费控命令执行机制的集中器及执行方法与流程

本发明针对电力用户用电信息采集系统远程费控执行效率低的问题,研制出一种分时队列任务机制的集中器，以提高费控执行成功率和工作效率。

背景技术

远程费控系统是以用电信息采集系统为基础，以智能电能表的费控业务应用为起点，将集抄、通知、停电、复电等一系列流程实现远程智能自动化控制的业务模式。

费控系统制定费控策略，同步到用电信息采集系统执行费控策略，采集系统通过现有“透传方式”把身份认证命令单条下发到集中器中，通过集中器把身份认证命令转发至目的节点；目的节点获取身份认证信息，并将身份认证信息结果反馈至集中器及采集系统；采集系统通过身份认证信息单条下发费控命令到集中器，通过集中器把费控命令转发至目的节点；目的节点将费控执行结果通过集中器反馈至采集系统。“透传方式”过程中占用整个通信信道，主站与集中器及目的节点多次交互，延长策略执行的等待时间，影响费控策略执行的成功率和可靠性。

技术实现要素：

发明目的：本发明提供一种费控命令执行机制的集中器及执行方法,其目的是解决以往所存在的问题。

为了克服现有“透传方式”费控机制的缺陷与不足,本发明研制出一种新型的费控任务执行机制集中器，即“分时队列费控集中器”，将原有的单一“透传”模式更改为“分时队列”模式与“透传”模式并行机制，提高费控策略执行的成功率。

技术方案：

费控命令执行机制的集中器，其特征在于：该集中器包括壳体；在壳体内设置有工业级处理器、上行信道单元、路由器、载波信道单元、电源管理单元、数字信号单元（digitalsignal）、接口保护单元和显示单元；工业级处理器连接显示单元、上行信道单元、数字信号单元（digitalsignal）和路由器，路由器连接载波信道单元，载波信道单元连接接口保护单元；电源管理单元连接工业级处理器、路由器、载波信道单元、数字信号单元（digitalsignal）和接口保护单元。

在壳体内还设置有数据存储器、同步动态随机存储器（sdram）、flash扩展单元、路由存储器、静态随机存取存储器（sram）、铁电存储器（fram）和电能计量集成电路（energymeteringic）；数据存储器、同步动态随机存储器（sdram）和flash扩展单元连接工业级处理器；路由存储器和静态随机存取存储器（sram）连接路由器，铁电存储器（fram）和电能计量集成电路（energymeteringic）连接数字信号单元（digitalsignal）。

该集中器还包括卡扣，卡扣为将壳体临时固定在指定位置的装置。

卡扣包括卡扣底盘（8）和弹性卡条（9）；弹性卡条（9）的一端通过球头万向节（10）与卡扣底盘（8）的一侧连接，弹性卡条（9）的另一端为实现开启和扣紧的活动连接端，该活动连接端与设置在卡扣底盘（8）另一侧的临时卡扣进行临时连接和分离实现弹性卡条（9）对壳体（2）的锁定和解锁；

临时卡扣包括卡扣壳体（11）和封堵块（12）；卡扣壳体（11）的一侧开口，另一侧设置有封堵（11-1），卡扣壳体（11）的顶盖设置有开口（11-2），开口（11-2）的两侧为卡条（11-3）；封堵块（12）设置在卡扣壳体（11）的开口侧；封堵块（12）的顶端设置有v形槽（12-1），封堵块（12）的底端套在立杆（12-2）上，且封堵块（12）能在立杆（12-2）上做上下移动，立杆（12-2）设置在卡扣底盘（8）上，在封堵块（12）与卡扣底盘（8）之间的立杆（12-2）上套有复位弹簧（12-3）；

弹性卡条（9）的活动连接端底部设置有连接杆（9-1），连接杆（9-1）的底端设置有尖端向下凸出的v形卡（9-2），连接杆（9-1）为能穿过开口（11-2）且能在开口（11-2）内移动的结构，使用时，用v形卡（9-2）伸进v形槽（12-1）内并顶住封堵块（12）下移，复位弹簧（12-3）被压缩，当满足v形卡（9-2）的两侧上端（a）低于卡条（11-3）时，将v形卡（9-2）移动进卡扣壳体（11）内，使得v形卡（9-2）的两侧上端顶住卡条（11-3）实现锁定；之后封堵块（12）在复位弹簧（12-3）的作用下上升复位，此时，封堵块（12）处在最上端位置，即v形槽（12-1）的槽底高于v形卡（9-2）的底部尖端，以防止v形卡（9-2）从卡扣壳体（11）内滑出。

