一种用于电、水、气、热能源计量一体化的采集方法与系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于电、水、气、热能源计量一体化采集方法与系统，内置双模采集模块的智能电能表对水表、气表、热表、电表的数据集抄通道进行组网；由集中器通过微功率无线通信方式采集智能电能表的信息数据，并通过微功率采集模块将水表、气表、热表三表数据采集指令下发到各用户互动网关，用户互动网关响应集中器的三表数据采集指令，将水表、气表、热表采集的数据通过智能电能表的微功率无线通信模块发送给集中器；集中器再将水表、电表、气表、热表的数据通过通信通道上传到主站层。本发明专利技术可实现水、热、气、电四表数据的集中采集，既能满足水、电、气、热各单位对各表数据的采集，又能满足家庭用户对用能数据的基本查询需求。

A Collection Method and System for the Integration of Electricity, Water, Gas and Heat Energy Measurement

The invention discloses an integrated acquisition method and system for electric, water, gas and thermal energy metering, in which an intelligent energy meter with a dual-mode acquisition module builds up a network for data acquisition channels of water meter, gas meter, heat meter and electric meter, and collects information and data of intelligent energy meter through micro-power wireless communication by a centralizer, and uses micro-power acquisition module to collect water meter, gas meter and heat meter. The data acquisition instruction of the third meter is sent to the user interactive gateway. The user interactive gateway responds to the three meter data acquisition instruction of the concentrator. The data collected by the water meter, gas meter and heat meter are sent to the concentrator through the micro-power wireless communication module of the intelligent energy meter. The data of the water meter, electricity meter, gas meter and heat meter are uploaded to the main station through the communication channel. The invention can realize the centralized collection of data of four meters of water, heat, gas and electricity. It can not only meet the collection of data of each meter by water, electricity, gas and heat units, but also meet the basic inquiry needs of household users for energy consumption data.

【技术实现步骤摘要】
一种用于电、水、气、热能源计量一体化的采集方法与系统
本专利技术属于智能用电
，具体涉及一种用于电、水、气、热能源计量一体化采集方案。
技术介绍
