Ii型采集器的通信方法与系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种II型采集器的通信方法，包括以下步骤：将采集器的通信模块设置为提供给采集器MCU通道切换信号；采集器上电后开始等待接收通信模块的数据，并通过通道切换信号选择将接收的数据转发给485或红外通道；当485或者红外通道有数据接收时，通过通道切换信号选择是否将数据传输给通信模块。本发明只需简单增加采集器通信模块芯片功能引脚，采集器MCU根据通信模块提供的通道切换信号和接收有效信号进行处理，使得红外和485在通信时，共用通信模块的1路串口来进行通信，采集器MCU只需要实现通道切换即可，从而大大降低了硬件成本，避免了资源浪费；同时，该方案设计的II型采集器能兼容任何方案的通信模块，提高了开发效率。
【专利说明】
M型采集器的通信方法与系统
技术领域
[0001] 本发明设及电表抄表领域，尤其设及一种II型采集器的通信方法与系统。
【背景技术】
[0002] 随着国家电网公司用电信息采集系统建设进入引领提升阶段，智能电网架构中的 用电信息采集系统中有一种抄表方式是II型采集器通过485线与电表的485接口相连，集中 器通过与II型采集器采用载波或者无线的通信方式而构建的。同时，为方便维护，还增加了 红外通信功能。所W-般情况下II型采集器在选择MCU的时候，至少需要带两个串口的MCU。
[0003] 而II型采集器发展到现在，按照通信方式不同有窄带、OFDM、宽带、微功率无线、W 太网等通信模块。为了保护知识产权，目前做通信模块的厂家只提供通信模块忍片，采集器 一般还必须要带MCU的形式生产，而且MCU至少要带3个物理串口，导致增加的成本不少，成 本压力越来越大。
[0004] 因此，有必要设计一种低成本的II型采集器。
【发明内容】
[0005] 本发明目的在于提供一种仅简单扩展通信模块的功能，采集器MCU不需要任何物 理串口，采用"波形还原"处理思想的II型采集器的通信方法与系统，W解决现有II型采集 器成本高的技术问题。
[0006] 为实现上述目的，本发明提供了一种II型采集器的通信方法，包括W下步骤：
[0007] 将采集器的通信模块设置为提供给采集器MCU通道切换信号；
[000引采集器上电后开始等待接收通信模块的数据，并通过通道切换信号选择将接收的 数据转发给485或红外通道；
[0009] 当485或者红外通道有数据接收时，通过通道切换信号选择是否将数据传输给通 信模块。
[0010] 作为上述方法的进一步改进：
[0011] 将采集器的通信模块设置为还提供给采集器MCU接收有效信号（避免半双工通信 冲突）；采集器上电后开始等待接收通信模块的数据，并通过通道切换信号和接收有效信号 选择将接收的数据转发给485或红外通道；当485或者红外通道有数据接收时，通过通道切 换信号接收有效信号选择是否将数据传输给通信模块。
[0012] 通道切换信号和接收有效信号通过通信模块控制IO 口设置实现，并连接到采集器 MCU的对应IO 口。
[0013] 本发明还提供了另一种II型采集器的通信方法，包括W下步骤：
[0014] S1:上电后II型采集器MCU开始等待接收通信模块或红外通道数据，并将通道切换 信号默认选择红外通道与通信模块连接，接收有效信号默认为有效;通道切换信号选择II 型采集器MCU的控制IO 口设置；
[0015] S2:若接收到通信模块数据，则通道切换信号选择485通道与通信模块连接，并立 即同步转发数据到下行485通道，并等待完成转发或者应答超时；
[0016] S3:485通道下发数据后，如果有数据返回，则立即同步转发给通信模块，并且在数 据转发完成或者超时后，改变通道切换信号选择红外通道与通信模块连接。
[0017] 作为上述方法的进一步改进：
[0018] 步骤S3完成后，方法还包括：
[0019] S4:若接收到红外通道数据，由于通道切换信号默认选择红外通道与通信模块连 接，数据立即同步转发数据到通信模块，通信模块接收数据后按照步骤S2和步骤S3转发给 采集器MCU处理；
[0020] S5:如果S4完成后接收到数据，通道切换信号也恢复到红外通道与通信模块连接， 则同步转发数据到红外通道，完成红外数据通信。
