CN102157057A - 基于Wi-Fi的无线抄表装置 - Google Patents

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CN102157057A CN 201110117895 CN201110117895A CN102157057A CN 102157057 A CN102157057 A CN 102157057A CN 201110117895 CN201110117895 CN 201110117895 CN 201110117895 A CN201110117895 A CN 201110117895A CN 102157057 A CN102157057 A CN 102157057A
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费敏锐
李先茂
王佳慧
曾磊
侯维岩
奚培锋
李乙
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Abstract

本发明涉及一种基于Wi-Fi的无线抄表装置。包括嵌入式处理器、存储单元、时钟模块、下行通信模块、上行通信模块和电源模块；所述时钟模块为所述嵌入式处理器运行提供时钟频率，并为电表数据打上时间戳；所述下行通信模块采用Modbus-RTU现场总线通信方式，连接多台智能电表，负责完成与电表的数据交互，并将多个电表的数据采集至所述存储单元；所述上行通信模块采用Wi-Fi无线通信方式，能自动搜索并连接至特定Wi-Fi无线网络，并将所述存储器中存放的电表的数据通过网络传输至管理中心。本抄表装置实现了下行多台电表数据同时采集，数据传输高速可靠，大大减少了抄表时间，提高了抄表的效率和实时性。并且具有安装简单、组网方便、维护工作量小的特点。

Description

基于Wi-Fi的无线抄表装置
技术领域
本发明涉及一种无线抄表装置，尤其是一种基于Wi-Fi的无线抄表装置。利用Wi-Fi无线网络实现对具有Modbus-RTU（Modbus串行链路RTU模式）通信及数据输出功能的数字型电表进行自动抄表、监控的自动化抄表装置。
技术背景
随着电力网络向“信息化、数字化、自动化、互动化”的发展，智能电网应运而生，而智能电网的追求是对电网与客户用电信息进行实时监控和采集，且采用最经济与最安全的输配电方式将电能输送给终端用户，实现对电能的最优配置与利用。传统的人工抄表系统弊端日益突出，主要表现在：工作量大、准确性低、及时性差，无法满足电网智能化的线损计算、电量平衡、负荷计算等方面的需求。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提供一种基于Wi-Fi的无线抄表装置，能够提供实时、高速、可靠的电表抄表方式，实现电表数据的网络化自动抄收。
为达到上述目的，本发明的技术方案是：
一种基于Wi-Fi的无线抄表装置，包括嵌入式处理器、存储单元、时钟模块、下行通信模块、上行通信模块和电源模块；所述时钟模块为所述嵌入式处理器运行提供时钟频率，并为电表数据打上时间戳；所述下行通信模块采用Modbus-RTU现场总线通信方式，连接多台智能电表，负责完成与电表的数据交互，并将多个电表的数据采集至所述存储单元，最多可连接32个电表；所述上行通信模块采用Wi-Fi无线通信方式，能自动搜索并连接至特定Wi-Fi无线网络，并将所述存储器中存放的电表的数据通过网络传输至管理中心。
上述嵌入式处理器采用32位的高速ARM处理器，并移植嵌入式操作系统；移植Modbus-RTU通信协议实现电表数据的采集，移植802.11无线通信协议实现无线网络通信；所述嵌入式处理器外围扩展RS-485总线和USB-Host接口，所述RS-485总线连接多个智能电表，所述USB-Host接口连接无线通信模块。
与上述抄表装置连接的多个电表的地址标识，由所述抄表装置上的Wi-Fi无线模块的物理地址和所述装置分配的Modbus总线地址两部分组成，形成一个全球唯一的地址标识，实现远程管理中心对电表的唯一识别。
本发明与现有技术相比较，具有以下突出的优点：
基于Wi-Fi的无线抄表装置实现了下行多台电表数据同时采集，采用Modbus-RTU现场总线协议传输数据稳定可靠；同时充分利用了Wi-Fi高速率、组网方便的特点，保证了多台电表大数据量数据传输高速可靠，大大减少了抄表时间，提高了抄表的效率和实时性。并且具有安装简单、组网方便、维护工作量小的特点。
附图说明
图1是本发明基于Wi-Fi无线抄表装置的总体结构图。
图2是本发明所涉及自动抄表系统示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的实施例作进一步详细的描述。
如图1所示，一种基于Wi-Fi的无线抄表装置，包括嵌入式处理器、存储单元、时钟模块、下行通信模块、上行通信模块和电源模块；所述时钟模块为所述嵌入式处理器运行提供时钟频率，并为电表数据打上时间戳；所述下行通信模块采用Modbus-RTU现场总线通信方式，连接多台智能电表，负责完成与电表的数据交互，并将多个电表的数据采集至所述存储单元，最多可连接32个电表；所述上行通信模块采用Wi-Fi无线通信方式，能自动搜索并连接至特定Wi-Fi无线网络，并将所述存储器中存放的电表的数据通过网络传输至管理中心。
上述嵌入式处理器采用32位的高速ARM处理器，并移植嵌入式操作系统；移植Modbus-RTU通信协议实现电表数据的采集，移植802.11无线通信协议实现无线网络通信；所述嵌入式处理器外围扩展RS-485总线和USB-Host接口，所述RS-485总线连接多个智能电表，所述USB-Host接口连接无线通信模块。
与上述抄表装置连接的多个电表的地址标识，由所述抄表装置上的Wi-Fi无线模块的物理地址和所述装置分配的Modbus总线地址两部分组成，形成一个全球唯一的地址标识，实现远程管理中心对电表的唯一识别。
所述抄表装置通过现场总线连接多台电表，并在Modbus-RTU总线中处于主机的地位，主动发送采集命令给各个电表，电表接收到命令后分析判断命令是否发给自己，如果是则回应电数据。所述抄表装置通过Wi-Fi通信模块连接至特定Wi-Fi无线网络，并处于等待数据上传状态，一旦接收到远程管理中心下发的数据上传指令则将实时采集的多个电表数据打包加密后上传至管理中心。
所述抄表装置实现了下行多台电表数据同时采集，采用Modbus-RTU现场总线协议传输数据稳定可靠；同时充分利用了Wi-Fi高速率、组网方便的特点，保证了多台电表大数据量数据传输高速可靠，大大减少了抄表时间，提高了抄表的效率和实时性。并且具有安装简单、组网方便、维护工作量小的特点。
采用所述抄表装置可以很方便的组网，形成一个自动抄表系统，实现较大范围的自动抄表。具体实现过程如图2所示，自动抄表系统主要包括管理中心3，电表1，和无线抄表装置2。其中管理中心3是由服务器和管理终端组成，服务器通过Internet与Wi-Fi无线网络通信，服务器安装数据库软件，管理终端安装抄表系统管理软件及其相关组件，能够实现实时电信息显示、数据存储、数据查询、电量统计、电量收费、统计报表及分配上下行数据传输速率等多项功能。电表1是具有通信输出接口的数字型电表，该电表提供RS-485接口，通信协议为Modbus-RTU现场总线协议，可以与自动抄表装置2的下行Modbus-RTU总线通信模块实现通信交互。所述抄表装置通过Modbus-RTU总线采集现场多个电表的数据，并通过无线传输至无线网络，进一步传输至与无线网络相连的有线网络中，管理中心则将有线网络中的数据获取并存入服务器，管理终端上运行抄表系统管理软件则可以实现对现场多个电表数据的显示、查询、管理等业务。这样构成一个自动抄表系统，实现远程对现场电表数据的采集与管理。