连接杆（9-1）上还连接有解锁装置，该解锁装置包括横向连接板（13）和竖向解锁杆（14）；横向连接板（13）上设置有条形滑孔（13-1），条形滑孔（13-1）的长度方向与横向连接板（13）的长度方向一致，横向连接板（13）的一端底部设置有与横向连接板（13）垂直的竖向解锁杆（14），连接杆（9-1）穿过条形滑孔（13-1）且能沿着该条形滑孔（13-1）的长度方向滑动，需要解锁时，下拉横向连接板（13），使得横向连接板（13）下落，然后用竖向解锁杆（14）抵住封堵块（12）的v形槽（12-1）的靠外边缘处，然后利用竖向解锁杆（14）下压封堵块（12），直到v形槽（12-1）的槽底低于v形卡（9-2）的底部尖端，然后将v形卡（9-2）从开口侧滑出卡扣壳体（11）并使得v形卡（9-2）的一部分滑进v形槽（12-1）内，然后即可松开竖向解锁杆（14），继续将v形卡（9-2）移出直到v形卡（9-2）全部移出卡扣壳体（11）完成解锁。

利用上述的费控命令执行机制的集中器所实施的执行方法，其特征在于：该方法通过在集中器中增加flash硬件并新建费控执行程序的方式，能够有效解决现有集中器上下行通信信道多次交互的限制问题。在集中器外观显示上增加状态指示灯，方便使用者判断集中器的费控执行状态。首先通过采集主站给集中器批量下发费控命令，然后新型集中器采用“分时队列”技术，批量执行费控命令，最后在终端有效任务设置的时长内，通过反馈批量任务执行结果来判断费控执行情况，对执行失败的费控命令反复执行，直至有效时长内主站下发的批量任务全部执行成功，从而提高费控执行效率及成功率；

具体步骤如下：

首先，集中器电源管理模块为设备提供稳定可靠的工作电源；集中器的上行信道单元的gprs模块接收采集系统主站上行通信的费控命令，将费控命令出输给工业级处理器，液晶显示单元显示当前任务状态，工业级处理器接收上行费控命令报文，解析报文后由flash扩展模块扩展flash进行队列任务存储处理，安排实时任务给同步动态随机存储器（sdram），任务下发至路由器并将费控命令由路由存储器自身存储，路由器接收串口发送队列任务同各国载波信道单元下发至接口保护，接口保护根据过零检测在载波信道最优时将费控任务下发，路由器将数据传输给存储进行保存，静态随机存取存储器（sram）实时控制载波信号方式与电表进行通讯，并将执行结果通过串口反相传输给工业级处理器，数据管理器对执行结果进行判断是费控命令返回结果，将返回结果通过串口发送给gprs模块，gprs模块发送到采集系统主站，处理器等待是否有后续费控命令，若有后续费控命令则继续执行，若没有后续命令，1分钟后恢复日常抄表。

批量设置分时队列任务功能：任务优先级可配置；任务执行时长可配置；主站配置查询时间节点，到达配置查询时长节点后主站查询任务执行状态；任务完成后，测量点置成功标志。其中分时队列任务的命令内容可为任务电能表数据项抄读的645协议命令。

批量设置分时队列费控任务功能：清除原分时队列任务，设置新分时队列任务，任务优先级高于日冻结任务，不限制任务时长；主站等待身份认证结果，集中器主动上报erc64事件，主站根据上报事件内容设置费控执行任务，主站配置查询时间节点，到达配置查询时长节点后主站查询任务执行状态；任务执行成功，测量点置成功标志。

