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無(wú)線抄表集中器的制作方法

文檔序號(hào):6723332閱讀:272來(lái)源:國(guó)知局
專利名稱:無(wú)線抄表集中器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本實(shí)用新型屬于電力工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域,具體涉及一種無(wú)線抄表或智能儀表的抄表集中器。
背景技術(shù)
隨著中國(guó)公共事業(yè)的蓬勃發(fā)展,老百姓對(duì)生活環(huán)境及其質(zhì)量都提出了更高的要求,因此智能化家居設(shè)備應(yīng)運(yùn)而生。作為智能化家居中的必要設(shè)備,智能抄表系統(tǒng)得到了蓬勃發(fā)展。傳統(tǒng)的手工抄表方式由于工作量大、效率低、不能對(duì)用電情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控等,且會(huì)出現(xiàn)抄表員與用戶一些不愉快的尷尬局面,導(dǎo)致用戶不報(bào)、謊報(bào),進(jìn)而使得數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)無(wú)法進(jìn)行。隨著我國(guó)工業(yè)體制改革的不斷深入和電網(wǎng)改造工程的全面進(jìn)行,傳統(tǒng)的手工抄表方式已經(jīng)不能適應(yīng)電力部門現(xiàn)代化和信息化的要求。為滿足電網(wǎng)改造的需要,成本低、效率高、實(shí)時(shí)性強(qiáng)的無(wú)線自動(dòng)抄表系統(tǒng)成為電力部門的首選。目前,國(guó)家的電網(wǎng)智能化建設(shè)是用智能一體化電表取代傳統(tǒng)電表配合無(wú)線模塊進(jìn)行自動(dòng)抄表,但是對(duì)傳統(tǒng)電表全部替換使得電網(wǎng)改造成本很高,資源浪費(fèi)嚴(yán)重,特別是廣大農(nóng)村地區(qū)的電網(wǎng)改造建設(shè)難度特別大。因此需要一種能夠在傳統(tǒng)電表上進(jìn)行簡(jiǎn)單改造就能實(shí)現(xiàn)的無(wú)線抄表系統(tǒng)。
發(fā)明內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足,本實(shí)用新型針對(duì)簡(jiǎn)單改造的傳統(tǒng)電表提供了一種可以快速、穩(wěn)定收集電表數(shù)據(jù)的集中器。為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的無(wú)線抄表集中器,本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下:一種無(wú)線抄表集中器,包括射頻發(fā)送/接收模塊、電源模塊、MCU和GPRS模塊,所述電源模塊連接MCU并進(jìn)行供電,所述射頻發(fā)送/接收模塊接收無(wú)線數(shù)據(jù),射頻發(fā)送/接收模塊連接所述MCU,MCU處理后的數(shù)據(jù)通過(guò)GPRS模塊發(fā)送到遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)終端,所述MCU設(shè)有暫時(shí)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的Flash儲(chǔ)存器和備份電表數(shù)據(jù)的SD卡。采用上述技術(shù)方案的實(shí)用新型,通過(guò)如下方式工作:傳統(tǒng)電表上的攝像模塊對(duì)電表計(jì)數(shù)進(jìn)行拍照,并對(duì)該照片進(jìn)行壓縮處理,再通過(guò)無(wú)線模塊發(fā)送出去。這時(shí)射頻發(fā)送/接收模塊接收電表發(fā)送的數(shù)據(jù),在經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)身份驗(yàn)證后對(duì)電表傳輸?shù)膱D像數(shù)據(jù)進(jìn)行解壓縮和圖像識(shí)別,再將識(shí)別后的電量計(jì)數(shù)等相關(guān)信息通過(guò)GPRS模塊發(fā)送到遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)終端。Flash儲(chǔ)存器可以暫時(shí)存儲(chǔ)數(shù)據(jù),而SD卡自動(dòng)保存電表發(fā)來(lái)的圖片信息等數(shù)據(jù),這樣方便遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)終端跟蹤用戶的數(shù)據(jù)信息,以此提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。進(jìn)一步,為了保證集中器的正常工作,所述電源模塊利用太陽(yáng)能和蓄電池雙重供電,并且設(shè)置電壓轉(zhuǎn)換芯片轉(zhuǎn)換到MCU的工作電壓,確保了模塊間相互工作的穩(wěn)定性。進(jìn)一步,所述MCU采用基于ARM9內(nèi)核的S3C2440微處理芯片。由于S3C2440芯片具有強(qiáng)大的運(yùn)算能力、豐富的外設(shè)接口以及集成的實(shí)時(shí)時(shí)鐘功能能夠滿足集中器對(duì)能耗和運(yùn)算能力的要求。另外,隨著圖像處理速度的提高極大,也進(jìn)一步提升了集中器的處理性倉(cāng)泛。本實(shí)用新型通過(guò)對(duì)改造后傳統(tǒng)電表發(fā)送的電表計(jì)數(shù)圖片進(jìn)行處理,識(shí)別圖片中的電量數(shù)據(jù),并將該數(shù)據(jù)通過(guò)GPRS發(fā)送到遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)終端,從而實(shí)現(xiàn)無(wú)線抄表。

