一种自适应抄表策略的智能表具数据采集系统及其采集方法

一种自适应抄表策略的智能表具数据采集系统及其采集方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种自适应抄表策略的智能表具数据采集系统及其采集方法。
【背景技术】
[0002] 在当前国内的供热计量市场缺乏严格的统一标准，表具制造厂商众多，技术水平 参差不齐。同时在同一个城市的同一家热力公司，出于各种考虑，往往会同时采购安装多家 甚至是同一家而多个型号的表具。因此在热量表远程统一数据抄集的过程中，对不同表具 的兼容，是一个非常棘手的问题。即便是数据协议提供准确，由于不同表具在响应抄集指令 时，处理的方式和优先级W及CPU运算速度不一样，导致不同的表具，单次抄取的时间有着 巨大的差异，可W从几百毫秒到3-5秒之间。
[0003] 如图1所示，在当前的采集系统中，远传表具的数据是由采集器和集中器进行采 集。采集器把所有表具的数据通过有线（例如Mbus总线或485总线）或者工业无线进行 抄集，集中器通过有线（例如485总线、化C)或无线（例如射频无线）汇总采集器的采集 数据，然后通过现有的通讯网络，如GPRS/Ethernet等上传至上位机，进行存储、处理或者 展示。在部分情况下，采集器和集中器的功能整合到单一的集中器设备中，数据采集系统得 W简化，如图2所示。
[0004] 表具数据抄取根据集中器作用的不同有两种方式，一种是集中器透传方式，上位 机直接发起对于某一特定表具的抄取指令，集中器（或集中器+采集器）仅仅起到路由转 发的作用，不同表具抄取的时间间隔由上位机来设定；另一种是由集中器管理方式，集中器 根据接受的批量抄取管理指令或是预设的触发条件，自行发起抄取，不同表具抄取的时间 间隔由集中器设定。
[0005] 为了抄取该集中器下辖的所有的不同厂家或者不同型号的表具数据，现有的表具 数据抄取都是采取固定的时间间隔对每个下辖表具进行轮询抄集，在该个过程中，往往会 采用比较稳妥的抄表时间间隔，例如每3秒钟下发一个抄表指令对表具数据进行抄集。在 该种情况下，对于那些响应时间比较短（如0.5秒）的表具来说，明显抄表时间设置过长， 导致在大规模抄取数据的时候，大量的时间被浪费。而同时对于3-5秒的表具来说，3秒的 时间过短，从而导致大量的表具的数据未能抄取成功，导致一次抄表成功率过低，不得不进 行补抄，从而进一步延长了数据抄集的时间。

【发明内容】

[0006] 为了解决现有技术存在的上述问题，本发明的目的是通过一种针对不同表具的数 据自动抄取时间延迟及不同抄表时段而提出的一种自适应抄表策略的智能表具数据采集 系统及其采集方法，从而解决在现有抄表系统在大规模抄取数据时的抄表速度慢和数据抄 取成功率低的问题。
[0007] 为实现上述目的，本发明可通过W下技术方案予W解决：
[000引一种自适应抄表策略的智能表具数据采集系统，包括分别与若干类型智能仪表通 讯的若干集中器，且所有集中器分别与管理中屯、服务器进行通讯，所述集中器包括包含有 抄表模块的中央处理模块，及与该中央处理模块连接的下行通信模块、存储单元、I/O模块、 上行通信模块、显示模块和电源及管理模块，所述存储单元包括注册表具列表存储单元和 抄表数据存储单元，所述中央处理模块中还包含一自适应抄表策略优化模块，所述存储单 元还包括表具抄表策略存储单元，所述自适应抄表策略优化模块分别对每类型所述智能仪 表设定采样抄表时间间隔，并将成功抄取所有所述同一类型采样数目的智能仪表时所述自 适应抄表策略优化模块设定的采样抄表时间间隔设定为该集中器对所述该类型智能仪表 的抄表时间间隔并存储在所述表具抄表策略存储单元中。
[0009] 为实现上述目的，本发明还提出通过上述智能表具数据采集系统实现的采集方 法，包括W下步骤：
[0010] 1)所述抄表模块读取与集中器进行数据传输的智能仪表表具列表，如该类型智能 仪表的抄表时间间隔已存储在所述表具抄表策略存储单元中，则进入到步骤2);如没有存 储在所述表具抄表策略存储单元中，则通过所述自适应抄表策略优化模块进行优化抄表时 间间隔，包括W下步骤：
[0011] a.在所述自适应抄表策略优化模块中设定同一类型的智能仪表的初始抄表时间 间隔；
