一种电表数据采集方法、装置、设备和存储介质

技术领域

本发明涉及数据采集技术领域，尤其涉及一种电表数据采集方法、装置、设备和存储介质。

背景技术

近年来，国内电力系统的低压集抄的建设逐步实现了全覆盖。低压集抄本地通信技术得到了快速发展。

低压集抄的现场通信主要依靠集中器与电表的本地通信模块构建现场通信总线来实现。低压集抄的现场总线存在R485总线、窄带电力线载波(PLC)、微功率无线(RF)、微功率+电力线载波双模(RF+PLC)、宽带电力线载波(BPLC)、高速电力线载波(HPLC)、CAN等通信技术均有所应用。

目前，微功率无线、宽带电力线载波技术已分别建立了互联通信接口协议，能够实现通信模块的即插即用和互换。

但是现有低压集抄本地通信技术，包括R485总线通信技术、窄带电力线载波(PLC)通信技术还无法实现互联互通，其传输速率及稳定性较差，难以满足日益增长的数据和业务扩展需求。

厂家之间通信模块无法实现互联互通互换，形成了台区管理之间的屏障，对现场设备安装调试和运行维护造成困难，相邻台区之间的负荷调整产生的通信技术混装同一个台区的情况非常普遍，严重影响了低压集抄系统的数据采集应用。

现存的低压集抄系统中，集中器与表计之间的通信方案多种多样，各通信模块厂家的通信技术方案基本都是自主研发，无统一的技术标准，这造成了各通信方案之间不能兼容通信的情况，对于台区运维管理造成了很大的困难。

具体而言，现有技术存在以下缺陷：

低压集抄系统经历了长时间的建设，多种技术体制并存，导致一个台区存在RS485、PLC、微功率无线等多种现场总线并存，台区集中器与电表难以兼容不同的电表通信模块，对于存量台区无法利用现有通信模块进行替换，造成现场运维困难。

采用同一技术体制的不同厂家之间通信模块因通信组网协议不完全一致，无法实现互联互通互换，形成了台区管理之间的屏障，对现场设备安装调试和运行维护造成困难。

一个台区在建设初期可能采用同一型号的通信模块，但随着相邻台区之间因负荷调整从而导致同一个台区的通信模块混装的情况非常普遍，严重影响了低压集抄系统的数据采集应用。

发明内容

本发明提供了一种电表数据采集方法、装置、设备和存储介质，用于解决不同通信模块之间无法互联互通互换，导致形成台区管理之间的屏障，影响了低压集抄系统的数据采集应用的技术问题。

本发明提供的一种电表数据采集方法，应用于低压集抄系统，所述低压集抄系统包括计量主站、主集中器、从集中器、多个电表；所述多个电表包括主电表和从电表；所述方法包括：

接收计量主站下发的采集指令；

基于所述采集指令，通过预设主三相PLC采集所述主电表的主电表数据；

判断是否将所述采集指令转发至所述从集中器；

若是，将所述采集指令发送至所述从集中器，并接收所述从集中器基于所述采集指令返回的从电表数据；所述从电表数据为所述从集中器基于所述采集指令通过预设从三相PLC从所述从电表采集得到；

当接收到所述计量主站下发的抄表指令时，将所述主电表数据和所述从电表数据上传至所述计量主站。

可选地，所述接收计量主站下发的采集指令的步骤之前，还包括：

通过所述主三相PLC向所述多个电表广播主PLC组网指令；

接收所述多个电表基于所述主PLC组网指令返回的第一组网结果；

根据所述第一组网结果确定所述主电表；

定时向所述从集中器下发组网通知，并接收所述从集中器返回的第二组网结果；所述第二组网结果为所述电表响应所述从集中器通过所述从三相PLC下发的从PLC组网指令返回的结果；

