CN101859479A - 一种预付费远程无线抄表装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种预付费远程无线抄表装置，装置由表具终端、采集器、集中器、手持机与数据中心及无线网络构成，利用了免费的ISM频段射频网络、CDMA或GPRS无线网络和预付费的先进消费理念等优点，组建了一个集抄表和缴费管理于一体的先进无线抄表系统。
Description
技术领域
本发明涉及一种抄表装置，属于低压抄表领域，尤其是一种远程无线抄表装置。
背景技术
抄表系统主要由抄表终端子系统、通信子系统及中心处理系统构成，目前，市场上主要存在有线集抄、无线集抄和智能IC卡表三大类型。有线集抄由表具、采集器至数据中心的链路采用各类数据线连接，无需抄表工现场抄表，但存在布线施工繁琐，维护困难等弊端；无线集抄弥补了有线集抄的缺陷，采用红外、射频无线结合GPRS、CDMA、3G等远程无线网络抄表，现场施工方便，无需布线。目前，以上两种类型抄表解决了抄表难问题，但缴费管理采用先使用后付费方式，因各种原因造成的无法及时缴费势必影响资金流通，增加管理部门负担。智能IC卡表采用先缴费后使用方式，即用户先给IC卡充值购买水、电、气等，再将IC卡插入表内正常使用。待表内用量接近临界值，表具报警，提示用户再充值使用，从而，很好的解决了收费难问题。但是，IC卡表系统独立，数据中心无法实时监测和汇总表具和链路运行信息。
发明内容
本发明的目的是针对无线集抄和IC卡表各自存在的问题，提出一种可同时解决抄表难和收费难的预付费远程无线抄表系统。
本发明所采用的技术方案是：一种预付费远程无线抄表系统，由表具终端、预付费采集器、集中器和数据中心组成，其特征在于表具终端与采集器通过RS485总线或脉冲接口连接，采集器与集中器之间通过ISM频段无线网络交互数据，集中器与数据中心之间通过无线网络交互数据。
本发明所采用的技术方案还有：集中器与数据中心之间的无线网络包括GPRS或CDMA、3G商业无线网络。
支持主站远程充值、定时监测表具终端剩余使用量，具有临界判断和通断闸控功能。
采用微功率ISM频段无线和CDMA或GPRS商用无线构建的二级无线网络。
表具终端与配变监测为一体，支持管理功能。
上行通过移动公网与管理中心主站通讯，下行通过微功率无线与预付费采集器通讯。
本发明的优点是：利用了免费的ISM频段射频网络、CDMA或GPRS、3G等无线网络和预付费的优点，组建了一个集抄表和缴费管理于一体的先进无线抄表系统。无线二级网络的构建和预付费采集器的设计，节省了硬件和人力成本、提高了抄表效率和进行科学、高效管理，解决了抄表和缴费双重难题。
附图说明
图1是本发明的预付费远程无线抄表系统框图。
图2是本发明的具有预付费功能的采集器与表具终端结构框图。
图3是本发明的预付费采集器电路原理框图。
具体实施方式
本发明从功能角度划分为无线抄表和预付费两部分。
1、无线抄表功能。
主要由表具终端、采集器、集中器和数据中心等实现。表具终端与采集器通过RS485总线、脉冲接口等连接。采集器与集中器之间之间以免费ISM频段无线网络交互数据，集中器和数据中心则以GPRS或CDMA、3G等商业无线网络联系。系统自下而上构成多级无线抄表网络，实现表具用量汇总、动态监测控制、自动采集存储、路由抄表、故障主动报警等功能。
表具终端系指水、电、气、暖等可进行脉冲计数或数字计数的计量工具。免费ISM频段包括433MHz、470MHz、866MHz、915MHz、2.4GHz等频道。
2、预付费功能。
主要由采集器采用存储预购用量、实时监测、多级临界主动报警、强制通断控制等功能实现，或由具有预付费功能的表具实现。