批量设置身份认证任务功能：

（1）任务优先级高于日冻结抄读；

（2）任务执行结果通过erc64事件上报主站；

（3）不限制任务执行时长；

（4）任务执行完成后，保持测量点不切换，等待主站进一步操作；测量点不设置完成标志。

“费控执行任务”功能：

（1）如果测量点身份认证有效时长已修改，则此任务优先级低于日冻结，否则任务优先级高于日冻结抄读；

（2）不限制任务执行时长；

（3）任务执行中若收到电能表否认回复，则该测量点任务结束；

（4）任务完成后，测量点置成功标志。

将身份认证任务及费控任务,按台区划分批量打包下发至集中器,集中器按照任务号及任务优先级,依次对电能表进行身份认证及费控命令操作；执行过程中，集中器会以3类数据即事件记录数据的格式，上报任务的执行结果。同时，也可以按照任务编号主动召测任务的执行结果；

表1分时队列任务数据单元格式

。

任务优先级：

a)0:保留。

b)1:表示任务优先级高于所有冻结任务。

c)2:表示任务优先级低于日冻结任务。

d)其它：未定义

任务标志定义如下：

e)d0置“1”：任务执行结果产生事件erc64；置“0”：不产生事件。

f)d1置“1”：此任务完成后，3分钟内保持测量点不变；置“0”：不保持。

g)d2置“1”：测量点无后续任务；置“0”：测量点有后续任务。

h)d3置“1”：任务执行中收到电表否认回复，终止当前任务；置“0”：不终止。

i)其它保留。

终端任务有效时长：数值范围0～255，0表示此任务不限时长。测量点收到任务时刻开始，任务的最大执行时间。。

任务编号：任务编号及报文序号与终端内已有任务相同时不予执行。

终端内同一测量点仅有一个有效任务，当测量点收到不同任务编号任务时，新任务覆盖原有任务。

采集主站通过上行信道gprs将费控命令批量打包下发给集中器，在新型集中器中建立分时队列任务，集中器通过路由下行载波信道对用户电表进行批量身份认证，执行结果记入集中器内存中，进而产生终端事件erc64，对用户进行批量分合闸费控任务执行，在规定时间内可自行多轮次执行费控下发命令，直到费控命令下发成功为止，主站采集批量任务执行状态，将执行状态记录采集系统中。

优点效果：

本发明的优化方案，通过在集中器中增加flash硬件并新建费控执行程序的方式，能够有效解决现有集中器上下行通信信道多次交互的限制问题。在集中器外观显示上增加状态指示灯，方便使用者判断集中器的费控执行状态。首先通过采集主站给集中器批量下发费控命令，然后新型集中器采用“分时队列”技术，批量执行费控命令，最后在终端有效任务设置的时长内，通过反馈批量任务执行结果来判断费控执行情况，对执行失败的费控命令反复执行，直至有效时长内主站下发的批量任务全部执行成功，从而提高费控执行效率及成功率。

另外，采用卡扣来固定壳体，使得壳体内的构件在维修和更换时都十分方便，操作灵活，适应性强。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1是本发明的总体流程图，即分时队列任务的读取设置执行总体流程图。

图2是费控策略下发的费控流程图，即批量设置分时队列费控任务流程图。

图3是新型集中器工作原理结构图。

图4是新型集中器外形尺寸结构图。

图5是新型集中器载波通信模块状态指示图。

图6为卡扣的整体结构及使用状态图。

图7为临时卡扣的侧向示意图。

图8为横向连接板结构示意图。

图9为临时卡扣的立体示意图。

图10为临时卡扣的正向使用状态图。

具体实施方式

下面将结合附图说明本发明的具体实施方式,

费控命令执行机制的集中器，其特征在于：该集中器包括壳体；在壳体内设置有工业级处理器、上行信道单元、路由器、载波信道单元、电源管理单元、数字信号单元（digitalsignal）、接口保护单元和显示单元；工业级处理器连接显示单元、上行信道单元、数字信号单元（digitalsignal）和路由器，路由器连接载波信道单元，载波信道单元连接接口保护单元；电源管理单元连接工业级处理器、路由器、载波信道单元、数字信号单元（digitalsignal）和接口保护单元。