根据所述第二组网结果确定所述从电表。

可选地，所述判断是否将所述采集指令转发至所述从集中器的步骤，包括：

根据所述第一组网结果和所述第二组网结果，判断是否将所述采集指令转发至所述从集中器。

可选地，所述基于所述采集指令，通过预设主三相PLC采集所述主电表的主电表数据的步骤，包括：

转译所述采集指令，得到465报文，通过所述主三相PLC将所述465报文发送至所述主电表；

接收所述主电表基于所述465报文返回的主电表数据。

本发明还提供了一种电表数据采集装置，应用于低压集抄系统，所述低压集抄系统包括计量主站、主集中器、从集中器、多个电表；所述多个电表包括主电表和从电表；所述装置包括：

采集指令接收模块，用于接收所述计量主站下发的采集指令；

主电表数据采集模块，用于基于所述采集指令，通过预设主三相PLC采集所述主电表的主电表数据；

判断模块，用于判断是否将所述采集指令转发至所述从集中器；

从电表数据接收模块，用于若是，将所述采集指令发送至所述从集中器，并接收所述从集中器基于所述采集指令返回的从电表数据；所述从电表数据为所述从集中器基于所述采集指令通过预设从三相PLC从所述从电表采集得到；

上传模块，用于当接收到所述计量主站下发的抄表指令时，将所述主电表数据和所述从电表数据上传至所述计量主站。

可选地，还包括：

主PLC组网指令广播模块，用于通过所述主三相PLC向所述多个电表广播主PLC组网指令；

第一组网结果接收模块，用于接收所述多个电表基于所述主PLC组网指令返回的第一组网结果；

主电表确定模块，用于根据所述第一组网结果确定所述主电表；

第二组网结果接收模块，用于定时向所述从集中器下发组网通知，并接收所述从集中器返回的第二组网结果；所述第二组网结果为所述电表响应所述从集中器通过所述从三相PLC下发的从PLC组网指令返回的结果；

从电表确定模块，用于根据所述第二组网结果确定所述从电表。

可选地，所述判断模块，包括：

判断子模块，用于根据所述第一组网结果和所述第二组网结果，判断是否将所述采集指令转发至所述从集中器。

可选地，所述主电表数据采集模块，包括：

发送子模块，用于转译所述采集指令，得到465报文，通过所述主三相PLC将所述465报文发送至所述主电表；

主电表数据接收子模块，用于接收所述主电表基于所述465报文返回的主电表数据。

本发明还提供了一种电表数据采集设备，其特征在于，所述设备包括处理器以及存储器：

所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；

所述处理器用于根据所述程序代码中的指令执行如上任一项所述的电表数据采集方法。

本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质用于存储程序代码，所述程序代码用于执行如上任一项所述的电表数据采集方法。

从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：本发明公开了一种电表数据采集方法，应用于低压集抄系统，该低压集抄系统包括计量主站、主集中器、从集中器、多个电表；电表包括主电表和从电表；方法包括：接收计量主站下发的采集指令；基于采集指令，通过预设主三相PLC采集主电表的主电表数据；判断是否将采集指令转发至从集中器；若是，将采集指令发送至从集中器，并接收从集中器基于采集指令返回的从电表数据；从电表数据为从集中器基于采集指令通过预设从三相PLC从从电表采集得到；当接收到计量主站下发的抄表指令时，将主电表数据和从电表数据上传至计量主站。

本发明通过在低压集抄系统中引入主集中器和从集中器，使得不同通信制式的电表可以分别与具有相同通信制式的主集中器和从集中器组网，从而通过主集中器和从集中器分别采集相应的电表的电表数据。此外，从集中器通过主集中器与计量主站通信，因此无需对计量主站进行改动。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为低压台区的现场数据通信总线的典型结构的示意图；

图2为现有的计量主站采集电表数据的过程示意图；

图3为现有的异构PLC总线结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种电表数据采集方法的步骤流程图；

图5为本发明实施例提供的一种多集中器主从互联结构示意图；

图6为本发明另一实施例提供的电表数据采集方法的步骤流程图；

图7为本发明实施例所提供的多集中器主从互联数据采集示意图；

图8为本发明实施例提供的一种电表数据采集装置的结构框图。

具体实施方式

请参阅图1，图1为低压台区的现场数据通信总线的典型结构的示意图，如1所示，通常一个台区采用一个集中器，采用三相电力线载波模块(如三相PLC)与电表的单相电力线载波模块(如单相PLC)进行数据通信。通常集中器连接电力线的A、B、C、N三相四线，电表连接相线及零线，通信数据通过电力线进行传输。

