CN102081835A - 基于电力载波的远程抄表系统 - Google Patents

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高怀恩
张勇
刘鹏
罗晨汛
陆文博
盛建强
雷浩鹏
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Abstract

本发明公开了一种基于电力载波的远程抄表系统。该远程抄表系统包括Zigbee无线收发器，用于接收指令信号及读取并发送计量表中的数据；基于电力载波的微型基站，将信号转发给Zigbee无线收发器和基于电力载波的家庭网关；基于电力载波的家庭网关，向互联网和微型基站转发信号；远程服务器，用于收集数据和发送操作指令。本发明解决了远程抄表中存在的可靠性不高，数据传输无路由和成本高等问题，同时方便统计用户用电的情况。

Description

基于电力载波的远程抄表系统
技术领域
本发明涉及一种基于电力载波的远程抄表系统。
背景技术
目前有关部门对于家庭的水电气热表的抄表还大多是传统的人工入户查表，这不仅给用户带来诸多的不便，也给有关部门带来工作的不便和高昂的人工成本，同时还给有关部门对于各时段用电量的统计带来困难。在这个背景下，随着技术的发展，出现了远程抄表的技术。目前远程抄表主要有有线抄表和无线抄表两种方式，有线抄表由于需要铺设线路，成本高，无线抄表简单易行，受到大家欢迎。
当前无线抄表系统采用的无线通信技术(例如蓝牙、802.11等)主要是点对点或者点对多点的通信方式，数据的传输没有路由功能，这极大地局限了无线抄表的有效范围和可靠性。另外，还有基于GPRS无线网络的无线抄表系统，其包括在用户室内的无线数传表具、中继集中器和远程的监测中心，无线数传表具和中继集中器通过短距无线通信连接，中继集中器设置在小区或楼内，中继集中器和远程的监测中心之间通过公共无线移动数据通信网络连接。多个无线数传表具将采集到的数据通过短距无线通信传输给中继集中器，中继集中器通过公共移动数据通信网络将接收到的多个无线数传表具的数据发送给监测中心的计算机进行处理来完成抄表。这种系统依然存在着可靠性、成本仍然偏高的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于电力载波的远程抄表系统，其解决了远程抄表中存在的可靠性不高，数据传输无路由和成本高等问题。
本发明的技术方案是，其包括：
Zigbee无线收发器，连接计量表，用于接收指令信号及读取并发送计量表中的数据；
基于电力载波的微型基站，用于收发基于Zigbee协议的无线信号，还用于Zigbee协议与TCP/IP协议之间的转换，还用于接收基于电力载波的家庭网关通过电力线发送的指令信号，并将该指令信号传给所述Zigbee无线收发器；
基于电力载波的家庭网关，用于将接收的数据信号通过互联网发送至远程服务器，还用于将所述远程服务器发送的指令信号通过电力线发送至所述基于电力载波的微型基站；
远程服务器，用于收集数据和发送操作指令。
本发明采用了Zigbee无线通信技术，它是一种低速率、低成本、低功耗的短程无线网络协议。在众多无线网络技术中，Zigbee技术具有数据传输安全可靠、组网简易灵活、设备成本低、电池寿命长等独特的优势。另外，本发明在用户室内不仅采用Zigbee无线通信技术，还采用了电力载波技术来传输信号，这充分利用了用户家庭内部的电力线网络，无需用户额外布线。此外，本发明将用户家中的抄表的数据由家庭网关通过互联网传给远程服务器，而无需在小区或者楼栋再设一集中器，具有低成本，可靠性高的优点，同时本发明也易于相关部门统计各个用户的用电情况。
附图说明
图1本发明一种基于电力载波的远程抄表系统结构示意图。
具体实施方式
以下结合具体实施例进一步描述本发明。
如图1所示，一种基于电力载波的远程抄表系统包括Zigbee无线收发器2、基于电力载波的微型基站9、基于电力载波的家庭网关6，以及远程服务器8。Zigbee无线收发器2连接计量表，如水表、电表、气表等，可定时读取并发送计量表中的数据，也可以在收到指令信号后读取并发送计量表中的数据，甚至关闭计量表。同样的，基于电力载波的微型基站9包括依次连接的Zigbee无线收发模块3、基带信号处理器4和电力调制解调模块5，用于实现Zigbee协议与TCP/IP协议之间的转换。所述Zigbee无线收发模块3用于接收Zigbee无线收发器2发送的无线数据信号，该数据信号基于Zigbee协议。该数据信号通过串行接口从Zigbee无线收发模块输入基带信号处理器4。所述Zigbee无线收发模块3用于实现Zigbee协议与串口通信协议之间的转换，输出基于串口通信协议的数据流；所述基带处理器4包括单片机和连接单片机的存储器、网卡及串口单元，基带信号处理器用于实现串口通信协议与TCP/IP协议之间的转换，以使该数据信号能够通过互联网7传输。该数据信号在转换成TCP/IP协议后，输入电力调制解调模块5调制，并通过家庭电力线传至基于电力载波的家庭网关6。该基于电力载波的家庭网关6包括路由模块和连接路由模块的电力调制解调模块；该电力调制解调模块连接家庭电力线，从家庭电力线中析取该数据信号，并将析取的数据信号输入路由模块；该路由模块连接互联网7，将该数据信号通过互联网7传至远程服务器8。
另外，远程服务器8通过互联网7向基于电力载波的家庭网关6发送指令信号，该指令信号通过家庭网关6中的调制解调模块调制后通过家庭电力线发送至基于电力载波的微型基站9中的电力调制解调模块5解调，解调后的指令信号通过基带信号处理器4和Zigbee无线收发模块3进行TCP/IP协议与Zigbee协议转换后，发送给Zigbee无线收发器2，Zigbee无线收发器2再根据指令信号对连接的计量表1进行操作，包括数据读取、关闭计量表。
需要指出的是，该Zigbee无线收发器2可以集成于计量表中，计量表是数字计量表。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (6)