在壳体内还设置有数据存储器、同步动态随机存储器（sdram）、flash扩展单元、路由存储器、静态随机存取存储器（sram）、铁电存储器（fram）和电能计量集成电路（energymeteringic）；数据存储器、同步动态随机存储器（sdram）和flash扩展单元连接工业级处理器；路由存储器和静态随机存取存储器（sram）连接路由器，铁电存储器（fram）和电能计量集成电路（energymeteringic）连接数字信号单元（digitalsignal）。

该集中器还包括卡扣，卡扣为将壳体临时固定在指定位置的装置。

卡扣包括卡扣底盘（8）和弹性卡条（9）；弹性卡条（9）的一端通过球头万向节（10）与卡扣底盘（8）的一侧连接，弹性卡条（9）的另一端为实现开启和扣紧的活动连接端，该活动连接端与设置在卡扣底盘（8）另一侧的临时卡扣进行临时连接和分离实现弹性卡条（9）对壳体（2）的锁定和解锁；

临时卡扣包括卡扣壳体（11）和封堵块（12）；卡扣壳体（11）的一侧开口，另一侧设置有封堵（11-1），卡扣壳体（11）的顶盖设置有开口（11-2），开口（11-2）的两侧为卡条（11-3）；封堵块（12）设置在卡扣壳体（11）的开口侧；封堵块（12）的顶端设置有v形槽（12-1），封堵块（12）的底端套在立杆（12-2）上，且封堵块（12）能在立杆（12-2）上做上下移动，立杆（12-2）设置在卡扣底盘（8）上，在封堵块（12）与卡扣底盘（8）之间的立杆（12-2）上套有复位弹簧（12-3）；

弹性卡条（9）的活动连接端底部设置有连接杆（9-1），连接杆（9-1）的底端设置有尖端向下凸出的v形卡（9-2），连接杆（9-1）为能穿过开口（11-2）且能在开口（11-2）内移动的结构，使用时，用v形卡（9-2）伸进v形槽（12-1）内并顶住封堵块（12）下移，复位弹簧（12-3）被压缩，当满足v形卡（9-2）的两侧上端（a）低于卡条（11-3）时，将v形卡（9-2）移动进卡扣壳体（11）内，使得v形卡（9-2）的两侧上端顶住卡条（11-3）实现锁定；之后封堵块（12）在复位弹簧（12-3）的作用下上升复位，此时，封堵块（12）处在最上端位置，即v形槽（12-1）的槽底高于v形卡（9-2）的底部尖端，以防止v形卡（9-2）从卡扣壳体（11）内滑出。

连接杆（9-1）上还连接有解锁装置，该解锁装置包括横向连接板（13）和竖向解锁杆（14）；横向连接板（13）上设置有条形滑孔（13-1），条形滑孔（13-1）的长度方向与横向连接板（13）的长度方向一致，横向连接板（13）的一端底部设置有与横向连接板（13）垂直的竖向解锁杆（14），连接杆（9-1）穿过条形滑孔（13-1）且能沿着该条形滑孔（13-1）的长度方向滑动，需要解锁时，下拉横向连接板（13），使得横向连接板（13）下落，然后用竖向解锁杆（14）抵住封堵块（12）的v形槽（12-1）的靠外边缘处，然后利用竖向解锁杆（14）下压封堵块（12），直到v形槽（12-1）的槽底低于v形卡（9-2）的底部尖端，然后将v形卡（9-2）从开口侧滑出卡扣壳体（11）并使得v形卡（9-2）的一部分滑进v形槽（12-1）内，然后即可松开竖向解锁杆（14），继续将v形卡（9-2）移出直到v形卡（9-2）全部移出卡扣壳体（11）完成解锁。

使用时，卡扣底盘（8）通过螺栓或者粘接的方式固定在指定位置，然后利用弹性卡条（9）对壳体进行临时的卡固，这样在需要拆卸或者更换时，打开弹性卡条（9），来取出壳体或者对壳体内的构件进行维修和更换，使用十分方便。

