一種電量無線計(jì)量系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電量無線計(jì)量系統(tǒng)，屬于無線抄表技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，用電量需求越來越大，電能表的數(shù)量也迅速增加，同時(shí)，居民住宅的質(zhì)量和檔次越來越高，住戶對住宅環(huán)境、物業(yè)管理水平的要求也日益提高。傳統(tǒng)的抄表方式存在許多弊端，如入戶麻煩、管理費(fèi)用過高、存在安全隱患等，已經(jīng)不適應(yīng)現(xiàn)代物業(yè)管理的需要。為了提高對客戶用電的管理水平，供電企業(yè)迫切希望通過現(xiàn)代化的手段，對用戶用電的監(jiān)測實(shí)現(xiàn)自動化、規(guī)范化。自動抄表技術(shù)正是為了適應(yīng)電力系統(tǒng)的迅速發(fā)展及電力系統(tǒng)經(jīng)營管理體制的改革而提出的。
[0003]自動抄表系統(tǒng)是利用當(dāng)代微機(jī)技術(shù)、數(shù)字通訊技術(shù)與電計(jì)量技術(shù)的完美結(jié)合，集計(jì)量、數(shù)據(jù)采集、傳輸、處理于一體，將城鄉(xiāng)居民用電信息加以綜合處理的系統(tǒng)。該系統(tǒng)使電力公司及物業(yè)管理部門從根本上減輕了人工上門抄表的勞動強(qiáng)度，克服了傳統(tǒng)人工抄表模式的低效率和不確定性，推進(jìn)了電能管理現(xiàn)代化的發(fā)展進(jìn)程。準(zhǔn)確而便捷的收費(fèi)系統(tǒng)，既可節(jié)省人工又可減少供電部門與客戶之間的糾紛，不但能提高管理部門的工作效率，也適應(yīng)現(xiàn)代用戶對用電繳費(fèi)的新需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種電量無線計(jì)量系統(tǒng)，可以遠(yuǎn)程抄表，提高了抄表的效率，更有助于實(shí)現(xiàn)電力計(jì)量。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下。
[0006]一種電量無線計(jì)量系統(tǒng)，包括監(jiān)控中心和設(shè)置在數(shù)據(jù)采集點(diǎn)的集中器，其中，監(jiān)控中心連接有多臺計(jì)算機(jī)，監(jiān)控中心上連接有GPRS模塊用于接收信息；設(shè)置在數(shù)據(jù)采集點(diǎn)上的集中器上設(shè)置有GRPS模塊用于發(fā)送信息，集中器上連接有采集器，采集器上連接有多個(gè)用戶電表。
[0007]進(jìn)一步地，采集器模塊包含LPC2138芯片，LPC2138芯片上連接有nRF903無線模塊和多個(gè)處理電路，每個(gè)處理電路上連接有用戶電表。
[0008]進(jìn)一步地，集中器模塊包括LPC2138芯片，LPC2138芯片上連接有GPRS模塊、nRF903模塊、鍵盤、LCD顯示屏和串行EEPR0M。
[0009]進(jìn)一步地，GPRS模塊、nRF903模塊均設(shè)置有無線天線。
[0010]上述發(fā)明裝置中，數(shù)據(jù)采集器通過LPC2138串口定時(shí)采集用戶電表數(shù)據(jù)，并存儲在采集器的存儲器中。當(dāng)集中器發(fā)送指令時(shí)，采集器就可以根據(jù)指令內(nèi)容進(jìn)行相應(yīng)操作，通過射頻模塊把用戶電表的歷史電量數(shù)據(jù)和當(dāng)前電表數(shù)據(jù)發(fā)送給集中器，經(jīng)集中器處理后存儲起來，用戶可以通過鍵盤和LCD查詢并顯示出來。集中器把收集好的數(shù)據(jù)通過RS-232接口傳輸給GPRS模塊，然后通過GPRS無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到電力公司的監(jiān)控中心。監(jiān)控中心對用電數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理，實(shí)現(xiàn)對用戶電表的自動測量采集數(shù)據(jù)、自動傳輸數(shù)據(jù)及遠(yuǎn)程自動化監(jiān)控。同時(shí)，通過GPRS的雙向系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對計(jì)量設(shè)備的遠(yuǎn)程控制，進(jìn)行參數(shù)調(diào)整、開關(guān)等控制操作。通過本系統(tǒng)，用戶可以通過網(wǎng)上銀行預(yù)交費(fèi)，監(jiān)控中心每月扣除用電費(fèi)用，如果余額不足，就通過本系統(tǒng)向該用戶電表發(fā)送控制信號，進(jìn)行斷電等操作。另外，監(jiān)控中心可以通過局域網(wǎng)進(jìn)行Web發(fā)布，用戶就可以通過上網(wǎng)查詢用電信息。
