技术摘要：
本发明属于电力通信技术领域，公开了一种基于宽带载波与蓝牙通信的用电信息采集系统，包括主站，集中器和多个表箱，表箱内设置有多个电表模块、多个第一蓝牙模块和一个中继模块；第一蓝牙模块和中继模块通过插接件的方式分别连接一个电表模块，中继模块包括宽带载波模  全部
背景技术：
国家电网推进坚强智能电网战略，用电信息采集系统作为智能电网中的重要一 环，要实现电力用户的“全覆盖、全采集、全费控”。电力线载波(PLC，即Power  Line  Carrier)，是一种通过电力线来传输语音或数据的通信方式，这种通信方式的最大特点是 不需要额外架设网络，只需要现有的电力线，就可以将信号通过载波方式进行高速传输。 当前各地区逐渐推广宽带电力线载波通信技术(HPLC通信技术)，以电力线为传输 介质，利用宽带载波通信技术，将用电信息进行采集上传。该技术采用OFDM调制，频段范围2 ～12MHz，支持自动子载波调整，避开干扰源，采用路由算法，高速率传输数据。相较于之前 的窄带抄表方案、微功率无线方案，技术方案有了显著提升。实践过程中，各省市现场试点 应用以及采集数据效果，宽带电力线通信技术可有效的满足智能电网对用电信息采集系统 的要求。随着城市化进程的发展，新建居民楼的电表由之前的分散化安装演变为集中化安 装，封闭在一个密闭的电表箱里面，表箱大小长宽在几米范围内，表箱里电表数量从几十只 到上百只不等。宽带载波通信技术具有传输距离远、通信速率高的特点，而在电表集中化安 装的场景下，宽带载波通信技术显得不够经济，如图1所示，为采用宽带载波通信技术的用 电采集系统的结构示意图。 此外，由于蓝牙5.0技术的通用性，目前所有智能机都支持蓝牙通信功能，以下为 蓝牙5.0通信技术与其他短距离通信技术的对比表格。 表1各种短距离通信的对比 4 CN 111599158 A 说　明　书 2/6 页 综上所述，采用HPLC通信技术的模块，虽然性能优异，但是存在成本高、功耗高的 缺点。成本过高导致推广速度慢，功耗高不利于能源节约，因此，需要对现有的用电信息采 集系统进行改进以降低成本。
技术实现要素：
为适应电力领域的实际需求，本发明克服现有技术存在的不足，所要解决的技术 问题为：提供一种基于宽带载波与蓝牙通信的用电信息采集系统。 为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种基于宽带载波与蓝牙通 信的用电信息采集系统，包括主站，集中器和多个表箱，所述表箱内设置有多个电表模块， 所述表箱内还设置有多个第一蓝牙模块和一个中继模块；所述第一蓝牙模块和所述中继模 块通过插接件的方式分别连接一个电表模块，所述中继模块包括宽带载波模块和与所述宽 带载波模块通过SPI接口连接的第二蓝牙模块；表箱内的第一蓝牙模块和第二蓝牙模块之 间构成蓝牙5.0Mesh网络，所述第一蓝牙模块用于通过所述蓝牙5.0Mesh网络将各个电表模 块的用电信息发送至所述中继模块；所述第二蓝牙模块用于通过所述蓝牙5.0Mesh网络获 取与所述第一蓝牙模块连接的各个电表模块的用电信息，并发送至所述宽带载波模块，所 述宽带载波模块用于通过宽带载波通信方式将表箱内所有电表模块的用电信息通过宽带 载波通信发送至集中器和主站。 所述第一蓝牙通信模块和第二蓝牙模块采用洪泛路由算法完成对蓝牙5.0Mesh网 络的路由构建，所述蓝牙5.0Mesh网络中，TTL初始值设置为3，并通过维护数据包序号进行 重复数据包检测。 所述蓝牙5.0Mesh网络的路由构建过程为： 节点接收数据包，并判断是否为目标节点，若是，则进行处理，若不是，则判断TTL 值是否为大于零，若不大于，则舍弃，若大于，则通过数据包序号判断是否为重复数据包，若 是，则进行舍弃，若不是，则将TTL值减1，并对数据包进行转发。 所述多个中继模块与所述集中器中间通过动态源路由算法实现源节点到目标节 点的路径规划。 所述多个中继节点与所述集中器之间的宽带载波组网过程包括以下步骤： S1、源节点发起路由请求包，所述路由请求包携带目标节点地址和唯一标识的序 列号，同时将源节点地址置于Node  List的首位； S2、中间节点判断是否为目标节点，若是，则回复路由响应包；若不是，则进入步骤 S3； S3、判断是否含有到目标节点的路由，若有，则回复路由响应包，若无，则进入步骤 S4； S4、判断是否为重复数据包，若不是，则进入步骤S5；若是，则判断是否已将地址加 入Node  List中，若加入则对数据包进行舍弃，未加入则进入步骤S5； S5、将节点地址加入Node  List中后进行转发。 所述多个中继节点与所述集中器之间的宽带载波组网过程中，通过路由维护机制 检测到某节点不通时，失效位置的上节点和下节点通过发起列表操作建立新路由。 所述第一蓝牙模块包括接口电路、电源电路、蓝牙通信模块和天线，所述蓝牙通信 5 CN 111599158 A 说　明　书 3/6 页 模块通过所述接口电路与电表模块连接，所述电源电路用于从电表模块取电，将12V直流电 压转化为3.3V后给所述蓝牙通信模块供电，所述蓝牙通信模块通过所述天线将蓝牙信号发 射出去，与表箱内的蓝牙模块进行通信组网。 所述天线为矩形回旋结构。 所述蓝牙通信模块的主芯片的型号为nRF52840。 所述中继模块还包括EMC防护电路，所述EMC防护电路设置在所述第二蓝牙模块与 所述宽带载波通信模块之间的SPI口线上。 本发明与现有技术相比具有以下有益效果：本发明通过将蓝牙5.0的低功耗以及 实际用电信息采集场景相结合，将表箱内的近距离电表通过蓝牙5.0通信技术进行数据采 集，在表箱内构建Mesh网络，通过Mesh网络将采集的数据信息汇总，通过中继模块，即宽带 载波与蓝牙5.0的集成模组，将蓝牙5.0信号转换为宽带载波信号，通过宽带载波通信技术 上传，再利用表箱间的中继模组-宽带载波与蓝牙5.0的集成模组构建的宽带载波抄表网 络，送到远端集中器端，进而通过4G模块上传到主站中。在每个表箱中，只需要使用一个宽 带载波模块，其它模块采用蓝牙5.0通信技术与宽带载波模块实现数据信息采集，可以大大 降低成本以及功耗。 附图说明 图1为现有技术中的宽带载波通信的用电信息采集系统的结构示意图； 图2为本发明实施例提供的一种基于宽带载波与蓝牙通信的用电信息采集系统的 结构示意图； 图3为本发明实施例中表箱内通信网络的结构示意图； 图4为本发明实施例中蓝牙5.0Mesh网络的组网流程图； 图5本发明实施例中表箱间宽带载波组网的结构示意图； 图6为本发明实施例中宽带载波组网流程图； 图7为本发明实施例中宽带载波组网中DSR算法改进的原理图； 图8为本发明实施例中第一蓝牙模块的结构框图； 图9为本发明实施例中接口电路的电路原理图； 图10为本发明实施例中电源电路的电路原理图； 图11为本发明实施例中蓝牙通信模块的电路原理图； 图12为本发明实施例中天线的结构示意图； 图13为本发明实施例中SPI口线的EMC防护电路的电路原理图。