一種自動(dòng)發(fā)送地址信息的電能表組網(wǎng)系統(tǒng)及其發(fā)送方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種自動(dòng)發(fā)送地址信息的電能表組網(wǎng)系統(tǒng)及其發(fā)送方法，電能表的中央處理器芯片U1的第31腳通過(guò)電阻R4與485通訊模塊的芯片U2的第1腳相連，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的接收處理；中央處理器芯片U1的第30腳通過(guò)電阻R7與485芯片U2的第4腳相連，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的發(fā)送處理。系統(tǒng)采用避讓算法確定隨機(jī)延遲時(shí)間Δt，對(duì)地址數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，確定最佳的電能表組網(wǎng)容量N，有效避免了各個(gè)電能表和采集器在地址信息報(bào)送過(guò)程中發(fā)生數(shù)據(jù)碰撞沖突。本發(fā)明克服了傳統(tǒng)技術(shù)需要人工輸入各電能表和采集器的地址所產(chǎn)生的耗時(shí)多效率低易出錯(cuò)的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)高效率、高質(zhì)量完成數(shù)據(jù)傳輸。
【專利說(shuō)明】一種自動(dòng)發(fā)送地址信息的電能表組網(wǎng)系統(tǒng)及其發(fā)送方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電能表，特別涉及一種自動(dòng)發(fā)送地址信息的電能表組網(wǎng)系統(tǒng)及其發(fā)送方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電子信息技術(shù)的飛速發(fā)展，使得電能表的自動(dòng)抄表技術(shù)越來(lái)越受到普及，傳統(tǒng)電能表集抄系統(tǒng)的安裝需要集中器、采集器和電能表設(shè)備三部分。對(duì)用戶用電數(shù)據(jù)的采集都是以配置電表地址為前提，即集中器需要配置采集器的地址，而采集器又需要配置電能表的地址。目前，對(duì)于電能表集抄系統(tǒng)的組網(wǎng)，都是在安裝時(shí)由人工首先將各個(gè)電能表的地址信息輸送至采集器，然后再將采集器的地址信息輸送至集中器，當(dāng)組網(wǎng)系統(tǒng)的電能表數(shù)量巨大時(shí)，由人工完成地址信息的輸入工作不但耗時(shí)多、成本高、效率低，而且容易出錯(cuò)，準(zhǔn)確率低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提出一種自動(dòng)發(fā)送地址信息的電能表組網(wǎng)系統(tǒng)及發(fā)送方法，在組網(wǎng)過(guò)程中，由采集器自動(dòng)下發(fā)讀電表地址命令，電能表自動(dòng)完成地址數(shù)據(jù)上報(bào)等功能，而且能夠防止多個(gè)電能表上報(bào)表地址時(shí)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息碰撞造成發(fā)送失敗的問(wèn)題。
[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0005]一種自動(dòng)發(fā)送地址信息的電能表組網(wǎng)系統(tǒng)，包括集中器、采集器和組網(wǎng)的各個(gè)電能表，各個(gè)電能表將地址信息發(fā)送至采集器，采集器將收到的地址信息發(fā)送至集中器，電能表包括中央處理器、采樣模塊、計(jì)量模塊、晶振電路、電源、顯示模塊、存儲(chǔ)模塊和通訊模塊，地址信息通過(guò)通訊模塊發(fā)送至采集器，中央處理器采用NEC78F0526芯片Ul，通訊模塊是RS485通訊模塊，中央處理器NEC78F0526芯片Ul的第31腳通過(guò)電阻R4與RS485通訊模塊的485芯片U2的第I腳相連，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的接收處理；中央處理器NEC78F0526芯片Ul的第30腳通過(guò)電阻R7與RS485通訊模塊的485芯片U2的第4腳相連，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的發(fā)送處理。
