[發(fā)明專利]一種遠程無線抄表控制裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310089246.6
• 申請日: 2013-03-20
• 公開（公告）號: CN103200241A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王海軍
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州乾程弘泰電力科技有限公司
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08;G08C17/02
• 代理公司: 青島高曉專利事務(wù)所 37104
• 代理人: 張世功

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明屬于電力儀表信息無線采集技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種遠程無線抄表控制裝置，特別是一種ZigBee技術(shù)與GPRS技術(shù)相結(jié)合的遠程無線抄表控制裝置。

背景技術(shù)：

遠程智能抄表計量工作，關(guān)系著公用事業(yè)行業(yè)和能源供給企業(yè)的經(jīng)營、管理效益，傳統(tǒng)的人工抄表由抄表人員每月逐戶查抄電表，消耗大量的人力和物力，而且采集數(shù)據(jù)的時間跨度大，采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度低，無法滿足“周期性、實時性、準(zhǔn)確性”的要求，采用傳統(tǒng)的人工抄表方式已不能適應(yīng)現(xiàn)代社會發(fā)展；遠程自動化抄表系統(tǒng)是現(xiàn)代化電力系統(tǒng)中不可缺少的重要組成部分，遠程自動化抄表系統(tǒng)是指在電力網(wǎng)用戶終端進行自動計量，并將計量數(shù)據(jù)周期性自動回傳至控制中心，由控制中心對數(shù)據(jù)進行記錄分析，以完成后續(xù)的優(yōu)化調(diào)度、控制和計費等功能；目前，在現(xiàn)有的抄表系統(tǒng)和技術(shù)方法中主要包括有線抄表系統(tǒng)、掌上抄表系統(tǒng)和無線抄表系統(tǒng)，其中有線抄表系統(tǒng)增加了綜合布線的費用和難度，降低了系統(tǒng)的應(yīng)用靈活性，有線抄表系統(tǒng)已難以廣泛的推廣和應(yīng)用；掌上抄表系統(tǒng)需抄表部門用掌上抄表器抄取數(shù)據(jù)，抄取數(shù)據(jù)不易管理且只能抄取少量數(shù)據(jù)，其自動化程度低，限制了應(yīng)用范圍；現(xiàn)有的無線抄表系統(tǒng)雖然采用無線收發(fā)設(shè)備傳輸數(shù)據(jù)，不需要專門架線，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，可節(jié)省人力和物力，相對有線抄表系統(tǒng)和掌上抄表系統(tǒng)更有應(yīng)用優(yōu)勢，但是其制備成本高，抄表范圍小，因此，尋求設(shè)計一種采用低設(shè)備成本的無線網(wǎng)技術(shù)（ZigBee技術(shù)）與GPRS網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合實現(xiàn)遠程無線自動抄表的控制裝置，為供電企業(yè)帶來技術(shù)改進，為廣大用戶的用電消費帶來許多便利，具有很好的現(xiàn)實意義和經(jīng)濟效益，可以提高抄表效率，減少人工誤差，節(jié)約運行成本，實現(xiàn)自動化抄表功能。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，尋求設(shè)計提供一種ZigBee和GPRS技術(shù)相結(jié)合的遠程無線抄表控制裝置，提高抄表系統(tǒng)自動化程度，實現(xiàn)實時、準(zhǔn)確和周期性的將采集信息傳回至控制中心。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的主體結(jié)構(gòu)包括監(jiān)控中心站、GPRS數(shù)據(jù)傳輸終端、數(shù)據(jù)采集終端（ZigBee網(wǎng)絡(luò)總節(jié)點）、路由節(jié)點、終端節(jié)點、電能表、電源模塊、無線數(shù)傳模塊、數(shù)據(jù)通信接口模塊、串行存儲模塊和微處理器(MCU)模塊；GPRS數(shù)據(jù)傳輸終端由電源模塊、無線數(shù)傳模塊、數(shù)據(jù)通信接口模塊、串行存儲模塊和微處理器(MCU)模塊電信息連通組成；微處理器(MCU)模塊的結(jié)構(gòu)為內(nèi)帶Flash存儲的單片機，具有16位RISC結(jié)構(gòu)，其CPU中的16個寄存器和常數(shù)發(fā)生器使其能達到最高的代碼效率，靈活的時鐘源能夠使各模塊和器件的功率消耗降低，微處理器(MCU)模塊的芯片各管腳分別與無線數(shù)傳模塊、數(shù)據(jù)通信接口模塊、串行存儲模塊和電源模塊按電學(xué)原理對應(yīng)電連接，通過微處理器模塊的管腳分別控制各個功能模塊協(xié)同工作；無線數(shù)傳模塊選用Motorola公司生產(chǎn)的高速GSM/GPRS/EDGE的G24模塊，支持850/900/1800/1900MHz四種頻率，由標(biāo)準(zhǔn)的AT指令控制，無線數(shù)傳模塊通過一個70PIN、0.5mm間距的表面安裝插座和應(yīng)用電路板相連接；數(shù)據(jù)通信接口模塊分別與無線數(shù)傳模塊和數(shù)據(jù)采集終端(ZigBee網(wǎng)絡(luò)總結(jié)點)電連接；串行存儲模塊存儲電能表數(shù)據(jù)；電源模塊使GPRS無線數(shù)據(jù)傳輸終端的各個連接模塊供電并正常工作；數(shù)據(jù)采集終端(ZigBee網(wǎng)絡(luò)總結(jié)點)自動組網(wǎng)，將多個路由節(jié)點加入ZigBee網(wǎng)絡(luò)，通過ZigBee射頻芯片與多個路由節(jié)點之間進行數(shù)據(jù)通信，同時路由節(jié)點通過ZigBee射頻芯片分別與各個終端節(jié)點進行數(shù)據(jù)通信，終端節(jié)點再分別對每個電能表進行數(shù)據(jù)采集，終端節(jié)點將采集到的電能表數(shù)據(jù)傳遞給路由節(jié)點，路由節(jié)點再將收集到的數(shù)據(jù)匯總至數(shù)據(jù)采集終端（ZigBee網(wǎng)絡(luò)總節(jié)點），數(shù)據(jù)采集終端（ZigBee網(wǎng)絡(luò)總節(jié)點）將接收到的數(shù)據(jù)進行分析處理后把數(shù)據(jù)傳送給GPRS無線數(shù)據(jù)傳輸終端，GPRS無線數(shù)據(jù)傳輸終端再通過無線數(shù)傳模塊將數(shù)據(jù)回傳至監(jiān)控中心站，實現(xiàn)對電能表的遠程無線控制。

本發(fā)明基于ZigBee技術(shù)進行收發(fā)信號，通過ZigBee終端節(jié)點進行采集數(shù)據(jù)，然后經(jīng)過數(shù)據(jù)采集終端（ZigBee網(wǎng)絡(luò)總節(jié)點）協(xié)調(diào)器將采集的數(shù)據(jù)傳給GPRS無線數(shù)據(jù)傳輸終端，最后通過GPRS網(wǎng)絡(luò)傳給監(jiān)控中心站，實現(xiàn)遠程無線抄表功能；其具體工藝過程為：

（1）、先在監(jiān)控中心站的上位機中建立數(shù)據(jù)庫，分別將所要采集的電能表信息和用戶信息關(guān)聯(lián)起來存入數(shù)據(jù)庫；

（2）、再接通GPRS無線數(shù)據(jù)傳輸終端單元的電源模塊，完成無線數(shù)傳模塊和網(wǎng)絡(luò)注冊的初始化工作；