[0021] 作为一个总的技术构思，本发明还提供了一种II型采集器的通信系统，包括：
[0022] 通信模块，设置为提供给采集器MCU通道切换信号；
[0023] 采集器MCU，用于在采集器上电后开始等待接收通信模块的数据，并通过通道切换 信号选择将接收的数据转发给485或红外通道;还用于当485或者红外通道有数据接收时， 通过通道切换信号选择是否将数据传输给通信模块。
[0024] 作为上述系统的进一步改进：
[0025] 通信模块还设置为提供给采集器MCU接收有效信号；
[0026] 采集器MCU，用于在采集器上电后开始等待接收通信模块的数据，并通过通道切换 信号和接收有效信号选择将接收的数据转发给485或红外通道;还用于当485或者红外通道 有数据接收时，通过通道切换信号接收有效信号选择是否将数据传输给通信模块。
[0027] 通道切换信号和接收有效信号通过通信模块控制IO 口设置实现，并连接到采集器 MCU的对应IO 口，通道切换信号默认选择红外通道与通信模块连接，接收有效信号默认为有 效。
[0028] 本发明具有W下有益效果：
[0029] 1、通信模块与485和红外通道的连接只需要1路串口，通过简单扩展通信模块的功 能，所述通过切换信号的方式，使得红外和485在通信时，共用通信模块的1路串口来进行通 信，采集器MCU只需要实现通道切换即可，从而大大降低了硬件成本，避免了资源浪费；同 时，该方案设计的II型采集器能兼容任何方案的通信模块，提高了开发效率。
[0030] 2、可W在简单增加通信模块忍片功能引脚的情况下，最大可能地降低采集器MCU 的硬件成本;能够选用市场价格最便宜且硬件资源最简单的单片机实现，并完全支持通信 模块忍片数据转发和波特率自适应。该方法适用于任何上行通信模块方案。
[0031] 除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。 下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。
【附图说明】
[0032] 构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实 施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
[0033] 图1是本发明优选实施例的II型采集器的通信系统的结构示意图；
[0034] 图2是本发明优选实施例的II型采集器的通信方法的流程图。
【具体实施方式】
[0035] W下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可W由权利要求限定 和覆盖的多种不同方式实施。
[0036] 实施例1:
[0037] 参见图1、图2,本实施例的II型采集器的通信方法，包括W下步骤：
[0038] 将采集器的通信模块设置为提供给采集器MCU通道切换信号；
[0039] 采集器上电后开始等待接收通信模块的数据，并通过通道切换信号选择将接收的 数据转发给485或红外通道；
[0040] 当485或者红外通道有数据接收时，通过通道切换信号选择是否将数据传输给通 信模块。
[0041] 在实际应用中，可进行如下改进：
[0042] 将采集器的通信模块设置为还提供给采集器MCU接收有效信号;考虑到485或红外 都是半双工通信，为了避免出错，所W接收有效信号用于控制通信模块串口数据转发到485 或红外通道发送的时候不允许同步接收。采集器上电后开始等待接收通信模块的数据，并 通过通道切换信号和接收有效信号选择将接收的数据转发给485或红外通道；当485或者红 外通道有数据接收时，通过通道切换信号接收有效信号选择是否将数据传输给通信模块。
[0043] 参见图1，通道切换信号和接收有效信号均通过通信模块的控制IO 口连接到采集 器MCU的对应IO 口设置实现。
[0044] 实施例2:
[0045] 参见图1、图2,本实施例的II型采集器的通信方法，包括W下步骤：
[0046] SI:上电后II型采集器MCU开始等待接收通信模块或红外通道数据，并将通道切换 信号默认选择红外通道与通信模块连接，接收有效信号默认为有效;通道切换信号选择II 型采集器MCU的控制IO 口设置；
