專利名稱：無線電力抄表系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及電力抄表系統(tǒng)，尤其是一種無線電力抄表系統(tǒng)。
背景技術：
目前我國正在大力建設堅強智能電網(wǎng)，其中智能電表集抄是堅強智能電網(wǎng)的重要組成部分?，F(xiàn)有的智能抄表方式主要有有線和無線兩種，有線方式需要重新布線，成本較高，在某些場合，特別是農(nóng)村地區(qū)不太適合；無線方式主要基于GPRS或者無線傳感器網(wǎng)絡的技術，需要對用戶電表進行改裝，增加對應的GPRS模塊等，實現(xiàn)對各用戶電表數(shù)據(jù)的分別采集，成本較高且不易推廣
實用新型內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種無線電力抄表系統(tǒng)，電表數(shù)據(jù)全自動采集，可以為電力行業(yè)提高工作效率和可靠性，節(jié)省人力資源，并且不必改裝原本的用戶電表，易于推廣。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種無線電力抄表系統(tǒng)，其特征在于包括電表數(shù)據(jù)采集器和電表數(shù)據(jù)集中器，其中所述電表數(shù)據(jù)采集器包括電源模塊、單片機和第一射頻傳輸模塊，該電源模塊的輸出端分別連接單片機、第一射頻傳輸模塊的電源輸入端，用于分別向單片機、第一射頻傳輸模塊提供電源；該單片機用于采集電表數(shù)據(jù)，并通過該第一射頻傳輸模塊將該電表數(shù)據(jù)以無線電信號的形式發(fā)送給該電表數(shù)據(jù)集中器；所述電表數(shù)據(jù)集中器包括電源供電模塊、MCU (Micro Control Unit,微控制器)、第二射頻傳輸模塊和GPRS (General Packet Radio Service,通用分組無線服務技術)模塊，該電源供電模塊的輸出端連接MCU的電源輸入端，用于向MCU提供電源d_MCU用于通過第二射頻傳輸模塊接收無線電信號形式的電表數(shù)據(jù)，并將該電表數(shù)據(jù)處理后通過GPRS模塊發(fā)送給遠程平臺。所述電表數(shù)據(jù)集中器還包括顯示驅(qū)動電路和顯示電路，其中該MCU的輸出端通過顯示驅(qū)動電路連接顯示電路，用于將接收到的電表數(shù)據(jù)處理后，由顯示驅(qū)動電路驅(qū)動顯示電路顯示該電表數(shù)據(jù)。所述電表數(shù)據(jù)集中器還包括連接該MCU的存儲器，用于存儲MCU所接收到的電表數(shù)據(jù)。所述存儲器選用大容量Flash存儲器。所述電表數(shù)據(jù)集中器還包括USB接口。所述電表數(shù)據(jù)集中器還包括連接電源供電模塊的控制開關，用于控制電源供電模塊的啟閉。本實用新型還提供一種上述的無線電力抄表系統(tǒng)的控制方法，其特征在于包括電表數(shù)據(jù)集中器統(tǒng)計電表過程和電表數(shù)據(jù)采集過程，該電表數(shù)據(jù)集中器統(tǒng)計電表過程由以下步驟組成[0012]SI、電表數(shù)據(jù)集中器呼叫其工作區(qū)域內(nèi)所有電表數(shù)據(jù)采集器，請求所有電表數(shù)據(jù)采集器向電表數(shù)據(jù)集中器發(fā)送自己的用戶編號和用戶密碼；S2、電表數(shù)據(jù)采集器接收到電表數(shù)據(jù)集中器的呼叫請求后，從休眠狀態(tài)轉(zhuǎn)入工作狀態(tài)，開始向電表數(shù)據(jù)集中器發(fā)送用戶編號和用戶密碼；S3、電表數(shù)據(jù)集中器對接收到的所有用戶編號進行排序，記錄當前區(qū)域內(nèi)電表數(shù)據(jù)采集器的數(shù)量，并發(fā)出暫停指令給電表數(shù)據(jù)采集器；S4、電表數(shù)據(jù)采集器收到暫停指令，進入暫停狀態(tài)，不再發(fā)送任何信息。