二维中继式自动路由抄表方法及载波路由动态维护方法

摘要

本发明属于电力低压载波通讯领域，涉及一种二维中继式自动路由抄表方法及载波路由动态维护方法，其中路由抄表方法通过将待抄读电表进行逐级分层，建立电表抄读路径，并通过选定第一级电表信息抄读点对其项下的第二级电表进行抄读，通过第二级电表对其项下的第三级电表进行抄读，以此类推完成对最底层电表的抄读，并将抄读电表的数据进行汇总，得到各待抄读电表总的数据信息。路由动态维护方法根据电表数据抄读结果查找抄读结果异常的电表，并进行自动重新路由学习，实现抄表故障维护和节点删除维护。本发明所提出二维中继式抄表自动路由模式可以使得抄表更加快捷，通过目的电表路由信息自动搜寻，使得后续维护更加省事，实现难度低，具有较高的实用价值。

说明书

技术领域

本发明属于电力低压载波通讯领域，涉及一种抄表技术及抄表过程中的一种维护方法，具体涉及一种二维中继式自动路由抄表方法及载波路由动态维护方法。

背景技术

目前农网改造在全国范围内广泛推广，随着远程控制技术的日趋成熟，大客户管理终端成熟的应用，小区自动抄表思想也逐渐被相关机构认可，并且在全面试点。小区抄表与工业大客户电表管理方式有所区别，功能要求成本考虑都不一致，因此，采用点面控制来管理小区电表已经成为一种事实上的标准。通道选择也更加趋向于采用低成本、免维护的电力载波模式。低压电力载波抄表系统，决定整个系统成败的关键就是载波信息在采集设备和电表之间成功传输，由于采集设备管理电表数量较多，载波信号易受现场复杂环境等诸多因素的影响，因此，载波路由信息自动生成和异常情形自动维护，成为一种趋势。

目前电力载波集成厂家，采用的载波通道抄表技术，主要来自于与载波芯片厂家合作来完成，有如下两种方式：第一种方式是：构画拓扑图，手动指定路由，这种方式，就是按照现场线路拓扑结构图，描绘出电表在现场位置状态，这样可以知道目的电表与采集设备之间距离的远近，把目的电表按照直抄表、一级中继表、二级中继表、三级中继表和四级中继表等细分，然后人为指定中继路径信息，逐级抄读所有电表。采用这种方式进行电表抄读时，一旦出现电表更换或电表抄收失败，只有再次通过人工重新设定中继路径，并翻番尝试，直到电表抄读成功。第二种方式是通过主站软件维护现场路由信息；这种方式，载波系统推出的早期出现，采集设备只做数据传输通道和简单存储，不用处理电表抄读路径，主站会根据数据库中电表信息按照自己规则来抄收目的电表，这种情形，一般采集设备与主站系统属于同一集成厂家。

以上技术中，构画拓扑图，手动指定路由方式，具有两个缺陷：一、如果改造小区较老，现场线路布置情况复杂，这样较难完整正确构画拓扑结构；二、如果抄表失败需要人工抄读路径信息，会额外增加维护成本。主站软件维护路由局限性在于：一、不符合层层之间独立性原则，破坏架构，难以维护；二、系统内部属于同一厂家，较难接入其他厂家设备，不利于大面积推广。

发明内容

为了解决现有技术中存在的由于采集设备管理电表数量较多，载波信号易受现场复杂环境等诸多因素的影响，构画拓扑图，手动指定路由方式较难完整正确构画拓扑结构，如果抄表失败需要人工抄读路径信息，会额外增加维护成本的技术问题和通过主站软件维护现场路由信息，不符合层层之间独立性原则，破坏架构，难以维护、系统内部属于同一厂家，较难接入其他厂家设备，不利于大面积推广的技术问题，本发明提供了一种二维中继式自动路由抄表方法及载波路由动态维护方法。

本发明解决现有技术问题所采用的技术方案为提供一种二维中继式自动路由抄表方法，所述二维中继式自动路由抄表方法包括步骤：第一、将待抄读电表进行逐级分层，建立电表抄读路径；第二、在所述待抄读电表中选定第一级电表信息抄读点；第三、通过各所述第一级电表信息抄读点对其项下相对应的第二级电表进行抄读；第四、通过各所述第二级电表对其项下相对应的第三级电表进行抄读，以此类推直至完成对最底层电表的抄读；第五、将所述第一级电表信息抄读点采集到的各所述待抄读电表的数据信息进行汇总，得到各所述待抄读电表总的数据信息。

