CN102419903B - 一种半自动抄表设备及其抄表方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种抄表设备和抄表方法，尤其涉及一种半自动抄表设备及其抄表方法。所述抄表设备包括表计、转换器和抄表机，还包括一用于插接转换器的插座，插座与表计以M-BUS总线方式连接，转换器与抄表机无线连接；所述插座内装有通道识别器，通道识别器通过导线与插座连接；所述通道识别器包括一微控制单元，微控制单元内置身份识别码和用于自动生成表计地址列表的程序，还设有用于保存识别码和表计地址列表的存储单元。抄表时将转换器的插脚与插座连接，并由通道识别器生成地址列表，进行抄表。该抄表方式有效解决了抄表设备取电难、接地保护难的问题，降低了系统运行能耗，所用的插座体积小，节省了安装空间。

Description

一种半自动抄表设备及其抄表方法

技术领域

本发明涉及一种抄表设备和抄表方法，尤其涉及一种半自动抄表设备及其抄表方法。

背景技术

随着科学技术的发展，集中抄表技术也得到快速的发展，集中抄表可一次抄读多个用户的电表、水表、气表、热量表等计量表的信息，抄表快捷方便。目前电力上常用的抄表技术是全自动抄表方式，在楼宇中安装采集器与用户电表通过有线方式连接，每个台区安装一台或几台集中器，集中器与采集器之间通过电力线载波或是RF无线方式通讯，集中器将所管辖的表计数据汇总处理后通过GPRS方式或是以太网方式上传至数据中心主站。该抄表方式自动化程度较高，但是目前国家正在推广建设的电子政务要求单位内外网必须物理隔离，这就需要用户单位建设独立网络用于集抄系统，前期需要投入大量费用建设数据中心主站，并且后期运行仍需要花费网络运营费和数据流量费用。在建设水表、气表、热量表集抄时还面临采集设备取电难问题，由于大多数楼宇建设时并未留有专用的供电线路用于抄表系统，抄表设备只能用楼梯公共用电线路或是某户居民供电线路。楼梯公共用电一般为了节电会不定期断电，这样一来就不能保证集抄系统的不间断运行。一旦系统通讯失败，工作人员必须赶赴现场才能判别是设备故障还是断电造成的。如果使用居民用户供电线路，则需要与居民协商签订抄表设备运行所消耗的电费补偿协议，但是居民用户为避免经济纠纷大都不能接受这种协议。该类需要实时供电的抄表设备必须要有可靠的防雷保护措施，需要抄表设备能够可靠的接地。而现在大多居民小区不会在每个楼宇单元均设置有接地引线，给集抄系统建设的实施造成很大困难。

发明内容

针对上述全自动集中抄表方式存在的若干问题，本发明提供了一种半自动抄表设备以及所采用的半自动抄表方法。

本发明所采用的技术方案如下：一种半自动抄表设备，包括表计、转换器和抄表机，特殊之处在于还包括一用于插接转换器的插座，插座与表计以M-BUS总线方式连接，转换器与抄表机无线连接；所述插座内装有通道识别器，通道识别器通过导线与插座连接；所述通道识别器包括第一微控制单元，第一微控制单元内置身份识别码和用于自动生成表计地址列表的程序，还设有用于保存识别码和表计地址列表的存储单元。

在每个单元楼内安装一个或多个上述插座，插座通过M-BUS总线方式与该单元的所有表计连接，通道识别器先连接到插座，借助插座通过M-BUS总线方式与该单元的所有表计连接，通道识别器和表计平时不供电，只在抄表时由转换器为其供电，这样就不用再利用公共用电线路，免受断电的影响，节约了电力资源，也不用再为设备专门设置防雷措施，大大节约了设备的运行成本。另外，本发明采用的通道识别器直接安装在插座内，节省了安装空间。该通道识别器自带身份识别码，能自动生成和存储表计地址列表，并通过转换器将表计地址上传至抄表机，无需抄表员再事先下载和记忆表计地址列表，减轻了抄表员的劳动强度。

上述装置中，所述的转换器一端设有与插座上的插孔相配合的插脚，用于与插座连接，另一端设有无线或蓝牙通讯模块，用于与抄表机通讯，通过转换器完成通道识别器和抄表机之间的信号转换。所述转换器采用可充电式锂电池供电，转换器负责为通道识别器和表计供电。

上述装置中，所述的抄表机内设有用于与计算机通讯的USB通讯接口和用于与转换器通讯的无线或蓝牙通讯模块。抄表结束后，可通过USB通讯接口与计算机连接，将表计数据上传至数据中心；对于采用不具备生成地址列表功能的通道识别器，该抄表机仍然可用，此时可通过USB通讯接口将表计地址列表下载到抄表机中，并将其传送至通道识别器。抄表机与转换器之间采用无线通讯，方便了抄表机的携带。