1.一种基于电力载波的远程抄表系统，其特征在于，包括：
Zigbee无线收发器，连接计量表，用于接收指令信号及读取并发送计量表中的数据；基于电力载波的微型基站，用于收发基于Zigbee协议的无线信号，还用于Zigbee协议与TCP/IP协议之间的转换，还用于接收基于电力载波的家庭网关通过电力线发送的指令信号，并将该指令信号传给所述Zigbee无线收发器；
基于电力载波的家庭网关，用于将接收的数据信号通过互联网发送至远程服务器，还用于将所述远程服务器发送的指令信号通过电力线发送至所述基于电力载波的微型基站；远程服务器，用于收集数据和发送操作指令。
2.根据权利要求1所述一种基于电力载波的远程抄表系统，其特征在于：所述基于电力载波的微型基站包括依次连接的Zigbee无线收发模块、基带信号处理器和电力调制解调模块；所述Zigbee无线收发模块用于接收无线数据信号以及发送远程服务器发送的指令信号；所述基带信号处理器用于信号的协议转换；所述电力调制解调模块用于将信号加载到电力线上和析取电力线上的信号。
3.根据权利要求2所述一种基于电力载波的远程抄表系统，其特征在于：所述Zigbee无线收发模块用于实现Zigbee协议与串口通信协议之间的转换，输出基于串口通信协议的数据流；所述基带信号处理器用于实现串口通信协议与TCP/IP协议之间的转换。
4.根据权利要求2所述一种基于电力载波的远程抄表系统，其特征在于：所述基带信号处理器包括单片机。
5.根据权利要求2所述一种基于电力载波的远程抄表系统，其特征在于：所述基于电力载波的微型基站包含的电力调制解调模块经电力线与基于电力载波的家庭网关连接，基于电力载波的家庭网关连接互联网；该电力调制解调模块输出的信号经电力线传输给基于电力载波的家庭网关，并通过互联网传至远程服务器。
6.根据权利要求1所述一种基于电力载波的远程抄表系统，其特征在于：所述基于电力载波的家庭网关包括路由模块和连接路由模块的电力调制解调模块；该电力调制解调模块连接家庭电力线，用于加载信号于家庭电力线及从家庭电力中析取信号，并将析取的信号输入路由模块；所述路由模块连接互联网。
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