CN102509437B - 采集计量表具数据的采集装置及采集系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种采集计量表具数据的采集装置及采集系统，其中，所述采集系统包括所述采集装置和与所述采集装置通信连接的数据集中装置，所述采集装置包括：用于采集所述计量表具的计量数据的数据采集单元；用于存储所采集的计量数据的存储单元；具有休眠状态且用于启动所述数据采集单元、并将所存储的计量数据进行预定处理以便发送的处理单元；用于在被所述处理单元启动后将所述处理单元处理后的数据发送至数据集中装置的无线通信单元；用于唤醒处于休眠状态的处理单元的唤醒单元；以及用于提供电能的供电单元。由于具有休眠状态，因此，本发明的采集装置所消耗的能量远小于现有具有待机状态的自动抄表系统所消耗的能量。
Description
技术领域
本发明涉及计量表具领域，特别是涉及一种采集计量表具数据的采集装置及采集系统。
背景技术
随着城市化进程的加速，水/电/煤等公共行业的信息化的规模日益扩大，传统的人工采集计量表数据的方式已无法满足当前建设的需要。为满足上述需要，市场上出现了计量表数据的自动采集装置，例如，在公开号为101154312A的中国专利文献中，公开了一种基于ZigBee技术的自动抄表系统，该系统采用RS485总线与计量表相连，将采集的数据冻结在采集器中，并通过远程通信单元上传所采集的数据。又如，在公开号为1014471A的中国专利文献中，公开了一种低功耗远程无线抄表模块，该模块通过红外开窗模块定时打开红外通讯窗口来采集计量表数据，再基于GPRS网络上传所采集的计量表数据。
尽管上述采集装置实现了自动采集计量表数据的功能，但在现实应用中，上述方案仍存在各种缺陷，以至于无法长期、稳定的采集计量表数据。例如，前述基于R485总线方式连接采集装置与计量表的采集装置，所述R485总线需要一定的驱动电流，使得所述采集装置的供电电池无法长时间持续工作，同时，采用有线连接的方式还增加了安装和维护的成本。又如，前述通过红外通信模块定时采集的采集装置，虽然解决了有线连接的部分缺点，但其红外通信模块需要长期处于待机状态，所述待机状态仍然会消耗大量电能，而且GPRS通信单元在通信过程中功耗很大，不利于采集装置长期、稳定的工作。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种能耗低的采集计量表具数据的采集装置及采集系统。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供的采集计量表具数据的采集装置至少包括：数据采集单元，与计量表具相连接，用于采集所述计量表具的计量数据；存储单元，连接所述数据采集单元，用于存储数据采集单元采集的计量数据；具有休眠状态的处理单元，连接所述数据采集单元与存储单元，用于启动所述数据采集单元，并自所述存储单元中提取所存储的计量数据进行预定处理以便发送；无线通信单元，连接所述数据集中装置，用于在被所述处理单元启动后，将所述处理单元处理后的数据予以发送；唤醒单元，连接所述处理单元，用于唤醒处于休眠状态的处理单元；供电单元，与所述唤醒单元及处理单元连接，用于提供电能。
优选地，所述数据采集单元包括红外数据采集单元。
优选地，所述无线通信单元包括基于Zigbee协议的通信单元。
优选地，所述唤醒单元包括定时器。
优选地，当所述处理单元包括中央处理单元时，所述定时器内置在所述中央处理单元中。
本发明还提供一种所述采集计量表具数据的采集系统至少包括：前述采集计量表具数据的采集装置；以及与所述采集装置通信连接的数据集中装置。
优选地，所述数据集中装置至少包括以下一种：集中器、中继器。
如上所述，本发明采用具有休眠状态的处理单元来启动数据采集单元以及无线通信单元，使得本发明的采集装置所消耗的能量远小于现有具有待机状态的自动抄表系统所消耗的能量，因此，本发明相对于现有技术，能更为有效节约电能，本发明的采集装置的供电单元可持续工作三到六年。
附图说明
图1显示为本发明的采集计量表具数据的采集装置的结构示意图。
图2显示为本发明的采集计量表具数据的采集系统的结构示意图。
元件标号说明
1 计量表具
2 采集计量表具数据的采集系统
21 采集计量表具数据的采集装置
211 数据采集单元
212 存储单元
213 无线通信单元
214 具有休眠状态的处理单元
215 唤醒单元
216 供电单元
22 数据集中装置
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
图1示出了本发明的采集计量表具数据的采集装置的结构示意图。所述采集计量表具数据的采集装置21包括数据采集单元211、存储单元212、无线通信单元213、具有休眠状态的处理单元214、唤醒单元215及供电单元216。
所述数据采集单元211与所述计量表具1相连接，用于采集所述计量表具1的计量数据。其中，所述计量表具1包括但不限于：计量用电量的电表、计量用水量的水表、计量燃气消耗量的燃气表等。
