专利名称：能效及安全数据无线组网路由装置、系统及方法
技术领域：
本发明属于物联网技术领域，具体涉及一种能效及安全数据无线组网路由装置、系统及方法。
背景技术：
现有技术中，为方便对电力领域和水力领域的用电数据进行综合管理，从而优化各个用电设备的用电量，提高用电效率，通常采用以下布置形式:配置多台数据采集装置，每一台数据采集装置与多个现场仪器仪表有线连接而构成一个数据采集单元；各台数据采集装置通过通信网络与上位机通信。其工作原理为:每一台数据采集装置采集多个现场仪器仪表的电能数据，然后将采集到的电能数据上传给上位机，由上位机综合分析各个用电设备的用电量。由于用电现场环境复杂，并且通常存在多个仪器仪表，并且，各仪器仪表在用电现场布置方式非常分散，因此，各台数据采集装置与各个现场仪器仪表采用有线安装方式布线时，不仅存在施工工作量大、施工难度高、施工成本高和施工周期长的缺陷，而且还增加了现场用电设备工作环境的危险性。并且，现有技术方案中，当某一台现场仪器仪表出现故障时，数据采集装置不具有直观显示故障点的功能，从而不方便现场工作人员迅速处理出现故障的现场用电设备。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种能效及安全数据无线组网路由装置、系统及方法，该无线组网路由装置与各台现场仪器仪表可以灵活采用有线连接方式或无线连接方式，从而降低了施工工作量、施工难度和施工成本，缩短了施工周期，也提高了现场用电设备工作环境的安全性。另外，该无线组网路由装置能够直接的显示故障点，方便现场工作人员迅速处理出现故障的现场用电设备，降低了现场用电设备因发生故障而可能造成的损失。本发明采用的技术方案如下:本发明提供一种能效及安全数据无线组网路由装置，包括处理器、存储器、状态指示灯、无线通信模块和有线通信模块；所述处理器分别与所述存储器、所述状态指示灯、所述无线通信模块和所述有线通信模块连接。优选的，所述状态指示灯为LED灯组；所述处理器为LPC2468处理器；所述无线通信模块为基于Zigbee协议的无线通信模块或GPRS通信模块；所述有线通信模块为485总线通信模块或CAN总线通信模块；所述存储器包括SDRAM存储器、SD卡存储器或非易失闪存存储器。优选的，包括一个以上服务器、一个以上权利要求1-2任一项所述的能效及安全数据无线组网路由装置以及一个以上现场仪器仪表；各个所述能效及安全数据无线组网路由装置与每一个所述服务器通信连接，一个所述能效及安全数据无线组网路由装置连接有多个所述现场仪器仪表。
优选的，所述能效及安全数据无线组网路由装置与多个所述现场仪器仪表组织为有线网络或无线网络后，再与所述服务器通信。本发明还提供一种应用上述的能效及安全数据无线组网路由系统的方法，包括以下步骤:SI，定义配置文件，所述配置文件包括与所述能效及安全数据无线组网路由装置通信的现场仪器仪表类型、现场仪器仪表地址、现场仪器仪表端口号、现场仪器仪表总数以及轮询间隔时间；S2，将所述配置文件存入所述存储器内，当所述能效及安全数据无线组网路由装置开机时，所述能效及安全数据无线组网路由装置读取所述存储器内的所述配置文件，然后根据所述配置文件轮询各个所述现场仪器仪表；S3，所述能效及安全数据无线组网路由装置对读取到的所述现场仪器仪表的原始能效数据归一化处理，得到具有统一数据格式的能效数据；然后再将所述具有统一数据格式的能效数据、接收时间点、与所述原始能效数据对应的现场仪器仪表标识封装在一起，得到标准能效数据；S4，所述能效及安全数据无线组网路由装置按先进先出规则将所述标准能效数据存入所述存储器内；S5，所述能效及安全数据无线组网路由装置按照负载均衡策略选择负载最优的特定服务器；S6，所述能效及安全数据无线组网路由装置将所述标准能效数据发送给所述特定服务器；只有当接收到所述特定服务器返回的与所述标准能效数据对应的响应信号时，所述能效及安全数据无线组网路由装置才删除所述存储器中存储的所述标准能效数据。优选的，所述现场仪器仪表类型包括A表、B表、810B表和810E表；其中，所述A表为带谐波采集功能的数码管显示的多功能电表；所述B表为不带谐波采集功能的数码管显示的多功能电表；所述810B表为不带谐波采集功能的液晶数码管显示的多功能电表；所述810E表为带谐波采集功能的液晶数码管显示的多功能电表。