[0006]進(jìn)一步地，電能表的RS485通信模塊的485芯片U2的第I腳通過(guò)電阻R4與中央處理器NEC78F0526芯片Ul的第31腳相連，進(jìn)行數(shù)據(jù)和命令的接收；485芯片U2的第2腳和第3腳短接后通過(guò)電阻R5接地，中央處理器NEC78F0526芯片Ul的第31腳同時(shí)通過(guò)電阻R6及三極管Q與電源相連，當(dāng)處于低電平時(shí)，接收信息有效，處于高電平時(shí)，發(fā)送信息有效；所述RS485通訊模塊的485芯片U2的第6腳和第7腳通過(guò)熱敏電阻MZ及TVS管與采集器的485通訊端口相連，實(shí)現(xiàn)與采集器之間的數(shù)據(jù)傳輸。
[0007]本發(fā)明的自動(dòng)發(fā)送地址信息的電能表組網(wǎng)系統(tǒng)的地址信息發(fā)送方法為，采集器向與其連接的各個(gè)電能表同時(shí)發(fā)出上報(bào)地址信息的命令，每一電能表收到該命令后，首先檢測(cè)電能表與采集器之間的RS485通訊信道是否為“空閑”狀態(tài)，當(dāng)檢測(cè)到信道為“空閑”狀態(tài)時(shí)，各電能表通過(guò)避讓算法產(chǎn)生一個(gè)隨機(jī)延時(shí)時(shí)間Δ?,并開始延時(shí)等待過(guò)程；當(dāng)?shù)竭_(dá)延時(shí)時(shí)間Λ t時(shí)，再次檢測(cè)信道是否為“空閑”狀態(tài)，如果為“空閑”狀態(tài)，則向采集器發(fā)送地址信息，地址信息發(fā)送完畢后自動(dòng)退出本次上報(bào)電能表的序列；如果為“占用”狀態(tài)，則再通過(guò)避讓算法產(chǎn)生一個(gè)隨機(jī)延時(shí)時(shí)間At，直至向采集器發(fā)送地址信息成功后退出。
[0008]具體地，當(dāng)采集器的485通訊端口發(fā)出上報(bào)地址信息的命令后，電能表通過(guò)485芯片U2的第7腳和第6腳接收來(lái)自采集器的電平信號(hào)，然后通過(guò)485芯片U2第I腳和芯片Ul的31腳把電平信號(hào)發(fā)送給中央處理器NEC78F0526芯片Ul，中央處理器NEC78F0526芯片Ul根據(jù)電平高低來(lái)判斷信道是處于“空閑”還是“占用”狀態(tài)，然后中央處理器NEC78F0526芯片Ul根據(jù)避讓算法產(chǎn)生一個(gè)隨機(jī)延遲時(shí)間At，中央處理器NEC78F0526芯片Ul根據(jù)At的時(shí)間開始延時(shí)等待過(guò)程，當(dāng)?shù)竭_(dá)延時(shí)時(shí)間At時(shí)，中央處理器NEC78F0526芯片Ul再次根據(jù)485芯片U2的第7腳和第6腳接收來(lái)自采集器的電平信號(hào)檢測(cè)信道是否為“空閑”狀態(tài)，如果這兩次均為“空閑”狀態(tài)，則中央處理器NEC78F0526芯片Ul把電能表的地址信息通過(guò)第30腳和芯片U2的第4腳發(fā)送給485芯片U2，然后485芯片U2通過(guò)第6腳和第7腳把電能表的地址信息發(fā)送給采集器。
[0009]本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)和積極效果:
[0010]本發(fā)明一種自動(dòng)發(fā)送地址信息的電能表組網(wǎng)系統(tǒng)及其發(fā)送方法，克服了傳統(tǒng)技術(shù)需要人工輸入各電能表的地址所產(chǎn)生的耗時(shí)多、效率低、易出錯(cuò)的問(wèn)題，大大提高了工作效率和準(zhǔn)確性。
