CN101055663B - 一种远程智能抄表方法和远程智能抄表系统 - Google Patents

Abstract

一种远程智能抄表方法和远程智能抄表系统本发明属于远程智能抄表系统领域。是一种用于电能表，水表，气表远程抄表、控制、双向数据传输的方法所构成的远程智能抄表系统。用新的数据传输方式通过公共移动通讯网络和低压电力载波通讯，实现局端抄表计算机到用户终端智能双向数据的传输，以达到遥控和抄收用户表的目的。能在公共移动通讯网络和低压电力载波两种通讯之间进行互补，实现不同通讯方式数据的双向传输、转换、转发。直接由局端抄表计算机通过公共移动通讯网络、智能数据采集集中器、低压电力载波通讯组成的局域网直接抄收用户电能表、气表、水表的计量数据，并能对电能表、气表、水表实行远距离控制的远程智能自动抄表系统。

Description

一种远程智能抄表方法和远程智能抄表系统

技术领域

本发明属于一种远程智能抄表系统领域，是一种用于电能表，水表，气表远程抄表、控制、双向数据传输的方法及用该方法构成的远程智能抄表系统。

背景技术

数据通信是远程抄表系统中的重要环节，目前远程抄表系统按通讯方式分，有总线通讯(或专线通讯)，载波通讯和固定电话通讯，及无线通讯等，主要有下述的几种方式：

1、有线抄表系统即总线通讯抄表系统

住宅小区用户电表，水表，气表的有线抄表方式的一种是用总线通信方式(既常用的RS485总线)组成局域网络连网，将数据传给小区物业部门的计算机统一结算、收费，再由小区物业部门的计算机通过公用电话网或宽带线路传送到电力的收费部门的主机由小区物业部门再和电力部门结算，这样不但增加了安装成本，而且在用户电表和小区物业部门需要拉专用线路到小区物业部门的计算机，故系统的安装极为复杂，专用通讯线路的长期维护和维修潜在费用大。

2、低压电力线载波通信方式

电力线载波通讯以电力线路为传输通道，具有通道可靠性高、投资少、见效快、与电网建设同步等优点。电力线载波通讯是利用现有交流电源线作为通讯线路，省去了不切实际的铺线工程。低压电力线是为传输50Hz的工频电能而铺设的，由于不是为通信铺设的，故其特性往往较难直接满足载被通信的要求。这直接体现在下述方面：

低压电力线上的噪音干扰，制约了信号的传输质量。由于在低压电力线上存在诸多使载波信号的信噪比急剧下降的因素，使得载波信号难以在一个供电区域内较好地传输。电力网络的阻抗特性及其衰减，制约了信号的传输距离。目前供电电力变压器二次端的电力载波通讯还无法作到长距离的数据传输，尤其是跨电力变压器的数据传输。

3、固定电话通讯

由于现代家庭电话使用频繁，抄表呼入的成功率低，通讯效率无法保证。

4、无线抄表系统

无线通讯有很多方式，目前主要使用的是利用公共移动通讯网络。大用户有在使用的是带GSM无线网络终端的电能表、水表、气表，利用现有GSM无线网络的覆盖和加装了GSM调制解调器或GPRS调制解调器的服务器连网以达到远程自动抄表的目的，虽说降低了建设周期和成本，但由于带GSM无线网络终端的电能表、水表、气表由于目前因其价格昂贵，致使很难在居民用户中大面积的推广使用。

上述的方法在数据传输使用成本等方面都有局限性，而且要做到从局端抄表计算机直接从用户表端进行双向数据的传输除了抄表系统之外都还需要人工参与操作。

发明内容

本发明的目的是提供一种远程智能抄表方法以解决上述技术存在的不足。

本发明采用以下方案实现：一种远程智能抄表方法：它的现场设备包括局端抄表计算机、GSM调制解调器、一个以上的智能数据采集集中器、一个以上的带载波通讯接口的用户表，它是由装有无线调制解调器的局端抄表计算机通过公共移动通讯网络、智能数据采集集中器、低压电力载波通讯组成的局域网直接抄收用户表计量数据并能对用户表实行远距离控制的远程智能自动抄表系统，其特征是：它是通过公共移动通讯网络与一个以上的智能数据采集集中器连接，智能数据采集集中器在通过低压电力载波通讯和一个以上的带电力载波通讯接口的用户表连接，组成数据传输的通讯网络；它的数据传输是通过用数据采集集中器在公共移动通讯网络与低压电力载波通讯混合的数据通讯的方式来实现的，从而达到数据传输的目的；在公共移动通讯网络与低压电力载波通讯不同通讯方式转换的每一节点处设有智能数据采集集中器，公共移动通讯网络与低压电力载波通讯之间不同通讯方式的双向数据传输和转换是由智能数据采集集中器来实现的，该智能数据采集集中器对通信数据包具有从公共移动通讯网络到智能数据采集集中器以及智能数据采集中器到低压电力载波通讯双向转发的功能，及按收到局端抄表计算机发来的指令进行相应操作。