[0012] b.所述自适应抄表策略优化模块开始W所述初始抄表时间间隔抄取同一类型采 样数目的智能仪表的数据，当通过所述抄表模块成功获取所述同一类型采样数目的智能仪 表的数据，则将该类型所述初始抄表时间间隔设定为该集中器对所述该类型智能仪表的抄 表时间间隔，并将该初始抄表时间间隔存储到所述表具抄表策略存储单元中；
[0013] C.当所述抄表模块没有成功抄取所有所述同一类型采样数目的智能仪表的数据， 则所述自适应抄表策略优化模块对其中没有成功抄取的智能仪表设定补抄次数，在设定的 补抄次数内成功抄取所有同一类型采样数目的智能仪表的数据，则将所述初始抄表时间间 隔设定为集中器对所述该类型智能仪表的抄表时间间隔，并将所述初始抄表时间间隔存 储到所述表具抄表策略存储单元中；
[0014] d.如在设定的补抄次数内没成功抄取所有所述同一类型采样数目的智能仪表的 数据，则所述自适应抄表策略优化模块重新对该同一类型采样数目的智能仪表设定第二初 始抄表时间间隔；
[0015] e.依次重复W上b-d所述各步骤，直至所述抄表模块成功抄取所有所述同一类型 采样数目的智能仪表的数据，将成功抄取所有所述同一类型的采样数目的智能仪表时所述 自适应抄表策略优化模块设定的初始抄表时间间隔设定为该集中器对所述该类型智能仪 表的抄表时间间隔并存储到所述表具抄表策略存储单元中；
[0016] 2)所述抄表模块读取所述表具抄表策略存储单元中所述抄表时间间隔，并按照该 抄表时间间隔通过所述下行通信模块抄取与集中器通信的该类型表具；
[0017] 3)将所述表具数据存储到所述抄表数据存储单元中；
[0018] 4)对与所述集中器通信的每类型智能仪表重复步骤1)-3);
[0019] 5)直至完成所有智能仪表表具的抄表。
[0020] 作为优选的技术方案：
[0021] 本发明的采集方法，所述初始抄表时间间隔和第二初始抄表时间都小于Is。
[0022] 本发明的采集方法，所述第二初始抄表时间时间大于初始抄表时间间隔。
[0023]由于采用W上技术方案，本发明具有W下有益效果：
[0024] 本发明发明旨在通过数据采集模块对不同品牌及型号的智能表具在特定通信时 间段的小批量数据抄取上传时间进行测试、统计和优化，根据测试结果数据采集模块可W 对批量下发的大量不同品牌及型号的智能表具数据进行差异化的抄取策略，从而大大降低 表具的抄表时间和提高表具的抄取成功率。
【附图说明】
[0025]图1为现有技术中的采集系统通信链路示意图；
[0026] 图2为简化后采集系统通信链路示意图；
[0027]图3为本发明的采集系统结构框图；
[002引图4为本发明的义集方法流程图。
【具体实施方式】
[0029] 下面根据附图和【具体实施方式】，对本发明作进一步说明：
[0030] 如图3所示，一种自适应抄表策略的智能表具数据采集系统，包括分别与若干类 型智能仪表通讯的若干集中器，且所有集中器分别与管理中屯、服务器进行通讯，集中器包 括包含有抄表模块1-1的中央处理模块1，及与该中央处理模块1连接的下行通信模块3、 存储单元、I/O模块、上行通信模块4、显示模块7和电源及管理模块5,存储单元2包括注 册表具列表存储单元2-1和抄表数据存储单元2-3,中央处理模块1中还包含一自适应抄表 策略优化模块1-2,存储单元2还包括表具抄表策略存储单元2-2,自适应抄表策略优化模 块1-2分别对每类型智能仪表设定采样抄表时间间隔，并将成功抄取所有同一类型采样数 目的智能仪表时自适应抄表策略优化模块设定的采样抄表时间间隔设定为该集中器对该 类型智能仪表的抄表时间间隔并存储在所述表具抄表策略存储单元中。
[0031] 如图4所示，通过上述智能表具数据采集系统实现的采集方法，包括W下步骤：
[0032] 1)抄表模块1-1读取与集中器进行数据传输的智能仪表表具列表，如该类型智能 仪表的抄表时间间隔已存储在表具抄表策略存储单元2-2中，则进入到步骤2);如没有存 储在表具抄表策略存储单元2-2中，则通过自适应抄表策略优化模块1-2进行优化抄表时 间间隔，包括W下步骤：
[0033] a.在自适应抄表策略优化模块1-2中设定同一类型的智能仪表的初始抄表 时间 间隔；