[0011]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為本發(fā)明的電能表與采集器、集中器組網(wǎng)的示意圖；
[0013]圖2為本發(fā)明的電能表電路框圖；
[0014]圖3為本發(fā)明的中央處理器的原理圖；
[0015]圖4為本發(fā)明的RS485通訊模塊的原理圖；
[0016]圖5為本發(fā)明實(shí)施例的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]圖1為本發(fā)明的電能表與采集器、集中器組網(wǎng)的示意圖；圖2為本發(fā)明的電能表電路框圖；圖3為本發(fā)明的中央處理器的原理圖；圖4為本發(fā)明的RS485通訊模塊的原理圖。如圖1至4所示，一種自動(dòng)發(fā)送地址信息的電能表組網(wǎng)系統(tǒng)，包括集中器、采集器和組網(wǎng)的各個(gè)電能表，各個(gè)電能表將地址信息發(fā)送至采集器，采集器將收到的地址信息發(fā)送至集中器，電能表包括中央處理器、采樣模塊、計(jì)量模塊、晶振電路、電源、顯示模塊、存儲(chǔ)模塊和通訊模塊，其中，中央處理器為電能表的核心部分，負(fù)責(zé)電能表的大部分命令操作；米樣模塊負(fù)責(zé)外部信號(hào)如電壓、電流等參數(shù)的數(shù)據(jù)采樣；計(jì)量模塊將采樣的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，從而得到計(jì)算機(jī)能識(shí)別的參數(shù)信息；顯示模塊將用戶需要的信息直觀的顯示出來(lái)，方便查詢；存儲(chǔ)模塊負(fù)責(zé)所有數(shù)據(jù)項(xiàng)、時(shí)間、事件等的存儲(chǔ)；電源部分保障整個(gè)電路的軟、硬件正常運(yùn)行；晶振電路負(fù)責(zé)提供程序運(yùn)行的時(shí)鐘電能表；通訊模塊負(fù)責(zé)把地址信息發(fā)送至采集器。中央處理器采用NEC78F0526芯片Ul，通訊模塊是RS485通訊模塊，中央處理器的NEC78F0526芯片Ul的第31腳通過(guò)電阻R4與RS485通訊模塊的485芯片U2的第I腳相連，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的接收處理；中央處理器NEC78F0526芯片Ul的第30腳通過(guò)電阻R7與RS485通訊模塊的485芯片U2的第4腳相連，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的發(fā)送處理。本發(fā)明的改進(jìn)的主要在于通信模塊和中央處理器兩部分，下面作詳細(xì)說(shuō)明。
[0018]如圖3所示，中央處理器NEC78F0526芯片Ul的第14腳和第15腳通過(guò)電阻R1、電容Cl、C2與晶振Xl相連，晶振Xl為主晶振，負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的時(shí)鐘運(yùn)行。中央處理器NEC78F0526芯片Ul的第8腳通過(guò)電阻R3與地相連，起到保護(hù)的作用。中央處理器NEC78F0526芯片Ul的第9腳和10腳分別通過(guò)電容C4、C5和晶振X2相連，晶振X2為輔助晶振，主要為系統(tǒng)測(cè)試和燒寫程序的時(shí)鐘晶振。通過(guò)主、副晶振的結(jié)合，電能表就可以在一個(gè)穩(wěn)定的系統(tǒng)下運(yùn)行。中央處理器NEC78F0526芯片Ul的第30腳通過(guò)電阻R4與485芯片U2的第I腳相連，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的接收處理。中央處理器NEC78F0526芯片Ul的第31腳通過(guò)電阻R7與485芯片U2的第4腳相連，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的發(fā)送處理。