根据本发明的一优选实施例：所述第一步中将所述待抄读电表进行逐级分层，形成的所述待抄读电表的模式为二维式。

根据本发明的一优选实施例：所述二维式的构建方法为，将所述同一等级电表设定为沿纵轴延伸，并将所述第一级电表作为直抄表，被所述第一级电表抄读的所述第二级电表作为第一级中继，将所述第二级电表抄读的所述第三级电表作为第二级中继，以此类推直至第N级电表，并将所述第N级电表作为第N-1级中继，所述第二级电表至所述第N级电表设定为沿横轴延伸。

根据本发明的一优选实施例：所述第二步中所述第一级电表信息抄读点为所述第一级电表即直抄表或电表数据信息采集装置。

根据本发明的一优选实施例：所述第一级电表的选定方法为试探帧方法，并将选定的所述第一级电表作为直抄表，保存到成功抄读路由信息表内。

根据本发明的一优选实施例：所述第一步中将待抄读电表进行逐级分层的方法为在成功选定所述第一级电表作为直抄表的基础上，以所述直抄表作为第一中继路由基础，按照路由中继选择判别原则，搜索选定第二级电表作为第一级中继、搜索选定第三级电表作为第二级中继，以此类推直至搜索选定第N级电表作为第N-1级中继，并将选定的电表信息保存到成功抄读路由信息表内。

根据本发明的一优选实施例：所述路由中继选择判别原则为：中继电表必须有成功抄读经历，而且最后一次必须成功抄读；中继电表深度必须是搜索电表的下一级；中继电表与目的电表不处于同一电表箱内；中继电表与目的电表处于同一线路；中继电表与目的电表必须处于同一相位。

为了解决现有技术种存在的问题，本发明还通过了一种载波路由动态维护方法，所述载波路由动态维护方法包括步骤：一、根据电表数据抄读结果查找抄读结果异常的电表；二、选定中继电表级别重新进行单表路由学习，如果同一级别电表路由学习失败，则对选定的所述中继电表级别的下一级中继电表进行学习，如此循环，直到目的电表路由学习成功。

根据本发明的一优选实施例：所述二步中重新进行单表路由学习过程中，需要提取历史路由信息表内信息作为重新寻找路由的依据。

根据本发明的一优选实施例：所述载波路由动态维护分为抄表故障维护和节点删除维护两种模式；其中，所述抄表故障维护通过重新路由学习方式重新获取可行路径；所述节点删除维护采用替换方式，即通过对问题节点作最近中继的目的电表重新路由学习，寻找出一种新的中继节点，然后用新的中继节点替换所述问题节点，然后再针对更换节点的目的电表进行重新路由确认。

本发明的有益效果在于与传统抄表方法比较，本发明所提出二维抄表自动路由模式可以使得抄表更加快捷，通过目的电表路由信息自动搜寻，使得后续维护更加省事，实现难度低，具有较高的实用价值。

附图说明

图1.本发明二维中继式自动路由抄表方法及载波路由动态维护方法中二维中继式自动路由抄表方法流程图；

图2.本发明二维中继式自动路由抄表方法中二维抄读模式结构示意图；

图3.本发明二维中继式自动路由抄表方法中路由学习流程图；

图4.本发明二维中继式自动路由抄表方法及载波路由动态维护方法中载波路由动态维护方法流程图；

图5.自动抄读流程示意图；

图6.路由状态控制图；

图7.实施路由工作模型分析示意图。

具体实施方式：

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

为方便地描述本发明具体实施方案，首先将相关概念定义如下：

采集装置：即载波集中器，具有下行通道[载波通道、485总线等方式]和至主站系统上行通道，具备一定数据采集和异常检测功能的装置；

目的电表：就是需要操作对象电表；

直抄电表：指距离采集设备最近一批目的电表，采集设备载波信号，可以直接到达；

中继电表：指因为目的电表距离采集设备较远，只有通过其他电表转发信号，才能接收采集设备下发信号，而传发信号给目的电表的电表，就是中继电表；

路由学习：指对电表重新寻找可行的抄表路径的过程。

以下进行具体说明：请参阅图1本发明二维中继式自动路由抄表方法及载波路由动态维护方法中二维中继式自动路由抄表方法流程图，如图1所示所述二维中继式自动路由抄表方法包括步骤：第一、将待抄读电表进行逐级分层，建立电表抄读路径；第二、在所述待抄读电表中选定第一级电表信息抄读点；第三、通过各所述第一级电表信息抄读点对其项下相对应的第二级电表进行抄读；第四、通过各所述第二级电表对其项下相对应的第三级电表进行抄读，以此类推直至完成对最底层电表的抄读；第五、将所述第一级电表信息抄读点采集到的各所述待抄读电表的数据信息进行汇总，得到各所述待抄读电表总的数据信息。

