基于塑料光纤的用电信息采集系统及其数据通信方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于塑料光纤的用电信息采集系统及其数据通信方法，该用电信息采集系统包括用电信息采集终端、无线信号延长器和上行服务器，其采用无线信号延长器的近端装置替代用电信息采集终端原来的通信模块，而将原来的GPRS/4G通信模块外移(作为远端装置)，再以塑料光纤作为信号延长传输媒介，确保信号长距离无衰减的传输，传输距离可达300米，保证了远端(通信)模块可处于GPRS/4G信号较好的地方，从而通过塑料光纤中继透传的方式将原有的GPRS链路进行延伸,达到稳定和可靠的上行数据传输的效果，进而解决无线公网信号覆盖不足的问题。

Electrical Information Acquisition System Based on Plastic Optical Fiber and Its Data Communication Method

The invention discloses an electric information acquisition system based on plastic optical fibers and its data communication method. The electric information acquisition system includes an electric information acquisition terminal, a wireless signal extender and an upstream server. The proximal device of the wireless signal extender is used to replace the original communication module of the electric information acquisition terminal, and the original GPRS/4G communication module is moved out (as far as possible). The end device uses the plastic optical fiber as the signal extension transmission medium to ensure the long-distance non-attenuation transmission of the signal, and the transmission distance can reach 300 meters, which ensures that the remote (communication) module can be in a better place of GPRS/4G signal, so that the original GPRS link can be extended through the plastic optical fiber relay transmission, so as to achieve the effect of stable and reliable upward data transmission, and then solve the problem. The problem of insufficient signal coverage in wireless public networks.

【技术实现步骤摘要】
基于塑料光纤的用电信息采集系统及其数据通信方法
本专利技术涉及电力
，具有涉及一种基于塑料光纤的用电信息采集系统及其数据通信方法。
技术介绍
随着智能电网技术在国内的快速发展与应用，电网集抄系统日趋成熟，电网集抄系统具有电能信息采集、电能质量检测、用电分析和管理、智能用电设备信息交互等功能。现有的电网集抄系统(即用电信息采集系统)主要包括上行服务器(也即用电信息采集主站)、通信信道、用电信息采集终端(包括数据集中器和数据采集器)。其中，用电信息采集终端的数据采集器与电表连接，从电表获得电表数据，并且通过电力载波将电表数据发送至数据集中器。而数据集中器一般设于小区，用于收集多个数据采集器的电表数据并通过通信信道发送给上行服务器。通信信道负责提供上行服务器与用电信息采集终端的数据集中器之间的信息交互，主要的通信方式包括GPRS、CDMA。上行服务器负责对接收到的电表数据进行分析和管理。随着电网集抄系统的应用场景越来越多，用电信息采集终端需要安装在各种复杂的环境中，例如地下室、偏远山区地貌、两省交界地带、干扰复杂环境。然而，由于用电信息采集终端与上行服务器之间采用GPRS或CDMA的无线通信方式，因此，当将用电信息采集终端安装在这些复杂的环境下时，存在以下问题：第一、无线远传信号差或不稳定，或者未覆盖的情况下，造成用电信息采集终端的无线通信模块通讯不良，从而导致上行服务器无法抄度终端数据。