專利名稱：一種無線遠程抄表及電能管理系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電能管理領域，尤其是一種無線遠程抄表及電能管理系統(tǒng)。
背景技術：
近年來，科技發(fā)展日新月異，電力企業(yè)自動化程度不斷提高。但是電力部門各級 總表的電量數(shù)據(jù)以及負荷管理系統(tǒng)的抄回數(shù)據(jù)未得到充分利用，配電網(wǎng)絡的有關參數(shù)指標 不能自動獲?。挥秒姞I業(yè)中電能表數(shù)據(jù)信息多數(shù)仍通過原始的人工方式抄錄，各種遠程抄 表方式受技術或成本制約，推廣速度緩慢；隨著客戶數(shù)量的不斷增多，特別是一戶一表的推 廣，供電部門抄錄客戶電量的工作量成倍增加。這些成為供電企業(yè)迫切需要解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術任務是針對上述技術中的不足，提供一種無線遠程抄表及電能管理 系統(tǒng)。本發(fā)明解決技術問題所采用技術方案是一種無線遠程抄表及電能管理系統(tǒng)，包 括電能表、采集器、小區(qū)集中器和計算機，其中電能表通過輸出線與采集器的采集端相連， 小區(qū)集中器通過USB接口與計算機連接。所述電能表符合《DL/T 645-1997多功能電能表通信規(guī)約》，電能表的485輸出線 與采集器的采集端相連，這樣采集器會自動與電能表建立連接并將有關數(shù)據(jù)存儲到自帶的 Flash存儲器中。所述采集器選用TI公司的MSP430系列單片機，本系列單片機具有看門狗電路，在 程序跑飛的時候能自動復位。每個采集器上都連有Zigbee模塊，用于接收和發(fā)送數(shù)據(jù)，平 時采集器處于休眠狀態(tài)，當收到指令時，采集器被喚醒并執(zhí)行相應的操作，且每個采集器可 以單獨添加或刪除。另外所述采集器可以選用無斷電、送電控制功能的，這樣的采集器最多 可以連接64路485信號電能表，也可以采用通過控制磁保持繼電器來實現(xiàn)斷電、送電功能 的采集器，這樣的采集器最多可以連接16路485信號電能表，以實現(xiàn)對欠費用戶或用電異 常用戶的停送電控制。所述電能表和采集器上都設有地址碼，且互不相同，所述電能表與采集器為一一 對應關系。系統(tǒng)中所有電能表、采集器都建立檔案，包括電能表的戶主信息，電能表與采集 器的對應關系，更換和系統(tǒng)維護等信息，便于日后維護管理。所述小區(qū)集中器上連接有Zigbee模塊，用于將管理計算機發(fā)送來的指令轉(zhuǎn)發(fā)到 相應的采集器，并將采集器采集到的數(shù)據(jù)和執(zhí)行結果返回到上位機，同時負責整個無線網(wǎng) 絡的組建和最優(yōu)化路由選擇，當網(wǎng)絡中有原采集器撤出或新采集器加入時，集中器會自動 調(diào)整，建立新的優(yōu)化路由，使上位機面對一個完全透明的網(wǎng)，另外所述小區(qū)集中器通過USB 接口供電并與計算機連接，且留有RS232串口，可以與具有遠傳功能的GPRS模塊無線連接， 實現(xiàn)更大規(guī)模電能管理系統(tǒng)的組建。所述計算機設有基于SQL Server數(shù)據(jù)庫技術的Delphi+SQL Server模式的軟件，并設有公開的接口。 所述ZIGBEE網(wǎng)絡中數(shù)據(jù)傳輸采用128位加密算法和數(shù)據(jù)完整性檢查，在數(shù)據(jù)錯誤 的時候會自動放棄數(shù)據(jù)，并進行重新采集，且ZIGBEE采用免執(zhí)照頻段，能有效避免干擾信 號。所述免執(zhí)照頻段是2. 4GHz (全球)，或868MHz (歐洲)，或915MHz (美國)。
所述系統(tǒng)中留有GSM和手抄器接口?？梢愿鶕?jù)客戶的需要，增加GSM模塊實現(xiàn)數(shù) 據(jù)遠傳和大規(guī)模網(wǎng)絡的組建，亦可以增加手抄器，實現(xiàn)靈活便捷的管理和故障診斷。本發(fā)明所能帶來的有益效果是1、大大減少了電力部門工作人員的工作量，提高了效率，而且準確性極高。2、極大降低了遠程抄表以及電能管理的費用，將在很大程度上幫助遠程自動化管 理技術的應用和推廣，為國家創(chuàng)造效益。3、功能更加全面、使用更加方便。