[0011]該發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明裝置實(shí)現(xiàn)了對用戶用電信息的無線采集，并通過對數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)處理，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)上預(yù)交費(fèi)和對用電情況的實(shí)時(shí)監(jiān)測，有效防止了欠費(fèi)和竊電等情況的發(fā)生。監(jiān)控中心通過Internet對用戶用電信息進(jìn)行Web發(fā)布，方便了用戶的查詢，有效避免了糾紛的發(fā)生。同時(shí)，本系統(tǒng)成本較低，是一種高效、可靠的自動化抄表系統(tǒng)。
【附圖說明】
[0012]圖1、本發(fā)明實(shí)施例中所使用裝置結(jié)構(gòu)關(guān)系示意圖。
[0013]圖2、本發(fā)明實(shí)施例中所使用裝置采集器模塊結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖3、本發(fā)明實(shí)施例中所使用裝置集中器模塊結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行描述，以便更好的理解本發(fā)明。
[0016]如圖1所示的電量無線計(jì)量系統(tǒng)，包括監(jiān)控中心和設(shè)置在數(shù)據(jù)采集點(diǎn)的集中器，其中，監(jiān)控中心連接有多臺計(jì)算機(jī)，監(jiān)控中心上連接有GPRS模塊用于接收信息；設(shè)置在數(shù)據(jù)采集點(diǎn)上的集中器上設(shè)置有GRPS模塊用于發(fā)送信息，集中器上連接有采集器，采集器上連接有多個(gè)用戶電表。
[0017]如圖2所示的采集器模塊中，包含LPC2138芯片，LPC2138芯片上連接有nRF903無線模塊和多個(gè)處理電路，每個(gè)處理電路上連接有用戶電表。
[0018]如圖3所示的集中器模塊中，包括LPC2138芯片，LPC2138芯片上連接有GPRS模塊、nRF903模塊、鍵盤、LCD顯示屏和串行EEPR0M。
[0019]GPRS模塊、nRF903模塊均設(shè)置有無線天線。
[0020]上述發(fā)明裝置中，數(shù)據(jù)采集器通過LPC2138串口定時(shí)采集用戶電表數(shù)據(jù)，并存儲在采集器的存儲器中。當(dāng)集中器發(fā)送指令時(shí)，采集器就可以根據(jù)指令內(nèi)容進(jìn)行相應(yīng)操作，通過射頻模塊把用戶電表的歷史電量數(shù)據(jù)和當(dāng)前電表數(shù)據(jù)發(fā)送給集中器，經(jīng)集中器處理后存儲起來，用戶可以通過鍵盤和LCD查詢并顯示出來。集中器把收集好的數(shù)據(jù)通過RS-232接口傳輸給GPRS模塊，然后通過GPRS無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到電力公司的監(jiān)控中心。監(jiān)控中心對用電數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理，實(shí)現(xiàn)對用戶電表的自動測量采集數(shù)據(jù)、自動傳輸數(shù)據(jù)及遠(yuǎn)程自動化監(jiān)控。同時(shí)，通過GPRS的雙向系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對計(jì)量設(shè)備的遠(yuǎn)程控制，進(jìn)行參數(shù)調(diào)整、開關(guān)等控制操作。