第二、信号容易受到干扰，造成包丢失、转接事延长、运行不稳定、无法保证通信故障及时处理等问题。针对上述问题，有人提出采用加长无线信号天线的方式，但信号天线加长后衰减增大，实际效果并不理想。因此，又有人提出将集中器的GPRS通信模块进行外移，然后通过中继方式将原有的GPRS链路进行延伸，即通过设置配套的近端设备和远端设备，其中，近端设备与用电信息采集终端相连，而远端设备则设置在无线GPRS信号覆盖范围内，然后通过该近端设备将无线GPRS信号未覆盖或无线GPRS信号不稳定的区域中的采集终端所采集的数据传输到远端设备，从而延长无线GPRS信号，以实现将无线GPRS信号未覆盖或无线GPRS信号不稳定的区域采集的数据经该远端设备和无线GPRS信号发送给上行服务器(即主站)，进而将无线GPRS信号延长覆盖到通信盲点区域，以解决中无法正常抄读偏远区域的终端中的数据的问题，实现了保证对终端数据的准确传输的同时，还实现了扩大通信范围的效果。然而，目前的信号延长方式较多采用短距离无线或低压电力载波的通讯方式，比如申请号CN201420219241.0,CN201611260369.1,CN201620638925.3等方案，即采用微功率无线传输作为主要延长技术手段；而比如申请号CN201610185982.5,CN201621194045.8等方案则采用低压电力载波通讯方式。然而，无论低压电力载波通讯的方案还是微功率短距离无线通讯的方案，都存在抗电磁干扰能力弱，通讯稳定性差的弱点。这些方案可以部分解决终端安装点位置原始无线信号有无，但并不能根本解决终端所需无线信号稳定性的问题。而透传即透明传送，是指在数据的传输过程中，通过无线的方式这组数据不发生任何形式的改变，仿佛传输过程是透明的一样，将数据原封不动地到了最终接收者手里，保证了传输的质量。因此，目前亟需一种新的解决方案以解决电力信息采用终端安装点原始无线信号缺少或微弱而造成终端上行通信模块(GPRS/4G模块)通讯不良，主站无法抄读终端数据的问题，并且信号不易受干扰。
技术实现思路
针对上述存在的技术问题，本专利技术提供一种基于塑料光纤的用电信息采集系统。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种基于塑料光纤的用电信息采集终端无线信号延长器，其包括内设有第一POF光模块的近端装置，以及内设有第二POF光模块和GPRS通信模块的远端装置，其中，所述第一POF光模块和所述第二POF光模块之间通过塑料光纤点对点连接，而所述第二POF光模块还与所述GPRS通信模块电连接，且所述近端装置内置在所述用电信息采集终端，所述远端装置外设在所述用电信息采集终端外。其中，所述近端装置和所述远端装置均内置有塑料光纤接口，且所述第一POF模块与内置在所述近端装置内的所述塑料光纤接口相连；所述第二POF光模块与内置在所述远端装置内的塑料光纤接口相连。进一步地，所述塑料光纤接口采用双纤双向OptoLock塑料光纤接口。其中，所述近端装置包括与数据采集终端通信的本地通信模块接口，以及近端电源管理模块、近端主控模块，其中，所述近端主控模块与所述本地通信模块接口和内置的所述第一POF光模块电连接，所述本地通信模块接口还与内置的所述第一POF光模块和所述近端电源管理模块电连接。其中，所述远端装置包括远端电源管理模块和远端主控模块，所述远端主控模块分别与所述GPRS通信模块和所述第二POF光模块电连接，所述GPRD通信模块还与所述远端电源管理模块电连接。基于上述的用电信息采集系统，本专利技术还提供了一种基于塑料光纤的用电信息采集系统的数据通信方法，其包括步骤：初始化无线信号延长器，并同时开启所述无线信号延长器的数据透传模式；接收来自于用电信息采集终端的用电信息采集数据，并将所述用电信息采集数据直接透传至所述无线信号延长器的无线通信模块，然后通过所述无线通信模块发送至上行服务器；或者，接收上行服务器通过所述无线通信模块发送来的下行数据，并将所述下行数据直接透传至所述用电信息采集终端。进一步地，所述的数据通信方法，还包括步骤：当所述无线信号延长器需要发送控制/状态信号时，将所述无线信号延长器从数据透传模式切换为数据处理模式，并在数据处理模式下对所接收的控制/状态信号进行处理，然后将处理后的控制/状态信号发送给用电信息采集终端或通过无线通信模块发送至上行服务器。其中，所述初始化所述信号延长器的步骤包括近端装置的初始化，具体地，近端装置初始化的步骤包括步骤：所述近端装置从数据透传模式切换为数据处理模式，并发送开机信号至远端装置以获取远端装置的无线通信模块的在位状态，然后再将所述近端装置从数据处理模式切换至数据透传模式；所述近端装置接收远端装置反馈的无线通信模块的在位状态信号，并发送至用电信息采集终端；所述近端装置接收用电信息采集终端发送来的启动加热的控制信号，并从数据透传模式切换为数据处理模式，然后发送启动加热的控制信号到远端装置，并再次从数据处理模式切换为数据透传模式。