圖1為一般無(wú)線抄表系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)不意圖;圖2為本實(shí)用新型無(wú)線抄表集中器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以更好地理解本實(shí)用新型,
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型技術(shù)方案進(jìn)一步說(shuō)明。圖1所示為一般無(wú)線抄表系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖,包括數(shù)據(jù)采集器、數(shù)據(jù)集中器和數(shù)據(jù)終端,當(dāng)數(shù)據(jù)終端需要電表數(shù)據(jù)時(shí),則向各數(shù)據(jù)集中器發(fā)出指令,數(shù)據(jù)集中器接著向數(shù)據(jù)采集器發(fā)送數(shù)據(jù)上傳指令,數(shù)據(jù)采集器接收到指令后采集電表信息,連同用戶編號(hào)等信息一并發(fā)給數(shù)據(jù)集中器,數(shù)據(jù)集中器對(duì)接收到的信息進(jìn)行驗(yàn)證和處理,最后將所有處理后的信息發(fā)送到數(shù)據(jù)終端,實(shí)現(xiàn)無(wú)線抄表系統(tǒng)。由于無(wú)線抄表系統(tǒng)根據(jù)其應(yīng)用范圍,位置環(huán)境以及數(shù)據(jù)安全性等不同問(wèn)題的考慮,具體的通信協(xié)議、系統(tǒng)硬件等都會(huì)有所不同。圖2為無(wú)線抄表集中器的結(jié)構(gòu)示意圖,包括射頻發(fā)送/接收模塊、電源模塊、MCU和GPRS模塊,所述電源模塊連接MCU并進(jìn)行供電,所述射頻發(fā)送/接收模塊接收無(wú)線數(shù)據(jù),射頻發(fā)送/接收模塊連接所述MCU,MCU處理后的數(shù)據(jù)通過(guò)GPRS模塊發(fā)送到遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)終端,所述MCU設(shè)有Flash儲(chǔ)存器用于暫時(shí)存儲(chǔ)數(shù)據(jù),還設(shè)有SD卡用來(lái)備份接收到的數(shù)據(jù)。為保證集中器的正常工作,電源模塊利用太陽(yáng)能和蓄電池雙重供電,提高設(shè)備的工作壽命,同時(shí)內(nèi)置電壓轉(zhuǎn)換芯片可以將電源電壓轉(zhuǎn)換到MCU的需要的工作電壓,確保了模塊間相互工作的穩(wěn)定性。MCU采用基于ARM9內(nèi)核的S3C2440微處理芯片,由于S3C2440微處理芯片主頻為400 MHz (最高可達(dá)533MHz),片上資源豐富,具有強(qiáng)大的運(yùn)算能力、豐富的外設(shè)接口以及集成的實(shí)時(shí)時(shí)鐘功能能夠滿足集中器對(duì)能耗和運(yùn)算能力的要求。所述射頻發(fā)送/接收模塊采用Zigbee無(wú)線通信技術(shù),本實(shí)施例選用DRF1605模塊與MCU串口連接,傳輸時(shí)不用考慮協(xié)議,直接采用數(shù)據(jù)透?jìng)骷夹g(shù),另外所有模塊上電即可自動(dòng)組網(wǎng),能很好滿足無(wú)線抄表系統(tǒng)中的條件。所述電源模塊采用雙重供電后,白天就能利用太陽(yáng)能供電并且給蓄電池充電,晚上蓄電池供電,該電源模塊供電電壓為5V,先經(jīng)過(guò)穩(wěn)壓二極管和保險(xiǎn)絲,通過(guò)電壓轉(zhuǎn)換芯片SPX1587將電壓轉(zhuǎn)換成3.3V后給MCU供電,二極管、保險(xiǎn)絲保證了電源模塊的穩(wěn)定性和安全性。所述GPRS模塊采用ZSD2120嵌入式DTU,與MCU串口連接,由于GPRS數(shù)據(jù)傳輸速率最高理論值達(dá)171.2 kbit/s,完全能滿足圖像數(shù)據(jù)的傳輸要求。ZSD2120支持PPP,TCP,ICMP等眾多復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和接口標(biāo)準(zhǔn),為用戶提供全透明數(shù)據(jù)傳輸和用戶自由控制傳輸2種模式,同時(shí)支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、多對(duì)點(diǎn)等各種不同的通信模式。所述SD卡連接MCU,用于保存電表采集器傳輸過(guò)來(lái)的圖像數(shù)據(jù),并將集中器的實(shí)時(shí)時(shí)鐘與采集器的編號(hào)(該編號(hào)與用戶一一對(duì)應(yīng))等驗(yàn)證和身份信息作為數(shù)字水印寫入圖片,當(dāng)然對(duì)安全性要求不高的數(shù)據(jù),可以直接將驗(yàn)證和身份信息作為圖片保存名字。SD卡的引入主要是為了備份采集圖像,數(shù)據(jù)終端可以通過(guò)GPRS給集中器發(fā)送指令來(lái)調(diào)看用戶的電表讀數(shù),以此驗(yàn)證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。