专利名称：一种基于智能园区的抄表方法、通信管理机和通信系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及抄表领域，更具体地说，涉及一种基于智能园区的抄表方法、通信管理机和通信系统。
背景技术：
随着我国智能园区的深入建设，实现数字化智能园区的要求日益迫切，其中，以实现智能园区的表计和抄表主站之间的数字化通信尤为迫切。实现表计和抄表主站之间的数字化通信首先需要实现的是，抄表数据在表计与抄表主站之间的传输。由于现有表计与抄表主站的设计限制，表计与抄表主站之间无法直接进行抄表数据的传输。现有技术针对表计和抄表主站的不同应用场景，可以设置相应的通信管理机和通信前置子系统，以实现抄表数据在表计与抄表主站间传输；但是由于智能园区的新兴性质，对于智能园区这个应用场景，现有技术还没有一个成熟的解决方案，以实现抄表数据在表计与抄表主站之间的传输。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种基于智能园区的抄表方法、通信管理机及系统，以解决智能园区表计与抄表主站间抄表数据的传输问题，实现抄表数据在表计与抄表主站之间的传输。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案一种基于智能园区的抄表方法，所述方法基于可编程逻辑控制器PLC，所述方法包括步骤A.根据所要抄读的表计的表地址确定所述表计的表计类型，得出所述表计的数据帧数；步骤B.将所述各数据帧的帧地址依次设置为抄表地址，依次抄读各数据帧，得到与所述表计对应的抄表数据，所述抄读的方式为一个抄表周期只抄读一个数据帧；步骤C.确定下一块所要抄读的表计的表地址，重复所述步骤A和步骤B，直至所述 PLC下行上挂载的所有表计的数据帧抄读完毕。优选的，所述步骤B中将所述各数据帧的帧地址依次设置为抄表地址，依次抄读各数据帧具体为在当前抄表周期，将当前未抄读数据帧中第一顺序的数据帧的帧地址作为抄表地址，并执行抄表过程，所述抄表过程包括依照该抄表地址抄读数据帧，设置所述当前未抄读数据帧中第二顺序的数据帧为下一抄表周期对应的抄表地址，以便下一抄表周期的数据帧抄读；重复所述抄表过程，直至所述各数据帧全部抄读完毕。优选的，所述方法还包括缓存抄表数据。
优选的，所述方法还包括抄表主站通过前置通信子系统读取所述缓存的抄表数据。优选的，所述方法还包括判断抄表主站是否下发了控制命令，若是，发出禁止抄表指令，执行与所述控制命令相对应的控制动作，直至所述控制动作执行完毕，发出允许抄表指令。优选的，所述方法还包括在所述控制动作执行完毕后，恢复所述控制动作发生时，所处抄表周期对应的抄表地址。本发明还提供一种基于智能园区的通信管理机，所述通信管理机基于可编程逻辑控制器PLC，所述通信管理机包括抄表模块，用于根据所要抄读的表计的表地址确定所述表计的表计类型，得出所述表计的数据帧数，将所述各数据帧的帧地址依次设置为抄表地址，依次抄读各数据帧，得到与所述表计对应的抄表数据，所述抄读的方式为一个抄表周期只抄读一个数据帧，确定下一块所要抄读的表计的表地址，以便对所述下一块所要抄读的表计执行抄表操作；控制模块，用于判断抄表主站是否下发了控制命令，若是，向抄表模块发出禁止抄表指令，执行与所述控制命令相对应的控制动作，直至所述控制动作执行完毕，向抄表模块发出允许抄表指令。优选的，所述抄表模块包括抄表地址确定单元，用于根据所要抄读的表计的表地址确定所述表计的表计类型，得出所述表计的数据帧数，及在当前抄表周期内，将当前未抄读数据帧中第一顺序的数据帧的帧地址作为抄表地址，将所述当前未抄读数据帧中第二顺序的数据帧设置为下一抄表周期对应的抄表地址；抄表执行单元，用于根据当前抄表周期对应的抄表地址，抄读数据帧；表计选择单元，用于确定下一块所要抄读的表计的表地址，以便所述抄表地址确定单元确定所述下一块所要抄读的表计所对应的抄表地址。优选的，所述通信管理机还包括数据缓存模块，用于缓存抄表数据。