一种基于单纤双向塑料光纤通信模块的用电采集系统技术方案

本发明专利技术提供一种基于单纤双向塑料光纤通信模块的用电采集系统，包括：单纤双向塑料光纤通信模块、集中器、采集器和电表端。单纤双向塑料光纤通信模块，具有N个光纤收发端口，通过每个光纤收发端口连接单一光纤而收发光信号。单纤双向塑料光纤通信模块安装于集中器或采集器上，从而集中器或采集器通过N个光纤收发端口收发光信号。集中器通过塑料光纤连接采集器或电表端，形成通信拓扑网络；所述电表端具备至少一个半双工端口。本发明专利技术将传统的组网方式进行改进，结合多层的闭合环路的拓扑结构和单纤双向的传输方式，实现了用电采集系统在故障时网络拓扑结构的自愈功能。

A power consumption acquisition system based on single fiber bidirectional plastic optical fiber communication module

The invention provides an electric power acquisition system based on a single fiber bidirectional plastic optical fiber communication module, which comprises a single fiber bidirectional plastic optical fiber communication module, a concentrator, a collector and an electric meter end. The single fiber bidirectional plastic optical fiber communication module has N optical fiber transceiver ports, and transmits and receives optical signals by connecting a single optical fiber through each optical fiber transceiver port. Single fiber bidirectional plastic optical fiber communication module is installed on concentrator or collector, so concentrator or collector transmits and receives optical signals through N optical fiber transceiver ports. The concentrator connects the collector or or the ammeter end through a plastic optical fiber to form a communication topology network, and the ammeter end has at least one half-duplex port. The invention improves the traditional networking mode, realizes the self-healing function of the network topology structure of the electric power acquisition system in case of failure by combining the multi-layer closed loop topology and the single-fiber bidirectional transmission mode.

