一种基于HPLC载波网络的多头端通信转换尾端装置与系统的制作方法

一种基于hplc载波网络的多头端通信转换尾端装置与系统
技术领域
1.本发明属于电力通信技术领域，具体涉及一种基于hplc载波网络的多头端通信转换尾端装置与系统。


背景技术：

2.低压电力线高速载波通信(high power line carrier)，简称hplc，是一种稳定可靠、通信速率快、数据传输安全、可以利用电力线进行数据传输的通信方式，高速载波通信已在电力行业得到大力推广，其应用效果也得到了用户的认可，并且可以增加网络鲁棒性。但是，现有技术中的电力载波通信也具有一定局限性。一方面，电力线宽带载波通信在用电信息采集中的应用，在整个通信网络组建过程中，同一头端，即同一网络中的主节点设备与多个从端设备如智能电能表)共同组建于同一通信络网；同一网络上，头端与尾端组网，而尾端安装于不同的从端设备并入网到头端设备后，再不能与其它头端设备再次组网，即尾端装置只能入网到一个头端设备，这就造成同一网络中只能有一台头端设备，即同一个尾端装置入网后，其数据只能被一个头端信息抄读。
3.另一方面，随着国家电网公司在hplc宽带载波规模化应用不断推广，低压配电系统智能运维智能化需求的不断增加，同一智能电表计量数据多网络传输，多平台数据分析的需求越来越高，而单一的头端设备已不能满足当前应用需求，因此一个台区内多个头端设备运行，且获取同一智能电表数据，成为目前迫切需要解决的问题。
4.此外，现有的低压台区智能抄表系统中，hplc组网过程中，智能电表的地址入网后，头端设备要进行入网地址管理，由于网络中智能电表通信地址只允许入网在一个头端设备，台区内新增一个头端设备要抄读智能电表时，两个头端都要管理智能电表通信地址，导致智能电表设备在档案管理中有冲突，无法同时实现对智能电表的抄读。