[0021]通過本系統(tǒng)，用戶可以通過網(wǎng)上銀行預(yù)交費(fèi)，監(jiān)控中心每月扣除用電費(fèi)用，如果余額不足，就通過本系統(tǒng)向該用戶電表發(fā)送控制信號，進(jìn)行斷電等操作。另外，監(jiān)控中心可以通過局域網(wǎng)進(jìn)行Web發(fā)布，用戶就可以通過上網(wǎng)查詢用電信息。
[0022]此系統(tǒng)的硬件可分為兩個(gè)模塊:采集器模塊和集中器模塊。其中，采集器和集中器可供選擇的微控制器、無線收發(fā)芯片和GPRS模塊較多，本系統(tǒng)是以ARM微控制器LPC2138、nRF903和MC55為基礎(chǔ)完成的。
[0023]1、ARM 微控制器 LPC2138:
為了使系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，滿足低功耗、智能化的設(shè)計(jì)要求，本系統(tǒng)選用了 LPC2138作為采集器和集中器的核心控制器。LPC2138是一個(gè)支持實(shí)時(shí)仿真和嵌入式跟蹤的32位ARM7TDMI2STMCPU微控制器，其主要性能是:
(1)32位ARM7TDM1-S核，它具有高性能和低功耗的特性，由于使用了流水線技術(shù)，處理和存儲系統(tǒng)的所有部分都可以連續(xù)工作，可以高效地完成采集器和集中器的數(shù)據(jù)處理、收發(fā)工作；
(2)32kB的片內(nèi)靜態(tài)RAM和512kB的片內(nèi)Flash程序存儲器避免了 LPC2138外擴(kuò)存儲器，簡化了電路，提高了運(yùn)行速度，128位寬度接口 /加速器可實(shí)現(xiàn)高達(dá)60MHz的工作頻率，可實(shí)現(xiàn)在線編程和用于非易失性程序的存儲；
(3)2個(gè)8路10位的A/ D轉(zhuǎn)換器，共提供16路模擬輸入，每個(gè)通道的轉(zhuǎn)換時(shí)問低至2.44 μ S0 2個(gè)32位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器(帶4路捕獲和4路比較通道)、PWM單元出路輸出)和看門狗；
(4)多個(gè)串行接口，包括2個(gè)16C550工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)UART、2個(gè)高速12C接口(400kb/s)、SPITM和具有緩沖作用及數(shù)據(jù)長度可變功能的SSP，包含多達(dá)47個(gè)通用I / O 口(可承受
5V電壓)，滿足接入電表數(shù)多的要求；
(5)多達(dá)9個(gè)邊沿或電平觸發(fā)的外部中斷管腳，通過片內(nèi)PLL(100μ s的設(shè)置時(shí)間)可實(shí)現(xiàn)最大為60 MHz的CPU操作頻率；
(6)單電源供電，具有上電復(fù)位(POR)和掉電檢測(BOD)電路，CPU操作電壓范圍:3.0?3.6V(3.13v±10)，可與nRF903共用一個(gè)電源。
[0024]2、采集器模塊:
采集器模塊如圖2所示，采集器與電表之問通過串行接口連接，采集器與集中器之間通過無線收發(fā)模塊連接。采集器定時(shí)采集電表讀數(shù)，并將該數(shù)據(jù)存儲到片內(nèi)靜態(tài)RAM中；當(dāng)采集器接收到集中器指令時(shí)，采集器或者傳輸歷史存儲電量數(shù)據(jù)和當(dāng)前電表讀數(shù)，或者進(jìn)行校時(shí)等操作。
[0025]3、集中器模塊:
集中器模塊如圖3所示，單片機(jī)經(jīng)過無線收發(fā)芯片nRF903收發(fā)數(shù)據(jù)，當(dāng)從nRF903收到數(shù)據(jù)，經(jīng)過處理后，存儲到串行EEPROM中，并可通過顯示器查看用戶用電數(shù)據(jù)。同時(shí)，LPC2138與GPRS模塊MC55互連，通過MC55和GPRS網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)控中心通信。