[0034]b.自适应抄表策略优化模块1-2开始W初始抄表时间间隔抄取同一类型采样数 目的智能仪表的数据，当通过抄表模块1-1成功获取同一类型采样数目的智能仪表的数 据，则将该类型初始抄表时间间隔设定为该集中器对该类型智能仪表的抄表时间间隔，并 将该初始抄表时间间隔存储到表具抄表策略存储单元2-2中；
[003引C.当抄表模块1-1没有成功抄取所有同一类型采样数目的智能仪表的数据，则自 适应抄表策略优化模块1-2对其中没有成功抄取的智能仪表设定补抄次数，在设定的补抄 次数内成功抄取所有同一类型采样数目的智能仪表的数据，则将初始抄表时间间隔设定为 集中器对该类型智能仪表的抄表时间间隔，并将初始抄表时间间隔存储到表具抄表策略 存储单元2-2中；
[0036] d.如在设定的补抄次数内没成功抄取所有同一类型采样数目的智能仪表的数据， 则自适应抄表策略优化模块1-2重新对该同一类型采样数目的智能仪表设定第二初始抄 表时间间隔；
[0037] e.依次重复W上b-d各步骤，直至抄表模块1-1成功抄取所有同一类型采样数目 的智能仪表的数据，将成功抄取所有同一类型的采样数目的智能仪表时自适应抄表策略优 化模块1-2设定的初始抄表时间间隔设定为该集中器对该类型智能仪表的抄表时间间隔 并存储到表具抄表策略存储单元2-2中；
[003引 2)抄表模块1-1读取表具抄表策略存储单元2-2中抄表时间间隔，并按照该抄表 时间间隔通过下行通信模块3抄取与集中器通信的该类型表具；
[0039] 3)将表具数据存储到抄表数据存储单元2-3中；
[0040] 4)对与集中器通信的每类型智能仪表重复步骤1)-如；
[0041] 5)直至完成所有智能仪表表具的抄表。
[00创最佳地，初始抄表时间间隔和第二初始抄表时间都小于Is;第二初始抄表时间时 间大于初始抄表时间间隔。
[0043] 下面给出基于该发明的一个实施例，该例中的表具数据通过集中器抄集存储在集 中器上，然后通过CDMA/GPRS将数据传送到管理中屯、服务器上。开始抄表时，集中器会对同 一片区，同一型号的表具，抽取固定表具数目，（在本实施例中我们采用10只）表具进行试 抄，试抄的下发指令间隔由小变大，对于每一个试抄间隔，对于单次未抄取成功的表具可进 行3次补抄的机会。最终会计算不同指令下发间隔下的总抄表时间抄表成功率，并找出针 对该同一型号的表具的最佳下发抄表指令间隔。如下表所示，给出该集中器对热量表具型 号A1的试抄结果：
[0044]
[0045] 根据W上的自适应抄表测试结果，我们可W看出，对于型号A的热量表，我们可W 用1500ms的单次抄表下发指令间隔即可达到100%的抄表成功率，其中20%表具可能会需 要补抄一次。和原来的单一的3000ms的抄表策略相比，对于一个具有1200户的中住宅小 区来说，对于该集中器来说，全部抄一遍数据总共的抄表时间节约了 1440秒约24分钟。
[0046] 对于该类型的表具第一次的抄表指令下发的优化结果记录在集中器的存储空间 里，该样在随后批次的抄表中，程序可W基于上一次的抄表指令时间间隔的值在较小的范 围再次优化，该次优化将会比上一次优化所尝试的指令间隔的次数要少。对于通信信号质 量比较稳定的区域，该数值不会有太大的变化。
[0047] 下表中给出某集中器所辖的4种表具的初次自适应抄表优化的结果：可W看出， 通过该种自适应抄表系统，系统的抄表时间大大减少。
[0048]
[0049] 对于采用透传方式的智能表数据采集方式，集中器不承担数据指令下发与存储的 功能，该部分功能由上位机的软件直接下发。在该应用场合，针对不同类型表具的自适应抄 表优化则由上位机来完成，集中器仅仅起到上位机下行抄表指令的下发中转W及表具数据 的上传中转。同时由于指令的下发和数据的上传都是通过集中器上配置的DTU通过移动通 信网络进行，而移动网络的通信状况随通信时段有着较大的变化，因此抄表指令时间间隔 的优化尤为重要。
[0化0] 但是，上述的【具体实施方式】只是示例性的，是为了更好的使本领域技术人员能够 理解本专利，不能理解为是对本专利包括范围的限制；只要是根据本专利所揭示精神的所 作的任何等同变更或修饰，均落入本专利包括的范围。
【主权项】