本发明所述的通道识别器设置了存储单元，用于存储身份识别码和生成的地址列表，所述存储单元优选EEPROM存储器。

本发明所述的通道识别器还包括M-BUS通讯单元、过压和过流保护单元以及欠压和短路报警单元，过压和过流保护单元输入端连接外部供电单元和各个表计，其输出端与M-BUS通讯单元连接，M-BUS通讯单元输出端与微控制单元连接，欠压和短路报警单元输入端与M-BUS总线连接，其分压输出端与微控制单元连接。过压和过流保护单元负责检测供电电压和外部信号是否有过压或过流现象，如有异常，切断信号通路，防止高电压或大电流流入电路内部，损坏内部元器件。欠压和短路报警单元负责检测M-BUS通讯线路是否有欠压或短路现象，当有异常现象时，微控制单元发出报警信号，并切断通讯线路。

应用上述半自动抄表设备所采用的半自动抄表方法，包括如下步骤：

（1）、抄表员进入安装有上述插座的单元楼内，插座已通过M-BUS总线与本单元的所有表计连接，将转换器的插脚插入插座的插孔内，打开转换器电源开关，为插座内的通道识别器和本单元的表计供电；

（2）、操作抄表机，启动通道识别器自动巡检指定范围内的表计地址，并生成地址列表，存入存储单元；

（3）、操作抄表机，获取通道识别器生成的地址列表作为抄表时的表计地址数据库；

（4）、操作抄表机获取该地址库所包含的表计的当前示数，存入数据库；

（5）、抄表员返回计量中心后，通过USB方式将本次生成的表计地址列表和表计数据导入数据中心，完成抄表工作。

本发明所述的抄表机除能采集表计数据外，还能自动分析返回的表计数据，根据数据异常情况，生成报警信息记录，包含表计倒转、停走、流量异常（流量过大或是过小，比较阈值可以自行设定）、通讯异常等信息的记录。本次抄表结束后，抄表员可根据报警信息记录现场分析处理各类故障，便于故障的及时处理。

本发明所述的抄表机除可用于该系统外，还可用于不具备生成表计地址列表的集抄系统，此时可通过USB通讯接口从计算机中下载表计地址列表，并将该地址列表传送至插座内的通道识别器。

本发明具有如下有益效果：

（1）、本抄表方式将“集抄”合理拆分，通过插座将水表、燃气表、热量表“集”合到一起，“抄”表设备由抄表员管理。转换器和抄表机均使用可充电锂电池供电，替代现场实时运行的集中器。既解决了抄表入户难问题，又解决抄表设备取电难、接地保护难等问题，降低抄表系统建设施工难度。

（2）、本抄表方式提供了一种适用于建设低成本集抄系统的完整解决方案，充分发挥抄表员的主观能动性，降低设备投入费用，降低系统运行能耗。

（3）、本抄表方式由抄表员到现场操作，可及时发现解决表计倒转、不转等故障。

（4）、本发明将通道识别器安装在插座内，插座可与转换器连接，给系统供电，通道识别器自带身份识别码，可以自动巡检表计生成地址列表。该插座结构简单，体积小巧，节省安装空间。

（5）、本发明所述的转换器既承担抄表系统供电，又可以将表计数据转换后传至抄表机。体积小、重量轻，方便携带。

（6）、本发明所述的抄表机，操作简单，使用方便，具有数据纠错检验和多级密码防护，既可以保证数据的正确性又可以防止抄表员随意修改表计数据。

附图说明

下面结合附图对本发明的实施方式进行详细描述：

图1是本发明实施方式的系统框图；

图2是插座的剖视结构示意图；

图3是通道识别器的原理框图；

图4是转换器的原理框图；

图中，1、抄表机，2、转换器，21、电池供电模块，22、升压电路，23、降压电路，24、M-BUS通讯模块，25、第二微控制单元，26、无线或蓝牙通讯模块，27、运行指示和电池电量不足报警单元，28、插脚，3、通道识别器，31、过压和过流保护单元，32、M-BUS通讯单元，321、信号接收电路，322、信号发送电路，33、第一微控制单元，34、欠压和短路报警单元，35、存储单元，4、表计，5、外盖，6、插座，7、插孔，8、接线柱，9、腔体。