本发明还提供一种基于智能园区的通信系统，所述通信系统包括表计，通信管理机，通信前置子系统和抄表主站；所述通信管理机具体为上述所述的通信管理机；所述通信前置子系统，用于采集所述通信管理机缓存的抄表数据，将所述抄表数据传输给所述抄表主站，及接收所述抄表主站下发的控制命令，将所述控制命令传送给所述通信管理机，以便所述通信管理机执行相应的控制动作。本发明实施例所提供的基于智能园区的抄表方法，基于PLC，根据所要抄读的表计的表地址确定所述表计的表计类型，得出所述表计的数据帧数，将表计各数据帧的帧地址依次设置为抄表地址，从而抄读各数据帧，得到表计的抄表数据，且抄读的方式为一个抄表周期只抄读一个数据帧，同时确定下一个所要抄读的表计表地址，以便对下一块表计进行抄读，进而实现对PLC下行上挂载的所有表计的抄表数据采集，同时利用PLC的特性，快速稳定地将PLC下行所采集的抄表数据，上传给抄表主站，实现抄表数据在表计与抄表主站之间的传输。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明一种基于智能园区的抄表方法的流程图；图2为本发明一个表计的抄表方法流程图；图3为本发明一种基于智能园区的抄表方法的另一流程图；图4为本发明一种基于智能园区的抄表方法的又一流程图；图5为本发明一种基于智能园区的通信管理机的结构框图；图6为本发明通信管理机的抄表模块的结构框图；图7为本发明通信管理机的控制模块的结构框图；图8为本发明一种基于智能园区的通信系统的结构框图。
具体实施例方式本发明实施例旨在提供一种基于智能园区的抄表方法、通信管理机和通信系统， 以解决在智能园区这一特殊应用场景中，表计和抄表主站间抄表数据的传输问题。需要说明地是，本发明实施例所提供的抄表方法和通信管理机均基于 PLC (Programmable Logic Conrol Ier，可编码逻辑控制器)硬件平台，PLC采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并可通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程；PLC上行采用自带的以太网硬件接口和上行协议解析模块，可与任意支持modbus TCP (Transmission Control Protocol，传输控制协议)协议的抄表主站进行通信，下行根据实际情况可接入最多三个RS485模块，通过modbus RTU (Remote Terminal Unit，远程测控终端)协议进行数据采集和控制命令的下发。发明人通过研究发现PLC能够很好地适用于智能园区，实现智能园区表计与抄表主站间抄表数据的传输，甚至控制命令的传输，具体表现为PLC具有多路的控制输入输出，符合智能园区表计逐步增加的现状；PLC通过以太网信道进行数据传输，符合智能园区表计数据大规模和快速传输的要求；智能园区的工业现场总线通信协议多为modbus协议，这点与PLC的通信协议相吻合。下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中以PLC为基础，实现智能园区表计与抄表主站间抄表数据的传输，控制命令的传输的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。图1为本发明一种基于智能园区的抄表方法的流程图。参照图1，该方法流程可以包括
步骤S100、初始化操作；所述初始化操作可以包括1)设置本次操作一个抄表周期的时间长度；具体可通过设置PLC的定时器初始值实现。2)设置本次操作所要抄读表计的起始位置；具体可以设置第一个抄表周期所要抄读的表计的表地址，该表地址所对应的第一个数据帧的帧地址，即为第一个抄表周期的抄表地址；该抄表地址即为本次操作所要抄读表计的起始位置；还可设置所要抄读表计的终止位置或所要抄读的表计个数，以明确本次操作的抄表顺序。3)其他抄表相关参数的设置。