电表数量为300个，每个电表采集5个数据项，即电压、电流、有功功率、无功功率、功率因素，每个数据项的抄读需要两次通信即一问一答，抄回这300个电表的数据需要通信的次数为：

2(次)*5(数据个数)*300(电表个数)＝3000次，平均每通讯一次所用的时间大约3秒，则读完这300个电表的四个数据所用的时间为3000*3＝9000秒＝150分钟。

随着客户需求的增加，需要抄读的数据项越来越多，需要实时监控的用电环境状态也越来越复杂，仅靠原有的这种集抄方案无法满足数据采集量急速增长的业务需求。

基于上述原因，本发明提供一种抄表方法及系统，通过表位监测单元监测电表，并将电表的基础用电数据自动采集并存储成数据库文件，集中器定时来获取表位监测单元的文件列表，再根据需求来选择性获取相应的文件内容，形成批量式获取抄表数据。

本申请提供的抄表方法，可应用在如图2的应用环境中，在具体使用时，一个集中器分别与多个表位监测单元连接，一个表位监测单元可以监测多个电表的用电数据，该表位监测单元按照预设频率采集与之相连电表的用电数据并存储起来，该集中器执行该抄表方法，每次读取一个文件，而一个文件包含了多个电表的多个数据内容，实现了批量抄表的功能，从而提升了抄表效率。

其中，表位监测单元一般为嵌入式系统设备。集中器可以用独立的服务器或者是多个服务器组成的服务器集群来实现。

在一实施例中，如图3所示，提供一种抄表方法，以该方法应用在图2中的集中器为例进行说明，包括如下步骤：

该方法在使用前，需要在集中器和电表之间增加若干个表位监测单元，具体增加数量可以依据实际需要进行确定，每个表位监测单元负责监控若干个电表的用电数据，具体监测电表的数量可以根据实际需要确定，每个表位监测单元监测电表的数量可以相同，也可以不同，本实施例不做具体的限定。

参照图2，以表位监测单元1为例进行说明，表位监测单元1按照不同的预设频率对电表1至电表16进行数据采集，此处的预设频率可以是每天采集一次、每月采集一次、每小时采集一次或每15分钟采集一次等，然后将按照相同频率采集到的基础用电数据存储起来，形成数据文件，也就是按天采集的基础用电数据形成一个数据文件，按月采集的基础用电数据形成另一个数据文件，以此类推，所有的数据文件组成文件列表。数据文件中包含有表示其类型的关键字信息，比如月、天、时、month、day、hour、15minute等。

数据文件内容中包含电表地址、数据标识ID、数据抄读时间和数据内容等信息，数据文件内容按照其采集频率进行更新，比如，按天采集形成的数据文件中的内容也按天进行更新，按小时采集形成的数据文件中的内容也按小时进行更新，数据文件中的内容能保证是最实时的。

S1，向所述表位监测单元发送抄表指令，以使得所述表位监测单元根据所述抄表指令，在文件列表中查找目标数据文件，并发送所述目标数据文件，其中，所述文件列表包括不同类型的数据文件，所述数据文件包括基础用电数据，所述基础用电数据由所述表位监测单元按照预设频率对相连电表进行采集得到；

集中器向表位监测单元1发送抄表指令，表位监测单元1接收到该抄表指令，抄表指令中包含有目标数据文件的关键字等信息，也可以是包含目标数据文件的类型信息，举例地，当集中器需要获取电表每月的数据时，则发送的抄表指令中包含按月采集的相关信息，当集中器需要获取电表每日的数据时，则发送的抄表指令中包含按日采集的相关信息。

表位监测单元1在接收到抄表指令后，在文件列表中查找到该包含该关键字信息的文件，将其作为目标数据文件，并将目标数据文件发送给集中器。

S2，接收所述目标数据文件。

集中器接收该目标数据文件，由于目标数据文件中记录了电表1至电表16的基础用电数据，因此实现了抄表的功能。

本发明提出的一种抄表方法，通过增加表位监测单元，可以预先将多个电表的基础用电数据一并存储到数据文件中，当集中器需要采集抄表时，直接获取表位监测单元发送的目标数据文件，实现批量获取电表用电数据的功能，从而提高了抄表效率。