中央處理器通過(guò)RS485通信模塊的接收、發(fā)送引腳，完成對(duì)數(shù)據(jù)的收發(fā)處理。中央處理器NEC78F0526芯片Ul的第I腳和第2腳與存儲(chǔ)芯片相連，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和讀取操作。中央處理器NEC78F0526芯片Ul的第4腳是復(fù)位引腳，當(dāng)電能表運(yùn)行錯(cuò)誤時(shí)，可進(jìn)行復(fù)位重啟操作，增強(qiáng)了電能表的容錯(cuò)處理。中央處理器NEC78F0526芯片Ul的第16腳和第17腳分別接地和VCC電壓，給中央處理器芯片提供正常運(yùn)行的工作電壓。
[0019]如圖4所示，RS485通信模塊的485芯片U2的第I腳通過(guò)電阻R4與中央處理器NEC78F0526芯片Ul的第30腳接收信號(hào)引腳相連，進(jìn)行數(shù)據(jù)和命令的接收，485芯片U2的第4腳通過(guò)電阻R7與中央處理器NEC78F526芯片Ul的第31腳發(fā)送信號(hào)引腳相連，進(jìn)行數(shù)據(jù)和命令的發(fā)送；485芯片的第2腳和第3腳短接后通過(guò)電阻R5與地相連；485芯片U2的第5腳接地，第8腳通過(guò)電容CS接正5V電源，芯片接電源及地引腳，使得芯片在正常供電情況下正常運(yùn)行。
[0020]結(jié)合圖3和圖4所示，RS485通信模塊的485芯片U2的第I腳通過(guò)電阻R4與中央處理器NEC78F0526芯片Ul的第31腳相連，進(jìn)行數(shù)據(jù)和命令的接收；485芯片U2的第2腳和第3腳短接后通過(guò)電阻R5接地，中央處理器NEC78F0526芯片Ul的第31腳同時(shí)通過(guò)電阻R6及三極管Q與電源相連，當(dāng)處于低電平時(shí)，接收信息有效，處于高電平時(shí)，發(fā)送信息有效，采用半雙工的方式來(lái)進(jìn)行中央處理器NEC78F526芯片Ul與485芯片U2的數(shù)據(jù)傳輸；RS485通訊模塊的485芯片U2的第6腳和第7腳通過(guò)熱敏電阻MZ及TVS管與采集器的485通訊端口相連，實(shí)現(xiàn)與采集器之間的數(shù)據(jù)傳輸。
[0021]本發(fā)明的自動(dòng)發(fā)送地址信息的電能表組網(wǎng)系統(tǒng)的發(fā)送方法如下:
[0022]采集器向與其連接的各個(gè)電能表同時(shí)發(fā)出上報(bào)地址信息的命令，每一電能表收到該命令后，首先檢測(cè)電能表與采集器之間的RS485通訊信道是否為“空閑”狀態(tài)，當(dāng)檢測(cè)到信道為“空閑”狀態(tài)時(shí)，各電能表通過(guò)避讓算法產(chǎn)生一個(gè)隨機(jī)延時(shí)時(shí)間At，并開始延時(shí)等待過(guò)程；當(dāng)?shù)竭_(dá)延時(shí)時(shí)間At時(shí)，再次檢測(cè)信道是否為“空閑”狀態(tài)，如果為“空閑”狀態(tài)，則向采集器發(fā)送地址信息，地址信息發(fā)送完畢后自動(dòng)退出本次上報(bào)電能表的序列；如果為“占用”狀態(tài)，則再通過(guò)避讓算法產(chǎn)生一個(gè)隨機(jī)延時(shí)時(shí)間At，直至向采集器發(fā)送地址信息成功后退出。然后采集器再上發(fā)至集中器，從而完成組網(wǎng)系統(tǒng)的自動(dòng)采集地址信息。