优选的，S3中，所述能效及安全数据无线组网路由装置对读取到的所述现场仪器仪表的原始能效数据归一化处理具体为:所述能效及安全数据无线组网路由装置通过A表解析适配器对来自于所述A表的原始能效数据归一化处理；所述能效及安全数据无线组网路由装置通过B表解析适配器对来自于所述B表的原始能效数据归一化处理；所述能效及安全数据无线组网路由装置通过810B表解析适配器对来自于所述810B表的原始能效数据归一化处理；所述能效及安全数据无线组网路由装置通过810E表解析适配器对来自于所述810E表的原始能效数据归一化处理。优选的，S3之后，还包括:所述能效及安全数据无线组网路由装置判断缓存中存储的数据是否大于设定极大值，如果判断结果为否，则将所述标准能效数据存入所述缓存中，然后按先进先出规则将所述缓存中存储的所述标准能效数据加入到发送队列中等待发送；如果判断结果为是，则将设定量的所述标准能效数据存入所述缓存中，其余所述标准能效数据存入SD存储卡内，当所述缓存中存储的数据少于设定极小值时，再依次将所述SD存储卡内的所述标准能效数据读入所述缓存中以备发送。优选的，S2之后，S3之前，还包括:所述处理器判断读取到的所述现场仪器仪表的原始能效数据是否在设定门限内，如果判断结果为是，则执行S3 ;如果判断结果为否，则丢弃所述原始能效数据；和/或S6之后，还包括:所述特定服务器综合分析接收到的所述标准能效数据，判断指定现场仪器仪表是否发生故障，如果判断结果为是，则向与所述指定现场仪器仪表对应的指定处理器发送报警信号，所述指定处理器向与其连接的指定状态指示灯发出报警信号，由所述指定状态指示灯进行报警提示。本发明的有益效果如下:本发明提供一种能效及安全数据无线组网路由装置、系统及方法，该能效及安全数据无线组网路由装置对现场仪器仪表的能效数据进行集中采集并转发，而且根据现场施工具体情况，能效及安全数据无线组网路由装置与各台现场仪器仪表可以灵活采用有线连接方式或无线连接方式，从而降低了施工工作量、施工难度和施工成本，缩短了施工周期，也提高了现场用电设备工作环境的安全性。另外，该能效及安全数据无线组网路由装置能够直接的显示故障点，方便现场工作人员迅速处理出现故障的现场用电设备，降低了现场用电设备因发生故障而可能造成的损失。
图1为本发明提供的能效及安全数据无线组网路由装置的硬件结构示意
图2为本发明提供的能效及安全数据无线组网路由装置的模块结构示意图；图3为本发明提供的能效及安全数据无线组网路由装置的软件原理示意图；图4为本发明提供的能效及安全数据无线组网路由装置的后面板结构示意图；图5为本发明提供的能效及安全数据无线组网路由装置的装配示意图；图6为本发明提供的能效及安全数据无线组网路由系统的结构示意图；图7为本发明提供的能效及安全数据无线组网路由方法的流程示意图；其中，IGPRS天线；2Zigbee 天线；3Wifi 天线；4USB 接口 ；5第
一以太网口 ；6---第二以太网口 ；7---第二以太网口 ；8---SIM卡座；9---接地插座；
10电源插座；11通信接口 ；12直流电源接口。
具体实施例方式以下结合附图对本发明进行详细说明:如图1-3所示，本发明提供的能效及安全数据无线组网路由装置，包括处理器、存储器、状态指示灯、无线通信模块和有线通信模块；所述处理器分别与所述存储器、所述状态指示灯、所述无线通信模块和所述有线通信模块连接。在实际应用中，状态指示灯为LED灯组；处理器为LPC2468处理器；无线通信模块为基于Zigbee协议的无线通信模块或GPRS通信模块；有线通信模块为485总线通信模块或CAN总线通信模块；存储器包括SDRAM存储器、SD卡存储器或非易失闪存存储器，存储器具有容量大，价格便宜、容易采购且通用性好的优点。尤其采用SD卡作为存储器，进一步降低了成本。图4为本发明提供的能效及安全数据无线组网路由装置的后面板的一个具体实施例。如图5所示，能效及安全数据无线组网路由装置的装配方法为:在配电柜门板上开设一定形状的通孔，然后将能效及安全数据无线组网路由装置固定在通孔内即可。因此，能效及安全数据无线组网路由装置与各个现场仪器仪表可以通过485总线、PiOfibus和CAN业总线进行数据采集，也可以通过2.4G的无线模块进行无线数据的采集，从而最大限度的降低施工难度和施工成本。如图6所示，本发明还提供一种能效及安全数据无线组网路由系统，包括一个以上服务器、一个以上上述的能效及安全数据无线组网路由装置以及一个以上现场仪器仪表；各个所述能效及安全数据无线组网路由装置与每一个所述服务器通信连接，一个所述能效及安全数据无线组网路由装置连接有多个所述现场仪器仪表。其中，为方便说明，本发明中，将能效及安全数据无线组网路由装置简称为路由装置。