[0047] S2:若接收到通信模块数据，则通道切换信号选择485通道与通信模块连接，并立 即同步转发数据到下行485通道，并等待完成转发或者应答超时；
[004引S3:485通道下发数据后，如果有数据返回，则立即同步转发给通信模块，并且在数 据转发完成或者超时后，改变通道切换信号选择红外通道与通信模块连接。
[0049] S4:若接收到红外通道数据，由于通道切换信号默认选择红外通道与通信模块连 接，数据立即同步转发数据到通信模块，通信模块接收数据后按照步骤S2和步骤S3转发给 采集器MCU处理；
[0050] S5:如果S4完成后接收到数据，通道切换信号也恢复到红外通道与通信模块连接， 则同步转发数据到红外通道，完成红外数据通信。
[0051] 上述步骤中，通道切换信号和接收有效信号选择真值表如表1所示，Sl(接收有效 信号)为加寸，通信模块串口接收失效;为1时，通信模块串口接收有效。参看如下真值表： [0化2] 表1:
[0化3]
[0054]对照图1、表1中，可知：S1为接收有效信号（为0时，通信模块串口接收无效;为I时 通信模块串口接收有效）；S2为通道切换信号(为0时选择485通道;为1时选择红外通道）。实 际应用时，1、〇的真值选择由通信模块程序根据通信情况自动设置，用于控制采集器MCU的 通道工作。
[0化5] 实施例3:
[0056] 参见图1、图2,与实施例1相应的，本实施例的II型采集器的通信系统，包括：
[0057] 通信模块，设置为提供给采集器MCU通道切换信号；
[0058] 采集器MCU，用于在采集器上电后开始等待接收通信模块的数据，并通过通道切换 信号选择将接收的数据转发给485或红外通道;还用于当485或者红外通道有数据接收时， 通过通道切换信号选择是否将数据传输给通信模块。
[0059] 实际应用中，通信模块还设置为提供给采集器MCU接收有效信号，避免半双工通信 冲突；
[0060] 采集器MCU，用于在采集器上电后开始等待接收通信模块的数据，并通过通道切换 信号和接收有效信号选择将接收的数据转发给485或红外通道;还用于当485或者红外通道 有数据接收时，通过通道切换信号接收有效信号选择是否将数据传输给通信模块。
[0061] 通道切换信号和接收有效信号均通过通信模块和采集器MCU的控制IO 口设置实 现，通道切换信号默认选择红外通道与通信模块连接，接收有效信号默认为有效。
[0062] 应用例1:
[0063] 该种方式在传统的窄带载波II型采集器上进行应用。现场II型采集器A采用实施 例2方法和实施例3的结构，其是在现有的II型采集器上通过硬件和软件改进实现的，做到 降低成本和方便开发实现的同时，功能还是保持跟现有主流采集器一致并能验证通过。通 过连接总线接口有电表Bl，B2，B3，组一个由集中器+n型采集器A组成采集抄表系统。
[0064] 具体地，为验证485通信，在II型采集器A投入使用后上电，首先II采集器进入捜表 循环，通过一个485监控设备连接在总线接口上，进行监控，可W监控到完整、有序的捜表命 令帖。当捜表完成后，通过集中器进行抄表，在监控设备上看到，集中器下发的抄表命令，当 监控到电表应答帖后，可W看到，集中器显示抄表成功。验证红外通信，运里使用红外掌机 进行抄表测试，当红外掌机发送抄表命令后，在监控设备上，可W掌机下发的抄表命令帖， 同样，当监控设备监控到应答帖时，掌机上显示抄读到的数据。
[0065] 进一步验证该种方案的抄表成功率，设置集中器上的=款电表为重点用户，使集 中器每隔一小时抄读一次的方式，进行测试一周，然后导出集中器上抄读日志，通过分析， 抄读成功率为IOO %。
[0066] 应用例2:
[0067] 该种方式在传统的最新技术的宽带载波II型采集器上进行应用。现场II型采集器 A与应用例1相同，通过连接总线接口有电表BI,B2，B3,组一个由集中器+11型采集器A组成 采集抄表系统。
[0068] 具体地，首先验证485通信，在II型采集器A投入使用后上电，首先II采集器进入捜 表循环，通过一个485监控设备连接在总线接口上，进行监控，可W监控到完整、有序的捜表 命令帖。当捜表完成后，通过集中器进行抄表，在监控设备上看到，集中器下发的抄表命令， 当监控到电表应答帖后，可W看到，集中器显示抄表成功。验证红外通信，运里使用红外掌 机进行抄表测试，当红外掌机发送抄表命令后，在监控设备上，可W掌机下发的抄表命令 帖，同样，当监控设备监控到应答帖时，掌机上显示抄读到的数据。