[0023]每個(gè)電能表上報(bào)地址信息的執(zhí)行過(guò)程是:當(dāng)采集器的485通訊端口發(fā)出上報(bào)地址信息的命令后，電能表通過(guò)485芯片U2的第7腳和第6腳接收來(lái)自采集器的電平信號(hào)，然后通過(guò)485芯片U2第I腳和芯片Ul的31腳把電平信號(hào)發(fā)送給中央處理器NEC78F0526芯片Ul,中央處理器NEC78F0526芯片Ul根據(jù)電平高低來(lái)判斷信道是處于“空閑”還是“占用”狀態(tài)，然后中央處理器NEC78F0526芯片Ul根據(jù)避讓算法產(chǎn)生一個(gè)隨機(jī)延遲時(shí)間At，中央處理器NEC78F0526芯片Ul根據(jù)Λ t的時(shí)間開始延時(shí)等待過(guò)程，當(dāng)?shù)竭_(dá)延時(shí)時(shí)間Λ t時(shí)，中央處理器NEC78F0526芯片Ul再次根據(jù)485芯片U2的第7腳和第6腳接收來(lái)自采集器的電平信號(hào)檢測(cè)信道是否為“空閑”狀態(tài)，如果這兩次均為“空閑”狀態(tài)，則中央處理器NEC78F0526芯片Ul把電能表的地址信息通過(guò)第30腳和芯片U2的第4腳發(fā)送給485芯片U2，然后485芯片U2通過(guò)第6腳和第7腳把電能表的地址信息發(fā)送給采集器。
[0024]設(shè)組網(wǎng)系統(tǒng)的每個(gè)采集器連接的電能表的數(shù)量為N，每個(gè)電能表發(fā)送地址信息的時(shí)間AT=1000ms。若采用定長(zhǎng)延時(shí)(例如每次均采用最大延時(shí))，則會(huì)產(chǎn)生不公平信道問(wèn)題，造成部分節(jié)點(diǎn)始終無(wú)法競(jìng)爭(zhēng)到空閑信道；若采用一般偽隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生算法，則會(huì)由于隨機(jī)數(shù)的分布問(wèn)題，造成節(jié)點(diǎn)碰撞率過(guò)高，從而造成通訊成功率降低以及系統(tǒng)容量下降。本發(fā)明采用避讓算法，來(lái)確定均勻分布的隨機(jī)數(shù)即隨機(jī)時(shí)間，使得退避的節(jié)點(diǎn)退避的時(shí)間窗在某范圍內(nèi)均勻分布，從而使得所有節(jié)點(diǎn)獲得均等的避沖機(jī)會(huì)。經(jīng)過(guò)優(yōu)化后的隨機(jī)數(shù)算法產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)保證了在設(shè)定范圍內(nèi)分布更為均勻，基本能滿足設(shè)計(jì)需要。另外，由于RS485總線采用差模收發(fā)方式，線上存在電阻及分布電容對(duì)其傳輸距離會(huì)產(chǎn)生一定的影響，加上防雷元器件等的影響，總線傳輸存在驅(qū)動(dòng)能力問(wèn)題，這使得經(jīng)過(guò)總線接入系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)會(huì)遇到隱藏終端問(wèn)題(Hidden Stations)。通常情況下,隱含終端問(wèn)題會(huì)造成碰撞次數(shù)增加,使得系統(tǒng)容量及數(shù)據(jù)吞吐量非預(yù)期降低。受上述幾個(gè)因素的影響，本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)容量為125個(gè)節(jié)點(diǎn)，即每個(gè)采集器的所連接的電能表的最大數(shù)量為125個(gè)。
[0025]當(dāng)N < 125時(shí)，能夠及時(shí)準(zhǔn)確的將電能表地址主動(dòng)上報(bào)給采集器；當(dāng)數(shù)量超過(guò)125臺(tái)時(shí)，出現(xiàn)延時(shí)時(shí)間相等，電能表發(fā)送地址沖突的可能性增加，此時(shí)最好多安裝I臺(tái)采集器，來(lái)完成防止沖突及電能表不能準(zhǔn)確的上報(bào)的問(wèn)題。
[0026]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的發(fā)送方法作進(jìn)一步的具體描述。
