[发明专利]抄表系统及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种抄表技术，尤其涉及一种综合了无线通信和电力线载波传输方式的电力线载波与无线通信结合的抄表系统及其方法。

背景技术

在近年来，随着全国城乡电网改造实施一户一表工程的发展，安装单相电度表的数量激增，随之带来的最大问题就是过去电力部长期沿袭的人工抄表模式已经无法适应这种变化，于是诞生了远程的抄表模式。远程抄表方式一般包括RS485抄表方式、红外抄表方式、低压窄带载波抄表方式、低压宽带载波抄表方式和短距离无线抄表等。

在诸多的抄表装置中，人力手持抄表效率低，工作量大，准确性和实时效率较差；RS485抄表方式需要布线，施工布线工作量大，且通信信道受损后，故障排除困难；采用红外抄表方式，受距离传输限制，仍需人到现场，此外，红外抄表对方位角和环境也要求较高；低压窄带载波抄表方式存在信号衰减大、噪声源多且干扰强，受负载特性影响大等问题的影响，对通信的可靠性形成一定的技术障碍，而且由于带宽较窄，数据传输速率较低，不利于大规模推进电力用户信息采集系统的居民集中抄表；低压宽带载波抄表方式，存在高频信号衰减较快的问题，在长距离通信中需要中级组网解决传输，而且由于受低压电力线本身结构和负荷的影响，在用电高峰期时，抄收成功率受到影响。短距离无线抄表方式，受气候、环境的影响很大，一旦遇到刮风下雨或者居民生活区有别的发射台开启时，将会受到干扰，并且在节假日休息流量高峰时段容易发生阻塞现象，因此随机性不确定性很大。

此外，利用电力线载波技术传输数据的采集装置由于其具有效率高、便于管理、利于建立完善的计费方式而被广泛采纳。但现行的载波采集器在实际应用中不同程度的存在缺陷，如专利号为96202199的《智能载波抄表装置》和专利号为97215370的《电力线路智能抄表仪》，这两件专利均采用载波技术实现电表电量抄收和传输，它们的通讯方法都比较单一、抗干扰能力差、对电力线路的传输质量要求高等不足之处，而且其产品一般只在电网干扰较小的小范围内才具有一定的实用价值，当在大面积范围使用时，由于电网干扰较大，它们均会出现抄收成功率较低、信号被噪声淹没以及电量无法抄收等现象。

电力载线波通信技术经过了长时间的完善，在一些领域已经相当成熟，可以用于传输很多实时数据。其优势在于，不需要重新架设网络，可以利用各种设备上自身携带的电力线进行信号传送。但电力线存在噪声干扰，同时电力线的环境也是动态变化的，不同的时间对信号的干扰不一样，传送范围小。因此，很多场合并不适合电力线载波技术使用。

无线通信是利用电磁波信号可以在自由空间中传播的特性进行信息交换的一种通信方式。当前，已出现很多利用无线通信方式进行智能抄表的方法，如WIFI等，这些无线通信方式对智能抄表起了很大的促进作用。然而在距离较短但空间中大型固体障碍较多，无线信号比较难以传递的场合，采用无线通信网络的方式进行信号传递，会对通信的可靠性造成较大的影响。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种能够根据现场不同的情况和要求自动选择合适的数据传输方式的抄表系统，从而扩大了使用范围，将不同的传输方式结合在一起，增强了通信的可靠性。该抄表系统依托用户原有的电力线网络，不需要二次布线，使抄表布线等现场施工工作简便灵活。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种抄表系统，包括电力线宽带载波通信单元、无线通信单元、时钟单元、控制单元以及存储单元；所述电力线宽带载波通信单元、无线通信单元、时钟单元以及存储单元均与控制单元相连接；所述电力线宽带载波通信单元用于收发通过宽带电力线载波方式传送的抄表信号；所述无线通信单元用于收发通过无线通信方式传送的抄表信号；控制单元用于电力线信道状况的侦测，根据侦测结果控制抄表系统在宽带电力载波通信以及无线通信之间的信道自动切换，切换信道后进行自动组网，并将从电力线宽带载波通信单元以及无线通信单元接收到的抄表信号进行格式转换生成电表数据；所述时钟单元为控制单元提供时钟触发信号；存储单元用于存储控制单元的电表数据，存储电力线宽带载波通信单元以及无线通信单元信道切换的控制命令，存储电力线信道状况侦测的控制参数。

其中，所述控制单元包括数据计算单元、逻辑判断单元以及缓存单元；所述数据计算单元用于对宽带电力线信道状况进行实时监测，对抄表信号进行格式转换；所述逻辑判断单元用于电力线信道状况的判断，管理宽带电力线载波单元以及无线通信单元的网络信道切换；所述缓存单元用于控制单元的控制参数以及电表数据的缓冲存储。