[0069] 进一步验证该种方案的抄表成功率，设置集中器上的=款电表为重点用户，使集 中器每隔一小时抄读一次的方式，进行测试一周，然后导出集中器上抄读日志，通过分析， 抄读成功率为100 %。
[0070] 综上可知，本发明通过针对现有II型采集器的硬件成本高，资源浪费，采集器MCU 甚至还需要关屯、与通信模块忍片的特殊处理等，该设计方法能显著降低成本，提高资源利 用率。
[0071] W上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技 术人员来说，本发明可W有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修 改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种II型采集器的通信方法，其特征在于，包括以下步骤： 将采集器的通信模块设置为提供给采集器MCU-通道切换信号； 采集器上电后开始等待接收通信模块的数据，并通过通道切换信号选择将接收的数据 转发给485或红外通道； 当485或者红外通道有数据接收时，通过通道切换信号选择是否将数据传输给通信模 块。2. 根据权利要求1所述的II型采集器的通信方法，其特征在于，将采集器的通信模块设 置为还提供给采集器MCU-接收有效信号； 采集器上电后开始等待接收通信模块的数据，并通过通道切换信号和接收有效信号选 择将接收的数据转发给485或红外通道； 当485或者红外通道有数据接收时，通过通道切换信号接收有效信号选择是否将数据 传输给通信模块。3. 根据权利要求2所述的II型采集器的通信方法，其特征在于，所述通道切换信号和接 收有效信号通过通信模块的控制10 口连接到采集器MCU的对应10 口设置实现。4. 一种II型采集器的通信方法，其特征在于，包括以下步骤： S1:上电后II型采集器MCU开始等待接收通信模块或红外通道数据，并将通道切换信号 默认选择红外通道与通信模块连接，接收有效信号默认为有效;所述通道切换信号选择II 型采集器MCU的控制10 口设置； S2:若接收到通信模块数据，则通道切换信号选择485通道与通信模块连接，并立即同 步转发数据到下行485通道，并等待完成转发或者应答超时； S3:485通道下发数据后，如果有数据返回，则立即同步转发给通信模块，并且在数据转 发完成或者超时后，改变通道切换信号选择红外通道与通信模块连接。5. 根据权利要求4所述的II型采集器的通信方法，其特征在于，所述步骤S3完成后，所 述方法还包括： S4:若接收到红外通道数据，数据立即同步转发数据到通信模块，通信模块接收数据后 按照步骤S2和步骤S3转发给采集器MCU处理； S5:如果S4完成后接收到数据，通道切换信号也恢复到红外通道与通信模块连接，则同 步转发数据到红外通道，完成红外数据通信。6. -种II型采集器的通信系统，其特征在于，包括： 通信模块，设置为提供给采集器MCU-通道切换信号； 采集器MCU，用于在采集器上电后开始等待接收通信模块的数据，并通过通道切换信号 选择将接收的数据转发给485或红外通道;还用于当485或者红外通道有数据接收时，通过 通道切换信号选择是否将数据传输给通信模块。7. 根据权利要求6所述的II型采集器的通信系统，其特征在于，所述通信模块还设置为 提供给采集器MCU-接收有效信号； 所述采集器MCU，用于在采集器上电后开始等待接收通信模块的数据，并通过通道切换 信号和接收有效信号选择将接收的数据转发给485或红外通道;还用于当485或者红外通道 有数据接收时，通过通道切换信号接收有效信号选择是否将数据传输给通信模块。8. 根据权利要求7所述的II型采集器的通信系统，其特征在于，所述通道切换信号和接
【文档编号】G08C23/04GK106023575SQ201610423314
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年6月15日
【发明人】张斌, 邱仁峰, 廖卫湘
【申请人】长沙瑞斯康通信技术有限公司