[发明专利]基于LoRa技术进行电能表对时的方法、存储介质及采集终端

说明书

本发明公开了一种基于LoRa技术进行电能表对时的方法，包括：采集终端接收由主站生成和发送的命令帧，并对命令帧进行判断以确定命令帧是对时指令帧还是抄表帧；如果判断所述命令帧是对时指令帧，则通过LoRa模块向全网发送对时广播帧，在电能表接收到所述对时广播帧后，电能表基于对时广播帧，进行电能表的对时；以及如果判断命令帧是抄表帧，则通过载波模块或微功率无线模块发出抄表命令帧，在电能表接收到抄表命令帧后，电能表基于抄表命令帧，完成抄表，并将抄表数据通过通信链路发送给主站。本发明的电能表对时的方法在通信距离上大幅优于现有的电力线载波和微功率无线通信，同时更加安全可靠，抗干扰能力强，且功耗低。

技术领域

本发明涉及一种电能表对时的方法、存储介质及采集终端，特别涉及一种基于LoRa进行电能表对时的方法、存储介质及采集终端。

背景技术

当前国家电网电力用电信息采集系统采用分层架构(如图1所示)，大致可分为数据采集主站、通信网络、终端设备、电能表等四层，采集主站与终端设备之间通过230MHz专网、GPRS无线公网或有线网络通信，终端设备层(如集中器)通过微功率无线、电力线载波或有线网络实现多个电能表的电能信息抄读。在实际应用中，考虑到成本，有线方式基本不用，所以电力线载波、微功率等无线通信成为采集终端与电能表之间最主要的通信方式。

主站负责对采集终端进行对时，集中器负责对采集器、电能表进行对时；采集终端对时误差≤±5s，电能表对时误差≤±10s；采集终端和电能表计时误差≤±0.5s/d。现有技术的对时方法包括(如图2所示)：对于主站对时，要求主站与标准时钟源(GPS全球卫星定位系统、北斗卫星导航系统或NTP网络时钟源等)进行时钟同步，主站时钟误差≤0.1s/d，主站设置采集终端时钟误差允许值。支持主动上报的终端，可通过心跳报文上传终端时钟，主站判断终端时钟是否超差；不支持主动上报的终端，由主站巡测终端时钟，判断终端时钟是否超差。对于终端对时，当终端时钟误差超过允许值后，主站启动采集终端对时，终端生成对时事件，可由主站召测或终端主动上报对时是否成功。终端设置电能表时钟误差允许值，由采集终端监测电能表时钟是否超差。对于电能表对时，当电能表时钟误差超过允许值后，由采集终端将电能表时钟超差事件报送到主站，经主站允许后，采集终端启动对时钟超差电能表的对时(可采用广播对时或点对点对时命令)，电能表生成对时事件，终端将所属电能表对时事件报送到主站。

鉴于分层设计的对时方案，层与层之间需要通过通信信道进行对时数据传输，考虑到现有各级信道的通信技术，如GPRS、电力线载波、微功率无线等技术在实际应用中受通信速率、传输距离、组网算法、线路障碍、障碍物遮挡、干扰等因素影响，在对时方案里加入了通信延时考虑，当前用电信息采集规范规定主站与采集终端之间由主站计算信道延时，并进行对时修正；采集终端与电能表之间由采集终端计算信道延时，并进行对时修正。

现有的用电信息采集系统对时采用分层结构，层与层之间信号传输需要依靠通信网络，主站与采集终端之间依靠GPRS等无线公网，GPRS无线公网运行比较稳定，不容易出差错。采集终端与电能表之间依靠电力线载波、微功率无线等通信信道。对于时钟对时而言，主要要求有两个，一是对的上，即需要对时的节点，在主站启动对时后，在规定的时间内能够全部对时成功；二是对的准，即对时后误差在允许范围内，这就要求实时性较好，通信速率较快。

当前系统对时存在的问题有2个，一是电能表本身实时时钟误差较大甚至超差，这主要是因为电能计量装置自身的基准频率(如晶振)存在误差，经过长期的走时累计，与标准时钟进行比较时，其误差可达数分钟、数小时甚至数天。复费率计费是当前电价计费的主要方式，一天24h，根据不同时段的用电情况，分尖、峰、平、谷不同的电价，如果电能表的时钟误差较大，得不到及时的校准，那么在不同时段的计费就会不准，例如把峰时用电计成平时用电，平时用电计成峰时用电，这种情况会造成用户或电力公司的损失。