步骤S200、根据所要抄读的表计的表地址确定所述表计的表计类型，得出所述表计的数据帧数；其中，根据所要抄读的表计的表地址确定所述表计的表计类型，得出所述表计的数据帧数可以具体为通过获取的表计表地址，得出该表地址与表计类型的对应关系，通过表计类型确定该表计所承载的数据帧数；表地址与表计类型的对应关系，及表计类型与数据帧数的对应关系可以预先存储在PLC中，根据实际需要进行调取。步骤S300、将所述各数据帧的帧地址依次设置为抄表地址，依次抄读各数据帧，得到与所述表计对应的抄表数据，所述抄读的方式为一个抄表周期只抄读一个数据帧；本发明实施例一个抄表周期只抄读一个数据帧，PLC的定时器在每一个抄表周期到来时，都会触发一次对PLC下行所挂载表计的数据帧的抄读。在每个抄表周期中，PLC仅处理一块表计中的一个数据帧的抄读，同时设置下一个数据帧的抄读环境，具体可通过设置下一个数据帧的帧地址为下一抄表周期对应的抄表地址，以在下一个抄表周期到来时， 实现对所述下一个数据帧的抄读；其中，帧地址的获取方法可参照现有技术，本发明不再赘述。参照图2，图2示出了步骤300的细化流程。步骤S300可以包括步骤S310、在当前抄表周期，将当前未抄读数据帧中第一顺序的数据帧的帧地址作为抄表地址，并执行抄表过程，所述抄表过程包括依照该抄表地址抄读数据帧，设置所述当前未抄读数据帧中第二顺序的数据帧为下一抄表周期对应的抄表地址；步骤S320、在一个抄表周期到来时重复步骤S310，直至表计中各数据帧抄读完毕，得到与所述表计对应的抄表数据；其中，所述表计对应的抄表数据包括各数据帧与其被抄读的数据的对应关系。步骤S400、确定下一块所要抄读的表计的表地址，重复步骤S200和步骤S300，直至所述PLC下行上挂载的所有表计的数据帧抄读完毕。其中，可根据步骤SlOO初始化操作所设置的抄表顺序来确定下一块所要抄读的表计，依据步骤S200和步骤S300所示出的抄表流程，对所述下一块表计执行抄表操作；依照上述抄表流程，直至最后一个抄读的数据帧为，初始化操作所设置的终止位置的表计所承载的最后一个数据帧。本发明实施例所提供的基于智能园区的抄表方法，基于PLC，根据所要抄读的表计的表地址确定所述表计的表计类型，得出所述表计的数据帧数，将表计各数据帧的帧地址依次设置为抄表地址，从而抄读各数据帧，得到表计的抄表数据，且抄读的方式为一个抄表周期只抄读一个数据帧，同时确定下一个所要抄读的表计表地址，以便对下一块表计进行抄读，进而实现对PLC下行上挂载的所有表计的抄表数据采集，同时利用PLC的特性，快速稳定地将PLC下行所采集的抄表数据，上传给抄表主站，实现抄表数据在表计与抄表主站之间的传输。图3为本发明一种基于智能园区的抄表方法的另一流程图。结合图1和图3所示方法，图3所示方法还包括步骤S500、缓存抄表数据；其中，可设置一个数据帧抄读完毕即进行缓存、一个表计抄读完毕进行缓存或全部表计抄读完毕进行缓存。步骤S600、抄表主站通过前置通信子系统读取所述缓存的抄表数据；抄表主站和前置通信子系统的通信可参照现有技术，此处不再赘述。图4为本发明一种基于智能园区的抄表方法的又一流程图。结合图3和图4所示， 图4所示方法在步骤SlOO与步骤S200之间还包括步骤步骤S10、判断抄表主站是否下发了控制命令，若是，发出禁止抄表指令，执行与所述控制命令相对应的控制动作，直至所述控制动作执行完毕，发出允许抄表指令；在步骤SlOO初始化操作后，可以先执行步骤SlO示出的控制操作流程，当没有控制操作或控制操作执行完毕时，则进入步骤S200，执行抄表操作；控制命令的内容可以包括a、是否有控制命令；b、控制命令对应的控制动作；控制动作可以为跳闸或合闸等；C、控制动作的执行对象；执行对象可以为跳闸或合闸的具体位置；优选的，步骤SlO可在每一个抄表周期都执行一遍，若在抄表操作的执行过程中， 步骤SlO的判断结果为是，则发出禁止抄表指令，以中止抄表操作，并在控制动作执行完毕后，恢复控制动作发生前的现场，同时发出允许抄表指令，以使抄表操作继续执行；恢复控制动作发生前的现场具体可以为恢复所述控制动作发生时，所处抄表周期对应的抄表地址。