電表數(shù)據(jù)采集過程，由以下步驟組成 S5、電表數(shù)據(jù)集中器按照電表統(tǒng)計過程所獲得的用戶編號的大小順序，依次向電表數(shù)據(jù)采集器發(fā)出查詢請求，并設置定時器；S6、電表數(shù)據(jù)采集器收到查詢請求，從電表采集電表數(shù)據(jù),并連同自己的用戶編號和用戶密碼，以數(shù)據(jù)包的形式發(fā)送給電表數(shù)據(jù)集中器；S7、如果電表數(shù)據(jù)集中器在定時器規(guī)定的時間內(nèi)收到電表數(shù)據(jù)采集器的數(shù)據(jù)包，則將用戶編號、用戶密碼和電表數(shù)據(jù)一起存儲在大容量FLASH存儲器中，并把這些信息顯示在顯示模塊中；如果定時器超時，循環(huán)向該電表數(shù)據(jù)采集器發(fā)送N次查詢請求，若連續(xù)N次超時，則忽略此電表數(shù)據(jù)采集器，向下一個電表數(shù)據(jù)采集器發(fā)送查詢請求，設置定時器，重復執(zhí)行步驟S6 S7，直到通過電表統(tǒng)計過程得到的所有用戶編號的電表數(shù)據(jù)都采集完成；S8、當電表數(shù)據(jù)集中器到達GPRS網(wǎng)絡覆蓋的區(qū)域后，把存儲的所有用戶信息通過GPRS網(wǎng)絡發(fā)送給遠程平臺，或者直接通過USB接口將電表數(shù)據(jù)拷貝至USB設備中。在所述步驟S2中，電表數(shù)據(jù)采集器在發(fā)送數(shù)據(jù)時采用退避機制每間隔時間T發(fā)送一次數(shù)據(jù)幀，循環(huán)執(zhí)行N次。采用四個字節(jié)對電表數(shù)據(jù)采集器進行用戶編號，電表數(shù)據(jù)采集器的用戶編號是唯一的，范圍為廣232，全O和全I不使用。在所述電表數(shù)據(jù)集中器統(tǒng)計電表過程和電表數(shù)據(jù)采集過程中，由遠程平臺向電表數(shù)據(jù)集中器發(fā)送命令，控制該電表數(shù)據(jù)集中器執(zhí)行電表數(shù)據(jù)集中器統(tǒng)計電表過程、電表數(shù)據(jù)米集過程。綜上所述，由于采用了上述技術方案，本實用新型的有益效果是I、用電信息傳輸速度快、精確度高、實時性好；抄表過程全自動，保證可靠性的同時節(jié)省了人力資源；2、不必改裝原有的用戶電表，直接安裝即可，易于推廣；3、在電表數(shù)據(jù)集中器統(tǒng)計電表過程中采用退避機制，解決了同一時間段內(nèi)多個電表數(shù)據(jù)采集器向一個電表數(shù)據(jù)集中器發(fā)送數(shù)據(jù)，有可能產(chǎn)生沖突導致數(shù)據(jù)接收出錯的問題；4、對電表數(shù)據(jù)采集器分配唯一的用戶編號和用戶密碼，可以防止非法的電表數(shù)據(jù)采集器接入。

本實用新型將通過例子并參照附圖的方式說明，其中[0030]圖I是本實用新型的整體電路原理圖；圖2是電表數(shù)據(jù)采集器的電路原理圖；圖3是電表數(shù)據(jù)集中器的電路原理圖；圖4是本實用新型的電表數(shù)據(jù)集中器統(tǒng)計電表過程流程圖；圖5是本實用新型的電表數(shù)據(jù)采集過程流程圖。
具體實施方式