路由装置主要用于采集各个现场仪器仪表的能效数据，并对采集到的数据进行数据转发，路由装置支持多种类、多协议的现场仪器仪表。并且，路由装置装置安装的一个串口可以同时采集多路现场仪器仪表的能效数据，例如:30路，从而提高路由装置的采集效率。路由装置与多个现场仪器仪表组织为有线网络或无线网络后，再与所述服务器通信。如图7所示，本发明还提供一种应用上述的能效及安全数据无线组网路由系统的方法，包括以下步骤:SI，定义配置文件，所述配置文件包括与所述能效及安全数据无线组网路由装置通信的现场仪器仪表类型、现场仪器仪表地址、现场仪器仪表端口号、现场仪器仪表总数以及轮询间隔时间；其中，现场仪器仪表类型包括但不限于A表、B表、810B表和810E表。所述A表为带谐波采集功能的数码管显示的多功能电表；所述B表为不带谐波采集功能的数码管显示的多功能电表；所述810B表为不带谐波采集功能的液晶数码管显示的多功能电表；所述810E表为带谐波采集功能的液晶数码管显示的多功能电表。在配置中定义上述属性后，能效及安全数据无线组网路由系统即可正常轮询对应的现场仪器仪表。通过配置文件，可以提高配置灵活性且方便安装和调试，能效及安全数据无线组网路由装置支持通过配置文件配置所需采集的仪表的种类和数量的功能。常用的配置文件为INI文件，因此采集装置也采用INI文件保存配置参数，也便于安装维护人员的查看和修改。
INI文件格式介绍如下:ini文件是文本文件，中间的数据格式一般为:[SectionlName]KeyNamel = value IKeyName2 = value2...
[Section2Name]KeyNamel = value IKeyName2 = value2
其中，ini文件可以分为多个域(Section),每个域的名称用[]括起来,域名称不能重复。在一个域中，可以有多个参数名(Key)，每一个参数名可以有一个值并占用一行，格式是Key = value,同一个域中的参数名不能重复。本发明中，能效及安全数据无线组网路由装置的INI文件举例如下:[COMMUNICATION]SaveTime = 2DeviceID = 1001[P0RT0]Protocal = ModbusUbound = 9600MeterFormat = type, addr，intervalMeterCount = 6Meterl = A，38，15Meter2 = B，32，15Meter3 = B，35，2Meter4 = 810B，37，2Meter5 = 810E，36，5Meter6 = B，31，60[PORT I]Protocal = DTUUbound = 19200其中，COMMUNICATION域:用于保存与服务器通信的参数P0RT0域:用于配置各端口的功能属性a)P0RT0:指主板上的P0RT0端口 0，如果配置端口 I则为P0RT1，以此类推。b)MeterFormat:格式示意，表示下面的表的参数格式，不需修改c) Protocal:该端口绑定的协议d)MeterCount参数:指明了电表总数量MeterN:N应从I开始起到MeterCount值所给出的数据。每个参数对应一个现场仪器仪表，每个参数对应值的各项之间用“，”隔开。各项具体含义见表表一
权利要求
1.一种能效及安全数据无线组网路由装置，其特征在于，包括处理器、存储器、状态指示灯、无线通信模块和有线通信模块；所述处理器分别与所述存储器、所述状态指示灯、所述无线通信模块和所述有线通信模块连接。
2.根据权利要求1所述的能效及安全数据无线组网路由装置，其特征在于，所述状态指示灯为LED灯组；所述处理器为LPC2468处理器；所述无线通信模块为基于Zigbee协议的无线通信模块或GPRS通信模块；所述有线通信模块为485总线通信模块或CAN总线通信模块；所述存储器包括SDRAM存储器、SD卡存储器或非易失闪存存储器。
3.一种能效及安全数据无线组网路由系统，其特征在于，包括一个以上服务器、一个以上权利要求1-2任一项所述的能效及安全数据无线组网路由装置以及一个以上现场仪器仪表；各个所述能效及安全数据无线组网路由装置与每一个所述服务器通信连接，一个所述能效及安全数据无线组网路由装置连接有多个所述现场仪器仪表。
4.根据权利要求3所述的能效及安全数据无线组网路由系统，其特征在于，所述能效及安全数据无线组网路由装置与多个所述现场仪器仪表组织为有线网络或无线网络后，再与所述服务器通信。