具体地，所述数据采集单元211基于诸如红外方式、图像摄取方式等来采集所述计量表具1的计量数据，优选地，所述数据采集单元211包括但不限于：红外采集单元脉冲采集单元、图像采集单元等。
需要说明的是，本领域技术人员应该已经理解所述数据采集单元211，故在此不再详述。
所述存储单元212用于存储所述数据采集单元211所采集的计量数据。优选地，所述存储单元212包括但不限于：ROM存储单元、Flash存储单元等。
所述具有休眠状态的处理单元214与所述数据采集单元211及无线通信单元213相连接，用于启动所述数据采集单元211及无线通信单元213，并将所存储的计量数据进行预定处理以便发送。
具体地，所述具有休眠状态的处理单元214处于休眠状态时，由其所控制的器件，即所述数据采集单元211及无线通信单元213，均处于不工作状态，而其自身也处于最低功耗状态，以便节省电能；而当所述处理单元214处于正常工作状态时，其向所述数据采集单元211及无线通信单元213发送启动信号，并将所述存储单元212中所存储的计量数据进行预定处理，以便发送。其中，所述预定处理包括但不限于：基于预定通信协议将所述计量数据予以封装等，所述预定通信协议包括任何一种与数据集中装置之间的通信协议，优选地，所述预定通信协议包括但不限于：Zigbee通信协议、Wlan通信协议、Mesh无线多跳网络协议等等。优选地，所述具有休眠状态的处理单元214包括但不限于中央处理单元(CPU)等。
需要说明的是，本领域技术人员应该已经理解中央处理单元等的休眠状态，更应该理解休眠状态比待机状态更为节省电能。
所述无线通信单元213用于在被所述处理单元214启动后将所述处理单元214处理后的数据发送至数据集中装置22。优选地，所述无线通信单元213包括但不限于：基于Zigbee通信的通信单元、基于Wlan通信的通信单元、基于Mesh通信的通信单元等。
所述唤醒单元215用于唤醒处于休眠状态的处理单元214。其中，所述唤醒单元215包括任何能向处于休眠状态的处理单元214发送唤醒信号的电路结构，优选地，所述唤醒单元215基于预设的时间间隔向所述处理单元214发送唤醒信号，以便唤醒处于休眠状态的处理单元214，使得所述处理单元214进入正常工作状态。所述唤醒信号包括但不限于脉冲信号、高/低电平等。优选地，所述唤醒单元215可采用定时器等来实现。
更为优选地，当所述处理单元214包括中央处理单元时，所述定时器内置在所述中央处理单元中，以便定时唤醒所述中央处理单元进入正常工作状态。
所述供电单元216与所述唤醒单元215及处理单元214连接，用于提供电能。所述供电单元216包括但不限于蓄电池、供电电路等。
优选地，前述处理单元214还具有调试状态，其中，所述调试状态包括当所述采集计量表具数据的采集装置异常或所述采集计量表具数据的采集装置与数据集中装置通信异常时，或者所述采集计量表具数据的采集装置接收到数据集中装置发送的调试请求时，所述处理单元214所处的状态。例如，当所述数据采集单元211或所述无线通信单元213因异常而无法正常工作时，所述处理单元214进入调试状态，以便记录所述数据采集单元211或所述无线通信单元213产生的异常信息，并在所述数据采集单元211或所述无线通信单元213正常工作后，启动所述无线通信单元213将所述异常信息发送至所述数据集中装置22。又如，当所述数据集中装置22基于预定规则判断接收的计量数据异常时，所述处理单元214通过所述无线通信单元213获得来自所述数据集中装置22发送的调试指令进入所述调试状态，并控制所述无线通信单元213重新发送计量数据至所述数据集中装置22，所述处理单元214通过所述无线通信单元213获得来自所述数据集中装置22的数据接收成功的信息后再由调试状态转入休眠状态。再如，当所述数据集中装置22基于维护人员的输入信息在接收计量数据后，向所述采集计量表具数据的采集装置21发送调试请求指令，所述处理单元214基于所述调试请求指令，进入所述调试状态，使得所述无线通信单元213基于所述数据集中装置22发送的调试指令，将相应的数据发送至所述数据集中装置22，以便用户调试和维护所述采集计量表具数据的采集装置21。
上述所述计量表具数据的采集装置的工作过程如下：
先将所述采集计量表具数据的采集装置21的数据采集单元211连接计量表具1，随后，当具有休眠状态的处理单元214未被唤醒时，所述处理单元214处于休眠状态，所述数据采集单元211及无线通信单元213均不工作；而当具有休眠状态的处理单元214被所述唤醒单元215唤醒后，所述具有休眠状态的处理单元214进入正常工作状态，并启动所述数据采集单元211使其进入正常工作状态，即，所述数据采集单元211采集计量表具1的计量数据，并将所述计量数据存入所述存储单元212，接着，所述处理单元214将所存储的计量数据进行预定处理后，再启动所述无线通信单元213将所述经过预定处理的数据发送至数据集中装置22，随后，所述具有休眠状态的处理单元214待数据发送后由正常工作状态返回休眠状态；优选地，所述具有休眠状态的处理单元214通过无线通信单元213获得来自数据集中装置22的计量数据接收成功的信息后再由正常工作状态返回休眠状态；而当所述具有休眠状态的处理单元214通过无线通信单元213获得到来自数据集中装置22的计量数据接收错误的信息时，则进入调试状态，即所述处理单元214控制所述无线通信单元213重新发送经过预定处理的数据，直至通过无线通信单元213获得来自数据集中装置22的计量数据接收成功的信息。