本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。本說明書(包括任何附加權利要求、摘要和附圖)中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個特征只是一系列等效或類似特征中的一個例子而已。如圖I 3所示，該無線電力抄表系統(tǒng)包括電表數(shù)據(jù)采集器和電表數(shù)據(jù)集中器，電表數(shù)據(jù)采集器安裝在用戶的電表上，電表數(shù)據(jù)集中器可以采集多個電力數(shù)據(jù)采集器中的電表數(shù)據(jù)。電表數(shù)據(jù)采集器包括電源模塊、單片機和第一射頻傳輸模塊，電源模塊的輸出端分別連接單片機、第一射頻傳輸模塊的電源輸入端，用于分別向單片機、第一射頻傳輸模塊提供電源；單片機連接用戶電表的數(shù)據(jù)線，用于定時采集電表數(shù)據(jù)，并通過第一射頻傳輸模塊以無線電信號的方式將電表數(shù)據(jù)發(fā)送給電表數(shù)據(jù)集中器。在本實用新型的一個實施例中該單片機采用低功耗單片機。該電表數(shù)據(jù)集中器包括電源供電模塊、MCU、第二射頻傳輸模塊、GPRS模塊、顯不驅(qū)動電路、顯示電路、存儲器、USB接口和控制開關，該控制開關連接電源供電模塊，用于控制電源供電模塊的啟閉，從而在無需使用的情況下及時關閉電源，減少了能源浪費。該電源供電模塊的輸出端連接MCU的電源輸入端，用于向MCU提供電源；該MCU用于通過第二射頻傳輸模塊接收無線電信號形式的電表數(shù)據(jù)，并將該電表數(shù)據(jù)處理后通過GPRS模塊發(fā)送給遠程平臺(即電力抄表中心機房)，從而以較低成本實現(xiàn)了電表數(shù)據(jù)的遠程無線采集。該MCU還連接大容量Flash存儲器，并且通過顯示驅(qū)動電路連接顯示電路。MCU在接收到電表數(shù)據(jù)后，將電表數(shù)據(jù)存儲至存儲器中，以便即使在網(wǎng)絡信號不好時也不會造成電表數(shù)據(jù)的丟失。顯示驅(qū)動電路驅(qū)動顯示電路顯示該電表數(shù)據(jù)，工作人員和用戶均可以在顯示電路上對電表數(shù)據(jù)進行查看和記錄，增加了電表數(shù)據(jù)采集的透明度。該電表數(shù)據(jù)集中器上還設置有USB接口，電表數(shù)據(jù)信息可以通過USB接口拷貝至諸如U盤的USB設備中。在本實用新型的一個實施例中MCU采用AT89C51SND1C-IL ;單片機采用MSP430F149 ;第一射頻傳輸模塊，第二射頻傳輸模塊均采用NRF905 ;FLASH存儲器采用三星公司的大容量Flash存儲器K9F5608U0D。無線電力抄表系統(tǒng)的控制方法由電表數(shù)據(jù)集中器統(tǒng)計電表過程和電表數(shù)據(jù)采集過程組成，如圖4和圖5所示，其中，電表數(shù)據(jù)集中器統(tǒng)計電表過程包括以下步驟SI、電表數(shù)據(jù)集中器呼叫區(qū)域內(nèi)所有電表數(shù)據(jù)采集器，請求所有電表數(shù)據(jù)采集器向電表數(shù)據(jù)集中器發(fā)送自己的用戶編號和用戶密碼；S2、電表數(shù)據(jù)采集器收到電表數(shù)據(jù)集中器的呼叫請求，從休眠狀態(tài)轉(zhuǎn)入工作狀態(tài)，在接下來的3分鐘內(nèi)按照設計的退避算法，每間隔一段時間就向電表數(shù)據(jù)集中器發(fā)送一次自己的用戶編號和用戶密碼；S3、電表數(shù)據(jù)集中器等待3分鐘，并整理所有收到的用戶編號，記錄當前區(qū)域的用戶數(shù)量。