计量主站采集电表数据的过程如图2所示。计量主站将数据采集指令下发给集中器，集中器与电表PLC之间通过组网协议建立PLC通信网络，然后将计量主站的采集指令转译为电表能够识别的645报文，以广播方式在电力线上传输。电表收到广播报文后，识别自己的地址，然后应答该645报文，集中器收到645报文后，将数据解析暂存，再将数据回传给计量主站。

在实际情况中，通常在台区建设的初期，集中器的三相载波模块与电表的单相载波模块为同一厂家、同一型号，开始不存在互联互通的问题。如图3所示，图3为现有的异构PLC总线结构示意图。随着台区的逐渐运行维护、相邻台区的负荷调整、电表通信模块的维修更换，同一台区的通信模块制式将会发生变化。此时，单个集中器将无法与不同通信模块(如图3中PLC1和PLC2代表不同制式的通信模块)的电表进行通信，从而无法采集到新加入该台区的电表的数据。另外，现场排查该电表的工作量巨大，无法及时有效地进行数据抄取。

本发明实施例提供了一种电表数据采集方法、装置、设备和存储介质，用于解决不同通信模块之间无法互联互通互换，导致形成台区管理之间的屏障，影响了低压集抄系统的数据采集应用的技术问题。

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。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它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图4，图4为本发明实施例提供的一种电表数据采集方法的步骤流程图。

本发明提供的一种电表数据采集方法，应用于低压集抄系统，低压集抄系统包括计量主站、主集中器、从集中器、多个电表；多个电表包括主电表和从电表；其中，集中器是远程集中抄表系统的中心管理设备和控制设备，负责定时读取终端数据、系统的命令传送、数据通讯、网络管理、事件记录、数据的横向传输等功能。电表是电能表的简称。电能表是用来测量电能的仪表，又称电度表，火表，千瓦小时表，指测量各种电学量的仪表。

具体方法可以包括以下步骤：

步骤401，接收计量主站下发的采集指令；

步骤402，基于采集指令，通过预设主三相PLC采集主电表的主电表数据；

在本发明实施例中，当主集中器接收到计量主站下发的采集指令时，会基于采集指令，通过主集中器中的主三相PLC采集相应的主电表的数据。

需要说明的是，主集中器与主电表具有相同的通信模块，使得两者之间可以进行数据交互。主集中器在通过主电表采集电表数据时，需要先与主电表进行组网，建立两者之间的网络连接。

步骤403，判断是否将采集指令转发至从集中器；

需要说明的是，计量主站下发的采集指令可能包括采集从电表的电表数据，因此，在接收到采集指令时，需要分析是否将采集指令转发至从集中器。

步骤404，若是，将采集指令发送至从集中器，并接收从集中器基于采集指令返回的从电表数据；从电表数据为从集中器基于采集指令通过预设从三相PLC从从电表采集得到；

当判断需要采集从电表的电表数据时，将采集指令转发给从集中器，以通过从集中器采集从电表的电表数据。从集中器采集到电表数据后需要将电表数据传输至主集中器进行储存。

步骤405，当接收到计量主站下发的抄表指令时，将主电表数据和从电表数据上传至计量主站。

主集中器与计量主站直接通信，当主集中器接收到计量主站下发的抄表指令时，可以将所保存的主电表数据和从电表数据上传给计量主站。

需要说明的是，本发明实施例所涉及的方法是在图5的结构基础上实现的，图5为本发明实施例提供的一种多集中器主从互联结构示意图。如图5所示，主集中器和从集中器分别采用三相电力线载波模块(如三相PLC)与电表的单相电力线载波模块(如单相PLC)进行数据通信。通常集中器连接电力线的A、B、C、N三相四线，电表连接相线及零线，通信数据通过电力线进行传输。同时，主集中器和从集中器通过RS485总线进行连接。