[0027]圖5為本發(fā)明實(shí)施例的示意圖。如圖5所示，本實(shí)施例以I臺(tái)采集器同時(shí)連接3臺(tái)電能表為例進(jìn)行說(shuō)明。電能表發(fā)送地址信息的時(shí)間AT=IOOOms;當(dāng)采集器下發(fā)上報(bào)地址信息命令后，通過(guò)485通訊信道的鏈接，與該采集器鏈接的3臺(tái)電能表會(huì)同時(shí)接收到上報(bào)地址的命令。電能表I檢測(cè)到485通訊信道空閑，通過(guò)避讓算法，算出要等待的延時(shí)時(shí)間Atl-1為926ms，同時(shí)，電能表2也檢測(cè)到485通訊信道空閑，通過(guò)避讓算法，算出等待的延時(shí)時(shí)間Λ t2-l為848ms，同理，電能表3算出等待的延時(shí)時(shí)間At3_l為904ms。從電能表1、電能表2和電能表3的延遲時(shí)間可以看出，最先結(jié)束等待延遲的是電能表2。
[0028]以下，通過(guò)各個(gè)時(shí)間點(diǎn)來(lái)說(shuō)明這個(gè)方法的執(zhí)行:
[0029]1、假設(shè)時(shí)間從T=O開始，當(dāng)T=848ms時(shí)，電能表2等待延時(shí)結(jié)束，電能表2檢測(cè)通訊信道的狀態(tài)，此時(shí)通訊信道為空閑狀態(tài)，電能表2開始將自己的地址發(fā)送給采集器。
[0030]2、當(dāng)T=904ms時(shí)，電能表3等待延時(shí)結(jié)束，電能表3檢測(cè)通訊信道的狀態(tài)，此時(shí)通訊信道為忙碌狀態(tài)，因?yàn)榘l(fā)送時(shí)間ΛΤ，< AT，電能表2正處于發(fā)送地址狀態(tài)；為此電能表3通過(guò)避讓算法重新產(chǎn)生一個(gè)延遲時(shí)間Λ t3-2為625ms。
[0031]3、當(dāng)T=926ms時(shí)，電能表I等待延時(shí)結(jié)束，電能表I檢測(cè)通訊信道的狀態(tài)，此時(shí)通訊信道為忙碌狀態(tài)，因?yàn)榘l(fā)送時(shí)間ΛΤ，< AT，電能表2正處于發(fā)送地址狀態(tài)；為此電能表I通過(guò)避讓算法重新產(chǎn)生一個(gè)延遲等待時(shí)間Atl-2為880ms。
[0032]4、當(dāng)T=1529ms (即904ms+625ms)時(shí)，電能表3第二次等待延時(shí)結(jié)束，電能表3檢測(cè)通訊信道的狀態(tài)，此時(shí)通訊信道為忙碌狀態(tài)，因?yàn)榘l(fā)送時(shí)間AT’ < AT，電能表2正處于發(fā)送地址狀態(tài)；為此電能表3通過(guò)避讓算法再次產(chǎn)生一個(gè)延遲等待時(shí)間Λ t3-3為730ms。
[0033]5、當(dāng)T=1806ms (即926ms+880ms)時(shí)，電能表I第二次等待延時(shí)結(jié)束，電能表I檢測(cè)通訊信道的狀態(tài)，此時(shí)通訊信道為忙碌狀態(tài)，因?yàn)榘l(fā)送時(shí)間AT’ < AT，電能表2正處于發(fā)送地址狀態(tài)；為此電能表I通過(guò)避讓算法再次產(chǎn)生一個(gè)延遲等待時(shí)間Atl-3為760ms。
[0034]6、當(dāng)T=2259ms(即904ms+625ms+730ms)時(shí)，電能表3第三次等待延時(shí)結(jié)束，電能表3檢測(cè)通訊信道的狀態(tài)，此時(shí)通訊信道為空閑狀態(tài)，因?yàn)榘l(fā)送時(shí)間AT’= (904+625+730-848)ms=1411ms > ΔΤ,電能表2已經(jīng)完成發(fā)送地址；為了避免出現(xiàn)延時(shí)相等的情況，電能表3再一次通過(guò)避讓算法產(chǎn)生一個(gè)延時(shí)Λ t3-4為240ms。
[0035]7、當(dāng) T=2499ms (即 904ms+625ms+730ms+240ms)時(shí)，電能表 3 第四次等待延時(shí)結(jié)束，電能表3檢測(cè)通訊信道的狀態(tài)，通訊信道仍為空閑狀態(tài)，電能表3開始將自己的地址發(fā)送給采集器。