Claims (3)

1.一种基于Wi-Fi的无线抄表装置，其特征在于，包括嵌入式处理器、存储单元、时钟模块、下行通信模块、上行通信模块和电源模块；所述时钟模块为所述嵌入式处理器运行提供时钟频率，并为电表数据打上时间戳；所述下行通信模块采用Modbus-RTU现场总线通信方式，连接多台智能电表，负责完成与电表的数据交互，并将多个电表的数据采集至所述存储单元；所述上行通信模块采用Wi-Fi无线通信方式，能自动搜索并连接至特定Wi-Fi无线网络，并将所述存储器中存放的电表的数据通过网络传输至管理中心。
2.根据权利要求1所述的一种基于Wi-Fi的无线抄表装置，其特征在于，所述嵌入式处理器采用32位的高速ARM处理器，并移植嵌入式操作系统；移植Modbus-RTU通信协议实现电表数据的采集，移植802.11无线通信协议实现无线网络通信；所述嵌入式处理器外围扩展RS-485总线和USB-Host接口，所述RS-485总线连接多个智能电表，所述USB-Host接口连接无线通信模块。
3.根据权利要求1所述的一种基于Wi-Fi的无线抄表装置，其特征在于，与所述抄表装置连接的多个电表的地址标识，由所述抄表装置上的Wi-Fi无线模块的物理地址和所述装置分配的Modbus总线地址两部分组成，形成一个全球唯一的地址标识，实现远程管理中心对电表的唯一识别。
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