CN101866542A - 一种居民用电信息采集方法 - Google Patents

Abstract

一种居民用电信息采集方法，在电能表箱内设置数个红外延伸支架，在红外延伸支架上设置红外接收电路和红外发射电路；通过38KHz红外载频调制电路将调制出带有地址信息的驱动指令并红外发射电路发射出去；在带调制红外通讯的电能表上配置唯一的地址码，电能表接收到上述驱动红外信号后，首先将地址信息与自己的地址码相比较，若地址信息与自身的地址码相符则将收集到的用电信息调制成用电信息红外信号并发送出去，由红外接收电路接收后解调成数字信号，并经信号放大与滤波去噪处理后送MCU记录；38KHz红外载频调制电路由MCU指令其轮询地对某一红外延伸支架红外信号覆盖范围内的电能表进行指令。采用该方法可免接线，便于通讯。

Description

一种居民用电信息采集方法

(一)技术领域

本发明涉及一种居民用电信息采集方法。

(二)背景技术

目前居民用电信息采集系统一般都采用电能表至采集器再到集中器最后至主站的连接方式。其中电能表与采集器之间采用RS485通讯，采集器到集中器之间采用电力线载波或无线通讯方式，而集中器到主站之间采用GPRS/CDMA等公网通讯方式。居民用电信息采集普遍采用RS485线通信方式(一种总线控制)来实现用电信息的采集。但是，上述通信方式的确存在一些问题：1.调试困难：安装过程中一方面难免存在布线与接线上的问题，另一方面也存在电表故障情况，有的电表故障不影响其它电表，而有的电表故障则会影响其它电表，在调试过程中，因上述问题，可能导致整个线路都不能通讯，需要对整个线路逐段断开已经接好的线进行排查，很费事。2.稳定性差：不同的电表生产厂家对RS485的通讯接口电路设计有差异。如工作电压不一致，接口的驱动能力、分布电容等情况也不相同，抗干扰能力和干扰输出程度也不一样，所有这些差异都会导致在同一用电信息采集系统中因相互影响而导致损坏。3.不符合规范：电能表是计量产品，在安装到用户后，电表尾盖是加有铅封的，本身是不能随意拆除铅封的，而实际操作中，为了解决RS485线和调试及维护的问题，需要多次打开铅封(非授权人员乱动铅封，与用电管理形成较大冲突)。4.布线困难：大部分居民用电信息采集和安装都是在安装好电表的小区中实现。由于在表箱中，本身存在着很多电源线和线槽，且不同地域采用的表箱规格不一致。而为提高RS485总线的通讯效果与维护方便，RS485线都采用比较硬的护套线或用软线扎好，这就给箱内布线造成很大困难，护套线硬不便连接，护套线软走线不规则，既难看也难维护。

(三)发明内容

为了克服现有居民用电信息采集系统采用RS485线通信方式所导致的上述不足，本发明提供一种采用红外通信方式的居民用电信息采集方法，从而解决用电信息采集系统中采集器与电能表之间的便捷通信问题。

本发明解决其技术问题的技术方案是：一种居民用电信息采集方法，其特征在于包括下列步骤：

在电能表箱内设置数个红外延伸支架，在红外延伸支架上设置红外接收电路和红外发射电路；

通过38KHz红外载频调制电路将调制出带有地址信息的驱动指令，并将带有地址信息的驱动指令调制成驱动红外信号通过红外延伸支架上的红外发射电路发射出去；

在带调制红外通讯的电能表上配置唯一的地址码，电能表接收到上述带有地址信息的驱动红外信号后，首先将地址信息与自己的地址码相比较，若地址信息与自身的地址码相符则按照驱动指令的命令将收集到的用电信息调制成用电信息红外信号，并将该用电信息红外信号发送出去，由红外接收电路接收该用电信息红外信号后解调成数字信号，并经信号放大与滤波去噪处理后送MCU记录；

38KHz红外载频调制电路由MCU指令其轮询地对某一红外延伸支架红外信号覆盖范围内的电能表进行指令。

只要是带调制红外通讯的电能表，都可采用本发明的方案，配置一下对应表的通讯协议即可。具体的硬件配置可按照下列布置：在采集器内设38KHz红外载频调制电路、信号接收及滤波去噪电路，红外载频调制电路的输出端与红外发射电路信号连接，红外接收电路的输出端与信号接收及滤波去噪电路信号连接。在电能表箱内设红外接口延伸支架，在红外接口延伸支架上设红外发射电路和红外接收电路。红外发射电路负责发送驱动红外信号，红外接收电路负责接收用电信息红外信号，信号接收及滤波去噪电路负责解调及信号放大与滤波去噪处理后。

为解决在电能表箱内的用电信息采集，要与每个电能表都通讯上，考虑红外通讯的的特性：散射、反射、衍射等以及红外通讯收距离、角度等方面的影响，本发明采用了一种多路红外通讯方式，每路电能表的红外通过红外延伸支架进行延伸，以解决通讯角度与距离问题；通过对多路红外采用轮询的方式，每个时刻只有一路红外工作，解决各路红外相互干扰的问题。但是在红外延伸支架红外信号覆盖范围外的电能表还是有可能接收到该红外延伸支架的红外信号，所以需要地址码进行进一步校对。

