基于共享电表的用电数据采集方法

技术领域

本发明涉及数据采集技术领域，具体而言，涉及一种基于共享电表的用电数据采集方法。

背景技术

电力网络中，通常以电力抄表集中器作为主节点，与配置有通信模块的电表作为从节点组建通信网络，以从各个电表获取数据。但是，上述通信结构在采集数据是存在如下弊端：

1)通信线路太多，集中器需要依次和所有电表建立通信握手，采集电表上的用电数据，所以采集数据的时间受到电表数量的影响较大。

2)采集时间受到不良通信线路的影响大，在部分电表因为自身的硬件老化或者周围环境的影响而难以和集中器进行信息交互时，集中器需要等待预设的时间周期之后，才能够跳过这个存在故障的电表，进行下一个电表的信息采集工作，所以耗时很长。

现在尚没有一种采集效率高，并且不会受到采集线路太多而影响数据采集效率的用电数据采集方法。

发明内容

本发明的内容部分用于以简要的形式介绍构思，这些构思将在后面的具体实施方式部分被详细描述。本发明的内容部分并不旨在标识要求保护的技术方案的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求的保护的技术方案的范围。

为了解决以上背景技术部分提到的技术问题，本发明的一些实施例提供了一种基于共享电表的用电数据采集方法，包括：

SO1：共享电表收集用户数据，并发送至储存器内储存；

SO2：集中器依次访问共享电表，寻找集中器至共享电表、共享电表至储存器的通信线路；

S03：集中器在接收到来自服务器下发的采集用电数据的指令后，判断SO2中测试的通信线路是否畅通；

S04：集中器选择畅通的通信线路中效率最高的通信线路采集储存器内的用电数据，完成用电数据采集。

本发明所提供的用电数据采集方法依托于共享电表这一已有技术，例如专利《共享存储与显示装置的智能电表系统及其共享方法》，专利号ZL202110770855.2。借助共享电表上所有的用电数据都储存在储存器上的特点；在集中器需要采集用电数据时，只需要寻找到一条完整的通信线路，就能够采集所有的用电数据；整个采集数据的过程，并不需要和所有的共享电表建立通信线路，能够避免和所有的共享电表建立通信线路在建立通信握手上所花费的时间，也能够减少因为部分通信线路通信不畅，而需要大量等待的时间，增加了集中器采集用电数据的效率。

进一步的，SO2还包括测量所有的集中器至共享电表、共享电表至储存器的通信线路的通信质量，并依据通信质量从高到低的排序，制作出共享电表信息传输顺序表。

进一步的，SO3依据共享电表信息传输顺序表上记载的共享电表的排列顺序，向通信效率最高的共享电表发送采集用电数据的指令。

进一步的，集中器在未接收到服务器下发的采集用电数据的期间内，周期性完成SO2，以更新共享电表信息传输顺序表。

进一步的，SO2中，共享电表信息传输顺序表只按照通信质量的高低记录前3个共享电表。

进一步的，S03中，如果测试了共享电表信息传输顺序表中记录的三个共享电表所代表的通信链路之后，没有获得畅通的通信线路，则重新测试所有共享电表所代表的通信线路的通信质量以获得新的共享电表信息传输顺序表，采用新的共享电表信息传输顺序表依次测试共享电表所代表的通信线路是否通畅。

进一步的，SO2中对共享电表所代表的通信线路的通信质量的排序方法包括：

集中器通过共享电表所代表的通信线路向储存器发送固定的信息编码；

储存器将接收到的信息编码和集中器发送的固定编码进行对比，通过误码率评估出通信质量。

进一步的，SO4还包括：

将储存器划分为压缩储存区和常态储存区，其中共享电表传输至存储器的信息先储存在常态存储器，再经过集中器收集之后，常态存储区内保存至压缩储存区内，并且将常态储存区内的数据删除。

进一步的，常态储存区储存发送至压缩储存区的数据需要压缩。

本发明的有益效果在于：提供了一种采集效率高，并且不会受到采集线路太多而影响数据采集效率的用电数据采集方法。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，使得本发明的其它特征、目的和优点变得更明显。本发明的示意性实施例附图及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

另外，贯穿附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素。应当理解附图是示意性的，元件和元素不一定按照比例绘制。

在附图中：

图1是传统电表和集中器之间信号连接的结构示意图；

图2是共享电表、共享电表的储存器以及集中器之间信号连接的结构示意图；

图3是根据本发明实施例1提供的步骤示意图；

图4是根据本发明实施例2提供的步骤示意图；

图5是根据本发明实施例3提供的步骤示意图；

图6是根据本发明实施例3中，共享电表、共享电表的储存器以及集中器之间信号连接的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的实施例。虽然附图中显示了本公开的某些实施例，然而应当理解的是，本公开可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例。相反，提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本公开。应当理解的是，本公开的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本公开的保护范围。