【技术实现步骤摘要】
一种基于单纤双向塑料光纤通信模块的用电采集系统
本专利技术涉及光电通信领域，特别是涉及一种基于单纤双向塑料光纤通信模块的用电采集系统。
技术介绍
科技的发展使得人们的生活越来越便利，计算机网络技术为人们的生活带来了巨大的改变，计算机网络技术在用电集抄系统中的应用使得抄表工作更加的快速准确和安全，大大提高了工作效率。用电集中采集主要是指电力使用者中低压居民所使用的电表的集中抄收，实现了管理者对电表的远程抄收和监控，能够有效避免估抄、错抄以及漏抄等问题，大大提高抄表质量。能够实时监控用户出现电量异常的情况。“同步抄表”得以实现，节省了大量人力和物力，提高工作效率。电力集抄系统的应用，利用对数据的自动采集、传导和管理，实现了电力系统的智能化管理，无论是在功用方面还是在经济方面都具有较强的可应用性。在用电采集系统中，集中器是远程集中抄表系统的中心管理设备和控制设备，负责定时读取终端数据、系统的命令传送、数据通讯、网络管理、事件记录、数据的横向传输等功能。采集器是电力集抄系统中重要的网络节点扩展设备，负责向下行电表端采集数据，向集中器上传数据。但是，目前全国电力系统在用电信息采集系统的集中器通信模块中主要采用RS485双绞线有线传输。然而，在实际使用过程中，发现RS485双绞线有线传输这种方式，由于其本身采用的是铜芯线，制作成本高、速率低、且与电力线路产生电磁干扰，进而影响设备的精确性和使用寿命。而且，传统的集抄系统网络采用的串联或并联、单工数据传输模式，其数据传递路径只有一条，如果遇到线路或设备故障，用电采集系统的超标率会大大降低。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种基于单纤双向塑料光纤通信模块的用电采集系统，采用单纤双向塑料光纤通信模块结合塑料光纤构建自愈型用电采集系统，以提高用电采集系统的组网方式多元化、通信效率、抗干扰能力和网络自愈能力。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种基于单纤双向塑料光纤通信模块的用电采集系统，包括：单纤双向塑料光纤通信模块、集中器、采集器和电表端。所述单纤双向塑料光纤通信模块，具有N个光纤收发端口，通过每个光纤收发端口连接单一光纤而收发光信号，所述N为不小于1的正整数；所述单纤双向塑料光纤通信模块安装于集中器或采集器上，从而集中器或采集器通过N个光纤收发端口收发光信号；所述集中器通过塑料光纤连接采集器或电表端，形成通信拓扑网络；所述电表端具备至少一个半双工端口。安装有所述单纤双向塑料光纤通信模块的集中器具有N个光纤收发端口，每两个光纤收发端口之间串联若干电表端，形成一个闭合单环拓扑结构I。安装有所述单纤双向塑料光纤通信模块的集中器具有N个光纤收发端口，每两个光纤收发端口之间串联若干采集器，形成单环的一级环路连接结构I；安装有所述单纤双向塑料光纤通信模块的采集器也具有N个光纤收发端口，每两个光纤收发端口之间串联若干电表端，形成单环单向的二级环路连接结构II。进一步，所述单纤双向塑料光纤通信模块包括：控制器；外接插座，其与所述控制器双向互连并外接集中器；至少一个光模块，其与控制器相连，并通过光纤收发端口外接单一光纤而收发光信号；电源转换模块，其输入端与外接插座相连，其输出端分别与控制器、光模块相连为其供电。进一步，所述单纤双向塑料光纤通信模块还包括：连接所述外接插座的网络接口模块和存储器。所述网络接口模块为RJ45接口模块或/和光模块。所述存储器为FLASH存储器或EEPROM，其与所述控制器相连存储用电采集信息。进一步，所述单纤双向塑料光纤通信模块还包括：无线通信单元，所述控制器采用无线通信单元连接外部设备；所述无线通信单元为蓝牙模块、红外模块、Wifi模块或3/4/5G模块中的任意一种。进一步，所述光模块为基于POF传输介质，其波长为650nm或520nm的可见光。进一步，所述闭合单环拓扑结构I正常工作时，所述集中器上的两个光纤收发端口为单工模式，一个为输出端，另一个为输入端，数据传输模式为单向传输；所述闭合单环拓扑结构I出现故障时，原本的闭合单环拓扑结构以故障点为中心断点，由闭合单环结构切换为星型拓扑结构；两个光纤收发端口由单工模式切换为半双工模式，原本的数据传输模式由单向传输切换为时分复用的双向传输；闭合单环拓扑结构I上的集中器的光纤收发端口以及电表端的端口，根据数据传输方向进行输入/输出的切换。进一步，所述一级环路连接结构I正常工作时，所述集中器上的两个光纤收发端口为单工模式，一个为输出端，另一个为输入端，数据传输模式为单向传输；所述一级环路连接结构I出现故障时，原本的闭合单环拓扑结构以故障点为中心断点，由闭合单环结构切换为星型拓扑结构；两个光纤收发端口由单工模式切换为半双工模式，原本的数据传输模式由单向传输切换为时分复用的双向传输；一级环路连接结构I上的集中器的光纤收发端口以及采集器的光纤收发端口，根据数据传输方向进行输入/输出的切换；所述二级环路连接结构II正常工作时，所述采集器上的两个光纤收发端口为单工模式，一个为输出端，另一个为输入端，数据传输模式为单向传输；所述二级环路连接结构II出现故障时，原本的闭合单环拓扑结构以故障点为中心断点，由闭合单环结构切换为星型拓扑结构；两个光纤收发端口由单工模式切换为半双工模式，原本的数据传输模式由单向传输切换为时分复用的双向传输；二级环路连接结构II上的采集器的光纤收发端口以及电表端的端口，根据数据传输方向进行输入/输出的切换。如上所述，本专利技术构建一种基于单纤双向塑料光纤通信模块的用电采集系统，具有以下有益效果：本专利技术采用单纤双向塑料光纤通信模块结合塑料光纤构建自愈型用电采集系统。集中器和采集器安装单纤双向塑料光纤通信模块后连接单一光纤即可完成光信号的收发，并将传统的组网方式进行改进，结合多层的闭合环路的拓扑结构和单纤双向的传输方式，实现用电采集系统在故障时的网络拓扑结构具备自愈功能，本专利技术不仅降低了电磁干扰，提高了传输速率，具有更好的安全性、稳定性、可靠性与经济性，还提高用电采集系统的组网方式多元化、通信效率和网络自愈能力。附图说明图1显示为本专利技术的单纤双向塑料光纤通信模块结构框图；图2显示为本专利技术的集中器-电表端组网；图3显示为本专利技术的集中器-采集器-电表端组网；图4显示为本专利技术的集中器-电表端组网故障；图5显示为本专利技术的集中器-采集器-电表端组网的一级环路连接结构I故障；图6显示为本专利技术的集中器-采集器-电表端组网的二级环路连接结构II故障；元件标号说明：1控制器；2外接插座；3光模块；4电源转换模块；5网络接口模块；6无线通信单元；7存储器。具体实施方式以下由特定的具体实施例说明本专利技术的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点及功效。请参阅图1至图5。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本专利技术可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本专利技术所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本专利技术所揭示的
技术实现思路
得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于单纤双向塑料光纤通信模块的用电采集系统，其特征在于，包括：单纤双向塑料光纤通信模块、集中器、采集器和电表端；所述单纤双向塑料光纤通信模块，具有N个光纤收发端口，通过每个光纤收发端口连接单一光纤而收发光信号，所述N为不小于1的正整数；所述单纤双向塑料光纤通信模块安装于集中器或采集器上，从而集中器或采集器通过N个光纤收发端口收发光信号；所述集中器通过塑料光纤连接采集器或电表端，形成通信拓扑网络；所述电表端具备至少一个半双工端口；安装有所述单纤双向塑料光纤通信模块的集中器具有N个光纤收发端口，每两个光纤收发端口之间串联若干电表端，形成一个闭合单环拓扑结构I；或者，安装有所述单纤双向塑料光纤通信模块的集中器具有N个光纤收发端口，每两个光纤收发端口之间串联若干采集器，形成单环的一级环路连接结构I；安装有所述单纤双向塑料光纤通信模块的采集器也具有N个光纤收发端口，每两个光纤收发端口之间串联若干电表端，形成单环单向的二级环路连接结构II。