1. 一种自适应抄表策略的智能表具数据采集系统，包括分别与若干类型智能仪表通讯 的若干集中器，且所有集中器分别与管理中心服务器进行通讯，所述集中器包括包含有抄 表模块的中央处理模块，及与该中央处理模块连接的下行通信模块、存储单元、I/O模块、上 行通信模块、显示模块和电源及管理模块，所述存储单元包括注册表具列表存储单元和抄 表数据存储单元，其特征在于：所述中央处理模块中还包含一自适应抄表策略优化模块，所 述存储单元还包括表具抄表策略存储单元，所述自适应抄表策略优化模块分别对每类型所 述智能仪表设定采样抄表时间间隔，并将成功抄取所有所述同一类型采样数目的智能仪表 时所述自适应抄表策略优化模块设定的采样抄表时间间隔设定为该集中器对所述该类型 智能仪表的抄表时间间隔并存储在所述表具抄表策略存储单元中。2. 根据权利要求1所述的智能表具数据采集系统实现的采集方法，其特征在于：包括 以下步骤： 1) 所述抄表模块读取与集中器进行数据传输的智能仪表表具列表，如该类型智能仪表 的抄表时间间隔已存储在所述表具抄表策略存储单元中，则进入到步骤2);如没有存储在 所述表具抄表策略存储单元中，则通过所述自适应抄表策略优化模块进行优化抄表时间间 隔，包括以下步骤： a. 在所述自适应抄表策略优化模块中设定同一类型的智能仪表的初始抄表时间间 隔； b. 所述自适应抄表策略优化模块开始以所述初始抄表时间间隔抄取同一类型采样数 目的智能仪表的数据，当通过所述抄表模块成功获取所述同一类型采样数目的智能仪表的 数据，则将该类型所述初始抄表时间间隔设定为该集中器对所述该类型智能仪表的抄表时 间间隔，并将该初始抄表时间间隔存储到所述表具抄表策略存储单元中； c. 当所述抄表模块没有成功抄取所有所述同一类型采样数目的智能仪表的数据，则所 述自适应抄表策略优化模块对其中没有成功抄取的智能仪表设定补抄次数，在设定的补抄 次数内成功抄取所有同一类型采样数目的智能仪表的数据，则将所述初始抄表时间间隔设 定为集中器对所述该类型智能仪表的抄表时间间隔，并将所述初始抄表时间间隔存储到 所述表具抄表策略存储单元中； d. 如在设定的补抄次数内没成功抄取所有所述同一类型采样数目的智能仪表的数据， 则所述自适应抄表策略优化模块重新对该同一类型采样数目的智能仪表设定第二初始抄 表时间间隔； e. 依次重复以上b-d所述各步骤，直至所述抄表模块成功抄取所有所述同一类型采样 数目的智能仪表的数据，将成功抄取所有所述同一类型的采样数目的智能仪表时所述自适 应抄表策略优化模块设定的初始抄表时间间隔设定为该集中器对所述该类型智能仪表的 抄表时间间隔并存储到所述表具抄表策略存储单元中； 2) 所述抄表模块读取所述表具抄表策略存储单元中所述抄表时间间隔，并按照该抄表 时间间隔通过所述下行通信模块抄取与集中器通信的该类型表具； 3) 将所述表具数据存储到所述抄表数据存储单元中； 4) 对与所述集中器通信的每类型智能仪表重复步骤1)_3); 5) 直至完成所有智能仪表表具的抄表。3. 根据权利要求2所述的采集方法，其特征在于：所述初始抄表时间间隔和第二初始
【专利摘要】本发明公开一种自适应抄表策略的智能表具数据采集系统及其采集方法，该系统包括分别与若干类型智能仪表通讯的若干集中器，且所有集中器分别与服务器进行通讯，集中器包括包含有抄表模块的中央处理模块，及与该中央处理模块连接的下行通信模块、存储单元等,中央处理模块还包含一自适应抄表策略优化模块，存储单元包括表具抄表策略存储单元，自适应抄表策略优化模块分别对每类型智能仪表设定采样抄表时间间隔，并将成功抄取所有同一类型采样数目的智能仪表时自适应抄表策略优化模块设定的采样抄表时间间隔设定为该集中器对该类型智能仪表的抄表时间间隔并存储在表具抄表策略存储单元中。本发明可大大降低表具的抄表时间和提高表具的抄取成功率。
【IPC分类】G08C19/00, G08C17/02
【公开号】CN104881982
【申请号】CN201510228207
【发明人】魏功明, 刘亚东, 刘波, 刘晨阳, 李樹
【申请人】上海应时为节能科技有限公司
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年5月6日