大用户用电管理终端用电数据的采集方法 【技术领域】
本发明涉及电力和通讯技术领域，特别是关于一种大用户用电管理终端用电数据的采集方法。
背景技术
在电力系统中大用户的负荷占整个电网负荷的大部分，为了更好、更安全的保障电网运行，供电公司一般需要对大用户的负荷数据进行监测，并且监测密度越小系统的负荷一般也越大。电力公司本身就是电量的销售单位，所以大用户所用的电量也是必须采集的。为了监测用户的用电情况，用户端的用电事件也是必须要采集的一部分，通过分析以上采集来的数据进行分析，及时发现可能发生的故障，及时修复，从而提高供电质量，提高客户的满意度。
但同时，因为大用户终端分布非常分散，没有常规的有线通讯通道，因此一般采用中国移动提供的GPRS(或中国连通的WCDMA)。而使用这种方式，需要交付数额不小的通讯费用，因而怎样在保证满足采集数据需要的前提下，降低通讯流量，从而降低通讯费用，是各个电力公司特别关心的问题。
现有大用户用电管理终端用电数据采集系统采用单机运行方式，将所有终端都挂在同一台采集服务器上，或者多个网段的采集方式，将终端分布在不同的IP网段，每一个网段采用一定时任务一前置机的方式。这样的采集方式的一个弊端就是服务器负荷集中没有得到有效均衡，不能适应系统扩展的要求。
在现有的采集模式中采集服务器与终端之间的通讯方式可采用GPRS、并行串口采集模式、230M电力网专线、电话拨号等方式。其中230M电力专线的建设成本大并且现在由电信供应商提供的服务方便；电话拨号和串口方式由于复杂也逐渐被遗弃了。
在最新发展的现有技术中，利用GPRS联合网或WCDMA网的数据收发功能，在用户端安装终端，终端采集各种负荷、电量、事件数据，并通过GPRS联合网或WCDMA网，将所读取的数据传送到相应的电力专网，再由管理系统对这些数据进行相应的分析和处理。
GPRS是欧洲电信协会GSM系统中有关分组数据的标准。它可以提供高达115Kbps的空中接口传输速率，让若干移动用户能够同时共享一个无线信道，一个移动用户也可以使用多个无线信道。其中，实际不发送或接收数据包的用户仅占很小一部分网络资源。有了GPRS，用户的呼叫建立时间大为缩短，几乎可以做到″永远在线″(always online)。由于上述特点，GPRS网可为移动数据用户提供突发性数据业务，能快速建立连接，且无连接时延。特别适用于频繁传送小数据量的应用和非频繁传送大量数据的应用，是目前最理想的大用户数据采集通讯手段。
但是，上述的方案也存在一些问题：
一方面，现有技术大用户数据采集方法中，普遍采用一个前置机一个定时任务的做法。前置机用于在大用户数据采集终端和定时任务数据采集服务器之间的一个转发器。数据采集主要集中在一台采集服务器上，不能达到负载均衡的效果。
另一方面，现有技术的大用户负荷采集方法中，未充分解决大量采集点的数据并发传输的瓶颈问题，而这些问题都是系统真正投入实用化运行所必需面临和解决的。
当采用前一种方式时，电力专网管理中心按预定条件向与需要监控的用电管理终端对应的通讯模块发出采集命令，相应的通讯模块收到所述采集命令后，才发送其当前用电数据；当采用后一种方式时，与需要采集的用电管理终端对应的通讯模块按预定条件主动向系统中心服务器发送电能量数据，也就是说，当满足预定条件时，该通讯模块主动发送用电管理终端的当前用电数据；其中的预定条件可为预定的时间间隔，其大小可为1分钟-720小时
通过图1中所示的系统来对现有的大用户数据进行采集，可实现实时采集终端负荷电量数据，并实现运行状态显示、异常信息报警、电能质量检测、线损分析、负荷管理、远程抄表、线路电量平衡分析、客户服务等功能。但是，现有技术中没有对如何降低数据传输产生的通讯费用采取任何手段和方法，从图1中可以看出，常规的GPRS组网方案利用TCP/IP的Socket通信手段，没有考虑如何降低通讯费用，给系统的使用增加了不少成本。