在上述实施例的基础上，优选地，所述并发送所述目标数据文件之前还包括：

根据所述目标数据文件的相关信息，判断所述目标数据文件是否正确，所述相关信息包括文件性质、文件总大小、文件总段数中的一种或多种；

若正确，发送所述目标数据文件。

具体地，当表位监测单元1找到该目标数据文件后，为了防止查找到目标数据不准确，在将目标数据文件发送给集中器之前，先判断该目标数据文件是否正确。

判断方法可以是根据该目标数据文件的文件性质、文件总大小、文件总段数和文件总校验等参数来进行判断，如果判断该目标数据文件是正确的，则向集中器发送该目标数据文件，否则，重新在文件列表中进行查找，或者，向集中器返回查找失败指令。

本实施例中在找到目标数据文件之后，先判断该目标数据文件是否正确再将其发送给集中器，以最大程度确保方案的准确性。

在上述实施例的基础上，优选地，所述接收所述目标数据文件之后还包括：

根据所述目标数据文件的校验码，判断所述目标数据文件是否正确；

若正确，则从所述目标数据文件中解析出相连电表的用电数据。

集中器接收到该目标数据文件后，通过目标数据文件中的校验码来判断该目标数据文件是否正确，目标数据文件的校验码可以是该数据文件的关键字，也可以是由预先约定的某种形式确定。

如果对校验码进行判断后，确认该目标数据文件是正确的，则对目标数据文件进行解析，从中提取出表1至表16的电表ID和用电数据。

在上述实施例的基础上，优选地，所述发送所述目标数据文件的方式为断点续传。

具体地，当表位监测单元1向集中器发送目标数据文件时，该目标数据文件是支持断点续传的，也就是说，如果该目标数据文件过大，只通过一帧数据无法将该目标数据文件发送完，那么可以将该目标数据文件拆分为多个帧进行发送；如果该目标数据文件在传输的过程中遇到意外突然传输中断，则当问题解决后，该目标数据文件也依然可以继续传输。

目标数据文件的传输量可以根据信道的吞吐量做调整，这样使得传输效率最大化。

在上述实施例的基础上，优选地，所述基础用电数据包括电流、电压、有功功率、无功功率、功率因数、电表地址、数据标识、数据抄读时间中的一种或多种。

数据标识标识该数据标识的含义，例如，用I标识电流，用U标识电压等。

在上述实施例的基础上，优选地，所述数据文件的类型包括日数据文件、月数据文件、小时数据文件中的一种或多种。

在上述实施例的基础上，优选地，所述发送所述目标数据文件的载体为电力线载波或无线信号。

具体地，表位监测单元和集中器之间可以是通过电力线进行载波通信，也可以是通过无线信号进行通信，此处的无线信号可以是微功率无线信号，表位监测单元通过485线与电表之间进行通信。

电力线载波是电力系统特有的通信方式，电力载波是指利用现有电力线，通过载波方式将模拟或数字信号进行高速传输的技术，最大的特点是不需要重新架设网络，只要有电线，就能进行数据传递。

LoRA属于微功率无线通信的一种方式，具有远距离、低功耗、多节点、成本较低的特性，缺点是在远距离通信时，可实现的速率较低。

本发明一优选实施例提供的一种抄表方法，如图4所示，该方法包括：

S1，表位监测单元按照不同的预设频率对与之相连的电表进行数据采集，然后将按照相同频率采集到的基础用电数据存储起来，形成数据文件，所有类型的数据文件组成文件列表。

S2，集中器向表位监测单元发送抄表指令，该抄表指令中包含有需要查找目标数据文件的关键字。

S3，所述表位监测单元接收到该抄表指令，根据抄表指令中的关键字，在文件列表中查找与关键字对应的目标数据文件。

S4，表位监测单元查找到该目标数据文件后，根据该目标数据文件的文件性质、文件总大小、文件总段数判断该目标数据文件是否正确，若正确，则向集中器发送该目标数据文件。

S5，集中器接收该目标数据文件，并根据该目标数据文件中的校验码判断该目标数据文件是否正确。

S6，若集中器判断该目标数据文件正确，则对该目标数据文件进行解析，提取出电表的ID和用电数据。

现以一个台区集抄终端所管理的电表按300个为例，一个表位监测单元管理8个电表，以载波单帧传输最大数据长度不超过512字节。以按小时采集的数据文件为例，

1、假设基础用电数据项为电压、电流、有功功率、无功功率、功率因素，则一个测量点一个采集点的数据长度为42字节。

2、电表地址6字节和抄读时间5字节。

3、每个电表每个点的存储字节为：42+6+5＝53字节。

4、因此，8个电表的一个采集点数据包长度为53*8＝424字节。

5、再加上文件头和尾信息域也不会超过一个最大允许的单帧的长度512字节，所以一帧就能回复完成，即获取文件信息和获取文件内容这样4次通讯就读取到了8个电表的5项数据，