其中，所述初始化所述信号延长器的步骤包括远端装置的初始化，具体地，远端装置初始化的步骤包括步骤：远端装置接收近端装置发送来的开机信号，然后对无线通信模块进行断电重启，并读取无线通信模块的在位状态信号；远端装置从数据透传模式切换为数据处理模式，并将所读取的无线通信模块的在位状态信号反馈至近端装置；远端装置接收近端装置发送来的启动加热的控制信号，并根据所述启动加热的控制信号启动无线通信模块的SIM卡。进一步地，所述的数据通信方法，，还包括对干扰数据进行筛查的步骤，具体地，包括步骤：所述无线信号延长器对接收的串口数据报文的固定前缀进行验证，若验证通过，则读取后续数据，并对串口数据报文后缀进行验证，若通过验证，则存储所述串口报文数据；所述无线信号延长器对所存储的串口数本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于塑料光纤的用电信息采集系统的数据通信方法，其特征在于，包括步骤：初始化无线信号延长器，并同时开启所述无线信号延长器的数据透传模式；接收来自于用电信息采集终端的用电信息采集数据，并将所述用电信息采集数据直接透传至所述无线信号延长器的无线通信模块，然后通过所述无线通信模块发送至上行服务器；或者，接收上行服务器通过所述无线通信模块发送来的下行数据，并将所述下行数据直接透传至所述用电信息采集终端。

【技术特征摘要】
1.一种基于塑料光纤的用电信息采集系统的数据通信方法，其特征在于，包括步骤：初始化无线信号延长器，并同时开启所述无线信号延长器的数据透传模式；接收来自于用电信息采集终端的用电信息采集数据，并将所述用电信息采集数据直接透传至所述无线信号延长器的无线通信模块，然后通过所述无线通信模块发送至上行服务器；或者，接收上行服务器通过所述无线通信模块发送来的下行数据，并将所述下行数据直接透传至所述用电信息采集终端。2.如权利要求1所述的数据通信方法，其特征在于，还包括步骤：当所述无线信号延长器需要发送控制/状态信号时，将所述无线信号延长器从数据透传模式切换为数据处理模式，并在数据处理模式下对所接收的控制/状态信号进行处理，然后将处理后的控制/状态信号发送给用电信息采集终端或通过无线通信模块发送至上行服务器。3.如权利要求2所述的数据通信方法，其特征在于，所述初始化所述信号延长器的步骤包括近端装置的初始化，具体地，近端装置初始化的步骤包括步骤：所述近端装置从数据透传模式切换为数据处理模式，并发送开机信号至远端装置以获取远端装置的无线通信模块的在位状态，然后再将所述近端装置从数据处理模式切换至数据透传模式；所述近端装置接收远端装置反馈的无线通信模块的在位状态信号，并发送至用电信息采集终端；所述近端装置接收用电信息采集终端发送来的启动加热的控制信号，并从数据透传模式切换为数据处理模式，然后发送所述启动加热的控制信号到远端装置，并再次从数据处理模式切换为数据透传模式。4.如权利要求3所述的数据通信方法，其特征在于，所述初始化所述信号延长器的步骤包括远端装置的初始化，具体地，远端装置初始化的步骤包括步骤：远端装置接收近端装置发送来的开机信号，然后对无线通信模块进行断电重启，并读取无线通信模块的在位状态信号；远端装置从数据透传模式切换为数据处理模式，并将所读取的无线通信模块的在位状态信号反馈至近端装置；远端装置接收近端装置发送来的启动加热的控制信号，并根据所述启动加热的控制信号启动无线通信模块的SIM卡。5.如权利要求2所述的数据通信方法，其特征在于，还包括对干扰数据进行筛查的步骤，具体地，包括步骤：所述无线信号延长器对接收的串口数据报文的固定前缀进行验证，若验证通过，则读取后续数据，并对串口数据报文后缀进行验证，若通过验证，则存储所述串口报文数据；所述无线信号延长器对所存储的串口数据报文的长度和校验值进行验证，若通过验证，则对所述串口数据报文进行字段解析验证和字段值范围验证，若通过，则进行处理。6.如权利要求2所述的数据通信方法，其特征在于，当近端装置接收到用电信息采集终端发送来的复位控制信号时，所述数据通信方法还包括对无线信号延长器进行复位的步骤，具体包括步骤：当近端装置监测到复位控制信号后，进行复位重启，并将近端装置从数据透传模式切换为数据处理模式，然后将所述复位控制信号发送至远端装置；远端装置接收到近端装置发送来的复位控制信号后，进行复位重启，并对无线通信模块进行断电复位，然后从数据透传模式切换为数据处理模式，并向所述近端装置反馈复位成功的报文，然后再从数据处理模式切换为数据透传模式；近端装置接收到远端装置反馈的复位成功报文后，从数据处理模式切换为数据透传模式。7.一种基于塑料光纤的用电信息采集系统，其特征在于，包括用电信息采集终端、无线信号延长器和上行服务器，其中，所述用电信息采集终端用于采集用电信息数据；所述无线信号延长器用于在进行设备初始化时，开启数据透传模式，并将所述用电信息采集终端发送来的用电信...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢春，刘海峰，
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