[0026]本系統(tǒng)大體上可分為三級:帶通信接口的用戶電表、采集和管理周邊若干住戶電表的集中器(或采集器)、電業(yè)主管部門的管理中心。三級之間通過某種方式相連，進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。各種形式的抄表系統(tǒng)之間，主要區(qū)別在于所采取的級間通信方式不同。筆者在討論各種通信方式和進(jìn)行比較后，提出一種性價(jià)比較高的方案，即采用以串行接口、射頻模塊和GPRS為基礎(chǔ)的自動抄表系統(tǒng)。其中用戶電表與采集器之間通過串行接口通信，采集器與集中器之間通過射頻模塊通信，集中器與監(jiān)控中心之間通過GPRS通信。
[0027]系統(tǒng)的流程為:采集器定時(shí)從電表采集數(shù)據(jù)，存儲到存儲器中；集中器每月底從采集器采集數(shù)據(jù)，處理后存儲起來；監(jiān)控中心每月初從集中器采集用戶電表數(shù)據(jù)，經(jīng)統(tǒng)計(jì)處理后存儲起來，供工作人員和用戶查詢。同時(shí)，本系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控，具體過程是監(jiān)控中心通過GPRS網(wǎng)絡(luò)向集中器發(fā)送查詢或控制指令，集中器接收到指令后從采集器采集當(dāng)前用戶電表數(shù)據(jù)，然后傳送給監(jiān)控中心，或者通過采集器對電表進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控。
[0028]以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種電量無線計(jì)量系統(tǒng)，包括監(jiān)控中心和設(shè)置在數(shù)據(jù)采集點(diǎn)的集中器，其特征在于:所述監(jiān)控中心連接有多臺計(jì)算機(jī)，監(jiān)控中心上連接有GPRS模塊用于接收信息；設(shè)置在數(shù)據(jù)采集點(diǎn)上的集中器上設(shè)置有GRPS模塊用于發(fā)送信息，集中器上連接有采集器，采集器上連接有多個(gè)用戶電表。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電量無線計(jì)量系統(tǒng)，其特征在于:所述采集器模塊包含LPC2138芯片，所述LPC2138芯片上連接有nRF903無線模塊和多個(gè)處理電路，每個(gè)處理電路上連接有用戶電表。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電量無線計(jì)量系統(tǒng)，其特征在于:所述集中器模塊包括LPC2138芯片，LPC2138芯片上連接有GPRS模塊、nRF903模塊、鍵盤、LCD顯示屏和串行EEPROM。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電量無線計(jì)量系統(tǒng)，其特征在于:所述GPRS模塊、nRF903模塊上均設(shè)置有無線天線。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種電量無線計(jì)量系統(tǒng)，包括監(jiān)控中心和設(shè)置在數(shù)據(jù)采集點(diǎn)的集中器，其中，監(jiān)控中心連接有多臺計(jì)算機(jī)，監(jiān)控中心上連接有GPRS模塊用于接收信息；設(shè)置在數(shù)據(jù)采集點(diǎn)上的集中器上設(shè)置有GRPS模塊用于發(fā)送信息，集中器上連接有采集器，采集器上連接有多個(gè)用戶電表。本發(fā)明裝置實(shí)現(xiàn)了對用戶用電信息的無線采集，并通過對數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)處理，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)上預(yù)交費(fèi)和對用電情況的實(shí)時(shí)監(jiān)測，有效防止了欠費(fèi)和竊電等情況的發(fā)生。監(jiān)控中心通過Internet對用戶用電信息進(jìn)行Web發(fā)布，方便了用戶的查詢，有效避免了糾紛的發(fā)生。同時(shí)，本系統(tǒng)成本較低，是一種高效、可靠的自動化抄表系統(tǒng)。
【IPC分類】G08C17/02
【公開號】CN105590432
【申請?zhí)枴緾N201410574034
【發(fā)明人】不公告發(fā)明人
【申請人】青島鑫益發(fā)工貿(mào)有限公司
【公開日】2016年5月18日
【申請日】2014年10月24日