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一种远程抄表方法及系统

阅读：246发布：2024-01-28

专利汇可以提供一种远程抄表方法及系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种远程抄表方法及系统，涉及仪表采集技术领域，方法包括以下步骤:上位机向采集器发送抄表信息任务；采集器接收抄表信息任务并判断是否存在路径信息，若有，调用抄表路径，向目标仪表发送抄表信息任务，若无，通过路由模块进行路由探测；路由模块接收路由探测响应帧，保存路径信息，并向目标仪表发送抄表信息任务，目标仪表将抄表数据发送给采集器，采集器向上位机发送抄表数据；通过本发明，集中器可以同时对不同信道的多个仪表进行数据采集，有效提高了采集效率，降低了信号的干扰；同时本发明通信距离远、功耗低，通过中继器将无线信号进行中继转发，建立有效、快捷且可靠的路由路径，有效提高了对计量表数据抄读的成功率。，下面是一种远程抄表方法及系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种远程抄表方法，其特征在于，包括以下步骤:
上位机通过集中器载波通信模块向采集器发送抄表信息任务，并在收到抄表反馈结果之前，以第一固定时间周期继续发送抄表信息任务；
所述采集器接收抄表信息任务并解析目标仪表的地址信息及信道信息，判断是否存在路径信息，若有，调用抄表路径，按照所述信道信息，通过对应信道以无线通信方式向目标仪表发送抄表信息任务，若无，通过路由模块，根据信道信息，通过对应信道以无线通信方式进行路由探测；
所述路由模块在第二固定时间周期内判断是否接收到路由探测响应帧，若是，则保存路径信息，并通过路径信息向所述目标仪表发送抄表信息任务，若否，则向上位机返回错误信息；
所述目标仪表接收到抄表信息任务后，将抄表数据通过无线通信方式发送给所述采集器；
所述采集器接收抄表数据并通过所述载波通信模块向上位机发送抄表数据。
2.根据权利要求1所述的一种远程抄表方法，其特征在于，所述信道信息为频分信道信息。
3.根据权利要求1所述的一种远程抄表方法，其特征在于，所述路由探测包括如下步骤：
所述路由模块发起路径探测请求帧并通过广播方式进行传输；
中继器接收路径探测请求帧并判断是否合法，若不合法，丢弃路径探测请求帧，若合法，则向该中继器下属仪表节点发送路径探测请求帧，若无应答，则向其他中继器转发路径探测请求帧，同时标记该路径探测请求帧已被转发；
所述目标仪表接收到路径探测请求帧并按接收路径发送路径探测响应帧；
对应中继器接收路径探测响应帧并将路径探测响应帧发送至所述路由模块；
所述路由模块接收路径探测响应帧并存储路径。
4.根据权利要求3所述的一种远程抄表方法，其特征在于，路径探测响应帧发送过程为，中继器在接收到路径探测响应帧后，检查路径探测响应帧中的上行报文的中继列表地址，判断当前中继索引对应的中继地址是否为本中继器地址，然后根据中继列表计算下一级中继地址，填充下行报文信息，转发给下一级中继器，直至路径探测响应帧发送至所述路由模块。
5.根据权利要求1所述的一种远程抄表方法，其特征在于，所述路由模块在第二固定时间周期内未接收到路由探测响应帧，则将目标仪表标记为路由失败，若当天对该目标仪表标记为路由失败次数超过3次，则不再对该目标仪表的抄表信息任务进行响应。
6.一种远程抄表系统，应用如权利要求1-5所述的一种远程抄表方法，其特征在于，包括上位机、集中器载波通信模块、集中器、中继器及仪表采集器，所述集中器包括电力载波收发模块、路由模块及第一无线通信模块，所述中继器包括第二无线通信模块，所述仪表采集器包括第三无线通信模块，所述上位机通过所述集中器载波通信模块向所述集中器发送抄表任务信息，所述集中器通过所述电力载波收发模块接收上位机发送的抄表任务信息，集中器通过所述路由模块进行路由探测及路径保存，集中器、中继器及仪表采集器分别通过所述第一无线通信模块、第二无线通信模块及第三无线通信模块进行数据传输。
7.根据权利要求6所述的一种远程抄表系统，其特征在于，所述第一无线通信模块、第二无线通信模块及第三无线通信模块均为Lora通信模块。
8.根据权利要求6所述的一种远程抄表系统，其特征在于，所述第一无线通信模块、第二无线通信模块及第三无线通信模块在同一信道中进行通信。