技术实现要素：

5.为适应电力通信技术领域的实际需求，本发明克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种基于hplc载波网络的多头端通信转换系统与方法，以实现电力hplc载波网络中的多头端与同一尾端的通信准换。
6.为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种基于hplc载波网络的多头端通信转换尾端装置，包括：hplc通信模块、通信协议转换模块和电表通信模块，所述通信协议转换模块通过hplc模块与智能终端连接，通过电表通信模块与智能电表模块连接；
7.所述通信协议转换模块用于执行以下步骤：
8.s1、上电后，帧听头端设备的网络信息并启动入网申请，同时，启动自动搜表机制，搜索设备下行智能电表的地址，并将搜索到的智能电表地址存储；
9.s2、入网时，按照设备自身地址入网，入网不成功则按照设备自身地址入网重新发起入网申请；
10.s3：收到智能终端发送的允许入网信息并入网成功后，根据智能终端发送的查询
信息，将存储的智能电表通信地址通过hplc模块发送至智能终端；
11.s4：根据智能终端通过hplc通信发送的数据抄读报文回复自身储存的数据，或将智能终端通过hplc通信发送的电表抄读报文配置成为智能电表数据抄读帧，并发送至智能电表，同时接收智能电表的回复数据并转发至头端设备。
12.所述电表通信模块为rs485通信模块。
13.所述通信协议转换模块还用于存储智能电表的协议类型以及rs485通信速率，并根据头端设备发送的查询信息发送至头端设备。
14.此外，本发明还提供了一种基于hplc载波网络的多头端通信系统，包括智能终端、第一平台和多个所述的一种基于hplc载波网络的多头端通信转换尾端装置，所述第一平台用于给所述智能终端添加管理档案。
15.所述平台与智能终端通过移动网络通信连接。
16.所述第一平台给智能终端添加管理档案时，仅增加所述通信转换尾端装置的通信地址。
17.所述尾端装置以自身通信地址入网时，不将搜索到的智能电表地址上报到头端设备，且也不以智能电表地址入网。
18.所述智能终端获取尾端装置存储的智能电表通信地址后，将智能电表通信地址与尾端地址分别管理并建立关联关系。
19.所述的一种基于hplc载波网络的多头端通信系统，还包括集中器和第二平台，所述第二平台用于给所述集中器添加管理档案，所述集中器与所述智能电表通过hplc通信连接。
20.本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
21.1、本发明提供了一种基于hplc载波网络的多头端通信转换尾端装置与系统，通过尾端装置的上层尾端转换机制，可以实现智能电表可以被不同的头端设备抄读，解决了现有技术中一个台区内无法实现多个头端设备运行，且获取同一智能电表数据的关键性技术问题，解决了源于同一智能电表计量数据多网络传输，多平台数据分析的需求。
22.2、本发明设备具有自搜表，自组网，节点信息自管理功能，而在头端设备抄读数据过程中，通信地址必须用到，若入网时将索到的智能电表地址上报到头端设备，导致同一个智能电表地址在不同的头端设备中，智能电表入网种突，最后只能有一个头端设备抄读，而本发明解决了尾端与头端组网时，关于入网通信地址管理问题，实现了同一通信地址可以不同头端中管理功能，且又不相互影响各自网络组网问题。在台区智能运维、数字化分析需求过程中具有很好的应用前景。
附图说明
23.图1为本发明实施例一提供的一种基于hplc载波网络的多头端通信转换尾端装置的结构示意图；
24.图2为本发明实施例一中尾端装置的搜表流程图；
25.图3为本发明实施例一中尾端装置的入网流程示意图；
26.图4为本发明实施例二提供的一种基于hplc载波网络的多头端通信系统的结构示意图；
27.图5为本发明实施例二中关联关系建立的工作流程图；
28.图6为本发明实施例二中的数据抄读流程图。
具体实施方式
29.为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施例和附图，对本发明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的一部分实施例，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。
30.实施例一
31.如图1所示，本发明实施例提供了一种基于hplc载波网络的多头端通信转换尾端装置，包括：hplc通信模块、通信协议转换模块和电表通信模块，所述通信协议转换模块通过hplc模块与智能终端连接，通过电表通信模块与智能电表模块连接。
32.所述通信协议转换模块内设置有尾端转换机制，其具体方法为：
33.s1、上电后，帧听头端设备的网络信息并启动入网申请，同时，启动自动搜表机制，搜索设备下行智能电表的地址，并将搜索到的智能电表地址存储，如图2所示。通信协议转换模块定时自动搜索智能电表地址，并及时更新有变更的智能电表地址。
34.s2、如图3所示，入网时，按照设备自身地址入网，入网不成功则按照设备自身地址入网重新发起入网申请。
35.s3：收到智能终端发送的允许入网信息并入网成功后，根据智能终端发送的查询信息，将存储的智能电表通信地址通过hplc模块发送至智能终端。
36.s4：根据智能终端通过hplc通信发送的数据抄读报文回复自身储存的数据，或将智能终端通过hplc通信发送的电表抄读报文配置成为智能电表数据抄读帧，并通过rs485发送至智能电表，同时接收智能电表的回复数据并转发至头端设备。
37.具体地，如图1所示，所述电表通信模块为rs485通信模块。所述通信协议转换模块还用于存储智能电表的协议类型以及rs485通信速率，并根据智能终端发送的查询信息发送至头端设备。
38.本实施例中，尾端装置上电后，帧听头端设备网络信息并启动入网申请；尾端装置入网时，按照设备自身地址入网，入网不成功则重新发起入网申请，尾端装置在入网不成功情况下，也不使用不切换表自身搜索到的智能电表地址入网，作为头端设备的智能终端收到尾端装置申请后允许入网；尾端装置入网成功后，智能终端查询尾端装置是否已搜索到智能电表地址，并查询尾端装置中存储的智能电表通信地址、协议类型、rs485通信速率；智能终端获取尾端装置存储的智能电表通信地址后，将智能电表通信地址与尾端地址分别管理并建立关联关系。因此，本实施例的尾端装置可以实现集中器外的其它头端设备(例如智能终端)的数据抄读。
39.实施例二
40.如图4所示，本发明实施例提供了一种基于hplc载波网络的多头端通信转换系统，包括多个如权利要求1所述的一种基于hplc载波网络的多头端通信转换尾端装置、智能终端和第一平台，所述第一平台用于给所述智能终端添加管理档案。
41.具体地，如图4所示，本实施例中，所述第一平台与智能终端通过4g移动网络通信
连接。
42.具体地，本实施例中，所述第一平台给智能终端添加管理档案时，仅增加所述通信转换尾端装置的通信地址。所述尾端装置以自身通信地址入网时，不将搜索到的智能电表地址上报到头端设备，且也不以智能电表地址入网。
43.具体地，如图5所示，本实施例中，所述智能终端获取尾端装置存储的智能电表通信地址后，将智能电表通信地址与尾端地址分别管理并建立关联关系。也就是说，本实施例中，头端设备读取尾端装置的通信地址与非本网络中的智能电表通信地址分别独立管理，并建立尾端装置通信地址与智能电表通信地址的对应关系。
44.进一步地，本实施例中，还包括集中器和第二平台，所述第二平台用于给所述集中器添加管理档案，所述集中器与所述智能电表通过hplc通信连接。因此，本实施例中，尾端装置与智能电表在不在同一个hplc通信网络中，智能电表hplc载波网络入网到非本头端网络(即原集中器)，其与具有尾端转换机制的尾端装置不在同一个头端网络，即智能电表通过hplc入网到集中器和第二平台所在网络，尾端装置通过hplc入网到另一头端网络(即智能终端)组网通信，则智能终端可以通过尾端装置实现抄读，原集中器可以通过hplc网络实现抄读，进而实现多头端数据的抄读。
45.如图6所示，本实施例中智能终端的数据抄读流程如下：
46.步骤1：智能终端上电后，第一平台给智能终端增加尾端通信地址；
47.步骤2：尾端装置入网后，智能终端查询尾端装置中存储的智能电表通信地址；
48.步骤3：头端设备抄读尾端装置数据时，按照尾端装置通信地址及协议类型组帧，将抄读组帧报文通过hplc发送到尾端装置，并接收尾端装置回复数据；
49.步骤4：头端设备抄读智能电表数据时，头端设备按照尾端装置通信地址组帧，协议类型为透明转发，将转发内容配置成智能电表数据抄读帧，然后下发给智能电表，并接收智能电表回复数据。
50.本实施例中，智能终端抄读数据类型按两大类执行，一类的是抄读尾端装置数据，智能终端上电后，第一平台将尾端装置的地址下发到智能终端，智能终端抄读尾端装置数据时，按照尾端装置协议类型组织抄读报文下发；另一类是头端设备通过尾端装置抄读智能电表数据，平台不给智能终端下发智能电表通信地址，智能终端抄智能电表数据时，首先从尾端装置中获取尾端装置搜索到的智能电表通信地址，然后进行通信报文组帧，通信地址为尾端装置地址，协议类型按照透明转发方式下发。
51.此外，本实施例中，尾端装置收到头端抄读报文判断为抄读自身数据时，直接组织自身数据报文回复给头端设备，当尾端装置收到头端设备抄读智能电表数据时，尾端装置将头端的抄表报文通过rs485传给智能电表，收到智能电表数据时组织报文回复头端设备。此外，本实施例的转换机制中，通信支持的协议类型满足：《dl-t645-2007通信协议》和
52.《qgdw11778—2017面向对象的用电信息数据交换协议》。
53.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部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范围。