完成后發(fā)出暫停指令；S4、電表數(shù)據(jù)采集器收到暫停指令，進入暫停狀態(tài)，不再發(fā)送任何信息。通過電表數(shù)據(jù)集中器統(tǒng)計電表過程，電表數(shù)據(jù)集中器成功收集到其工作區(qū)域內(nèi)的電表數(shù)據(jù)采集器的用戶編號和用戶密碼。電表數(shù)據(jù)采集過程包括以下步驟S5、電表數(shù)據(jù)集中器按照通過電表統(tǒng)計過程得到的用戶編號，以從小到大的順序，向第一個電表數(shù)據(jù)采集器發(fā)出查詢請求，并設置定時器； S6、電表數(shù)據(jù)采集器收到查詢請求，從電表采集用電數(shù)據(jù)，并連同自己的用戶編號和用戶密碼一起發(fā)送給電表數(shù)據(jù)集中器；S7、電表數(shù)據(jù)集中器在定時器規(guī)定的時間內(nèi)收到電表數(shù)據(jù)采集器的數(shù)據(jù)包，將用戶編號、用戶密碼和用電數(shù)據(jù)一起存儲在大容量FLASH存儲器中，并把這些信息顯示在顯示模塊中。若定時器超時，重新向該電表數(shù)據(jù)采集器發(fā)送查詢請求。若連續(xù)10次超時，則忽略此電表數(shù)據(jù)采集器。S8、電表數(shù)據(jù)集中器按照用戶編碼從小到大的順序，向下一個電表數(shù)據(jù)采集器發(fā)出查詢請求，并設置定時器；S9、重復步驟S5到步驟S6，直到通過電表統(tǒng)計過程得到的所有用戶編號的用電信息都米集完成；S10、當電表數(shù)據(jù)集中器到達GPRS網(wǎng)絡覆蓋的區(qū)域后，把存儲的所有用戶信息通過GPRS網(wǎng)絡發(fā)送給遠程平臺，或者直接通過USB接口將電表數(shù)據(jù)拷貝至U盤等USB設備中。在所述電表數(shù)據(jù)集中器統(tǒng)計電表過程的步驟S2中，由于多個電表數(shù)據(jù)采集器在同一時間段內(nèi)向一個電表數(shù)據(jù)集中器發(fā)送數(shù)據(jù)，有可能產(chǎn)生沖突導致數(shù)據(jù)接收出錯。為避免出現(xiàn)這種情況，采用一種退避機制。每一個電表數(shù)據(jù)采集器在發(fā)送一次數(shù)據(jù)以后，隨機從I到10之間選取一個整數(shù)X，然后等待X秒，再次發(fā)送數(shù)據(jù)。重復上述過程3分鐘。在所述電表數(shù)據(jù)集中器統(tǒng)計電表過程和電表數(shù)據(jù)采集過程中，由遠程平臺向電表數(shù)據(jù)集中器發(fā)送命令，控制該電表數(shù)據(jù)集中器執(zhí)行電表數(shù)據(jù)集中器統(tǒng)計電表過程、電表數(shù)據(jù)米集過程。采用四個字節(jié)對電表數(shù)據(jù)采集器進行用戶編號，電表數(shù)據(jù)采集器的用戶編號是唯一的，范圍為廣232，全O和全I不使用。此外，在所述電表數(shù)據(jù)采集過程中，有可能會有非法的電表數(shù)據(jù)采集器接入。這種情況可以通過用戶編號和用戶密碼一一對應的機制加以排除。在送給遠程平臺的數(shù)據(jù)中包含了用戶編號和用戶密碼，遠程平臺的計算機將其與數(shù)據(jù)庫中的用戶編號和用戶密碼對應，若發(fā)現(xiàn)不符，則這一條數(shù)據(jù)為非法數(shù)據(jù)，剔除這一條數(shù)據(jù)并報告。供電運營商可以人工重新采集這一條用電數(shù)據(jù)。由于用戶密碼僅有供電運營商知道，其他人不可能偽造，故此方法簡單有效。本實用新型并不局限于前述的具體實施方式