本发明具有低成本、安装简易、系统建设周期短、无须重新拉线，无线路维护费用、直接由收费部门在装有无线调制解调器的局端抄表计算机通过公共移动通讯网络、智能数据采集集中器、低压电力载波通讯组成的局域网直接抄收用户电能表计量数据并能对用户电能表实行远距离控制的远程智能自动抄表系统。

附图说明

下列结合附图和实施对各部分加以详细说明：

附图1是整个系统的原理图。

1.局端抄表计算机通  2.无线调制解调器(GSM调制解调器)  3.公共移动通讯网络(GSM网络)  4.智能数据采集集中器  5.电力载波通讯局域网6.带电力载波接口的用户表

附图2是无线调制解调器(GSM调制解调器)的原理图。主要由GSM模块、单片机、RS232接口电路、开关电源等组成。

附图3是智能数据采集集中器的原理图。主要由GSM模块、单片机、电力载波通讯电路、三相低压电力载波通讯接口、断相监测电路及开关电源等组成。

附图4是带电力载波接口的用户表的原理图。主要由电能表电路、电力载波通讯电路、单片机、开关电源等组成。

具体实施方式

本发明的第一个目的是通过以下方法实现的：

一种智能远程抄表方法。它的数据传输是通过公共移动通讯网络(GSM网络)和低压电力载波通讯来实现的，分上层和底层两层网络结构。两层网络之间不同通讯方式的数据双向数据传输、转换、转发的功能是靠本发明中的智能数据采集集中器来实现的。

上层网络的数据传输是由装有无线调制解调器(GSM调制解调器)2的局端抄表计算机1通过公共移动通讯网络(GSM网络)3与一个以上的智能数据采集集中器4进行双向数据传输。可用于公共移动通讯网络(GSM网络)3进行数据通讯的传输方式有二种，GPRS和SMS(短消息)中的任一种方式进行通讯。GPRS具有实时性强，适合大容量数据传输。对于实时性、数据传输容量要求不大的可采用低成本数据传输的SMS(短消息)。

底层网络是每一个智能数据采集集中器4通过供电电力变压器二次端的低压电力载波通讯5与一个以上的带电力载波接口的用户表6组成局域网，通过低压电力载波通讯5来实现智能数据采集集中器4与多个带电力载波接口的用户表6之间的数据通讯。

在本发明中智能数据采集集中器是作为上层网络和底层网络数据传输的接口，它承担着不同通讯方式数据转换、处理、转发的功能。公共移动通讯网络(GSM网络)和低压电力载波通讯之间不同通讯方式数据的转换和双向传输是由智能数据采集集中器来实现的。该智能数据采集集中器主要是由无线调制解调器(GSM)模块、单片机、电力载波通讯电路、三相低压电力载波通讯接口、断相监测电路及电源等构成。用以实现局端抄表计算机到用户表在公共移动通讯网络(GSM网络)和供电电力变压器二次端的低压电力载波通讯之间的不同通讯方式数据的转换和传输，以达到低成本的双向数据远传的目的。在局端抄表计算机经上层网络和底层网络到带电力载波接口的用户表数据传输是按照传输协议进行的，传输的数据分地址信息、命令信息、数据信息。上层网络中的智能数据采集集中器用移动通讯部门核定的唯一的号码作为通讯地址，它与局端抄表计算机为主、从关系，局端抄表计算机为主机，智能数据采集集中器为从机。智能数据采集集中器开机后首先是处于接收公共移动通讯网络(GSM网络)信息的状态。然后根据局端抄表计算机发来的指令决定下一步的操作。在底层网络中智能数据采集集中器与带电力载波接口的用户表为主、从关系，智能数据采集集中器为主机，带电力载波接口的用户表为从机。带电力载波接口的用户表平时处于接收的工作状态，它只有收到智能数据采集集中器发出的和自己机号相同的地址信息后才会接受后面传输过来的命令数据，然后根据收到的命令信息进行相应的操作。否则就将收到的数据丢弃。

用该方法实现的远程智能抄表系统由于是建立在移动通讯网提供的公共数据传输平台上，利用已有的公共移动通讯网络(GSM网络)和已有的电力线路构建电力载波通讯局域网达到远程数据的双向传输，无需另建通讯线路，投资成本少，抄表系统建设周期短，线路不需维护，如利用移动通讯廉价的短消息业务(SMS)运营成本更少。且移动通讯在各地城镇已经作到了无缝覆盖，在低压电力线路建立短距离局域网的载波数据通讯，目前的技术比较成熟、可靠，因此通讯质量有保证，这样就等同于每一个用户表都具有了一个廉价的GSM通讯接口。