说明书全文

一种远程抄表方法及系统

技术领域

[0001] 本发明涉及仪表采集技术领域，尤其是涉及一种远程抄表方法及系统。

背景技术

[0002] 随着工业自动化、城市居民住宅建设和农村小城镇建设的日益发展，独立计量表数量迅速增多，抄表计量也日趋复杂。近年来，利用ZigBee技术构造的无线自动抄表系统的技术水平有了长足的进步，但是ZigBee只适用于近距离传输，最远通信距离为100m，且ZigBee网络很容易产生同频干扰，影响网络质量；在实际应用中由于电能表安装的物理范围广而且有些地区遮挡物较为严重等问题，不能将计量表数据全部抄回。

[0003] RS485抄表方式为一种总线制抄表系统，这种技术目前比较成熟，但是RS485采用有线网的形式进行传输数据，布线较为复杂，成本较高、现场施工困难、工程量大，RS485速率随覆盖距离上升而下降，多个节点同时发送数据时可能发生冲突，布线接线故障点多，安全性较差。低压电力线载波通信的优势在于电力线复用，易施工，综合成本低，但水气表无法使用电力线载波通信。

发明内容

[0004] 为了解决上述问题，本发明提出了一种远程抄表方法及系统，有效提高了采集效率，同时降低了信号的干扰。

[0005] 为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

[0006] 第一方面，本发明实施例提供了一种远程抄表方法，包括以下步骤:

[0007] 上位机通过集中器载波通信模块向采集器发送抄表信息任务，并在收到抄表反馈结果之前，以第一固定时间周期继续发送抄表信息任务；

[0008] 所述采集器接收抄表信息任务并解析目标仪表的地址信息及信道信息，判断是否存在路径信息，若有，调用抄表路径，按照所述信道信息，通过对应信道以无线通信方式向目标仪表发送抄表信息任务，若无，通过路由模块，根据信道信息，通过对应信道以无线通信方式进行路由探测；

[0009] 所述路由模块在第二固定时间周期内判断是否接收到路由探测响应帧，若是，则保存路径信息，并通过路径信息向所述目标仪表发送抄表信息任务，若否，则向上位机返回错误信息；

[0010] 所述目标仪表接收到抄表信息任务后，将抄表数据通过无线通信方式发送给所述采集器；

[0011] 所述采集器接收抄表数据并通过所述载波通信模块向上位机发送抄表数据。

[0012] 优选的，所述信道信息为频分信道信息。

[0013] 优选的，所述路由探测包括如下步骤：

[0014] 所述路由模块发起路径探测请求帧并通过广播方式进行传输；

[0015] 中继器接收路径探测请求帧并判断是否合法，若不合法，丢弃路径探测请求帧，若合法，则向该中继器下属仪表节点发送路径探测请求帧，若无应答，则向其他中继器转发路径探测请求帧，同时标记该路径探测请求帧已被转发；

[0016] 所述目标仪表接收到路径探测请求帧并按接收路径发送路径探测响应帧；

[0017] 对应中继器接收路径探测响应帧并将路径探测响应帧发送至所述路由模块；

[0018] 所述路由模块接收路径探测响应帧并存储路径。

[0019] 优选的，路径探测响应帧发送过程为，中继器在接收到路径探测响应帧后，检查路径探测响应帧中的上行报文的中继列表地址，判断当前中继索引对应的中继地址是否为本中继器地址，然后根据中继列表计算下一级中继地址，填充下行报文信息，转发给下一级中继器，直至路径探测响应帧发送至所述路由模块。

[0020] 优选的，所述路由模块在第二固定时间周期内未接收到路由探测响应帧，则将目标仪表标记为路由失败，若当天对该目标仪表标记为路由失败次数超过3次，则不再对该目标仪表的抄表信息任务进行响应。

[0021] 第二方面，本发明实施例提供了一种远程抄表系统，包括上位机、集中器载波通信模块、集中器、中继器及仪表采集器，所述集中器包括电力载波收发模块、路由模块及第一无线通信模块，所述中继器包括第二无线通信模块，所述仪表采集器包括第三无线通信模块，所述上位机通过所述集中器载波通信模块向所述集中器发送抄表任务信息，所述集中器通过所述电力载波收发模块接收上位机发送的抄表任务信息，集中器通过所述路由模块进行路由探测及路径保存，集中器、中继器及仪表采集器分别通过所述第一无线通信模块、第二无线通信模块及第三无线通信模块进行数据传输。

[0022] 优选的，所述第一无线通信模块、第二无线通信模块及第三无线通信模块均为Lora通信模块。

[0023] 优选的，所述第一无线通信模块、第二无线通信模块及第三无线通信模块在同一信道中进行通信。

[0024] 与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

[0025] 集中器可以同时对不同信道的多个仪表进行数据采集，有效提高了采集效率，同时降低了信号的干扰；同时本发明的远程抄表系统通信距离远、功耗低，能很好地满足无线智能抄表系统的需求，系统通过中继器将无线信号进行中继转发，建立有效、快捷且可靠的路由路径，有效的提高了对计量表表数据抄读的成功率，同时适用于电表、水表和气表的抄表。附图说明