利用上述的费控命令执行机制的集中器所实施的执行方法，其特征在于：该方法通过在集中器中增加flash硬件并新建费控执行程序的方式，能够有效解决现有集中器上下行通信信道多次交互的限制问题。在集中器外观显示上增加状态指示灯，方便使用者判断集中器的费控执行状态。首先通过采集主站给集中器批量下发费控命令，然后新型集中器采用“分时队列”技术，批量执行费控命令，最后在终端有效任务设置的时长内，通过反馈批量任务执行结果来判断费控执行情况，对执行失败的费控命令反复执行，直至有效时长内主站下发的批量任务全部执行成功，从而提高费控执行效率及成功率；

具体步骤如下：

首先，集中器电源管理模块为设备提供稳定可靠的工作电源；集中器的上行信道单元的gprs模块接收采集系统主站上行通信的费控命令，将费控命令出输给工业级处理器，液晶显示单元显示当前任务状态，工业级处理器接收上行费控命令报文，解析报文后由flash扩展模块扩展flash进行队列任务存储处理，安排实时任务给同步动态随机存储器（sdram），任务下发至路由器并将费控命令由路由存储器自身存储，路由器接收串口发送队列任务同各国载波信道单元下发至接口保护，接口保护根据过零检测在载波信道最优时将费控任务下发，路由器将数据传输给存储进行保存，静态随机存取存储器（sram）实时控制载波信号方式与电表进行通讯，并将执行结果通过串口反相传输给工业级处理器，数据管理器对执行结果进行判断是费控命令返回结果，将返回结果通过串口发送给gprs模块，gprs模块发送到采集系统主站，处理器等待是否有后续费控命令，若有后续费控命令则继续执行，若没有后续命令，1分钟后恢复日常抄表。

批量设置分时队列任务功能：任务优先级可配置；任务执行时长可配置；主站配置查询时间节点，到达配置查询时长节点后主站查询任务执行状态；任务完成后，测量点置成功标志。其中分时队列任务的命令内容可为任务电能表数据项抄读的645协议命令。

批量设置分时队列费控任务功能：清除原分时队列任务，设置新分时队列任务，任务优先级高于日冻结任务，不限制任务时长；主站等待身份认证结果，集中器主动上报erc64事件，主站根据上报事件内容设置费控执行任务，主站配置查询时间节点，到达配置查询时长节点后主站查询任务执行状态；任务执行成功，测量点置成功标志。

批量设置身份认证任务功能：

（1）任务优先级高于日冻结抄读；

（2）任务执行结果通过erc64事件上报主站；

（3）不限制任务执行时长；

（4）任务执行完成后，保持测量点不切换，等待主站进一步操作；测量点不设置完成标志。

“费控执行任务”功能：

（1）如果测量点身份认证有效时长已修改，则此任务优先级低于日冻结，否则任务优先级高于日冻结抄读；

（2）不限制任务执行时长；

（3）任务执行中若收到电能表否认回复，则该测量点任务结束；

（4）任务完成后，测量点置成功标志。

将身份认证任务及费控任务,按台区划分批量打包下发至集中器,集中器按照任务号及任务优先级,依次对电能表进行身份认证及费控命令操作；执行过程中，集中器会以3类数据即事件记录数据的格式，上报任务的执行结果。同时，也可以按照任务编号主动召测任务的执行结果；

表1分时队列任务数据单元格式

。

任务优先级：

a)0:保留。

b)1:表示任务优先级高于所有冻结任务。

c)2:表示任务优先级低于日冻结任务。

d)其它：未定义

任务标志定义如下：

e)d0置“1”：任务执行结果产生事件erc64；置“0”：不产生事件。

f)d1置“1”：此任务完成后，3分钟内保持测量点不变；置“0”：不保持。

g)d2置“1”：测量点无后续任务；置“0”：测量点有后续任务。

h)d3置“1”：任务执行中收到电表否认回复，终止当前任务；置“0”：不终止。

i)其它保留。

终端任务有效时长：数值范围0～255，0表示此任务不限时长。测量点收到任务时刻开始，任务的最大执行时间。。

任务编号：任务编号及报文序号与终端内已有任务相同时不予执行。

终端内同一测量点仅有一个有效任务，当测量点收到不同任务编号任务时，新任务覆盖原有任务。

采集主站通过上行信道gprs将费控命令批量打包下发给集中器，在新型集中器中建立分时队列任务，集中器通过路由下行载波信道对用户电表进行批量身份认证，执行结果记入集中器内存中，进而产生终端事件erc64，对用户进行批量分合闸费控任务执行，在规定时间内可自行多轮次执行费控下发命令，直到费控命令下发成功为止，主站采集批量任务执行状态，将执行状态记录采集系统中。