6、抄完300个电表一个采集点的4项数据所通讯的次数为300/8*4＝152次，平均每通讯一次所用的时间大约3秒，则所用的时间为3*152＝456秒，约7.6分钟。

通过上述两个图表和计算的时间数据对比，可以看出本方案的抄表效率是原有方案的约18倍，大大提升了整个系统的工作效率。

如图5所示，表位监测单元自行按不同的时间间隔采集不同类型的日常数据，然后存储成不同的文件。

集中器首先获取各表位监测单元里的文件列表，然后根据需求到表位监测单元获取所需要的文件，形成批量式获取数据的方式，最大限度的利用载波信道的吞吐量，大幅度提高整个系统的抄表效率。

本发明实施例中集中器以文传输方式获取电表的数据文件，大幅度提高整个系统的抄表效率。

本发明提出的一种抄表方法，通过增加表位监测单元，可以预先将多个电表的基础用电数据一并存储到数据文件中，当集中器需要采集抄表时，直接获取表位监测单元发送的目标数据文件，实现批量获取电表用电数据的功能，从而提高了抄表效率。

由于集中器是一个一个文件来读取，而且一个文件包含了多个电表的多个数据内容，这样就能最大限度利用载波通道的传输量，从而大大提升了传输效率。

另外，集中器和表位监测单元之间支持文件断点续传，当通信链路不通或者集中器有实时任务需要处理时可以暂停文件传输，等链路恢复且无实时任务处理时再继续上次的文件进行传输。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

在一实施例中，提供一种抄表系统，该抄表系统与上述实施例中抄表方法一一对应。如图6所示，该抄表系统包括采集模块10和抄表模块20。各功能模块详细说明如下：

采集模块10，用于向所述表位监测单元发送抄表指令，以使得所述表位监测单元根据所述抄表指令，在文件列表中查找目标数据文件，并发送所述目标数据文件，其中，所述文件列表包括不同类型的数据文件，所述数据文件包括基础用电数据，所述基础用电数据由所述表位监测单元按照预设频率对相连电表进行采集得到；

抄表模块20，用于接收所述目标数据文件。

其中上述模块/单元中的“第一”和“第二”的意义仅在于将不同的模块/单元加以区分，并不用于限定哪个模块/单元的优先级更高或者其它的限定意义。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或模块的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或模块，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或模块，本申请中所出现的模块的划分，仅仅是一种逻辑上的划分，实际应用中实现时可以有另外的划分方式。

关于抄表系统的具体限定可以参见上文中对于抄表方法的限定，在此不再赘述。上述抄表系统中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是服务器，其内部结构图可以如图7所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口和数据库。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的数据库用于存储抄表方法中涉及到的数据。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种抄表方法。

在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述实施例中抄表方法的步骤，例如图2所示的步骤S1至步骤S2及该方法的其它扩展和相关步骤的延伸。或者，处理器执行计算机程序时实现上述实施例中抄表系统的各模块/单元的功能，例如图6所示模块10至模块20的功能。为避免重复，这里不再赘述。

所述处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器是所述计算机装置的控制中心，利用各种接口和线路连接整个计算机装置的各个部分。

所述存储器可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现所述计算机装置的各种功能。所述存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、视频数据等)等。

所述存储器可以集成在所述处理器中，也可以与所述处理器分开设置。

在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述实施例中抄表方法的步骤，例如图2所示的步骤S1至步骤S2及该方法的其它扩展和相关步骤的延伸。或者，计算机程序被处理器执行时实现上述实施例中抄表系统的各模块/单元的功能，例如图6所示模块10至模块20的功能。为避免重复，这里不再赘述。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。

以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。