在所述第二步中所述第一级电表信息抄读点为所述第一级电表即直抄表也可以是电表数据信息采集装置。在本发明的优选实施例中所述第一级电表信息抄读点为所述第一级电表即直抄表。

请参阅图2本发明二维中继式自动路由抄表方法中二维抄读模式结构示意图，如图2所示本发明是将所述待抄读电表进行逐级分层设置的，形成的所述待抄读电表的模式为二维式。该所述二维式的构建方法为，将所述同一等级设定为沿纵轴延伸，并将所述第一级电表作为直抄表，被所述第一级电表抄读的所述第二级电表作为第一级中继，将所述第二级电表抄读的所述第三级电表作为第二级中继，以此类推直至第N级电表，并将所述第N级电表作为第N-1级中继，所述第二级电表至所述第N级电表设定为沿横轴延伸。在实施例中如说明书附图2所示，沿横轴方向只设定了三级电表，但是本发明并不局限于只设定此三级，可以根据实际情况对电表的级数进行延伸。

我们提出二维抄读模式，把电表进行分级归类，以中继深度为横轴，以同一深度电表为，把每一个电表重新进行抄读定位，比如我们抄读直抄电表1，只有直抄电表1成功，这样会接着抄读有此表中继的目的电表，抄读到二级目的电表，在以二级电表抄读三级电表，在以三级电表抄读四级电表，这样不会出现传统模式上的抄读缺陷。

根据本发明的一优选实施例：，所述第一级电表的选定方法为试探帧方法(即通过载波通讯协议，读取电表支持数据标识，判别其是否正常通讯成功的方法)，并将选定的所述第一级电表作为直抄表，保存到成功抄读路由信息表内。在成功搜寻到直接抄读电表的基础上，以直接抄读电表为中继路由基础，按照路由中继选择判别依据，即成功抄读标志、最后一次抄读成功标志、中继电表深度，辅助判别依据有电表表箱、线路编号、电表相位信息等方式，按照中继原则，搜寻符合条件直接抄读电表，然后从搜索出直抄电表中，选出较优直抄电表作为中继，搜寻可以抄读的下一级电表，保存成功抄读路由信息。

所述路由中继选择判别原则为：中继电表必须有成功抄读经历，而且最后一次必须成功抄读；中继电表深度必须是搜索电表的下一级；中继电表与目的电表不处于同一电表箱内；中继电表与目的电表处于同一线路；中继电表与目的电表必须处于同一相位。

在成功搜寻一级中继电表的基础上，以一级中继电表为中继路由基础，按照路由中继选取原则，搜寻符合条件一级中继电表，然后从搜索出的一级中继电表中选出较优一级中继电表作为中继，搜寻可以抄读二级电表，保存成功抄读路由信息；

依同样方式，可以成功三级目的电表和四级目的电表等多级目的电表，并保存成功抄读路由信息。

具体的路由学习流程请参阅图3，本发明二维中继式自动路由抄表方法中路由学习流程图。

需要说明的是：在算法中，中继电表只是针对目的电表而言的上级传发电表，在中继路由中，对目的电表而言只关注上级中继电表，而不关心整个路径。在中继电表选择时，不但需要按照中继判别依据进行适当挑选符合中继需求的电表，并且对符合要求的可以作为中继的电表进行一定优选，把其中更加稳定可靠电表挑选出来，作为目的电表优选的中继电表，这样会更快捷的挑选出一个可行的中继路径。

请参阅图4本发明二维中继式自动路由抄表方法及载波路由动态维护方法中载波路由动态维护方法流程图。

本发明中所述载波路由动态维护方法包括步骤：一、根据电表数据抄读结果查找抄读结果异常的电表；二、选定中继电表级别重新进行单表路由学习，如果同一级别电表路由学习失败，则对选定的所述中继电表级别的下一级中继电表进行学习，如此循环，直到目的电表路由学习成功。

在所述二步中重新进行单表路由学习过程中，需要提取历史路由信息表内信息作为重新寻找路由的依据。所述载波路由动态维护分为抄表故障维护和节点删除维护两种模式；其中，所述抄表故障维护通过重新路由学习方式重新获取可行路径；所述节点删除维护采用替换方式，即通过对问题节点作最近中继的目的电表重新路由学习，寻找出一种新的中继节点，然后用新的中继节点替换所述问题节点，然后再针对更换节点的目的电表进行重新路由确认。