下面结合附图进行详细说明：如图1，“批量设置分时队列任务”功能：任务优先级可配置；任务执行时长可配置；主站配置查询时间节点，到达配置查询时长节点后主站查询任务执行状态；任务完成后，测量点置成功标志。其中分时队列任务的命令内容可为任务电能表数据项抄读的645协议命令。

如图2，“批量设置分时队列费控任务”功能：清除原分时队列任务，设置新分时队列任务，任务优先级高于日冻结任务，不限制任务时长；主站等待身份认证结果，集中器主动上报erc64事件，主站根据上报事件内容设置费控执行任务，主站配置查询时间节点，到达配置查询时长节点后主站查询任务执行状态；任务执行成功，测量点置成功标志。

“批量设置身份认证任务”功能：

（1）任务优先级高于日冻结抄读；

（2）任务执行结果通过erc64事件上报主站；

（3）不限制任务执行时长；

（4）任务执行完成后，保持测量点不切换，等待主站进一步操作；测量点不设置完成标志。

“费控执行任务”功能：

（1）如果测量点身份认证有效时长已修改，则此任务优先级低于日冻结，否则任务优先级高于日冻结抄读；

（2）不限制任务执行时长；

（3）任务执行中若收到电能表否认回复，则该测量点任务结束；

（4）任务完成后，测量点置成功标志。

具体实施方式为，将身份认证任务及费控任务,按台区划分批量打包下发至集中器,集中器按照任务号及任务优先级（见下表1）,依次对电能表进行身份认证及费控命令操作。执行过程中，集中器会以3类数据即事件记录数据的格式，上报任务的执行结果。同时，也可以按照任务编号主动召测任务的执行结果。

表1分时队列任务数据单元格式

2.任务优先级：

a)0:保留。

b)1:表示任务优先级高于所有冻结任务。

c)2:表示任务优先级低于日冻结任务。

d)其它：未定义

3.任务标志定义如下：

a)d0置“1”：任务执行结果产生事件erc64；置“0”：不产生事件。

b)d1置“1”：此任务完成后，3分钟内保持测量点不变；置“0”：不保持。

c)d2置“1”：测量点无后续任务；置“0”：测量点有后续任务。

d)d3置“1”：任务执行中收到电表否认回复，终止当前任务；置“0”：不终止。

e)其它保留。

4.终端任务有效时长：数值范围0～255，0表示此任务不限时长。测量点收到任务时刻开始，任务的最大执行时间。。

5.任务编号：任务编号及报文序号与终端内已有任务相同时不予执行。

注：终端内同一测量点仅有一个有效任务，当测量点收到不同任务编号任务时，新任务覆盖原有任务。

如图3，采集主站通过上行信道gprs将费控命令批量打包下发给集中器，在新型集中器中建立分时队列任务，集中器通过路由下行载波信道对用户电表进行批量身份认证，执行结果记入集中器内存中，进而产生终端事件erc64，对用户进行批量分合闸费控任务执行，在规定时间内可自行多轮次执行费控下发命令，直到费控命令下发成功为止，主站采集批量任务执行状态，将执行状态记录采集系统中。

如图4、图5，载波模块状态指示。

电源指示灯——模块上电指示灯，红色。灯亮时，表示模块上电；灯灭时，表示模块失电。

t/r指示灯——模块数据通信指示灯，红绿双色。红灯闪烁时，表示模块接收数据；绿灯闪烁时，表示模块发送数据。

a相指示灯——a相发送状态指示灯，绿色。

b相指示灯——b相发送状态指示灯，绿色。

c相指示灯——c相发送状态指示灯，绿色。

队列清除指示灯——队列清除任务指示灯，红色。红灯闪烁时，表示集中器正在清除原分时队列任务。

队列执行指示灯——队列执行任务指示灯，绿色。绿灯常亮时，表示集中器正在执行主站下发的分时队列任务。