一種智能信息采集裝置及采集方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種智能信息的采集，尤其涉及一種智能信息采集裝置及采集方法，屬于電氣自動化和信息采集與處理技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前，國家電網(wǎng)公司對智能電網(wǎng)的研究、試點(diǎn)工作已在逐步展開。我國智能電網(wǎng)的基本特征就是在技術(shù)上體現(xiàn)信息化、自動化和互動化，管理上體現(xiàn)集團(tuán)化、集約化、精益化和標(biāo)準(zhǔn)化，要具有堅(jiān)強(qiáng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，具備各類電源接入、送出的適應(yīng)能力以及大范圍資源優(yōu)化配置能力和用戶多樣化服務(wù)能力，從而實(shí)現(xiàn)安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、清潔、高效和互動的電力供應(yīng)。
[0003]推進(jìn)城市和農(nóng)村電網(wǎng)智能化建設(shè)，需要依靠新技術(shù)、新設(shè)備的強(qiáng)力支持，同時(shí)加強(qiáng)重點(diǎn)技術(shù)研究與應(yīng)用。研究和應(yīng)用適合于電網(wǎng)的通信與自動化新技術(shù)，著力解決電網(wǎng)點(diǎn)多面廣的分散通信難題，提高配電網(wǎng)自動化水平，研究中低壓電網(wǎng)統(tǒng)一數(shù)據(jù)采集、調(diào)配集管一體化等關(guān)鍵技術(shù)。
[0004]低壓客戶智能用電管理通過安裝智能表箱、智能電能表和智能低壓終端實(shí)現(xiàn)對低壓客戶的遠(yuǎn)程控制、用電信息采集、停電故障智能判斷、用戶數(shù)據(jù)分析、實(shí)時(shí)低壓線損分析和雙向互動用電等功能，并研究和應(yīng)用用電互動化技術(shù)。用戶側(cè)、小電源和電網(wǎng)的信息傳遞與互動是體現(xiàn)電網(wǎng)智能化水平的重要方面，需要加強(qiáng)電智能配電臺區(qū)、智能用電終端等關(guān)鍵技術(shù)研究。但依據(jù)電網(wǎng)智能化建設(shè)的各種要求，還無法滿足用戶用于用電現(xiàn)場管理服務(wù)終端與居民抄表系統(tǒng)的智能采集。無法實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程抄表、實(shí)時(shí)計(jì)費(fèi)、負(fù)荷管理、電能質(zhì)量檢測、設(shè)備監(jiān)測和用電故障查控等一系列功能。不能夠及時(shí)掌握居民的用電情況，準(zhǔn)確及時(shí)地為客戶提供優(yōu)質(zhì)便捷的服務(wù)，提升電網(wǎng)營銷管理技術(shù)水平。隨著我國城鎮(zhèn)小區(qū)物業(yè)的迅速發(fā)展及家庭用電需求量越來越大，給電能的計(jì)量工作提出了更高的要求，同時(shí)供電部門希望免去人工抄表計(jì)量環(huán)節(jié)，節(jié)省勞動力。因此，自動抄表系統(tǒng)的應(yīng)用受到了有關(guān)部門越來越多的關(guān)注和重視，同時(shí)也滿足了建設(shè)部提出的用電管理應(yīng)集中、安全、嚴(yán)格的要求。傳統(tǒng)的居民用戶用電信息采集系統(tǒng)的主站一般設(shè)置在供電公司，系統(tǒng)可監(jiān)測用戶用電情況并進(jìn)行用電信息管理。用戶想了解當(dāng)前的用電信息需采用賬單查詢、上網(wǎng)查詢或電話查詢等方式，這些方式不夠便捷且難以滿足所有用戶的需求。智能電表的液晶屏能顯示當(dāng)前用電信息、電價(jià)信息及電費(fèi)余額等，但智能電表通常是安裝在統(tǒng)一的表箱內(nèi)，不便于用戶了解相關(guān)信息。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決上述技術(shù)問題本發(fā)明提供一種智能信息采集裝置及采集方法，目的是通過ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與家居用電信息監(jiān)視終端進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，最終在家居用電信息監(jiān)視終端顯示用戶的用電信息、電價(jià)信息及電費(fèi)余額，實(shí)現(xiàn)用電信息實(shí)時(shí)方便地向用戶發(fā)布。