请参阅图5自动抄读流程示意图，如图5所示自动抄读共分以下几种状态：初始化、更新机制、自动抄表、学习路由、空闲模式和保护机制；在图中具体描述了各状态之间的切换关系，下面将分别描述各状态在系统中主要功能：初始化：主要任务流程刚开始时，主要工作确认载波方案、初始化载波状态、申请信号量；更新机制：主要任务装载非复位参数，更新电表数据库，获取当前状态；自动抄表：主要任务按照已知路由信息抄读电表信息，在执行抄读任务时，原则上，按照二维方式抄读电表，横轴表示深度方向，纵轴表示同一深度电表，抄读时，按照纵轴选点，横轴延伸抄读，这样抄读可以大大提高抄读成功率；路由学习：主要任务当现场出现因复杂因素导致已有路由信息无法成功抄读电表时，启动路由信息更新机制；空闲状态：主要任务当自动抄表或路由学习流程完成当前任务工作后切换的状态：保护机制：主要任务系统内部根据一定统计信息，当异常发生时，会及时复位，保持系统工作。

自动抄表主要原理：抄表机制接收到应用层抄表指令，按照上述描述二维抄读模式进行抄收电表数据项操作，当抄读流程执行一遍后，检查抄收效果，针对抄收不到的电表进行相应的路由学习，然后重新抄读上一轮抄收不到的项目，如此循环直到全部抄收完毕。最后进入空闲模式，等待应用层再次传达抄表指令。

在自动路由中共分为几种状态：单表路由、全部路由、路由优化、节点更新和停止路由。具体状态可以参阅图6路由状态控制图，在整个路由环节中：重点流程为单表路由；具体分析如图3单表自动路由流程，单表路由主要有如下模式：

直接抄读模式：通过抄读特定电表数据项，看是否能够正确收到回复，来确认电表是否能够正常通讯。

中继抄读模式：通过一定判别电表路由结构中的信息，来判别电表是否为其他电表为中继，具体判别依据：电表成功抄读标志、最后一次抄读成功标志、路由深度、电表表箱、线路编号、电表相位信息等方式；在作路由时，原则上，优选同一深度且成功率较高电表作中继路由，目的电表只与其上级中继表相关联，不考虑越级控制，彼此独立。

在整个实施过程中，整个路由工作模型如图7，具体分为停止路由、单表路由、全局路由和路由优化。其中重点分析路由优化具体包括优化选择和节点更新，分析如下：

优化选择：在载波路由过程中，可能会同时出现多个可行路由，如何优化选择，在此路由算法中，提出优化选择，在路由架构中引入统计机制，为每一个路由加入统计信息，在选取路由进行抄读电表数据时，可选择最佳路由方案，在重新路由学习时，可剔除最差的路由信息，然后，对其路由方案进行路由更新，做到优化选择。

节点更新：这是一个可供外部调用接口，在抄表系统中，经常出现电表轮换，这样路由中节点更新显得至关重要，因为可以通过更新相应电表做到，路由信息完整，避免全部重新路由，也增强了现场可操作性。

本发明二维中继式自动路由抄表方法及载波路由动态维护方法有如下特点：一、在现行抄读模式下，如果按照无序抄读模式，一旦出现节点异常，会出现大量无谓时间浪费，效率较为低下，采用二维模型会避免这种情形出现，为后续重新路由学习节省大量时间。二、载波通讯自动路由学习，这种方案将避免太多人力成本，系统在安装后，采集设备会自行对目的电表寻找可行路径，这样不管现场环境如何，也无需现场线路拓扑，只要有电力传输即可成功抄读电表。三、在自动路由学习中，提出一种优选中继节点方案，这种方式会使选出的中继节点更加稳定可靠，通过此类节点抄读目的电表会更稳定，而且整个路由中继节点经过优化选择，会更加收敛，有利于系统的管理。四、路由自维护过程，是一种现场经验总结，提出节点异常和节点删除两种模式，使整个算法更加实用，它把现场可能出现的情形用算法模式自动维护，这样避免投入更多人力维护载波通信的稳定。五、本发明对载波方案类别、通讯协议格式和载波中继最大深度没有提出具体要求，具被很好地扩展性，整套方法很好地把握分层思想，此方法只关心数据抄读流程，不要求程序其他层面过多配合，具有很好的独立性。

综上所述本发明的有益效果在于与传统抄表方法比较，本发明所提出二维抄表自动路由模式可以使得抄表更加快捷，通过目的电表路由信息自动搜寻，使得后续维护更加省事，实现难度低，具有较高的实用价值。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。