本发明的第二个目的是用本发明的方法实现的远程智能抄表系统。它通过以下方案实现的：

包括装有无线调制解调器(GSM调制解调器)2的局端抄表计算机1、一个以上智能数据采集集中器4、一个以上用户终端(带电力载波接口的电能表)6。其特征是：装有无线调制解调器(GSM调制解调器)2的局端抄表计算机1和包括一个以上的智能数据采集集中器4通过公共移动通讯网络(GSM网络)3相互连接，每个智能数据采集集中器4又通过供电电力变压器二次端的低压电力载波通讯5和一个以上的带电力载波接口的电能表6进行相互连接。其工作原理是装有无线调制解调器(GSM调制解调器)2局端抄表计算机1通过公共移动通讯网络(GSM网络)3以短消息(SMS)或GPRS的方式向一个以上的智能数据采集集中器4发出指令，每个智能数据采集集中器4按接收到的指令经过数据格式的转换在通过低压电力载波通讯向局域网内的一个以上的带电力载波接口的电能表6发出相应指令，每个带电力载波接口的电能表6根据收到的指令进行操作，将抄表信息通过低压电力载波通讯5发给智能数据采集集中器4或根据指令切断用户的供电，智能数据采集集中器4将收到每个带电力载波接口的电能表6的抄表信息经过数据处理后以短消息(SMS)或GPRS的方式通过公共移动通讯网络(GSM网络)传输给装有GSM调制解调器2的局端抄表计算机1，在局端抄表计算机1对用户的相应数据进行处理、结算费用，完成整个抄表工作。

Claims (4)

1.一种远程智能抄表方法：它的现场设备包括局端抄表计算机、GSM调制解调器、一个以上的智能数据采集集中器、一个以上的带载波通讯接口的用户表，所述远程智能抄表方法是由装有无线调制解调器的局端抄表计算机通过公共移动通讯网络、智能数据采集集中器、低压电力载波通讯组成的局域网直接抄收用户表计量数据并能对用户表实行远距离控制，其特征是：所述远程智能抄表方法是通过公共移动通讯网络与一个以上的智能数据采集集中器连接，智能数据采集集中器在通过低压电力载波通讯和一个以上的带电力载波通讯接口的用户表连接，组成数据传输的通讯网络；所述远程智能抄表方法的数据传输是通过用数据采集集中器在公共移动通讯网络与低压电力载波通讯混合的数据通讯的方式来实现的，从而达到数据传输的目的；在公共移动通讯网络与低压电力载波通讯不同通讯方式转换的每一节点处设有智能数据采集集中器，公共移动通讯网络与低压电力载波通讯之间不同通讯方式的双向数据传输和转换是由智能数据采集集中器来实现的，该智能数据采集集中器对通信数据包具有从公共移动通讯网络到智能数据采集集中器以及智能数据采集中器到低压电力载波通讯双向转发的功能，及按收到局端抄表计算机发来的指令进行相应操作；所述远程智能抄表方法的数据传输是通过公共移动通讯网络和低压电力载波通讯来实现的，分上层和底层两层网络结构，上层网络为公共移动通讯网络，底层网络为低压电力载波通讯局域网；所述的局端抄表计算机与智能数据采集集中器之间采用主从命令通讯方式，局端抄表计算机为主机，智能数据采集集中器为从机，智能数据采集集中器与带载波通讯接口的用户表之间也是采用主从命令通讯方式，智能数据采集集中器为主机，带载波通讯接口的用户表为从机；所述的智能数据采集集中器具有公共移动通讯网络和低压三相电力线路电力载波通讯的接口，主要由无线调制解调器模块、单片机、电力载波通讯电路、三相低压电力载波通讯接口、断相监测电路及电源构成，无线调制解调器模块作为公共移动通讯网络通讯的接口，三相低压电力载波通讯接口，作为低压电力载波通讯的接口，该智能数据采集集中器对通信数据包具有从公共移动通讯网络与低压电力载波通讯之间不同通讯方式的双向数据传输、转换，转发的功能，其通信数据包在低压三相电力线路的载波通讯中具有跨相线路的全方位双向数据传输功能；所述的公共移动通讯网络为无线蜂窝移动通讯网，其通讯方式可以是GPRS或SMS短消息的任一种，低压电力载波通讯是在电力供电变压器二次端的低压电力线路的载波通讯。

2.根据权利1所述的远程智能抄表方法，其特征是：所述的无线调制解调器主要由GSM模块、单片机、RS232接口电路、电源电路组成，它作为局端抄表机算机和公共移动通讯网络的连接设备。

3.根据权利1所述的远程智能抄表方法，其特征是：所述带电力载波的用户表是带电力载波通讯接口的电能表、水表、气表的任一种。

4.根据权利1或3所述的远程智能抄表方法，其特征是：所述带电力载波的用户表它包括不带自动开关管理器和带自动开关管理器两种类型，带自动开关管理器的能对被计量的管线按照智能数据采集集中器转发来的指令进行开关控制。

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