另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本公开。

参考图1：在电力网络系统中，集中器为电表数据采集的主节点，电表为数据采集的分节点，当用电公司的服务器需要采集用电数据时，向集中器发送命令，然后集中器向电表发送采集数据的命令，进而电表依次或同时向集中器发送相应的数据。在该模式下，则会出现如下情况：

1、电表数量太多，电表和集中器每次均要进行身份认证，完成通信握手，所以抄表时间较长。当所有电表同时向集中器上传数据时，容易造成数据堵塞，造成通信延时等情况。

2、存在部分电表因为硬件原因或者周围环境的原因，例如硬件老化，电表周围出现新的电磁设备，而导致电表和集中器之间的通信受阻时，集中器需要等待和该电表完成通信，或者达到预设的时间之后，才能够和下一个电表建立通信连接，以采集到需要的数据。所以，抄表时间很长。

实施例一：

为此，本发明构建一种以共享电表为电表体系的用电数据采集方法，其中共享电表为已有技术，其可以参考中国专利文献：CN113406375B共享存储与显示装置的智能电表系统及其共享方法中所记载的智能电表系统。

共享电表为多个电表共用一个显示器和储存器，储存器用于储存用户的用电信息，显示器用于在获得权限之后，显示用户用电信息，如此可以避免不法分子获得用电情况。

为此，本发明针对共享电表具有一个共同的储存器的特点设计了一种让储存器和集中器之间进行信息连接的方法，以减少集中器在收集电表数据时，集中器和共享电表之间进行信息连接的次数。

该方法的初步思路为：将数量更少的共享电表的储存器和集中器相互连接，就能够起到增加通信效率的作用。但是，如果直接让储存器和集中器进行信号连接，则会出现如下问题：

1、成本增加：需要在储存器上增加一个能够和集中器进行信号连接的设备，该设备需要稳定性好，所以会导致成本增加。

2、线路断裂风险变大，因为同一个储存器下的共享电表均通过储存器直接传输给集中器，在储存器和集中器之间的通信线路断开之后，必然会导致该储存器下所有共享电表的数据都无法正常上传至储存器。

在共享电表技术的基础上设置的集中器、共享电表以及共享电表的储存器的结构示意图如图2所示。

参考图3，基于共享电表的电表数据采集方法包括：

S1：储存器收集并储存共享电表数据；

共享电表将用电数据发送至储存器，储存器接收共享电表发送的数据并储存；

S2：集中器寻找通信线路；

集中器依次依次共享电表，寻找集中器至共享电表、共享电表至储存器的通信线路；

S3：集中器判断通信线路是否畅通；

集中器在接收到来自服务器下发的采集用电数据的指令后，判断SO2中测试的通信线路是否畅通；

接收到集中器采集用电数据的共享电表向储存器发送信息访问指令，如果共享电表接收到储存器发送的允许访问的信号，则共享电表向集中器发送通信线路正常的信号；如果集中器接收到通信线路正常的信号，则执行下一步，如果没有接收到通信线路正常的信号，则记录该共享电表，同时再次执行S2，以保证集中器至少从一个共享电表处接收到通信线路正常的信号。

S4：建立集中器至共享电表、共享电表至储存器的信号线路，完成数据传输；

集中器在得到集中器至共享电表、共享电表至储存器的通信线路正常的信号之后，采用该通信线路和储存器建立信号连接，进而采集储存器内储存的所有共享电表的用电数据。

为此，本发明所设计的方法具有如下优势：

(1)在集中器采集智能电表的数据时，可以借助智能电表本身和集中器存在的通信线路来用于传输储存器和集中器之间的数据，不需要额外设置集中器和储存器之间的通信设备和通信线路，节约了成本。

(2)避免了传统的电表和集中器之间存在多条信号传输线路所带来的通信效率低的问题；

(3)避免了在储存器和集中器之间直接采取信号连接所带来的通信线路单一的问题，防止了在储存器和集中器之间的通信线路在断开之后，导致该储存器下下辖的共享电表的用电数据难以传输到集中器上的问题。

更进一步的，在实践中，还可以将记录到未完成信号连接的共享电表记作故障设备，定时安排专门的人员进行维修。

实施例二：

共享电表和集中器之间的通信连接并不稳定，因为硬件质量、安装方式、以及周围环境的影响，共享电表和集中器之间信号连接的稳定程度并不相同，所以不同集中器和共享电表之间信息传输的效率与通信质量存在差距。

为此，针对这一状况，实施例二在实施例一的基础上，对集中器至共享电表，共享电表至储存器之间的通信线路进行对比，筛选出集中器至共享电表、共享电表至储存器中效率最高的通信线路，进而在集中器接收到服务器下发的采集用电数据的指令时，通过筛选出的效率最高通信线路，来采集储存器上储存的所有共享电表的用电数据。