参照附图1，预付费远程无线抄表系统框图。预付费远程无线抄表系统吸取了利用了免费的ISM频段射频网络、CDMA或GPRS无线网络和预付费方式的优点，构建了预付费无线抄表的二级网络，主要有表具终端、采集器、集中器、数据中心和通信链路等组成。
系统中，采集器通过RS485接口自动采集数字计数表具数据，或通过脉冲接口自动采集脉冲计数的表具数据。系统的一种构建方法是表具终端内置预付费功能，表具实时采集和计算水、电、气、暖等用量，待监测到用量达到临界值时表具主动上传告警或断闸控制告警。另一种构建方法是表具终端无预付费功能，而采集器内置预付费功能。采集器按设定时间定时采集表具用量并计算剩余用量，待监测到用量达到临界值时主动上传报警并断闸控制。与预付费表不同，采集器预付费功能扩展方便，临界值可选择设置多级报警，直至最终强制断闸。采集器还具有路由组网、定时冻结历史数据等功能。
集中器与采集器之间通过免费的ISM频段短距离无线网络通讯，实现集中器的定时汇总辖属采集器数据、透明传输抄表、冻结历史数据等功能，集中器与数据中心之间通过CDMA或GPRS商用网络联络，实现各类数据的远程传输和控制功能。构建的二级无线网络系统，使得数据中心直接从集中器中抄取到表具历史数据成为可能，从而大大加快了抄表的速度。
参照附图2，表示了预付费功能采集器与表具终端的结构关系，具有预付费功能的采集器定时采集表具用量并计算水、电、气、暖等剩余量，同时，按照设定的时间冻结历史月、历史日和历史整点数据。待剩余量达到临界值1时，采集器定时报警，并主动向集中器上行报告，但用户可以继续使用。待剩余量达到临界值2时，采集器主动告警集中器，提示剩余量即将告罄；待剩余量为0，采集器发出强制断闸命令，通过数字控制接口强制控制表具终端断闸，停止用户使用。
参照附图3，采集器以单片机为主控单元，实现表具数据实时采集、存储和数据定时冻结功能。采集器外部接口上行方向采用无线通讯的RF无线接口和方便设置和调试用途的上行RS485本地接口，下行方向采用标准RS485总线与表具连接以实时获得数据。单片机主控单元采用双UART接口单片机，考虑上行无线接口和本地485接口使用效率，将两者通过通道选择单元实现单片机UART接口扩展，满足分时复用功能。实时采集数据的预付费相关参数由单片机实时运算获得，所获结果通过I2C总线写入存储器中。定时数据冻结功能由日历模块定时中断单片机实现，所冻结结果写入存储器。为了满足日益扩展的数据量要求，系统通过I2C预留了存储器空间，通过对存储器的不同编址，实现存储数据的随机访问。
Claims (6)
1.一种预付费远程无线抄表装置，由表具终端、预付费采集器、集中器和数据中心组成，其特征在于表具终端与采集器通过RS485总线或脉冲接口连接，采集器与集中器之间通过ISM频段无线网络交互数据，集中器与数据中心之间通过无线网络交互数据。
2.根据权利要求1所述的一种预付费远程无线抄表装置，其特征在于集中器与数据中心之间的无线网络包括GPRS或CDMA、3G商业无线网络。
3.根据权利要求1所述的一种预付费远程无线抄表装置，其特征在于支持主站远程充值、定时监测表具终端剩余使用量，具有临界判断和通断闸控功能。
4.根据权利要求1所述的一种预付费远程无线抄表装置，其特征在于采用微功率ISM频段无线和CDMA或GPRS商用无线构建的二级无线网络。
5.根据权利要求1所述的一种预付费远程无线抄表装置，其特征在于表具终端与配变监测为一体，支持管理功能。
6.根据权利要求1所述的一种预付费远程无线抄表装置，其特征在于上行通过移动公网与管理中心主站通讯，下行通过微功率无线与预付费采集器通讯。
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