附圖為本發(fā)明主要構成結構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖，對本發(fā)明做以下詳細說明如圖所示，本發(fā)明所公布的一種無線遠程抄表及電能管理系統(tǒng)，包括電能表1、采 集器2、小區(qū)集中器3和計算機4，其中電能表1通過輸出線6與采集器2的采集端相連，小 區(qū)集中器3通過USB接口與計算機4連接。其中電能表1符合《DL/T 645-1997多功能電能表1通信規(guī)約》，電能表1的485 輸出線6與采集器2的采集端相連，這樣采集器2會自動與電能表1建立連接并將有關數(shù) 據(jù)存儲到自帶的Flash存儲器中。所述采集器2選用TI公司的MSP430系列單片機，本系 列單片機具有看門狗電路，在程序跑飛的時候能自動復位。每個采集器2上都連有Zigbee 模塊(該模塊為現(xiàn)有技術，在此不再多述)，用于接收和發(fā)送數(shù)據(jù)，平時采集器2處于休眠 狀態(tài)，當收到指令時，采集器2被喚醒并執(zhí)行相應的操作，且每個采集器2可以單獨添加或 刪除。另外所述采集器2可以選用無斷電、送電控制功能的，這樣的采集器2最多可以連接 64路485信號電能表1，也可以采用通過控制磁保持繼電器來實現(xiàn)斷電、送電功能的采集器 2，這樣的采集器2最多可以連接16路485信號電能表1，以實現(xiàn)對欠費用戶或用電異常用 戶的停送電控制。同時所述電能表1和采集器2上都設有地址碼，且互不相同，所述電能表1與采集 器2為一一對應關系。系統(tǒng)中所有電能表1、采集器2都建立檔案，包括電能表1的戶主信 息，電能表1與采集器2的對應關系，更換和系統(tǒng)維護等信息，都存于SQL Server數(shù)據(jù)庫， 便于日后維護管理。所述小區(qū)集中器3上連接有Zigbee模塊，用于將管理計算機4發(fā)送來的指令轉(zhuǎn)發(fā) 到相應的采集器2，并將采集器2采集到的數(shù)據(jù)和執(zhí)行結果返回到上位機，同時負責整個無 線網(wǎng)絡的組建和最優(yōu)化路由選擇，當網(wǎng)絡中有原采集器2撤出或新采集器2加入時，集中器 會自動調(diào)整，建立新的優(yōu)化路由，使上位機面對一個完全透明的網(wǎng)，另外所述小區(qū)集中器3 通過USB接口供電并與計算機4連接，且留有RS232串口，可以與具有遠傳功能的GPRS模塊5無縫連接，實現(xiàn)更大規(guī)模電能管理系統(tǒng)的組建。在安全措施方面，第一，采集器2選用TI公司的MSP430系列單片機，本系列單片 機具有看門狗電路，在程序跑飛的時候能自動復位；第二，無線網(wǎng)絡內(nèi)的通信實行數(shù)據(jù)校驗機制，在數(shù)據(jù)錯誤的時候會自動放棄數(shù)據(jù)， 并進行重新采集；第三，ZIGBEE網(wǎng)絡中數(shù)據(jù)傳輸采用最新的128位加密算法和數(shù)據(jù)完整性檢查，在 數(shù)據(jù)錯誤的時候會自動放棄數(shù)據(jù)，并進行重新采集，ZIGBEE采用2. 4GHz高頻波段，能有效 避免干擾信號；第四，存放電能表1讀數(shù)的數(shù)據(jù)庫是SQL Server數(shù)據(jù)庫，具有自動備份和故障 恢復功能，而且對此數(shù)據(jù)庫的操作分多級權限。在設有基于SQL Server數(shù)據(jù)庫技術的 Delphi+SQL Server模式的軟件的計算機4上設有公開的接口，用戶可通過接口訪問數(shù)據(jù) 庫，但不同身份的用戶具有不同的權限，同時用戶訪問數(shù)據(jù)庫都會留下詳細的日志文件，當 發(fā)現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫有非法操作時，可以通過日志文件查找責任人并通過備份數(shù)據(jù)恢復數(shù)據(jù)庫。本發(fā)明所提供的無線遠程抄表及電能管理系統(tǒng)由于很好的利用了 zigbee技術以 及Delphi+SQL Server模式的軟件，運行也非常便捷。計算機4可以查詢系統(tǒng)中任何一臺 電能表1的當前數(shù)據(jù)和運行狀態(tài)，并可以對數(shù)據(jù)進行智能分析，當出現(xiàn)用電異常或電能表1 故障時，可以及時采取措施；對于欠費用戶，也可以實現(xiàn)遠程斷電，并且根據(jù)既定費率計算
滯納金，當用戶補交電費以后，再遠程送電，當然對于財務問題，本系統(tǒng)也能做到------如