随着“多表合一”采集需求的提出，能源计量点数量成倍增加，现有用电信息采集系统难以适应电、水、气、热能源综合计量发展的新形式和新要求，主要表现在采集数据量增多，采集频度提高，对外共享接口增加，系统并发处理能力不足，现有系统架构、技术方案、采集终端和通信协议难以满足多表合一一体化采集的应用需求。另外，我国居民用户使用的能源计量设备主要包含电表、水表、燃气表和热力表，除电表外，其它设备的信息采集多为人工抄表方式，抄表效率低，由于我国电、水、气、热分属四个能源行业，运营单位不同，居民需要分别缴纳电费、水费、气费、热费，公共服务效率低，存在系统不兼容、方案不统一、智能化水平差异大等诸多问题。针对上述发展形势和存在的问题，有必要尽快开展电、水、气、热能源计量一体化采集关键技术的研究。因而探索一种用于电、水、气、热能源计量一体化采集方案对实现“四表”数据抄读、分析、应用，实现资源统筹协调具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种用于电、水、气、热能源计量一体化采集方法与系统，该方案主要针对采集设备层的水、热，气三表内置微功率无线通信模块，互动网关通过宽带载波通信或微功率无线通信方式实现水、气、热三表数据的数据抄收，再通过用电信息采集远程通信通道上传到主站系统，从而实现电、水、气、热四表数据采集与用户之间的双向互动。为了实现上述目的，本专利技术是通过如下的技术方案来实现：一种用于电、水、气、热能源计量一体化采集方法，其特征在于，智能电能表通过微功率采集模块将水表、气表、热表三表数据采集指令下发到各用户互动网关，各用户互动网关响应三表数据采集指令，将本组网内的水表、气表、热表采集的数据通过智能电能表的微功率无线通信模块发送给集中器；集中器再将水表、电表、气表、热表的数据上传到主站层。所述集中器通过通信通道与主站层交互。所述通信通道采用光纤信道、GPRS/CDMA公用网络信道或230MHz无线电力专用信道。水表、气表、热表、电表的数据通过WIFI单元与用户移动互联设备进行数据交互。微功率采集模块按设定周期自动唤醒。微功率采集模块采用设定的专用信道进行通信。GPRS/CDMA公用网络信道链路建立步骤为：根据APN和SIM号注册登录GPRS/CDMA网络；根据SIM号获取GPRS/CDMA网络分配的静态IP地址；GPRS/CDMA网关网络用户根据APN/VPN两端网关建立的从终端到GPRS/CDMA接入设备的IP路由，GPRS/CDMA接入设备和通信平台之间设置IP路由，通信平台对终端私网地址设置地址翻译，确立终端到主站之间的有效IP路由；终端向主站层中的采集服务器发送链接请求，所述采集服务器响应，建立终端到采集服务器之间的IP链路，以此为上层数据交互协议的物理链路。水表、气表和热表通过内置微功率采集模块或内置宽带载波采集模块将采集的模拟量数据转化为数字量数据。一种用于电、水、气、热能源计量一体化采集方法，其特征在于，主站层获得上传的抄表数据，由前置服务器集群将获取到的抄表数据进行解析，上送数据库服务器；数据库服务器按照预设的数据模型对数据进行电、水、气和热的分类存储。数据库服务器将数据对应同步到营销应用系统的基础数据平台；营销应用系统将数据对应的表计示数与存储的对应的用户的档案数据进行同步。营销应用系统通过接口服务器提供给第三方调用的服务端口。主站层通过通信通道获得上传的抄表数据。所述通信通道采用光纤信道、GPRS/CDMA公用网络信道或230MHz无线电力专用信道。一种用于电、水、气、热能源计量一体化采集系统，其特征在于，包括：内置双模采集模块的智能电能表：对水表、气表、热表、电表的数据集抄通道进行组网；集中器：通过微功率采集模块将水表、气表、热表三表数据采集指令下发到各用户互动网关；通过微功率无线通信方式采集智能电能表的信息数据，接收智能电能表的微功率无线通信模块发送的水表、气表、热表采集的数据并上传；用户互动网关：响应集中器的三表数据采集指令，对水表、气表、热表和电表的数据进行采集和本地存储。一种用于电、水、气、热能源计量一体化采集系统，其特征在于，包括：前置服务器集群：将通信通道上传的抄表数据进行解析，上送数据库服务器；数据库服务器：按照预设的数据模型对数据进行电、水、气和热的分类存储，并将数据对应同步到营销应用系统的基础数据平台；营销应用系统：将数据对应的表计示数与存储的对应的用户的档案数据进行同步。本专利技术提供了一种用于电、水、气、热能源计量一体化采集方案，采集系统分为主站层、通信信道层和采集设备层。其中，主站层由工作站、营销应用系统、其他应用系统、数据库服务器、接口服务器、防火墙设备等相关的网络设备等构成；通信信道层是指系统主站与终端之间的远程通信信道，主要包括光纤信道、GPRS/CDMA公用网络信道、230MHz无线电力专用信道等；采集设备层是指安装在现场的终端及计量设备，主要包括内置微功率采集模块和宽带载波采集模块的水、气、热三表、用户互动网关、集中器、内置双模采集模块智能电能表、载波/微功率双模模块等。优选的，所述的主站部分建议单独组网，与营销应用系统和其它应用系统以及公网信道采用防火墙进行安全隔离，保证系统的信息安全。优选的，所述的通信信道的功能是，通过远程通信，系统主站与用户侧的采集终端设备间建立联系，下达指令和参数信息，收集用户用电信息。