[0026] 图1为本发明的一种远程抄表方法优选实施例的流程图；

[0027] 图2为本发明的一种远程抄表系统优选实施例的结构示意图。

具体实施方式

[0028] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

[0029] 因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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。

[0030] 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定义和解释。

[0031] 术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

[0032] 如图1所示，一种远程抄表方法，包括以下步骤:

[0033] 上位机通过集中器载波通信模块向采集器发送抄表信息任务，并在收到抄表反馈结果之前，以第一固定时间周期继续发送抄表信息任务；

[0034] 采集器接收抄表信息任务并解析目标仪表的地址信息及信道信息，采集器通过查询路由模块内的存储路径判断是否存在目标仪表的路径信息，若有，调用目标仪表的抄表路径信息，按照信道信息，通过对应信道以无线通信方式向目标仪表发送抄表信息任务，若无，通过路由模块，根据信道信息，通过对应信道以无线通信方式进行路由探测，本实施例中，采集器连接有多个无线通信模块，各个无线通信模块工作在不同的信道，将多个仪表节点和中继器划分为与采集器各个工作信道对应的工作信道，采集器通过多个信道与对应信道的仪表节点和中继器进行通信，实现同时对多个信道的仪表节点和中继器进行数据交换，有效提高了采集效率和路径探测效率，同时降低了信号干扰；

[0035] 路由模块在第二固定时间周期内判断是否接收到路由探测响应帧，若是，则保存路径信息，并通过路径信息向目标仪表发送抄表信息任务，若否，则向上位机返回错误信息，上位机接收到错误信息后结束发送该目标仪表的抄表信息任务；

[0036] 目标仪表接收到抄表信息任务后，将抄表数据通过无线通信方式发送给采集器；

[0037] 采集器接收抄表数据并通过载波通信模块向上位机发送抄表数据。

[0038] 进一步的，信道信息为频分信道信息。

[0039] 进一步的，路由探测包括如下步骤：

[0040] 路由模块发起路径探测请求帧并通过广播方式进行传输；

[0041] 中继器接收路径探测请求帧并判断是否合法，若不合法，丢弃路径探测请求帧，若合法，则向该中继器下属仪表节点发送路径探测请求帧，若无应答，则向其他中继器转发路径探测请求帧，同时标记该路径探测请求帧已被转发；

[0042] 目标仪表接收到路径探测请求帧并按接收路径发送路径探测响应帧；

[0043] 对应中继器接收路径探测响应帧并将路径探测响应帧发送至路由模块；

[0044] 路由模块接收路径探测响应帧并存储路径。

[0045] 进一步的，路径探测响应帧发送过程为，中继器在接收到路径探测响应帧后，检查路径探测响应帧中的上行报文的中继列表地址，判断当前中继索引对应的中继地址是否为本中继器地址，然后根据中继列表计算下一级中继地址，填充下行报文信息，转发给下一级中继器，直至路径探测响应帧发送至路由模块。

[0046] 进一步的，路由模块在第二固定时间周期内未接收到路由探测响应帧，则将目标仪表标记为路由失败，若当天对该目标仪表标记为路由失败次数超过3次，则不再对该目标仪表的抄表信息任务进行响应。

[0047] 如图2所示，一种远程抄表系统，包括上位机、集中器载波通信模块、集中器、多个中继器及多个仪表采集器，集中器包括电力载波收发模块、路由模块及多个第一无线通信模块，路由模块集成在集中器处理器上，集中器处理器可以为ARM核心处理器，中继器包括第二无线通信模块，仪表采集器包括第三无线通信模块，第一无线通信模块、第二无线通信模块及第三无线通信模块均为Lora通信模块，包括SX1278芯片，SX1278是Lora射频部分的核心芯片，具有集成规模小、效率高的特点,工作频段为137～525MHz，Lora是低功耗广域网通信技术的一种，是一种基于扩频技术的超远距离无线传输技术。当SX1278工作在Lora模式时，能获得超过-148dBm的高灵敏度。上位机通过集中器载波通信模块向集中器发送抄表任务信息，集中器通过电力载波收发模块接收上位机发送的抄表任务信息，集中器通过路由模块进行路由探测及路径保存，集中器、中继器及仪表采集器分别通过Lora通信模块进行数据传输，集中器上的多个Lora通信模块分别工作在不同的频率的信道，多个中继器及多个仪表采集器的Lora通信模块按照集中器Lora通信模块的不同信道分信道设置，使得集中器可以同时对不同信道的多个仪表进行数据采集，有效提高了采集效率。

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一种远程抄表方法及系统

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