[0036]8、當(dāng)T=2566ms(即926ms+880ms+760ms)時(shí)，電能表I第三次等待延時(shí)結(jié)束，電能表I檢測(cè)通訊信道的狀態(tài)，此時(shí)通訊信道為忙碌狀態(tài)，因?yàn)榘l(fā)送時(shí)間AT’ < AT，電能表3正處于發(fā)送地址狀態(tài)；為此電能表I通過(guò)避讓算法產(chǎn)生一個(gè)隨機(jī)等待時(shí)間Atl-4為940ms。
[0037]9、當(dāng) T=3506ms (即 926ms+880ms+760ms+940ms)時(shí)，電能表 I 第四次等待延時(shí)結(jié)束，電能表I檢測(cè)通訊信道的狀態(tài)，此時(shí)通訊信道為空閑狀態(tài)，因?yàn)榘l(fā)送時(shí)間AT，=(3506-2499) ms=1007ms > ΔΤ,電能表3已經(jīng)完成發(fā)送地址；為了避免出現(xiàn)延時(shí)相等的情況，電能表I再一次通過(guò)避讓算法產(chǎn)生一個(gè)延時(shí)Atl-5為200ms.[0038]10、當(dāng) T=3706ms (即 926ms+880ms+760ms+940ms+200ms)時(shí)，電能表 I 第五次等待延時(shí)結(jié)束，電能表I檢測(cè)通訊信道的狀態(tài)，此時(shí)通訊信道仍為空閑狀態(tài)，電能表I發(fā)送電能表地址到采集器，當(dāng)發(fā)送時(shí)間ΛΤ，> AT，電能表I完成發(fā)送地址。為此3臺(tái)電能表完成自動(dòng)發(fā)送地址到采集器的功能。
[0039]總之，本發(fā)明的自動(dòng)發(fā)送地址信息的電能表組網(wǎng)系統(tǒng)及其發(fā)送方法，實(shí)現(xiàn)了各個(gè)的電能表地址信息自動(dòng)發(fā)送給采集器，同理，采集器采用相同的方式將地址發(fā)送給集中器，繼而實(shí)現(xiàn)了集抄系統(tǒng)的自動(dòng)組網(wǎng)過(guò)程。系統(tǒng)采用避讓算法確定隨機(jī)延遲時(shí)間At對(duì)地址數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和確定最佳的電能表組網(wǎng)容量N，可以有效避免各個(gè)電能表和采集器在地址信息報(bào)送過(guò)程中發(fā)生數(shù)據(jù)碰撞沖突,從而高效率、高質(zhì)量完成數(shù)據(jù)傳輸。
【權(quán)利要求】
1.一種自動(dòng)發(fā)送地址信息的電能表組網(wǎng)系統(tǒng)，包括集中器、采集器和組網(wǎng)的各個(gè)電能表，所述的各個(gè)電能表將地址信息發(fā)送至采集器，采集器將收到的地址信息發(fā)送至集中器，所述的電能表包括中央處理器、采樣模塊、計(jì)量模塊、晶振電路、電源、顯示模塊、存儲(chǔ)模塊和通訊模塊，所述的地址信息通過(guò)通訊模塊發(fā)送至采集器，其特征在于:所述的中央處理器采用NEC78F0526芯片Ul，所述通訊模塊是RS485通訊模塊，中央處理器NEC78F0526芯片Ul的第31腳通過(guò)電阻R4與RS485通訊模塊的485芯片U2的第I腳相連，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的接收處理；中央處理器NEC78F0526芯片Ul的第30腳通過(guò)電阻R7與RS485通訊模塊的485芯片U2的第4腳相連，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的發(fā)送處理。
