[发明专利]一种智能采集路由器及其实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种采集路由器，具体讲涉及一种智能采集路由器及其实现方法。

背景技术

现有的电力用户用电信息采集系统是一个分层系统，这样的典型系统结构由用电信息采集主站、集中器、智能电能表及通信网络组成。集中器是该系统的重要设备，它是整个系统中广域网和本地网络的交汇点。集中器通过本地网络连接智能电表，然后通过GPRS/3G等广域网络接入到主站。集中器通过一定的周期收集电能表的量测数据，并存储在集中器上。集中器再根据设置的任务，主动向主站上报数据；或主站根据需要从集中器上把数据取走。现有的集中器作为一个连接主站和智能电能表之间的终端设备，能较好地完成数据收集和上传的任务，但随着应用的进一步扩大和深入，集中器在网络的组织、管理和多业务支持等方面的局限性已经凸显。

集中器不是一个具有路由和交换功能的网络设备，它主要用于周期收集电能表数据，并根据业务需要对收集的数据进行处理和加工，然后存储于本地，主站到智能电能表的所有实时数据召测也是必须要通过集中器应用程序进行“硬转换”。由于集中器不具备路由器等网络设备的直接寻址、转换和网络管理能力，整个通信网络中可以被监视和管理的最小单元无法分配到最末端的设备(如智能电能表)，为此主站与末端设备的通信不是点对点方式，主站层面的网络管理系统也无法对末端设备实施管理，这样会给故障诊断、网元状态监视、网络安全及监管带来极大困难。

另外，集中器只是专用型采集设备，只能用于接入电表产品，很难扩展和兼容其他新业务。因此需要提供一种技术方案来构建一个更加开放和标准的本地网络通信架构，强化对未来新业务的扩展能力，兼容各类分布式电源并网、电动汽车充换电等业务，易于在同一通信平台上实现智能电能表及非表计设备的统一接入。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明一种智能采集路由器及其实现方法，为了更好地兼容大量新业务和保护现有投资，并提高采集网络的故障诊断能力和可管理性，降低其运维成本，本发明提出了一种集网络和采集功能于一体的智能采集路由器，网络方面采用基于TCP/IP的技术实现，用于代替现有的集中器。

本发明智能采集路由器是一种具有采集功能的网关设备，作为网关设备，它用于连接广域网与本地子网，具有判断网络地址和选择IP路径的功能。在本地子网的建立和管理方面，能兼容微功率无线或电力线载波等通信介质，组成IP化的本地网络。内嵌的采集功能，可通过预置的多种通信协议模块对表计设备进行定时自动数据抄收，并将采集数据先进行本地存储，随后自动上报或等待主站的召测，本智能采集路由器工作原理如图2所示。此外智能采集路由器除了使用指定的IP端口向用电信息采集主站发送数据外，也支持通过配置另外的端口，向多个其他的业务系统同时进行数据分发，实现“一源多发”的效果。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

一种智能采集路由器，其改进之处在于，所述路由器包括接口模块、路由表维护模块、CPU处理、共享内存、采集功能模块、时钟模块、QoS服务模块、数据/网络安全模块和网络管理模块；

所述接口模块通过数据通道分别与路由表维护模块、CPU处理、共享内存、采集功能模块、时钟模块、QoS服务模块、数据/网络安全模块和网络管理模块连接；

所述路由器外围接口为通信接口与智能电表连接的接口。

优选的，所述接口模块包括端口和转发单元，具有独立数据传输通道标识和报文转发功能；所述智能采集路由器上行采用Eth光/电口或GRPS/3G/LTE方式，并用广域网与用电信息采集主站连接，上行通信支持IPv4/IPv6双协议栈；下行兼容电力线载波、微功率无线通信介质，用于提供IP化本地网络的建立和管理。

优选的，

所述路由表维护模块与接口模块相连；

所述共享内存模块用系统总线与接口模块相连；

所述CPU中央处理模块分别与采集功能模块、接口模块、时钟模块相连；

所述采集功能模块通过接口模块与表计终端连接。

进一步地，所述上行通信接口支持GPRS/HSDPA/LTE、FE电口/FE光口/GE光口；所述下行通信接口支持SubGHz、以太网RJ45、MVPLC、RS485及WIFI；DI接口用于传入数字量信息；RS232接口为控制串口。

进一步地，所述GPRS/HSDPA/LTE是无线公共广域网接口；FE电口为通用快速以太网百兆网电缆接口，用于连接以太网电缆；FE光口为通用快速以太网光纤接口；GE光口为千兆传输速率的以太网光纤接口。