泛在电力物联网的快速发展,带来了更多的应用场景和更大的应用空间。用电信息采集系统作为泛在电力物联网的一部分,其应用也在发展,产生新的应用需求。而当前的应用协议已无法满足用电信息采集业务不断增长的需求,更满足不了泛在电力物联网的新需求。因此,本文在现有协议的基础上,针对宽带微功率通信技术以及新的应用需求,进行宽带微功率通信模块应用层的设计及实现,其中涉及到抄表、升级、广播校时、通信测试、事件上报等应用功能。针对当前用电信息采集系统中抄表方式单一、周期长和效率低的问题,本文提出一种高效抄表方法。首先,该方法提取抄表报文关键信息,构造抄表信标条目,利用网络中周期性广播的信标帧发送抄表信息,不需要主节点依次给子节点发送完整的抄表命令,降低了信令开销,缩短了抄表时间。其次,该方法引入边缘计算解决方案,使用代理节点对子节点的抄表进行控制,减轻了主节点的数据流量,避免了大量数据发送到主节点产生的通信拥塞。最后,利用实验室硬件环境搭建6个节点的2层网络,在组网完成后进行300次抄表。结果显示,抄表成功率接近100%,高效抄表方式第二层级的节点抄表所需平均时间比传统抄表方式缩短了约40.5%。针对当前用电信息采集系统中升级方案效率低且方案不完备的问题,本文提出一种高效完备的升级机制。通过该机制,主节点能够对来自不同厂家不同批次的模块进行广播升级。在解决方案中,通过引入边缘计算,提升了升级文件传输和升级包补发效率。此外,还完善了对异常情况的处理。最后设计测试用例,单元测试验证了代码实现与协议的一致性,系统集成测试结果显示本方案升级成功率为100%。相比于传统升级方法,第一层级的节点时间缩短约48.4%,第二层级的节点时间缩短约54.4%。因此,高效升级方法能取得较好的性能提升。