相对于本发明图1所示实施例，图4所示实施例还实现了表计与抄表主站间的控制命令传输，进一步实现了表计与抄表主站之间的数字化通信。图5为本发明一种基于智能园区的通信管理机的结构框图。本发明的通信管理机基于PLC，参照图5，所述通信管理机包括抄表模块100，用于根据所要抄读的表计的表地址确定所述表计的表计类型，得出所述表计的数据帧数，将所述各数据帧的帧地址依次设置为抄表地址，依次抄读各数据帧， 得到与所述表计对应的抄表数据，所述抄读的方式为一个抄表周期只抄读一个数据帧，确定下一块所要抄读的表计的表地址，以便对所述下一块所要抄读的表计执行抄表操作；图6示出抄表模块100的结构框图，抄表模块100可以包括抄表地址确定单元110，用于根据所要抄读的表计的表地址确定所述表计的表计类型，得出所述表计的数据帧数，及在当前抄表周期内，将当前未抄读数据帧中第一顺序的数据帧的帧地址作为抄表地址，将所述当前未抄读数据帧中第二顺序的数据帧设置为下一抄表周期对应的抄表地址；抄表执行单元120，用于根据所述当前抄表周期内的抄表地址，抄读对应的数据帧；表计选择单元130，用于确定下一块所要抄读的表计的表地址，以便所述抄表地址确定单元确定所述下一块所要抄读的表计所对应的抄表地址。控制模块200，用于判断抄表主站是否下发了控制命令，若是，向抄表模块发出禁止抄表指令，执行与所述控制命令相对应的控制动作，直至所述控制命令执行完毕，向抄表模块发出允许抄表指令；参照图7，控制模块200可以包括控制判断单元210，用于判断抄表主站是否下发了控制命令，若是，向抄表模块发出禁止抄表指令，若否，向抄表模块发出允许抄表指令；控制执行单元220，用于在所述判断单元的判断结果为是的情况下，执行与所述控制命令相对应的控制动作。数据缓存模块300，用于缓存所述抄表数据。针对于本发明通信管理机基于PLC的情况，抄表模块100，和控制模块200的控制执行单元220可以设置在PLC的下行，以分别实现抄表和控制动作的执行。控制模块200 的控制判断单元210，和数据缓存模块300可以设置在PLC的上行，以实现判断单元210对控制命令的接收，和缓存后的抄表数据的上传。图8为本发明一种基于智能园区的通信系统的结构框图。参照图8，该通信系统包括至少一个表计01，通信管理机02，通信前置子系统03和抄表主站04 ；其中通信管理机 02的硬件平台基于PLC。通信管理机02具体为上述所述的通信管理机，通信管理机02的下行与至少一个表计01相连，上行通过通信前置子系统03与抄表主站04相连。通信前置子系统03，用于采集通信管理机02缓存的抄表数据，将所述抄表数据传输给抄表主站04，及接收抄表主站04下发的控制命令，将所述控制命令传送给所述通信管理机02，以便通信管理机02执行相应的控制动作；其中，通信前置子系统03可以包括前置机服务器。通信前置子系统03的具体结构组成可以参照现有技术，此处不再赘述。本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。 对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。 对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
权利要求
1.一种基于智能园区的抄表方法，其特征在于，所述方法基于可编程逻辑控制器PLC， 所述方法包括步骤A.根据所要抄读的表计的表地址确定所述表计的表计类型，得出所述表计的数据帧数；步骤B.将所述各数据帧的帧地址依次设置为抄表地址，依次抄读各数据帧，得到与所述表计对应的抄表数据，所述抄读的方式为一个抄表周期只抄读一个数据帧；步骤C.确定下一块所要抄读的表计的表地址，重复所述步骤A和步骤B，直至所述PLC 下行上挂载的所有表计的数据帧抄读完毕。