[0006]為達(dá)上述目的本發(fā)明一種智能信息采集裝置，設(shè)在電表箱內(nèi)的采集器通過智能電表的RS-485接口對用電信息進(jìn)行提取，并經(jīng)ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)傳送至安裝在用戶家中的家居用電監(jiān)視終端，家居用電監(jiān)視終端顯示并存儲采集器傳輸?shù)臄?shù)據(jù)；家居用電監(jiān)視終端構(gòu)成由下述結(jié)構(gòu)構(gòu)成:終端單片機(jī)，終端單片機(jī)與數(shù)據(jù)存儲模塊、時(shí)鐘電路、溫濕度采集電路和終端ZigBee無線通信模塊雙向通信，終端單片機(jī)與EEPROM及電源管理模塊雙向通信，終端單片機(jī)向LED顯示輸出模塊輸出信號，終端單片機(jī)接收鍵盤輸入模塊的輸入信號；采集器傳送的數(shù)據(jù)以異步串行信號通過DIN引腳進(jìn)入終端ZigBee無線通信模塊，從終端ZigBee無線通信模塊的DOUT引腳輸出到終端單片機(jī)，終端ZigBee無線通信模塊的RXD弓丨腳和TXD弓丨腳連接終端單片機(jī)的UART接口，終端ZigBee無線通信模塊的LED弓丨腳連接發(fā)光二級管的正極，發(fā)光二極管的負(fù)極連接電阻，終端ZigBee無線通信模塊的VCC引腳接電壓和接兩個(gè)并聯(lián)電容的負(fù)極；在采集器內(nèi)設(shè)有采集器ZigBee無線通信模塊，終端ZigBee無線通信模塊與采集器ZigBee無線通信模塊構(gòu)成ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。
[0007]終端單片機(jī)型號為MSP430，時(shí)鐘電路為DS1302，數(shù)據(jù)存儲模塊型號為AT45D041，溫濕度采集電路為SHT11，ZigBee無線通信模塊采用XBee Pro模塊。
[0008]電阻接3.3V電壓，終端ZigBee無線通信模塊VCC引腳的電壓為3.3V，兩個(gè)并聯(lián)電容的正極接地。
[0009]采集器采集用電信息、電價(jià)信息和電費(fèi)余額，溫濕度采集電路采集溫濕度信息，在LED顯示輸出模塊顯示溫濕度、時(shí)間信息、用電信息、電價(jià)信息和電費(fèi)余額。
[0010]采集方法與流程:對家居用電監(jiān)視終端進(jìn)行初始化，溫濕度采集電路采集溫濕度環(huán)境量，讀取DS1302芯片的時(shí)間量，通過LCD顯示溫濕度和時(shí)間，家居用電監(jiān)視終端檢測按鍵是否動作，判斷是否調(diào)整時(shí)間，如是做出相應(yīng)調(diào)整，否則繼續(xù)，是否有查詢以往用電信息的動作，如果是則通過終端ZigBee無線通信模塊發(fā)送請求幀至采集器，采集用戶所需求智能電表的用電信息，家居用電監(jiān)視終端等待接收采集器發(fā)送的應(yīng)答幀，如網(wǎng)絡(luò)連接失敗時(shí)，終端ZigBee無線通信模塊延時(shí)一段時(shí)間后再進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接，若連續(xù)三次網(wǎng)絡(luò)連接失敗，復(fù)位終端ZigBee無線通信模塊，延時(shí)一段時(shí)間后再次嘗試連接，當(dāng)收到應(yīng)答幀時(shí)，對接收到的應(yīng)答幀進(jìn)行解析，并把用戶所需的信息顯示在LED顯示輸出模塊上。
[0011]按鍵無動作返回再進(jìn)行讀取時(shí)間量，沒有查詢以往用電信息的動作則返回再進(jìn)行讀取時(shí)間量。
[0012]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)效果:通過ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與家居用電信息監(jiān)視終端進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，最終在家居用電信息監(jiān)視終端顯示用戶的用電信息、電價(jià)信息及電費(fèi)余額，實(shí)現(xiàn)用電信息實(shí)時(shí)方便地向用戶發(fā)布，并對溫濕度進(jìn)行監(jiān)視，提供時(shí)間顯示、溫濕度提示等人性化功能。本發(fā)明ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有低成本、低功耗、超強(qiáng)通信能力、通信距離遠(yuǎn)和抗干擾能力強(qiáng)的。無需布線，安裝成本低，自組織網(wǎng)絡(luò)可以尋找射頻范圍內(nèi)所有的無線節(jié)點(diǎn)，不受電力線拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)的影響。在一定條件下，節(jié)點(diǎn)越多，可選擇的路由路徑越多，網(wǎng)絡(luò)可靠性就越高；通信質(zhì)量不受配電網(wǎng)質(zhì)量的影響，容易保證信道長期可靠性，相應(yīng)地較能適應(yīng)現(xiàn)場不同配電網(wǎng)環(huán)境的新舊城市和農(nóng)村社區(qū)情況；ZigBee Pro網(wǎng)絡(luò)采用2個(gè)安全鑰匙、I個(gè)信任中心及128位AES加密等保證數(shù)據(jù)通信的安全。
【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖。
[0014]圖2是家居用電信息監(jiān)視終端結(jié)構(gòu)框圖。
[0015]圖3是家居用電信息監(jiān)視終端與采集器通信示意圖。
[0016]圖4是終端ZigBee無線通信模塊的原理圖。
[0017]圖5是本發(fā)明彳目息米集流程圖。
[0018]圖中:1、智能電表；2、米集器；3、豕居用電監(jiān)視終端；4、終端單片機(jī)；5、數(shù)據(jù)存儲模塊；6、時(shí)鐘電路；7、溫濕度采集電路；8、終端ZigBee無線通信模塊；9、EEPROM及電源管理模塊；10、LED顯示輸出模塊；11、鍵盤輸入模塊；R1、電阻。
【具體實(shí)施方式】