采集器每次只对一个端口的支架进行数据处理，一般情况下，通过轮循的方式，对每个端口逐一操作。当有指定读某块电能表的操作时，则在当前操作结束后，自动转到该电能表对应的端口去执行。电能表在哪个端口操作可通过其它方式设置或让采集器自动搜索。支架采用可伸缩的结构，可针对不同深度的表箱进行调整。支架的底座带磁性，可直接吸附在表箱上。支架的输出线为数芯合一的带插头的线，直接插到采集器上即可。

本发明的有益效果在于：免接RS485线，易安装调试：只需要将支架放在合适的位置，不需要拧螺丝，利用支架的磁性吸住即可，调整高度到不影响关表箱门情况下的最大位置即可，与采集器的连接，采用插拔方式，非常简单，也不会接错；可靠性高：红外通讯的成熟度非常高，通讯过程与表的电气接口没有任何关系，通过载频调制的红外通讯信号发射时间短，平均功耗非常低；易维护：出现故障，只需更换支架或更换一个端口，就可判断出来；兼容性高：只要是带调制红外通讯的电能表，都可采用此方案，配置一下对应表的通讯协议即可；安装时不需动电表：整个安装过程不与电表接触，不需开表盖动铅封，不会影响电力公司的操作规程，不留隐患；成本低：此方式仅仅是将多路红外收发进行有线延长，增加几个支架，红外收发管非常便宜，每路增加的成本不超过10元，平均每个表2元左右的成本，若采用RS485方式，几次更换铅封的费用就超过2元，考虑到人工成本的话，反而要便宜得多。

(四)具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

一种居民用电信息采集方法，包括下列步骤：

在电能表箱内设置数个红外延伸支架，在红外延伸支架上设置红外接收电路和红外发射电路；

通过38KHz红外载频调制电路将调制出带有地址信息的驱动指令，并将带有地址信息的驱动指令调制成驱动红外信号通过红外延伸支架上的红外发射电路发射出去；

在带调制红外通讯的电能表上配置唯一的地址码，电能表接收到上述带有地址信息的驱动红外信号后，首先将地址信息与自己的地址码相比较，若地址信息与自身的地址码相符则按照驱动指令的命令将收集到的用电信息调制成用电信息红外信号，并将该用电信息红外信号发送出去，由红外接收电路接收该用电信息红外信号后解调成数字信号，并经信号放大与滤波去噪处理后送MCU记录；

38KHz红外载频调制电路由MCU指令其轮询地对某一红外延伸支架红外信号覆盖范围内的电能表进行指令。

只要是带调制红外通讯的电能表，都可采用本发明的方案，配置一下对应表的通讯协议即可。具体的硬件配置可按照下列布置：在采集器内设38KHz红外载频调制电路、信号接收及滤波去噪电路，红外载频调制电路的输出端与红外发射电路信号连接，红外接收电路的输出端与信号接收及滤波去噪电路信号连接。在电能表箱内设红外接口延伸支架，在红外接口延伸支架上设红外发射电路和红外接收电路。红外发射电路负责发送驱动红外信号，红外接收电路负责接收用电信息红外信号，信号接收及滤波去噪电路负责解调及信号放大与滤波去噪处理后。

采集器每次只对一个端口的支架进行数据处理，一般情况下，通过轮循的方式，对每个端口逐一操作。当有指定读某块电能表的操作时，则在当前操作结束后，自动转到该电能表对应的端口去执行。电能表在哪个端口操作可通过其它方式设置或让采集器自动搜索。支架采用可伸缩的结构，可针对不同深度的表箱进行调整。支架的底座带磁性，可直接吸附在表箱上。支架的输出线为数芯合一的带插头的线，直接插到采集器上即可。

Claims (1)

1.一种居民用电信息采集方法，其特征在于包括下列步骤：

在电能表箱内设置数个红外延伸支架，在红外延伸支架上设置红外接收电路和红外发射电路；

通过38KHz红外载频调制电路将调制出带有地址信息的驱动指令，并将带有地址信息的驱动指令调制成驱动红外信号通过红外延伸支架上的红外发射电路发射出去；

在带调制红外通讯的电能表上配置唯一的地址码，电能表接收到上述带有地址信息的驱动红外信号后，首先将地址信息与自己的地址码相比较，若地址信息与自身的地址码相符则按照驱动指令的命令将收集到的用电信息调制成用电信息红外信号，并将该用电信息红外信号发送出去，由红外接收电路接收该用电信息红外信号后解调成数字信号，并经信号放大与滤波去噪处理后送MCU记录；

38KHz红外载频调制电路由MCU指令其轮询地对某一红外延伸支架红外信号覆盖范围内的电能表进行指令。