技术特征：
1.一种基于hplc载波网络的多头端通信转换尾端装置，其特征在于，包括：hplc通信模块、通信协议转换模块和电表通信模块，所述通信协议转换模块通过hplc模块与智能终端连接，通过电表通信模块与智能电表模块连接；所述通信协议转换模块用于执行以下步骤：s1、上电后，帧听头端设备的网络信息并启动入网申请，同时，启动自动搜表机制，搜索设备下行智能电表的地址，并将搜索到的智能电表地址存储；s2、入网时，按照设备自身地址入网，入网不成功则按照设备自身地址入网重新发起入网申请；s3：收到智能终端发送的允许入网信息并入网成功后，根据智能终端发送的查询信息，将存储的智能电表通信地址通过hplc模块发送至智能终端；s4：根据智能终端通过hplc通信发送的数据抄读报文回复自身储存的数据，或将智能终端通过hplc通信发送的电表抄读报文配置成为智能电表数据抄读帧，并发送至智能电表，同时接收智能电表的回复数据并转发至头端设备。2.根据权利要求1所述的一种基于hplc载波网络的多头端通信转换尾端装置，其特征在于，所述电表通信模块为rs485通信模块。3.根据权利要求1所述的一种基于hplc载波网络的多头端通信转换尾端装置，其特征在于，所述通信协议转换模块还用于存储智能电表的协议类型以及rs485通信速率，并根据头端设备发送的查询信息发送至头端设备。4.一种基于hplc载波网络的多头端通信系统，其特征在于，包括智能终端、第一平台和多个如权利要求1所述的一种基于hplc载波网络的多头端通信转换尾端装置，所述第一平台用于给所述智能终端添加管理档案。5.根据权利要求4所述的一种基于hplc载波网络的多头端通信系统，其特征在于，所述平台与智能终端通过移动网络通信连接。6.根据权利要求4所述的一种基于hplc载波网络的多头端通信系统，其特征在于，所述第一平台给智能终端添加管理档案时，仅增加所述通信转换尾端装置的通信地址。7.根据权利要求4所述的一种基于hplc载波网络的多头端通信系统，其特征在于，所述尾端装置以自身通信地址入网时，不将搜索到的智能电表地址上报到头端设备，且也不以智能电表地址入网。8.根据权利要求4所述的一种基于hplc载波网络的多头端通信系统，其特征在于，所述智能终端获取尾端装置存储的智能电表通信地址后，将智能电表通信地址与尾端地址分别管理并建立关联关系。9.根据权利要求4所述的一种基于hplc载波网络的多头端通信系统，其特征在于，还包括集中器和第二平台，所述第二平台用于给所述集中器添加管理档案，所述集中器与所述智能电表通过hplc通信连接。

技术总结
本发明属于电力通信技术领域，具体涉及一种基于HPLC载波网络的多头端通信转换尾端装置与系统，装置包括：HPLC通信模块、通信协议转换模块和电表通信模块，所述通信协议转换模块通过HPLC模块与智能终端连接，通过电表通信模块与智能电表模块连接；所述通信协议转换模块内设置有尾端转换机制，用于将搜索到的智能电表地址存储，其按照设备自身地址与智能终端通信，并根据智能终端通过HPLC通信发送的数据抄读报文回复自身储存的数据，或将智能终端通过HPLC通信发送的电表抄读报文配置成为智能电表数据抄读帧，并发送至智能电表，同时接收智能电表的回复数据并转发至头端设备。本发明可以实现同一智能电表计量数据多网络传输，多平台数据分析的需求。台数据分析的需求。台数据分析的需求。


技术研发人员：崔健 董海涛 于雷雷 陈慧 初海波
受保护的技术使用者：青岛东软载波科技股份有限公司
技术研发日：2021.11.12
技术公布日：2022/3/8