参考图4，基于共享电表的电表数据采集方法包括：

S1：储存器收集并储存电表数据；

共享电表收集用户数据，并发送至储存器内储存；

S2：集中器制作共享电表信息传输顺序表；

集中器在未接收到服务器下发的采集用电数据的非信息采集时间内，测量所有的集中器至共享电表、共享电表至储存器的通信线路的通信质量，并依据通信质量从高到低的排序，制作出共享电表信息传输顺序表；

例如，集中器测量出储存器下辖的所有电表1～电表k的通信质量从高到低为电表3、电表2、电表3……，则以该顺序制作共享电表信息传输顺序表，如下表所示：

S3：更新共享电表信息传输顺序表；

集中器在未接收到服务器下发的采集用电数据的非信息采集时间内，周期性的重复S2以周期性的更新上述的共享电表信息传输顺序表；

S4：集中器寻找最优的通信线路；

集中器选择畅通的通信线路中效率最高的通信线路采集储存器内的用电数据，完成用电数据采集。

集中器在接收到来自服务器采集电表数据的指令之后，依据最新的共享电表信息传输顺序表上记载的共享电表的排列顺序，向通信效率最高的共享电表发送采集用电数据的指令；

S5：集中器判断通信线路通断；

共享电表接收到集中器下发的采集用电数据的指令之后，共享电表向储存器发送信息访问指令，共享电表在获得储存器反馈的允许访问的指令之后，该共享电表向集中器反馈通信线路正常的信号，若集中器接收到通信线路正常的信号，则执行下一步，如果集中器没有接收到通信线路正常的信号，则重新执行S4，进而按照选择的共享电表信息传输顺序表上记载的共享电表的排列顺序，集中器向共享电表发送用电数据采集的指令，从而保证集中器至少从一个共享电表处接收到通信线路正常的信号；

例如，集中器按照共享电表信息传输顺序表中所记载的共享电表的顺序，向第一共享电表下发采集用电数据的指令，第一个共享电表在接收到集中器下发的采集用电数据的指令之后，第一个共享电表向储存器发送信息访问指令，共享电表在获得储存器反馈的允许访问的指令之后，如果集中器没有接收到第一个共享电表发送的通信线路正常的信号；集中器则按照共享电表信息传输顺序表中所记载的共享电表的顺序，向第二个共享电表下发采集用电数据的指令，如果还是未收到第二个共享电表反馈的允许访问的信号，则集中器向第三个共享电表下发采集用电数据的指令，依次类推，直到集中器从一个共享电表处接收到通信线路正常的信号为止。

S6：传输用电数据；

集中器在得到通信线路正常的信号之后，采用该通信线路和储存器建立信号连接，进而采集储存器内储存的所有共享电表的用电数据。

进一步的，S2中测量通信质量的方法为：

步骤一：集中器通过共享电表所代表的通信线路向储存器发送固定的信息编码；

步骤二：储存器将接收到的信息编码和集中器发送的固定编码进行对比，通过误码率评估出通信质量。

例如，集中器通过共享电表1所代表的通信线路，将1000串信息编码发送至储存器，储存器只收到980个正确信息编码。

然后集中器通过共享电表2所代表的通信，将1000串信息编码发送至储存器，储存器只收到了950个正确信息编码，如此共享电表2所代表的通信线路的通信质量小于共享电表1所代表的通信线路的通信质量。

实施例三：

在实践中，储存器通常下辖有多个共享电表，如果测试完所有的共享电表所代表的通信线路的通信质量之后，通常不需要考虑超出一定名次的共享电表的通信效率。所以在本实施例中，共享电表信息传输顺序表仅仅记录前三位。并且，可以预见当在服务器下发采集储存器内储存的共享电表的信息指令时，如果按照共享电表信息传输顺序表的顺序依次测量共享电表所代表的通信线路的通断，均发现通信线路断开时，则有可能怀疑集中器最新一次测量的所得到的共享电表信息传输顺序表有误，此时需要重新开始测量所有共享电表所代表的通信线路的通信质量，以形成新的共享电表信息传输顺序表，并依照新的共享电表信息传输顺序表重新依次判断通信线路的通断。

具体的：

S1：储存器收集并储存电表数据；

共享电表将用电数据发送至储存器储存；

S2：集中器制作共享电表信息传输顺序表；

集中器在未接收到服务器下发的采集用电数据的非信息采集时间内，测量所有的集中器至共享电表、共享电表至储存器的通信线路的通信质量，并依据通信质量从高到低的排序，制作出共享电表信息传输顺序表，且共享电表信息传输顺序表只按照通信质量的高低记录前3个共享电表；