2.如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)發(fā)送地址信息的電能表組網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于:所述電能表的RS485通信模塊的485芯片U2的第I腳通過(guò)電阻R4與中央處理器NEC78F0526芯片Ul的第31腳相連，進(jìn)行數(shù)據(jù)和命令的接收；485芯片U2的第2腳和第3腳短接后通過(guò)電阻R5接地，中央處理器NEC78F0526芯片Ul的第31腳同時(shí)通過(guò)電阻R6及三極管Q與電源相連，當(dāng)處于低電平時(shí)，接收信息有效，處于高電平時(shí)，發(fā)送信息有效；所述RS485通訊模塊的485芯片U2的第6腳和第7腳通過(guò)熱敏電阻MZ及TVS管與采集器的485通訊端口相連，實(shí)現(xiàn)與采集器之間的數(shù)據(jù)傳輸。
3.如權(quán)利要求1或2所述的自動(dòng)發(fā)送地址信息的電能表組網(wǎng)系統(tǒng)的地址信息發(fā)送方法，其特征在于:采集器向與其連接的各個(gè)電能表同時(shí)發(fā)出上報(bào)地址信息的命令，每一電能表收到該命令后，首先檢測(cè)電能表與采集器之間的RS485通訊信道是否為“空閑”狀態(tài)，當(dāng)檢測(cè)到信道為“空閑”狀態(tài)時(shí)，各電能表通過(guò)避讓算法產(chǎn)生一個(gè)隨機(jī)延時(shí)時(shí)間Λ t，并開始延時(shí)等待過(guò)程；當(dāng)?shù)竭_(dá)延時(shí)時(shí)間At時(shí)，再次檢測(cè)信道是否為“空閑”狀態(tài)，如果為“空閑”狀態(tài)，則向采集器發(fā)送地址信息，地址信息發(fā)送完畢后自動(dòng)退出本次上報(bào)電能表的序列；如果為“占用”狀態(tài)，則再通過(guò)避讓算法產(chǎn)生一個(gè)隨機(jī)延時(shí)時(shí)間At，直至向采集器發(fā)送地址信息成功后退出。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自動(dòng)發(fā)送地址信息的電能表組網(wǎng)系統(tǒng)的地址信息發(fā)送方法，其特征在于:當(dāng)采集器的485通訊端口發(fā)出上報(bào)地址信息的命令后，電能表通過(guò)485芯片U2的第7腳和第6腳接收來(lái)自采集 器的電平信號(hào)，然后通過(guò)485芯片U2第I腳和芯片Ul的31腳把電平信號(hào)發(fā)送給中央處理器NEC78F0526芯片U1，中央處理器NEC78F0526芯片Ul根據(jù)電平高低來(lái)判斷信道是處于“空閑”還是“占用”狀態(tài)，然后中央處理器NEC78F0526芯片Ul根據(jù)避讓算法產(chǎn)生一個(gè)隨機(jī)延遲時(shí)間Λ t，中央處理器NEC78F0526芯片Ul根據(jù)Λ t的時(shí)間開始延時(shí)等待過(guò)程，當(dāng)?shù)竭_(dá)延時(shí)時(shí)間Λ t時(shí)，中央處理器NEC78F0526芯片Ul再次根據(jù)485芯片U2的第7腳和第6腳接收來(lái)自采集器的電平信號(hào)檢測(cè)信道是否為“空閑”狀態(tài)，如果這兩次均為“空閑”狀態(tài)，則中央處理器NEC78F0526芯片Ul把電能表的地址信息通過(guò)第30腳和芯片U2的第4腳發(fā)送給485芯片U2，然后485芯片U2通過(guò)第6腳和第7腳把電能表的地址信息發(fā)送給采集器。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自動(dòng)發(fā)送地址信息的電能表組網(wǎng)系統(tǒng)的地址信息發(fā)送方法，其特征在于:設(shè)所述的組網(wǎng)系統(tǒng)的每個(gè)采集器連接的電能表的數(shù)量為N，每個(gè)電能表發(fā)送地址信息的時(shí)間AT=IOOOms,則N≤125，At < AT。
【文檔編號(hào)】H04L29/12GK103475747SQ201310367350
【公開日】2013年12月25日 申請(qǐng)日期:2013年8月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月21日
【發(fā)明者】陳聲榮, 夏明皓 申請(qǐng)人:廣東浩迪創(chuàng)新科技有限公司