优选的，所述的光纤信道提供了不受限的接入容量和高速的数传速率，且不存在“第三方”的安全隐患。优选的，所述的GPRS/CDMA公用网络主要是指中国移动公司提供的GPRS和中国电信公司提供的CDMA网络技术服务。优选的，所述的230MHz无线电力专用信道可用于大型专变用户的信息采集和监控。优选的，采集设备层是用电信息采集系统的信息底层，负责收集和提供整个系统的原始用电信息，该层包括采集终端和能源计量设备，实现与主站的交互以及计量设备实现用电计量等功能。优选的，所述内置微功率采集模块水、气、热三表可实现模拟量转化为数字量。其内置的微功率采集模块可按设定周期采集响应表计的数据信息并进行存储，并可响应家庭互动网关的数据交互指令。优选的，所述内置宽带载波采集模块水、气、热三表可实现模拟量转化为数字量，通过M-BUS或者RS485总线转电力载波II型采集终端，实现有线向载波通信方式的转换。其内置的宽带载波采集模块可按设定周期采集响应表计的数据信息并进行存储，并可响应家庭互动网关的数据交互指令。优选的，所述互动网关作为家庭网络互联和数据收集的核心设备，通过宽带载波通信方式和微功率无线通信方式实现对水、气、热、电表额数据采集和本地存储，同时可以通过WIFI单元与家庭移动互联设备进行数据交互。优选的，所述集中器可以通过微功率无线通信方式采集智能电能表的信息数据，并且可以通过智能电能表的微功率模块将水、气、热三表数据采集指令下发到家庭智能网关，同时也可接收来自家庭智能网关通过智能电能表的微功率无线模块发送的水、气、热三表对应的数据。集中器也可以将水、电、气、热四表的数据通过移动公网通道（GPRS或CDMA）上传到用电信息采集系统。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于电、水、气、热能源计量一体化采集方法，其特征在于，智能电能表通过微功率采集模块将水表、气表、热表三表数据采集指令下发到各用户互动网关，各用户互动网关响应三表数据采集指令，将本组网内的水表、气表、热表采集的数据通过智能电能表的微功率无线通信模块发送给集中器；集中器再将水表、电表、气表、热表的数据上传到主站层。

【技术特征摘要】
1.一种用于电、水、气、热能源计量一体化采集方法，其特征在于，智能电能表通过微功率采集模块将水表、气表、热表三表数据采集指令下发到各用户互动网关，各用户互动网关响应三表数据采集指令，将本组网内的水表、气表、热表采集的数据通过智能电能表的微功率无线通信模块发送给集中器；集中器再将水表、电表、气表、热表的数据上传到主站层。2.根据权利要求1所述的用于电、水、气、热能源计量一体化采集方法，其特征在于，所述集中器通过通信通道与主站层交互。3.根据权利要求2所述的用于电、水、气、热能源计量一体化采集方法，其特征在于，所述通信通道采用光纤信道、GPRS/CDMA公用网络信道或230MHz无线电力专用信道。4.根据权利要求1所述的用于电、水、气、热能源计量一体化采集方法，其特征在于，水表、气表、热表、电表的数据通过WIFI单元与用户移动互联设备进行数据交互。5.根据权利要求1所述的用于电、水、气、热能源计量一体化采集方法，其特征在于，微功率采集模块按设定周期自动唤醒。6.根据权利要求5所述的用于电、水、气、热能源计量一体化采集方法，其特征在于，微功率采集模块采用设定的专用信道进行通信。7.根据权利要求3所述的用于电、水、气、热能源计量一体化采集方法，其特征在于，GPRS/CDMA公用网络信道链路建立步骤为：根据APN和SIM号注册登录GPRS/CDMA网络；根据SIM号获取GPRS/CDMA网络分配的静态IP地址；GPRS/CDMA网关网络用户根据APN/VPN两端网关建立的从终端到GPRS/CDMA接入设备的IP路由，GPRS/CDMA接入设备和通信平台之间设置IP路由，通信平台对终端私网地址设置地址翻译，确立终端到主站之间的有效IP路由；终端向主站层中的采集服务器发送链接请求，所述采集服务器响应，建立终端到采集服务器之间的IP链路，以此为上层数据交互协议的物理链路。8.根据权利要求1所述的用于电、水、气、热能源计量一体化采集方法，其特征在于，水表、气表和热表通过内置微功...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵双双，欧阳曾恺，徐晴，祝宇楠，刘建，田正其，金萍，周超，段梅梅，夏国芳，高辉，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司电力科学研究院，国家电网有限公司，国网江苏省电力有限公司，南京邮电大学，江苏省电力试验研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32