【发明内容】
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种可以同时接入大量终端的大用户用电管理终端用电数据地采集方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种大用户用电管理终端用电数据的采集方法，其包括以下步骤：A终端通过485方式的方式采集取样电表的数据；B终端通过对采集上来的采样数据进行筛选过滤，将过滤后需要的用电数据进行冻结存储，过滤不需要的用电数据；C主站与终端之间采用GPRS的通讯模式，分出一台前置机专门做转发用，将终端分配到多台定时任务上，定时任务将对终端的采集任务分类，组装成不同的终端协议帧，定时任务通过用户数据报协议网络传给前置机，前置机接受到由定时任务转发来的帧，从中抽取出终端，并根据终端地址查找到终端，通过相应终端的Socket发送给终端，终端在收到数据采集报文后组织响应帧回答主站的数据请求帧，前置机收到终端响应报文后将送上来的报文包装转发给相应的定时任务，定时任务收到数据响应帧后进行解析。
本发明进一步解决技术问题的方案是：所述的步骤A中，所述的取样电表的数据采集方式还包括红外、载波或网络口方式。
本发明进一步解决技术问题的方案是：所述的步骤A中，终端通过485采集的数据包括电能量、电压、电流、功率、功率因数、电能质量。
本发明进一步解决技术问题的方案是：所述的步骤B中，每个定时任务分配一定数据的终端后再增加一台定时任务，用户分配给后续的终端。
本发明进一步解决技术问题的方案是：所述的步骤C中，定时任务将对终端的采集任务分类，组装成不同的终端协议帧，然后定时任务用主站协议包装起来通过用户数据报协议网络传给前置机。
本发明进一步解决技术问题的方案是：所述的步骤C中，前置机收到终端响应报文后用主站协议将送上来的报文包装转发给相应的定时任务。
本发明进一步解决技术问题的方案是：所述的主站协议是实现采集系统功能分开，即前置机用于专门转数据定时任务用于组织大用户数据采集的报文帧和解析前置机转发来的终端响应帧的，定时任务在组织好数据采集帧后，要用主站协议包装终端帧，转发给前置机，主站帧要有报文发送源主机和接受目标主机的唯一标识符，采用定时任务和前置机档案的ID作为唯一标识符。
本发明进一步解决技术问题的方案是：通过主站协议实现前置机和定时任务要传送的信息应该包括，定时任务前置机的唯一标识符号，终端的唯一标识ID，终端报文帧的协议类型。
相较于现有技术，本发明的大用户用电管理终端用电数据的采集方法解决了现有技术中所存在的既要全面监控用电管理终端、采集用电终端的数据，又要节省系统建设投资的矛盾问题，同时解决当用电管理终端数量较多时易引起网络阻塞的问题。对每个用电管理终端，在通过GPRS网络发送用电数据前，先对用电数据进行逻辑分析，将用电数据信息进行重新组织，过滤掉冗余的用电数据信息，从而充分利用有限的网络资源，避免网络阻塞，同时充分利用GPRS按流量计费的特点，减少通讯费用，节约成本。
【附图说明】
图1是现有技术中的大用户用电管理终端用电数据的采集方法的示意图。
图2是采用本发明的大用户用电管理终端用电数据的采集方法的系统结构示意图。
【具体实施方式】
以下内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
本发明提供了一种大用户用电管理终端用电数据的采集方法，其包括以下步骤：
S1终端通过485方式的方式采集取样电表的数据：大用户管理终端一般是采用485方式采集电表数据的，因为大用户的电表比较少，一般4到8块，并且电表与终端的距离不是太远；大用户对电表采样的准确性，可靠性的要求比较严，所以采用485进行电表采样时大用户终端的首选方式。终端通过485采集的数据包括电能量、电压、电流、功率、功率因数、电能质量等数据。
