用电信息采集系统集抄用户采集成功率提升措施

用电信息采集系统集抄用户采集成功率提升措施

许纯恺寿佳珏朱丹燕程玉孙婷

（国网上海电力公司青浦供电公司上海201700）

摘要：随着经济的发展，大家对于信息的保护意识越来越强烈。本文通过分析用电信息采集系统集抄用户采集成功率提升措施现有的问题，提出了一些具体的解决办法。

关键词：用电信息采集系统；集抄用户；采集成功率；提升措施

引言：随着我国智能电网自动化建设的推进，不仅在城镇区域实现了居民用电信息的自动化采集，而且对偏远地区用电也提出了“全覆盖、全采集、全费控”的要求。在现有的用电信息采集系统中，计量居民用电信息的智能电表一般通过RS-485通信线或电力载波线将用电信息上送到附近变压器下的集中器，然后以远程抄表通信方式将集中器数据上送到电力公司的采集主站。现代社会人们对于自动化和智能化的需求越来越高，用电信息采集系统的出现能够使得用电管理工作变得更加高效和稳定，对于电网的运行安全也有非常大的好处。因此，必须要对该系统进行不断的完善和改进，使其能够在工作当中更好的满足用户实际需求，并同时也能够更好的为电网运行提供有效的保障。

1用电信息系统结构

用电信息采集系统的结构呈现金字塔的形式分布，共分为四层网络结构。第一层为结构的最底层，由各个用户端的电能表联合组成，其功能便是负责对用户的用电信息进行记录。第二层便是整个系统的采集终端，它的主要作用，是在用户电能表与集中器之间形成一个有效的连接，根据上层命令，对用户的电能表中的数据进行有效的实时采集，并通过网络传送到上层。在实际应用当中，可以根据实际情况，对采集终端所负责的电能表总数进行有效调整。譬如对多层住宅，住户较少，可以让采集终端负责一栋楼的整体数据采集工作。对于住户数量较多的高层住宅，一个采集终端是无法有效满足数据采集工作的，因此必须要在每一个单元，都设置一个采集终端，从而满足数据采集工作的要求。第三层便是系统当中的集中器，其主要功能便是按照固定的时间，对采集器下达工作命令，使得采集器能够按照要求进行抄表，并对采集器所上传的数据进行接收，存储到存储器当中。从而更好的方便上层控制中心对于数据的实时调用，或者按照控制中心的要求，在固定的时间完成相应的操作。第四层为整个系统的控制中心，控制中心是整个系统运行当中的最上层。控制中心需要完成的任务非常多，其中最为主要的，便是通过通信网络，对整个系统当中的所有层面进行有效的控制与管理。

2用电采集系统设计

2.1物理构架设计

物理构架系统能让原始数据集中起来最终以实现数据系统的统一化；将相关数据集中在一起定位系统中故障，在分布采集中，减少运行压力；各级地市能在较短的时间内对数据的短时容灾备份提升，这就让数据的原始数据具有较好的系统安全性。另外，由于这种分布式很简单，能让地市的公司投入较少的资金，对系统的经济性而言十分有利。具体各层级说明情况如下：用电信息系统从物理角度上思虑，能根据部属位置的不同直接分为主站、通信信道、采集设备这三个重要部分，其中系统主站建议进行单独的组网，用以隔离其他的公网信道，使系统的安全性更佳。2主站网络的物理结构主要构成要素分为数据库服务器、磁盘阵列、应用服务器这几个主要的设备构成要素,3用电采集系统在采集硬件设计内容的时候，需要遵循以下的原则：首先，应具有可集成性。只有遵循集成才能有更好的发展思路，也能在综合考虑到硬件资源的前提下，在现有资源集成的前提下做好硬件设计；其次，可扩展性。硬件设计中可扩展性的采用十分必要，这能对今后的升级或者性能提升做好铺垫；最后安全性。硬件设计过程中考虑到安全因素能让安全设备的设计和投入做到最优。

2.2逻辑构架设计

用电采集系统在逻辑上能直接分为主站层、通信信道层和采集设备层这三个主要的层次。用电信息采集系统可以在营销应用系统中进行集成，让数据交互由原有的营销系统直接对应到其他系统接口上。主站层的业务实现直接有业务的应用、数据的采集、控制的执行几个重大部分。业务应用系统的实现主要是在不同的应用业务中做好逻辑联系，让数据采集系统辅助整个用电的信息终端，以负责系统协议解析。控制执行主要是控制功能的终端执行操作，前置的通信主要是对终端控制的通信方式进行系统化的管理和调度。采集设备层主要是采集系统的信息底层，主要的工作职责是负责系统的原始用电信息使用，由于该层可以直接分为终端子层与计量设备层这两个重要方面。对于低压的集抄部分，具体的实施形式很多，其中包含的内容有集中器加电能表的模式、集中器加采集器和电能表的模式。终端子层用来收集有用户的计量信息，并处理相关的冻结数据，从而实现上层主站的交互工作完成。

3用电信息采集系统集抄用户采集成功率提升措施

3.1数据拆、组包与可靠通信方案

在发送端对“大的”数据包进行“拆包”，并加相应的包头；在接收端对接收到的子包拆除包头，并进行数据合并，即“组包”恢复原来的数据；若接收端在可预计的时间内未能接收到全部子包①不能完成组包，则接收端会请求发送端重新发送“丢失的”子包，称之为“补包”操作；若补包不成功，将重复补包操作，最多重复k次（经验值k=3）；若仍不成功，则接收端放弃本次用电信息采集任务②转而执行下一个用电信息采集任务。上述补包操作和超时放弃机制保证了用电数据传输的可靠性和效率。本文采用的北斗短报文模块SIM卡规定的单次传输报文长度不超过78.5Byte，考虑到拆包后需要添加包头字节来标识子包，因此数据采集与传输设备（前端）对集中器上报的超过70Byte的数据包进行拆包处理，并在接收端对子包进行组包，恢复用电数据。在组包完成后，将完整的用电数据推送给主站。

3.2数据压缩方案

在自动采集模式或受控采集模式下，当集中器上传的数据量比较大时，采用北斗短报文通信进行数据传输将非常耗时，因此可采用先压缩后拆包传输的方案。由于系统要求在接收端解压缩后的数据必须具有完整性，因此采用无损压缩的算法。该算法的核心思想是利用数据的重复结构信息进行压缩，这一过程将会用到预置区与滑动窗口2个数据缓冲区。在压缩过程中，数据先进入预置区，然后通过滑动窗口。将滑动窗口中的数据作为建立字典索引的依据，将预置区中的数据与滑动窗口中的数据进行比较，若没有匹配字符串，则字典索引为原字符；若存在匹配字符串，则字典索引由偏移量、长度、首字符组成。预置区和滑动窗口长度的设置将影响数据压缩的效果。算法的解压缩过程需要运用滑动窗口数据缓存区，遵循的原则为：遇到单个字符则直接读入，遇到匹配字符串则根据偏移量、长度和首字符等信息将原字符串还原。

结束语

用电信息采集系统能解决多年来受到通信规约不兼容而产生的多种终极采集终端系统的软件应用局面，并能将抄表的数据，进行功能性、规范性和管理性的统一。用电信息采集系统能实现与其他系统的信息资源共享，系统中以中间库的形式进行数据接口，这样就能实现各项数据之间的动态化传输。

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