下面簡(jiǎn)要說(shuō)明集中器的工作流程:當(dāng)集中器系統(tǒng)初始化后默認(rèn)為空閑狀態(tài)(休眠狀態(tài)),當(dāng)數(shù)據(jù)集中器接收到電表采集器發(fā)送的數(shù)據(jù)包時(shí),系統(tǒng)先檢測(cè)其狀態(tài)是否為空閑狀態(tài):如果是非空閑狀態(tài)(即工作狀態(tài)),系統(tǒng)則給數(shù)據(jù)采集器反饋等待指令;如果為空閑狀態(tài),則接收數(shù)據(jù)包并檢測(cè)數(shù)據(jù)包的完整性,數(shù)據(jù)有丟失則給數(shù)據(jù)采集器重新發(fā)送指令,要求數(shù)據(jù)采集器再次發(fā)送數(shù)據(jù);如果數(shù)據(jù)是完整的,則集中器通過(guò)SD卡把數(shù)據(jù)存檔,同時(shí)將處理后的數(shù)據(jù)通過(guò)GPRS發(fā)送給數(shù)據(jù)終端,得到數(shù)據(jù)終端接收成功的確認(rèn)信號(hào)后再給數(shù)據(jù)采集器發(fā)送數(shù)據(jù)采集成功信號(hào),然后數(shù)據(jù)采集器進(jìn)入休眠狀態(tài)等待下次自動(dòng)喚醒,集中器自動(dòng)回到空閑狀態(tài),等待數(shù)據(jù)接收,一次數(shù)據(jù)采集完成。本實(shí)用新型通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)采集器發(fā)送的電表計(jì)數(shù)圖片進(jìn)行處理,從而識(shí)別圖片中的電量數(shù)據(jù),在做好數(shù)據(jù)備份的同時(shí),將該數(shù)據(jù)通過(guò)GPRS模塊發(fā)送到遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)終端,從而實(shí)現(xiàn)無(wú)線抄表,該無(wú)線抄表集中器能夠避免互相串?dāng)_,并且能耗低,系統(tǒng)的升級(jí)與維護(hù)變得更加方便。以上對(duì)本實(shí)用新型提供的無(wú)線抄表集中器進(jìn)行了詳細(xì)介紹。具體實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本實(shí)用新型的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出,對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō),在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下,還可以對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾,這些改進(jìn)和修飾也落入本實(shí)用新型權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種無(wú)線抄表集中器,其特征在于,包括射頻發(fā)送/接收模塊、電源模塊、MCU和GPRS模塊,所述電源模塊連接MCU并進(jìn)行供電,所述射頻發(fā)送/接收模塊接收無(wú)線數(shù)據(jù),射頻發(fā)送/接收模塊連接所述MCU,MCU處理后的數(shù)據(jù)通過(guò)GPRS模塊發(fā)送到遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)終端,所述MCU設(shè)有暫時(shí)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的Flash儲(chǔ)存器和備份電表數(shù)據(jù)的SD卡。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線抄表集中器,其特征在于,所述電源模塊設(shè)有電壓轉(zhuǎn)換芯片,并利用太陽(yáng)能和蓄電池雙重供電。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線抄表集中器,其特征在于,所述MCU采用基于ARM9內(nèi)核的S3C2440微處理芯片。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種無(wú)線抄表集中器,屬于電力行業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域。它包括射頻發(fā)送/接收模塊、電源模塊、MCU和GPRS模塊,所述電源模塊對(duì)MCU進(jìn)行供電,所述射頻發(fā)送/接收模塊接收無(wú)線數(shù)據(jù),射頻發(fā)送/接收模塊連接所述MCU,MCU處理后的數(shù)據(jù)通過(guò)GPRS模塊發(fā)送到遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)終端,所述MCU設(shè)有暫時(shí)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的Flash儲(chǔ)存器和備份電表數(shù)據(jù)的SD卡。本實(shí)用新型通過(guò)MCU對(duì)數(shù)據(jù)采集器發(fā)送的圖片進(jìn)行圖像識(shí)別,然后將識(shí)別得到的電表數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)終端,作為無(wú)線抄表系統(tǒng)中的核心部分,該集中器能夠快速、穩(wěn)定地收集數(shù)據(jù)采集器的電表數(shù)據(jù),解決了無(wú)線抄表系統(tǒng)對(duì)傳統(tǒng)電表進(jìn)行全部替換成本高、難度大的問(wèn)題。
文檔編號(hào)G08C17/02GK203070509SQ20132002012
公開(kāi)日2013年7月17日 申請(qǐng)日期2013年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月16日
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