本发明通过在低压集抄系统中引入主集中器和从集中器，使得不同通信制式的电表可以分别与具有相同通信制式的主集中器和从集中器组网，从而通过主集中器和从集中器分别采集相应的电表的电表数据。此外，从集中器通过主集中器与计量主站通信，因此无需对计量主站进行改动。

为便于理解，请参阅图6，图6为本发明另一实施例提供的电表数据采集方法的步骤流程图。具体可以包括以下步骤：

步骤601，通过主三相PLC向多个电表广播主PLC组网指令；

PLC是指可编程逻辑控制器，是种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作电子系统。它采用一种可编程的存储器，在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，通过数字式或模拟式的输入输出来控制各种类型的机械设备或生产过程。

在本发明实施例中，主集中器上设置有通信模块主三相PLC，主三相PLC可以通过广播的形式向电表广播主PLC组网指令。

需要说明的是，在实际应用中，通信模块不仅仅可以选择三相PLC，还可以选用其他通信模块，本发明对此不作具体限制。

步骤602，接收多个电表基于主PLC组网指令返回的第一组网结果；

步骤603，根据第一组网结果确定主电表；

在本发明实施例中，跟主集中器具有相同通信模块的电表会根据接收到的主PLC组网指令与主集中器建立连接。因此，可以将与主集中器建立连接的电表定义为主电表，并记录主集中器与主电表之间的归属关系。

步骤604，定时向从集中器下发组网通知，并接收从集中器返回的第二组网结果；第二组网结果为电表响应从集中器通过从三相PLC下发的从PLC组网指令返回的结果；

步骤605，根据第二组网结果确定从电表；

在本发明实施例中，主集中器可以定时向从集中器下发组网通知，通知从集中器的从三相PLC模块发起与从电表之间的自组网，确定从集中器与从电表之间的归属关系。

步骤606，接收计量主站下发的采集指令；

步骤607，基于采集指令，通过预设主三相PLC采集主电表的主电表数据；

在本发明实施例中，当主集中器接收到计量主站下发的采集指令时，会基于采集指令，通过主集中器中的主三相PLC采集相应的主电表的数据。

在一个示例中，步骤607可以包括：

转译采集指令，得到465报文，通过主三相PLC将465报文发送至主电表；

接收主电表基于465报文返回的主电表数据。

具体地，当计量主站下发采集指令给主集中器的主三相PLC时，主三相PLC根据自身组网结果，将采集指令转移为465报文，并将465报文发送至主电表；主电表基于465报文采集电表数据后，向主集中器返回采集到的电表数据。

步骤608，判断是否将采集指令转发至从集中器；

由于主集中器只能采集主电表数据，当需要采集从电表的电表数据时，需要将采集指令转发至从集中器，以使从集中器采集从电表的数据。

在一个示例中，判断是否将采集指令转发至从集中器可以通过以下步骤实现：

根据第一组网结果和第二组网结果，判断是否将采集指令转发至从集中器。

具体地，可以根据是否需要采集从电表的电表数据来判断是否将采集指令转发给从集中器进行相应的电表数据采集。

步骤609，若是，将采集指令发送至从集中器，并接收从集中器基于采集指令返回的从电表数据；从电表数据为从集中器基于采集指令通过预设从三相PLC从从电表采集得到；

需要说明的是，从集中器采集从电表的电表数据的方法可以参考主集中器采集主电表的电表数的方法，此处不再赘述。

从集中器在采集到相应的电表数据后，可以将相关数据发送至主集中器进行保存。

步骤610，当接收到计量主站下发的抄表指令时，将主电表数据和从电表数据上传至计量主站。

主集中器与计量主站直接通信，当主集中器接收到计量主站下发的抄表指令时，可以将所保存的主电表数据和从电表数据上传给计量主站。

本发明通过在低压集抄系统中引入主集中器和从集中器，使得不同通信制式的电表可以分别与具有相同通信制式的主集中器和从集中器组网，从而通过主集中器和从集中器分别采集相应的电表的电表数据。此外，从集中器通过主集中器与计量主站通信，因此无需对计量主站进行改动。