上述的取样电表的数据采集方式还可以包括红外、载波或网络口等方式。
S2终端通过对采集上来的采样数据进行筛选过滤，将过滤后需要的用电数据进行冻结存储，通过过滤不需要的用电数据，从而使采集服务器通过GPRS采集的流量降低，同时也能防止通过GPRS抄收大量的大用户终端的数据时的数据并发传输带来的瓶颈问题，从而降低通讯费用的问题。
S3如图2所示，主站与终端之间采用GPRS的通讯模式，首先分出一台前置机专门做转发用，由于终端是要设定主站IP地址用于建立与主站的Socket连接，所以限定了只能有一台前置机。为了将所有终端接入到一个IP网段中，所以采集系统采用将数据采集和数据解析的功能分离出来，将终端分配到多台定时任务上，每个定时任务分配一定数据的终端后再增加一台定时任务，用户分配给后续的终端。
首先定时任务将对终端的采集任务分类，组装成不同的终端协议帧(是通过前置机转发到终端的报文帧)，然后定时任务还要用本发明所涉及的主站协议包装起来通过用户数据报协议(UDP)网络传给前置机，前置机接受到由定时任务转发来的帧，从中抽取出终端，并根据终端地址查找到终端，通过相应终端的Socket发送给终端。终端在收到数据采集报文后会组织响应帧回答主站的数据请求帧，终端也是通过与前置机建立的Socket传送给前置机，前置机收到终端响应报文后用主站协议将送上来的报文包装转发给相应的定时任务。定时任务收到数据响应帧后就会解析帧，通过JBoss中间件存库。在这整个过程中通过主站协议的包装是实现前置机与定时任务进行通讯的关键，通过主站协议实现前置机和定时任务要传送的信息应该包括，定时任务前置机的唯一标识符号，终端的唯一标识ID，终端报文帧的协议类型。
主站协议是实现采集系统功能分开，即前置机用于专门转数据定时任务用于组织大用户数据采集的报文帧和解析前置机转发来的终端响应帧的。定时任务在组织好数据采集帧后，要用主站协议包装终端帧，转发给前置机。主站帧要有报文发送源主机和接受目标主机的唯一标识符，采用定时任务和前置机档案的ID作为唯一标识符。在主站协议帧中要包含终端的唯一标识符，在本发明中用终端地址，并且要包含终端报文帧的协议类型。
采用本大用户用电管理终端用电数据的采集方法的一种远程用电管理终端系统包括：用电管理终端，用于获取用电数据，对获取到的用电数据进行过滤；系统中心服务器，用于接收用电管理终端发送过来的用电数据，并解析所述用电数据。用电管理终端，所述用电管理终端包括：获取模块，用于获取用电数据；预处理模块，用于采用杂凑算法对获取到的用电数据进行摘要，生成相应的信息摘要，并将该获取到的用电数据与上次已经成功发送的用电数据信息进行比较，抽取出已经变化的用电数据信息；压缩模块，用于对所述已经变化的用电数据信息进行压缩处理；通讯模块，用于发送用电数据。
综上所述，本发明的大用户用电管理终端用电数据的采集方法解决了现有技术中所存在的既要全面监控用电管理终端、采集用电终端的数据，又要节省系统建设投资的矛盾问题，同时解决当用电管理终端数量较多时易引起网络阻塞的问题。对每个用电管理终端，在通过GPRS网络发送用电数据前，先对用电数据进行逻辑分析，将用电数据信息进行重新组织，过滤掉冗余的用电数据信息，从而充分利用有限的网络资源，避免网络阻塞，同时充分利用GPRS按流量计费的特点，减少通讯费用，节约成本。其中，主站系统采用J2EE+JBoss的方法，用JBoss中间件系统，可同时监控2～5万个用电管理终端，适应国内所有的地市级电力公司。采用本发明的大用户用电管理终端用电数据的采集方法，可在保证信息完整的前提下，大幅度减少用电管理系统的使用成本，并使系统更加可靠、安全。