具体实施方式

实施例1

一种半自动抄表设备，如图所示，包括n个表计4（可以是电表、气表、水表或热量表）、一插座6、一转换器2和一抄表机1，插座6前端设有插孔7和外盖5，后端设有一腔体9，用于安装通道识别器3，插座6后端还设有与插孔7导通的接线柱8，用来连接通道识别器3的引线和外部的M-BUS总线，M-BUS总线连接各个表计4，插座将通道识别器和各表计连接起来。所述通道识别器3包括第一微控制单元33、M-BUS通讯单元32、过压和过流保护单元31以及欠压和短路报警单元34，第一微控制单元33内置用于生成身份识别码和表计地址列表的程序，其内还设有用于存储身份识别码和表计地址列表的存储单元35，存储单元35采用EEPROM存储器。M-BUS通讯单元32包括信号接收电路321和信号发送电路322，过压和过流保护单元31输入端通过M-BUS总线与转换器2、各表计4连接，转换器2为通道识别器和表计供电，其输出端与M-BUS通讯单元信号接收电路321的输入端和信号发送电路322的输出端连接，转换器或表计发送的M-BUS信号先进入过压和过流保护单元，由其检测是否有过压或过流等异常状况，如有异常，切断信号通路，使信号无法传送至内部电路；如信号正常，信号直接传入M-BUS通讯单元。第一微控制单元33输出端经M-BUS通讯单元的信号发送电路与过压和过流保护单元31连接，实现与转换器和表计的通讯，向其发出巡检指令采集表计示数。欠压和短路报警单元34输入端连接M-BUS总线，采集通讯线路电压和电流状况，其分压输出端与第一微控制单元33连接，由第一微控制单元33判断是否有欠压或短路情况，并在欠压或短路时报警。转换器2包括设于外部与插孔相配合的插脚28以及内部的电池供电模块21、升压电路22、降压电路23、第二微控制单元25、M-BUS通讯模块24、无线或蓝牙通讯模块26、运行指示和电池电量不足报警单元27，转换器2采用可充电式锂电池供电。电池供电模块21通过升压电路22与M-BUS通讯模块24连接，M-BUS通讯模块24连接外部的插脚28，用于与通道识别器通讯。电池供电模块21通过降压电路23与第二微控制单元25连接，第二微控制单元25输入输出端通过无线或蓝牙通讯模块26与抄表机通讯，通过转换器实现通道识别器和抄表机之间的数据转换和交互。抄表机1采用手持式抄表机，其内部原理为现有技术，在此不再赘述。

实施例2

应用上述半自动抄表设备的抄表方法，包括如下步骤：

（1）、抄表员进入安装有上述插座的单元楼内，插座已通过M-BUS总线与本单元的所有表计连接，将转换器的插脚插入插座的插孔内，打开转换器电源开关，为插座内的通道识别器和本单元的表计供电；

（2）、操作抄表机，启动通道识别器自动巡检指定范围内的表计地址，并生成地址列表，存入存储单元；

（3）、操作抄表机，获取通道识别器生成的地址列表作为抄表时的表计地址数据库；

（4）、操作抄表机获取该地址库所包含的表计的当前示数，存入数据库，并自动分析表计数据，生成包含表计倒转、停走、流量异常（流量过大或是过小，比较阈值可以自行设定）、通讯异常等信息的报警信息记录，本次抄表结束后，抄表员可根据报警信息记录现场分析处理各类故障；

（5）、抄表员返回计量中心后，通过USB方式将本次生成的表计地址列表和表计数据导入数据中心，完成抄表工作。

每台抄表机最多可保存100组地址列表信息。抄表机上同时设置有USB通讯接口，也可利用USB通讯接口事先从数据中心下载表计地址列表并下传至通道识别器，因此该抄表机还可用于无自动生成表计地址列表的抄表系统。

Claims (2)

1.一种半自动抄表设备，包括表计（4）、转换器（2）和抄表机（1），其特征在于：还包括一用于插接转换器的插座（6），插座（6）与表计（4）以M-BUS总线方式连接，转换器（2）与抄表机（1）无线连接；所述插座（6）内装有通道识别器（3），通道识别器（3）通过导线与插座（6）连接；所述通道识别器（3）包括第一微控制单元（33），第一微控制单元（33）内置身份识别码和用于自动生成表计地址列表的程序，还设有用于保存识别码和表计地址列表的存储单元（35）；所述通道识别器（3）还包括M-BUS通讯单元（32）、过压和过流保护单元（31）以及欠压和短路报警单元（34），过压和过流保护单元（31）输入端连接外部供电单元和各个表计，其输出端与M-BUS通讯单元（32）连接，M-BUS通讯单元（32）输出端与第一微控制单元（33）连接，欠压和短路报警单元（34）输入端与M-BUS总线连接，其分压输出端与第一微控制单元（33）连接；所述转换器（2）包括设于外部与插孔相配合的插脚（28）以及内部的电池供电模块（21）、升压电路（22）、降压电路（23）、第二微控制单元（25）、M-BUS通讯模块（24）、无线或蓝牙通讯模块（26）、运行指示和电池电量不足报警单元（27），电池供电模块（21）通过升压电路（22）与M-BUS通讯模块（24）连接，M-BUS通讯模块（24）连接外部的插脚（28），用于与通道识别器通讯，电池供电模块（21）通过降压电路（23）与第二微控制单元（25）连接，第二微控制单元（25）输入输出端通过无线或蓝牙通讯模块（26）与抄表机通讯；所述存储单元（35）为EEPROM存储器。

2.根据权利要求1所述的半自动抄表设备，其特征在于：所述转换器（2）采用可充电式锂电池供电。

3. 根据权利要求1所述的半自动抄表设备，其特征在于：所述抄表机（1）内设有用于与计算机通讯的USB通讯接口和用于与转换器通讯的无线或蓝牙通讯模块。

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