为便于理解，请参阅图7，图7为本发明实施例所提供的多集中器主从互联数据采集示意图。对于电表数据的采集，可以包括以下步骤：

1、主集中器定时下发组网通知给从集中器，通知从集中器的从三相PLC发起自组网；

2、从集中器根据接收到的组网通知，下发组网指令给从三相PLC；

需要说明的是，组网过程为PLC自行实现，集中器对此过程不可知，仅知道组网结果。

3、从集中器将组网结果反馈给主集中器；

4、主集中器下发PLC组网指令，根据电表反馈结果，记录电表归属；

5、计量主站通过远程通信协议下发采集指令给主三相PLC；

6、主三相PLC根据自身组网结果，以及从集中器反馈的组网结果，判断是否向从集中器转发采集指令；

7、主集中器将归属自身的电表，转译为645报文下发给主电表采集电表数据；

8、从集中器收到采集指令后，转译645报文下发给电表进行数据采集；

需要说明的是，主从集中器不能同时下发645报文，需要分时操作，以避免相互同频干扰。

9、从集中器将采集到的数据上传给主集中器，主集中器将数据进行暂存；

10、主集中器将自身归属的主电表的电表数据进行暂存；

11、根据计量主站下发的抄表指令，主集中器将主、从集中器获取的所有电表数据上传给计量主站。

通过上述流程，计量主站对台区的数据采集实现“透明无感知”，能够避免因负荷调整带来的管理与运维的复杂性。

需要说明的是，本发明虽然以PLC为例进行说明，但若还有RS485、CAN、以太网等不同制式混合类型的现场总线，也可以以本发明实施例的技术构思为基础实现不同通信模块的互联互通及电表数据的采集。

请参阅图8，图8为本发明实施例提供的一种电表数据采集装置的结构框图。

本发明实施例提供了一种电表数据采集装置，应用于低压集抄系统，低压集抄系统包括计量主站、主集中器、从集中器、多个电表；多个电表包括主电表和从电表；装置包括：

采集指令接收模块801，用于接收计量主站下发的采集指令；

主电表数据采集模块802，用于基于采集指令，通过预设主三相PLC采集主电表的主电表数据；

判断模块803，用于判断是否将采集指令转发至从集中器；

从电表数据接收模块804，用于若是，将采集指令发送至从集中器，并接收从集中器基于采集指令返回的从电表数据；从电表数据为从集中器基于采集指令通过预设从三相PLC从从电表采集得到；

上传模块805，用于当接收到计量主站下发的抄表指令时，将主电表数据和从电表数据上传至计量主站。

在本发明实施例中，还包括：

主PLC组网指令广播模块，用于通过主三相PLC向多个电表广播主PLC组网指令；

第一组网结果接收模块，用于接收多个电表基于主PLC组网指令返回的第一组网结果；

主电表确定模块，用于根据第一组网结果确定主电表；

第二组网结果接收模块，用于定时向从集中器下发组网通知，并接收从集中器返回的第二组网结果；第二组网结果为电表响应从集中器通过从三相PLC下发的从PLC组网指令返回的结果；

从电表确定模块，用于根据第二组网结果确定从电表。

在本发明实施例中，判断模块803，包括：

判断子模块，用于根据第一组网结果和第二组网结果，判断是否将采集指令转发至从集中器。

在本发明实施例中，主电表数据采集模块802，包括：

发送子模块，用于转译采集指令，得到465报文，通过主三相PLC将465报文发送至主电表；

主电表数据接收子模块，用于接收主电表基于465报文返回的主电表数据。

本发明实施例还提供了一种电表数据采集设备，设备包括处理器以及存储器：

存储器用于存储程序代码，并将程序代码传输给处理器；

处理器用于根据程序代码中的指令执行本发明实施例的电表数据采集方法。

本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质用于存储程序代码，程序代码用于执行本发明实施例的电表数据采集方法。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口、装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性、机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来达到实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，以上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。