优选地，所述具有休眠状态的处理单元214通过无线通信单元213获得来自数据集中装置22的计量数据接收成功的信息后再由正常工作状态返回休眠状态；而当所述具有休眠状态的处理单元214通过无线通信单元213获得到来自数据集中装置22的调试请求指令时，则进入调试状态，以便所述无线通信单元213基于调试指令将所对应的数据发送至所述数据集中装置22。
需要说明的是，本领域技术人员应该理解上述计量表具数据的采集装置的工作方式仅为举例，事实上，所述处理单元214也可同时启动所述数据采集单元211和所述无线通信单元213等。
图2为本发明的采集计量表具数据的采集系统的结构示意图。所述采集计量表具数据的采集系统2包括至少一个采集计量表具数据的采集装置21和数据集中装置22。
其中，每一个所述采集计量表具数据的采集装置21连接一个计量表具1，所述采集计量表具数据的采集装置21已在图1所示的实施例中予以详细描述，并以引用的方式包含于此，不再详述。
所述数据集中装置22与每一个所述采集计量表具数据的采集装置21通信连接，用于接收来自每一个采集计量表具数据的采集装置21所发送的计量数据，并将所接收的所有计量数据发送至计量数据的处理系统(未予图示)，以便所述处理系统对所采集的计量数据进行后续处理。其中，所述数据集中装置22包括任何能与每一个所述采集计量表具数据的采集装置21通信的装置。优选地，所述数据集中装置22包括但不限于集中器、中继器。
具体地，所述数据集中装置22与每一个采集计量表具数据的采集装置21的通信方式基于所述数据集中装置22与每一个采集计量表具数据的采集装置21之间的通信协议来确定。例如，所述数据集中装置22与所述计量表具数据的采集装置21之间基于Zigbee协议进行通信，以接收每一个计量表具数据的采集装置21所采集的计量数据。所述数据集中装置22与所述计量数据的处理系统之间的通信方式包括但不限于基于GPS通信、基于有线网络通信、基于光纤等。
综上所述，本发明的采集计量表具数据的采集装置在休眠状态时，仅唤醒单元与控制单元消耗电能，且控制单元消耗的电能极低，由此使得本发明的采集装置所消耗的能量远小于现有具有待机状态的自动抄表系统所消耗的能量，因此，本发明相对于现有技术，能更为有效节约电能，本发明的采集装置的供电单元可持续工作三到六年；此外，本发明基于红外数据采集单元采集计量表具数据，可以避免现场接线，有利于工作人员安装和维护所述采集装置，并增强了装置的安全性；另外，所述处理单元还具有多种状态，便于工作人员维护和调试。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (7)
1.一种采集计量表具数据的采集装置，其特征在于，所述采集装置至少包括：
数据采集单元，与计量表具相连接，用于采集所述计量表具的计量数据；
存储单元，连接所述数据采集单元，用于存储数据采集单元采集的计量数据；
具有休眠状态的处理单元，连接所述数据采集单元与存储单元，用于启动所述数据采集单元，并自所述存储单元中提取所存储的计量数据进行预定处理以便发送；
无线通信单元，连接所述数据集中装置，用于在被所述处理单元启动后，将所述处理单元处理后的数据予以发送；
唤醒单元，连接所述处理单元，用于唤醒处于休眠状态的处理单元；
供电单元，与所述唤醒单元及处理单元连接，用于提供电能；
其中，所述处理单元还具有调试状态，其中，所述调试状态包括当所述采集计量表具数据的采集装置异常或所述采集计量表具数据的采集装置与数据集中装置通信异常时，或者所述采集计量表具数据的采集装置接收到数据集中装置发送的调试请求时，所述处理单元所处的状态。
2.根据权利要求1所述的采集计量表具数据的采集装置，其特征在于：所述数据采集单元包括：红外数据采集单元。
3.根据权利要求1所述的采集计量表具数据的采集装置，其特征在于：所述无线通信单元包括：基于Zigbee协议的通信单元。
4.根据权利要求1所述的采集计量表具数据的采集装置，其特征在于：所述唤醒单元包括定时器。
5.根据权利要求4所述的采集计量表具数据的采集装置，其特征在于：当所述处理单元包括中央处理单元时，所述定时器内置在所述中央处理单元中。
6.一种采集计量表具数据的采集系统，其特征在于，所述采集系统至少包括：
如权利要求1至5中任一项所述的采集计量表具数据的采集装置；以及
与所述采集装置通信连接的数据集中装置。
7.根据权利要求6所述的采集计量表具数据的采集系统，其特征在于：所述数据集中装置至少包括以下一种：集中器、中继器。
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