【技术特征摘要】
1.一种基于单纤双向塑料光纤通信模块的用电采集系统，其特征在于，包括：单纤双向塑料光纤通信模块、集中器、采集器和电表端；所述单纤双向塑料光纤通信模块，具有N个光纤收发端口，通过每个光纤收发端口连接单一光纤而收发光信号，所述N为不小于1的正整数；所述单纤双向塑料光纤通信模块安装于集中器或采集器上，从而集中器或采集器通过N个光纤收发端口收发光信号；所述集中器通过塑料光纤连接采集器或电表端，形成通信拓扑网络；所述电表端具备至少一个半双工端口；安装有所述单纤双向塑料光纤通信模块的集中器具有N个光纤收发端口，每两个光纤收发端口之间串联若干电表端，形成一个闭合单环拓扑结构I；或者，安装有所述单纤双向塑料光纤通信模块的集中器具有N个光纤收发端口，每两个光纤收发端口之间串联若干采集器，形成单环的一级环路连接结构I；安装有所述单纤双向塑料光纤通信模块的采集器也具有N个光纤收发端口，每两个光纤收发端口之间串联若干电表端，形成单环单向的二级环路连接结构II。2.根据权利要求1所述的基于单纤双向塑料光纤通信模块的用电采集系统，其特征在于，所述单纤双向塑料光纤通信模块包括：控制器(1)；外接插座(2)，其与所述控制器双向互连并外接集中器或采集器；至少一个光模块(3)，其与控制器(1)相连，并通过光纤收发端口外接单一光纤而收发光信号；电源转换模块(4)，其输入端与外接插座(2)相连，其输出端分别与控制器(1)、光模块(3)相连为其供电。3.根据权利要求2所述的基于单纤双向塑料光纤通信模块的用电采集系统，其特征在于，所述单纤双向塑料光纤通信模块还包括：连接所述外接插座(2)的网络接口模块(5)和存储器(7)；所述网络接口模块(5)为RJ45接口模块或/和光模块；所述存储器(7)为FLASH存储器或EEPROM，其与所述控制器相连存储用电采集信息。4.根据权利要求2所述的基于单纤双向塑料光纤通信模块的用电采集系统，其特征在于，所述单纤双向塑料光纤通信模块还包括：无线通信单元(6)，所述控制器采用无线通信单元连接外部设备；所述无线...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗先明，彭楠宣，
申请(专利权)人：重庆世纪之光科技实业有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆,50