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤B中将所述各数据帧的帧地址依次设置为抄表地址，依次抄读各数据帧具体为在当前抄表周期，将当前未抄读数据帧中第一顺序的数据帧的帧地址作为抄表地址， 并执行抄表过程，所述抄表过程包括依照该抄表地址抄读数据帧，设置所述当前未抄读数据帧中第二顺序的数据帧为下一抄表周期对应的抄表地址，以便下一抄表周期的数据帧抄读；重复所述抄表过程，直至所述各数据帧全部抄读完毕。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括缓存抄表数据。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括抄表主站通过前置通信子系统读取所述缓存的抄表数据。
5.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括判断抄表主站是否下发了控制命令，若是，发出禁止抄表指令，执行与所述控制命令相对应的控制动作，直至所述控制动作执行完毕，发出允许抄表指令。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在所述控制动作执行完毕后，恢复所述控制动作发生时，所处抄表周期对应的抄表地址。
7.一种基于智能园区的通信管理机，其特征在于，所述通信管理机基于可编程逻辑控制器PLC，所述通信管理机包括抄表模块，用于根据所要抄读的表计的表地址确定所述表计的表计类型，得出所述表计的数据帧数，将所述各数据帧的帧地址依次设置为抄表地址，依次抄读各数据帧，得到与所述表计对应的抄表数据，所述抄读的方式为一个抄表周期只抄读一个数据帧，确定下一块所要抄读的表计的表地址，以便对所述下一块所要抄读的表计执行抄表操作；控制模块，用于判断抄表主站是否下发了控制命令，若是，向抄表模块发出禁止抄表指令，执行与所述控制命令相对应的控制动作，直至所述控制动作执行完毕，向抄表模块发出允许抄表指令。
8.根据权利要求7所述的通信管理机，其特征在于，所述抄表模块包括抄表地址确定单元，用于根据所要抄读的表计的表地址确定所述表计的表计类型，得出所述表计的数据帧数，及在当前抄表周期内，将当前未抄读数据帧中第一顺序的数据帧的帧地址作为抄表地址，将所述当前未抄读数据帧中第二顺序的数据帧设置为下一抄表周期对应的抄表地址；抄表执行单元，用于根据当前抄表周期对应的抄表地址，抄读数据帧； 表计选择单元，用于确定下一块所要抄读的表计的表地址，以便所述抄表地址确定单元确定所述下一块所要抄读的表计所对应的抄表地址。
9.根据权利要求7所述的通信管理机，其特征在于，所述通信管理机还包括 数据缓存模块，用于缓存抄表数据。
10.一种基于智能园区的通信系统，其特征在于，所述通信系统包括表计，通信管理机，通信前置子系统和抄表主站；所述通信管理机具体为权利要求7至9任一项所述的通信管理机； 所述通信前置子系统，用于采集所述通信管理机缓存的抄表数据，将所述抄表数据传输给所述抄表主站，及接收所述抄表主站下发的控制命令，将所述控制命令传送给所述通信管理机，以便所述通信管理机执行相应的控制动作。
全文摘要
本发明实施例公开了一种基于智能园区的抄表方法、通信管理机和通信系统。其中，所述抄表方法和所述通信管理机均基于PLC，所述抄表方法包括根据所要抄读的表计的表地址确定所述表计的表计类型，得出所述表计的数据帧数；将所述各数据帧的帧地址依次设置为抄表地址，依次抄读各数据帧，得到与所述表计对应的抄表数据，所述抄读的方式为一个抄表周期只抄读一个数据帧；确定下一块所要抄读的表计的表地址，重复上述抄表方式，直至所述PLC下行上挂载的所有表计的数据帧抄读完毕。本发明解决了智能园区表计与抄表主站间抄表数据的传输问题，实现抄表数据在表计与抄表主站之间的传输。
文档编号G08C19/00GK102521960SQ20111044788
公开日2012年6月27日 申请日期2011年12月28日 优先权日2011年12月28日
发明者刘文勇, 张世才, 张顺, 李强, 王建伟, 田亮, 申少辉, 葛智平, 郭涛 申请人:国网信息通信有限公司, 深圳市国电科技通信有限公司, 甘肃电力科学研究院