5.一种应用权利要求4所述的能效及安全数据无线组网路由系统的方法，其特征在于，包括以下步骤: S1，定义配置文件，所述配置文件包括与所述能效及安全数据无线组网路由装置通信的现场仪器仪表类型、现场仪器仪表地址、现场仪器仪表端口号、现场仪器仪表总数以及轮询间隔时间； S2，将所述配置文件存入所述存储器内，当所述能效及安全数据无线组网路由装置开机时，所述能效及安全数据无线组网路由装置读取所述存储器内的所述配置文件，然后根据所述配置文件轮询各个所述现场仪器仪表； S3，所述能效及安全数据无线组网路由装置对读取到的所述现场仪器仪表的原始能效数据归一化处理，得到具有统一数据格式的能效数据；然后再将所述具有统一数据格式的能效数据、接收时间点、与所述原始能效数据对应的现场仪器仪表标识封装在一起，得到标准能效数据； S4，所述能效及安全数据无线组网路由装置按先进先出规则将所述标准能效数据存入所述存储器内； S5，所述能效及安全数据无线组网路由装置按照负载均衡策略选择负载最优的特定服务器； S6，所述能效及安全数据无线组网路由装置将所述标准能效数据发送给所述特定服务器；只有当接收到所述特定服务器返回的与所述标准能效数据对应的响应信号时，所述能效及安全数据无线组网路由装置才删除所述存储器中存储的所述标准能效数据。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述现场仪器仪表类型包括A表、B表、810B表和810E表；其中，所述A表为带谐波采集功能的数码管显示的多功能电表；所述B表为不带谐波采集功能的数码管显示的多功能电表；所述810B表为不带谐波采集功能的液晶数码管显示的多功能电表；所述810E表为带谐波采集功能的液晶数码管显示的多功能电表。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，S3中，所述能效及安全数据无线组网路由装置对读取到的所述现场仪器仪表的原始能效数据归一化处理具体为: 所述能效及安全数据无线组网路由装置通过A表解析适配器对来自于所述A表的原始能效数据归一化处理； 所述能效及安全数据无线组网路由装置通过B表解析适配器对来自于所述B表的原始能效数据归一化处理； 所述能效及安全数据无线组网路由装置通过810B表解析适配器对来自于所述810B表的原始能效数据归一化处理； 所述能效及安全数据无线组网路由装置通过810E表解析适配器对来自于所述810E表的原始能效数据归一化处理。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，S3之后，还包括: 所述能效及安全数据无线组网路由装置判断缓存中存储的数据是否大于设定极大值，如果判断结果为否，则将所述标准能效数据存入所述缓存中，然后按先进先出规则将所述缓存中存储的所述标准能效数据加入到发送队列中等待发送；如果判断结果为是，则将设定量的所述标准能效数据存入所述缓存中，其余所述标准能效数据存入SD存储卡内，当所述缓存中存储的数据少于设定极小值时，再依次将所述SD存储卡内的所述标准能效数据读入所述缓存中以备发送。
9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，S2之后，S3之前，还包括: 所述处理器判断读取到的所述现场仪器仪表的原始能效数据是否在设定门限内，如果判断结果为是，则执行S3 ;如果判断结果为否，则丢弃所述原始能效数据；和/或S6之后,还包括: 所述特定服务器综合分析接收到的所述标准能效数据，判断指定现场仪器仪表是否发生故障，如果判断结果为是，则向与所述指定现场仪器仪表对应的指定处理器发送报警信号，所述指定处理器向与其连接的指定状态指示灯发出报警信号，由所述指定状态指示灯进行报警提示。
全文摘要
本发明提供一种能效及安全数据无线组网路由装置、系统及方法，该装置包括处理器、存储器、状态指示灯、无线通信模块和有线通信模块；所述处理器分别与所述存储器、所述状态指示灯、所述无线通信模块和所述有线通信模块连接。该能效及安全数据无线组网路由装置与各台现场仪器仪表可以灵活采用有线连接方式或无线连接方式，从而降低了施工工作量、施工难度和施工成本，缩短了施工周期，也提高了现场用电设备工作环境的安全性。另外，该能效及安全数据无线组网路由装置置能够直接的显示故障点，方便现场工作人员迅速处理出现故障的现场用电设备，降低了现场用电设备因发生故障而可能造成的损失。
文档编号H04L12/771GK103152274SQ20131004836
公开日2013年6月12日 申请日期2013年2月6日 优先权日2013年2月6日
发明者朱鸿如 申请人:常州节安得能源科技有限公司