。本實用新型擴展到任何在本說明書中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過程的步驟或任何新的組
口 ο
權利要求1.一種無線電力抄表系統(tǒng)，其特征在于包括電表數(shù)據(jù)米集器和電表數(shù)據(jù)集中器，其中所述電表數(shù)據(jù)采集器包括電源模塊、單片機和第一射頻傳輸模塊，該電源模塊的輸出端分別連接單片機、第一射頻傳輸模塊的電源輸入端，用于分別向單片機、第一射頻傳輸模塊提供電源；該單片機用于采集電表數(shù)據(jù)，并通過該第一射頻傳輸模塊將該電表數(shù)據(jù)以無線電信號的形式發(fā)送給該電表數(shù)據(jù)集中器； 所述電表數(shù)據(jù)集中器包括電源供電模塊、MCU、第二射頻傳輸模塊和GPRS模塊，該電源供電模塊的輸出端連接MCU的電源輸入端，用于向MCU提供電源d_MCU用于通過第二射頻傳輸模塊接收無線電信號形式的電表數(shù)據(jù)，并將該電表數(shù)據(jù)處理后通過GPRS模塊發(fā)送給遠程平臺。
2.根據(jù)權利要求I所述的無線電力抄表系統(tǒng)，其特征在于所述電表數(shù)據(jù)集中器還包括顯示驅(qū)動電路和顯示電路，其中該MCU的輸出端通過顯示驅(qū)動電路連接顯示電路，用于將接收到的電表數(shù)據(jù)處理后，由顯示驅(qū)動電路驅(qū)動顯示電路顯示該電表數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權利要求I所述的無線電力抄表系統(tǒng)，其特征在于所述電表數(shù)據(jù)集中器還包括連接該MCU的存儲器，用于存儲MCU所接收到的電表數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權利要求3所述的無線電力抄表系統(tǒng)，其特征在于所述存儲器選用大容量Flash存儲器。
5.根據(jù)權利要求3所述的無線電力抄表系統(tǒng)，其特征在于所述電表數(shù)據(jù)集中器還包括USB接口。
6.根據(jù)權利要求I所述的無線電力抄表系統(tǒng)，其特征在于所述電表數(shù)據(jù)集中器還包括連接電源供電模塊的控制開關，用于控制電源供電模塊的啟閉。
專利摘要本實用新型公開了一種無線電力抄表系統(tǒng)，屬于電力系統(tǒng)領域。該系統(tǒng)包括電表數(shù)據(jù)采集器和電表數(shù)據(jù)集中器，電表數(shù)據(jù)采集器包括電源模塊、單片機和第一射頻傳輸模塊，該電源模塊用于向單片機、第一射頻傳輸模塊提供電源；該單片機用于采集電表數(shù)據(jù)，并通過該第一射頻傳輸模塊將該電表數(shù)據(jù)以無線電信號的形式發(fā)送給該電表數(shù)據(jù)集中器；電表數(shù)據(jù)集中器包括電源供電模塊、MCU、第二射頻傳輸模塊和GPRS模塊，該電源供電模塊用于向MCU提供電源；該MCU用于通過第二射頻傳輸模塊接收無線電信號形式的電表數(shù)據(jù)，并將該電表數(shù)據(jù)處理后通過GPRS模塊發(fā)送給遠程平臺。通過本實用新型，實現(xiàn)了電表數(shù)據(jù)全自動采集，并且不必改裝原本的用戶電表，易于推廣。
文檔編號G08C17/02GK202434038SQ20112056509
公開日2012年9月12日 申請日期2011年12月30日 優(yōu)先權日2011年12月30日
發(fā)明者侯興哲, 周娜, 姜文浩, 張博為, 徐鑫, 易禮宏, 李 杰, 羅祖斌, 韓亮, 魏長明 申請人:重慶市電力公司電力科學研究院