S3：更新共享电表信息传输顺序表；

集中器在未接收到服务器下发的采集用电数据的非信息采集时间内，周期性的重复S2以周期性的更新上述的共享电表信息传输顺序表；

S4：集中器寻找最优的通信线路；

集中器在接收到来自服务器采集电表数据的指令之后，依据最新的共享电表信息传输顺序表上记载的共享电表的排列顺序，向通信效率最高的共享电表发送采集用电数据的指令；

S5：集中器按照共享电表信息传输顺序表依次测量共享电表所代表的通信线路，判断通信线路通断；

共享电表接收到集中器下发的采集用电数据的指令之后，共享电表向储存器发送信息访问指令，共享电表在获得储存器反馈的允许访问的指令之后，该共享电表向集中器反馈通信线路正常的信号，若集中器接收到通信线路正常的信号，则执行S7，如果集中器没有接收到通信线路正常的信号，则按照选择的共享电表信息传输顺序表上记载的共享电表的排列顺序，集中器向下一个通信效率最高的共享电表发送用电数据采集的指令，如果测试了共享电表信息传输顺序表中记录的三个共享电表所代表的通信链路之后，没有获得畅通的通信线路，则执行S6。

S6：集中器执行步骤S2，也就是重新测试所有共享电表所代表的通信线路的通信质量以获得新的共享电表信息传输顺序表，采用新的共享电表信息传输顺序表依次测试共享电表所代表的通信线路是否通畅，以获得最新的共享电表信息传输顺序表，然后依据最新的共享电表信息传输信号表重复步骤S4，直到集中器从一个共享电表处接收到通信线路正常的信号为止。

例如，在执行S5时，集中器按照共享信息传输顺序表的顺序依次测量所有的共享电表所代表的通信线路均未得到通信线路正常的反馈之后，集中器执行步骤2以更新出新的共享电表信息传输顺序表，然后依照新的共享电表信息传输顺序表上所记录的共享电表的顺序，集中器依次测量共享电表所代表的通信线路是否通断，以找到集中器至共享电表、共享电表至储存器的通向线路正常为止。

S7：传输用电数据；

集中器在得到通信线路正常的信号之后，采用该通信线路和储存器建立信号连接，进而采集储存器内储存的所有共享电表的用电数据。

参考图6：在更为具体的实施例中，为了进一步的增加信号传输的速率，将储存器划分为常态储存区和压缩储存区，其中共享电表传输至存储器的信息先储存在常态存储器，再经过集中器收集之后，常态存储区内保存至压缩储存区内，并且将常态储存区内的数据删除，常态储存区储存发送至压缩储存区的数据需要压缩。

所以，压缩储存区储存集中器已经采集过一次的共享电表的用电数据，这些用电数据通过压缩的方式储存在储存器的储存模块内，常态储存器则记录则共享电表发送至储存器内的数据，当集中器未采集记录在常态储存区的数据时，常态储存区的数据则一直储存器在该区域内，当集中器采集了常态储存区内的部分数据或者全部数据之后，将常态储存器内被集中器采集的数据压缩之后，储存至储存器的压缩储存区，并删除常态储存区内集中器采集的数据。所以，采用了该方案的情况下，在集中器采集储存器内的信息时，不需要将从储存器内所接收的信息进行解压，能够增加传输效率。

本发明所提供的基于共享电表的电表数据采集方法具有如下优势：

(1)在非数据采集时间内，集中器依次测量集中器至共享电表、共享电表至储存器的通信线路，从中选出通信效率最高的通信线路；如此，能够最大限度地限度地增加信号的传输效率。

(2)在非数据采集时间，周期性的更新共享电表数据传输表，保证了共享电表数据传输表的时效性，能够避免共享电表周围环境发生变化、共享电表内部元器件老化或突然损坏，而导致传输效率高的共享电表变成传输效率低的共享电表之后，而通信线路没有及时做出更改，所导致的传输效率变低的问题。

(3)在进行通信线路筛选时，通过集中器选择不同的通信线路发送相同的信息编码，通过接收的信息编码来判断通信线路的质量，所以能够筛选出通信质量最好的线路。

(4)共享信息传输序列表仅仅记录前三个共享电表，能够及时地及时地触发更新共享信息传输序列表的基质。在进行通信线路的通断测试时，如果前三个共享电表所表明的通信线路都无法正常通信，则表明最新的共享信息传输序列表必然存在问题，所以能够及时地及时地测试所有共享电表所代表的通信线路的情况。

(5)将储存器划分为常态化储存区和压缩储存器，能够增加信息传递效率，集中器在收集常态化储存区内的数据时，不需要进行额外的解压工作，所以信息传输效率更高。

以上描述仅为本公开的一些较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本公开的实施例中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本公开的实施例中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。