果是管理中心自行收費，本系統(tǒng)可以自動生成收費報表，并打印收據(jù)，可以根據(jù)客戶的需要 打印查詢報表，并且具有繳費方式統(tǒng)計和未繳費用戶統(tǒng)計功能，如果委托其他單位代收費， 本系統(tǒng)可以為代收費單位提供安全的財務軟件接口，并實時的進行數(shù)據(jù)交換；在具有收費 對賬和收費轉(zhuǎn)結功能同時還支持大范圍群抄和定時抄表功能，并可以根據(jù)需要改變定時抄 表時長，抄取的電表數(shù)據(jù)自動存入數(shù)據(jù)庫，并做好數(shù)據(jù)備份工作。本系統(tǒng)還具有強大的可擴展性首先，系統(tǒng)中留有GSM和手抄器接口，根據(jù)客戶的 需要，可增加GSM模塊實現(xiàn)數(shù)據(jù)遠傳和大規(guī)模網(wǎng)絡的組建，亦可以增加手抄器，實現(xiàn)靈活便 捷的管理和故障診斷。其次，新增加的節(jié)點，只要能跟網(wǎng)絡中的任一節(jié)點建立連接，就可以 聯(lián)入網(wǎng)絡，進行正常的數(shù)據(jù)通信。最后，采用ZIGBEE技術組建無線局域網(wǎng)，還具備以下優(yōu)點------功耗低，兩節(jié)普
通干電池可使用12個月到2年，免去了頻繁充電或者更換電池的麻煩；ZIGBEE技術數(shù)據(jù) 傳輸速率低，協(xié)議簡單，大大降低了硬件成本；網(wǎng)絡容量大每個ZIGBEE網(wǎng)絡最多可支持 65000個節(jié)點；組網(wǎng)簡單支持硬件自動組網(wǎng)，網(wǎng)絡中的節(jié)點發(fā)生變化后，系統(tǒng)會重新組網(wǎng) 并進行最優(yōu)路徑選擇。
權利要求
一種無線遠程抄表及電能管理系統(tǒng)，其特征在于包括電能表、采集器、小區(qū)集中器和計算機，其中電能表通過輸出線與采集器相連，小區(qū)集中器通過USB接口與計算機連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種無線遠程抄表及電能管理系統(tǒng)，其特征在于所述采集 器為一個或多個，是MSP430系列單片機，每個采集器上都連有Zigbee模塊，且每個采集器 可以單獨添加或刪除。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種無線遠程抄表及電能管理系統(tǒng)，其特征在于所述電能 表為一個或多個，且每個電能表以及采集器上都設有地址碼，互不相同，同時所述每個電能 表都有相應的采集器與之連接。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種無線遠程抄表及電能管理系統(tǒng)，其特征在于所述小區(qū) 集中器是一個或多個，連有Zigbee模塊，所述小區(qū)集中器通過USB接口供電并與計算機連 接，或在小區(qū)集中器上留有RS232串口與GPRS模塊無線連接。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種無線遠程抄表及電能管理系統(tǒng)，其特征在于所述計算 機設有基于SQL Server數(shù)據(jù)庫技術的Delphi+SQL Server模式的軟件，并設有公開接口。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種無線遠程抄表及電能管理系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng) 中設有GSM和手抄器接口。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種無線遠程抄表及電能管理系統(tǒng)，屬于電能管理領域，包括電能表、負責電能表數(shù)據(jù)采集和執(zhí)行的采集器、負責指令傳輸和無線網(wǎng)絡組建功能的小區(qū)集中器以及運行后臺管理軟件和存放客戶數(shù)據(jù)的計算機，其中電能表通過輸出線與采集器的采集端相連，小區(qū)集中器通過USB接口與計算機連接，本發(fā)明大大減少了電力部門工作人員的工作量，提高了效率，而且準確性很高，極大降低了遠程抄表以及電能管理的費用，將在很大程度上幫助遠程自動化管理技術的應用和推廣，為國家創(chuàng)造效益，而且功能更加全面、使用更加方便。
文檔編號G08C17/02GK101853564SQ201010173190
公開日2010年10月6日 申請日期2010年4月28日 優(yōu)先權日2010年4月28日
發(fā)明者張立華, 李坤, 林森 申請人:日照市陽光電器有限公司