[發明專利]基于GPRS的智能儀表數據采集傳輸系統及方法

在審

• 申請號: 201410838629.3
• 申請日: 2014-12-26
• 公開（公告）號: CN104537817A
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發明（設計）人: 秦國鋒
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G08C17/02
• 分類號: G08C17/02;H04L29/06;G06F17/30
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 葉敏華

技術領域

本發明涉及儀表數據采集傳輸技術領域，尤其是涉及一種基于GPRS的智能儀表數據采集傳輸系統及方法。

背景技術

國內外對智能儀表數據采集和傳輸這方面已經做了很多的研究，并且也衍生出了很多系統產品。在國內，隨著人民生活水平的提高，人們對居住環境的安靜、方便和安全也提出了更高的要求。抄表擾民和用氣安全問題越來越受到大家的重視。我國大連從1998年開始就在新建住宅小區推廣水、電、燃氣遠程抄表和燃氣泄漏監控系統，迄今為止已經有超過300萬戶居民住宅配置了這些系統。從監控情況來看，系統運行良好，遠程抄表基本準確，且避免了多起燃氣泄漏事故，有效保障了居民人身財產安全。而在國外，智能抄表、車輛監控、火災報警等智能儀表系統也得到了普遍的運用。

隨著物聯網的發展，智能儀表在越來越多的場合得到應用，它與各類模擬量輸出的傳感器、變送器配合，完成溫度、壓力等物理量的測量、變換、顯示等。數據采集是物聯網中重要的組成都分，為測試管理與控制實時提供數據，為實驗人員進行產品性能分析提供重要依據。隨著物聯網技術的進步，以有線傳輸作為通信媒介已慢慢淘汰，目前需要采集的各種數據有時環境比較特殊，無法采取傳統的人工采集方式，并且人工采集耗時耗力又不夠準確，所以需要通過傳感器對現場的溫度、壓力、濕度等進行數據獲取，并利用無線通信網絡將這些數據傳輸到數據服務器，用戶可以到數據服務器端獲取數據，并對這些數據進行分析處理。無線傳輸方式有很多，比如像紅外、藍牙、3G、GPRS、ZigBee等等，其中基于GPRS無線數據采集與傳輸以其資費低、傳輸速度快、永遠在線等優點有著非常廣泛的應用。

相比傳統的人工測量、采集、計算、錄入數據的方式，本發明提供一種基于GPRS的智能儀表數據采集傳輸系統及方法，通過傳感器和GPRS無線技術來進行數據的智能采集、傳輸、處理和顯示。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種基于GPRS的智能儀表數據采集傳輸系統及方法，通過傳感器和GPRS無線技術來進行數據的智能采集、傳輸、處理和顯示，具有提高數據采集和傳輸的實時性、人機界面良好、操作簡單方便、低成本、高性能、擴展方便等優點。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種基于GPRS的智能儀表數據采集傳輸系統，該系統包括計算機和智能儀表，所述智能儀表包括：

恒流源發生模塊，提供直流電；

恒流選檔單元，連接恒流源發生模塊，根據恒流檔位的選擇提供不同大小的直流電；

量程選檔單元，分別連接恒流源發生模塊和恒流選檔單元，根據不同的電阻測量范圍確定量程檔位的選擇；

電流換向單元，連接量程選檔單元，向導體提供正或負方向的直流電；

電阻傳感器，用于測量導體的電阻值；

24位A/D轉換器，分別連接恒流源發生模塊和電阻傳感器，將電阻傳感器采集的數據進行24位模數轉換；

量程比較單元，連接恒流源發生模塊，用于自適應調節量程檔位；

溫度傳感器，連接電流換向單元，測量導體的實時溫度；

處理器，分別連接恒流源發生模塊、24位A/D轉換器、量程選檔單元、量程比較單元、溫度傳感器和電流換向單元，接收并處理電阻值和溫度數據；

鍵盤，連接處理器，包括數據輸入鍵和功能鍵；

液晶顯示器，連接處理器，提供交互界面和顯示測量結果；

USB接口，分別連接處理器和計算機；

GPRS通訊器，分別連接處理器和計算機，利用ICP/IP協議進行數據的遠程傳輸。

所述恒流源發生模塊包括：

電源接口，提供220V交流電；

變壓器，連接電源接口，將220V交流電降壓；

AC/DC電源單元，分別連接恒流選檔單元、量程選檔單元、24位A/D轉換器、量程比較單元和處理器，將降壓后的交流電轉換為直流電，提供不同的直流電輸出。

所述24位A/D轉換器為AD7710芯片，AD7710芯片與處理器進行讀寫操作。

所述AD7710芯片讀操作的步驟為：

A：初始化AD7710芯片的微處理器和串行接口，置引腳和引腳為高電平；

B：檢測引腳若為低電平，則置引腳為低電平；

C：連續三次讀取串行接口的數據；

D：顛倒數據的高低位順序；

E：判斷是否繼續進行讀操作，若是，跳轉步驟B，若否，置引腳為高電平，結束讀操作；

所述AD7710芯片寫操作的步驟為：