CN102821436A - 电能表智能组网动态路由远端采集系统 - Google Patents

电能表智能组网动态路由远端采集系统 Download PDF

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刘武生
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宁夏隆基宁光仪表有限公司
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    • Y02D30/00Reducing energy consumption in communication networks
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Abstract

本发明涉及电子式费控电能表信息采集系统,尤其是电能表智能组网动态路由远端采集系统,其特点是,包括通过无线方式连接的1个无线集抄集中器和至少2个无线远传费控电能表。本发明与现有技术相比,一是安装便捷,电能表只需连接好电力线上电后会自动搜索网络并接入网络;二是抄表方便,远程服务器通过GPRS或CDMA网络和Zigbee网络与电能表进行通信,只需进行远程无线集抄获取电能表信息;三是数据传输可靠性高、成功率高,集中器通过Zigbee网络与各电能表进行通信,并将信息通过GPRS或CDMA网络传输给远程服务器。

Description

电能表智能组网动态路由远端采集系统
技术领域
[0001] 本发明涉及电子式费控电能表信息采集系统,尤其是电能表智能组网动态路由远端米集系统。
背景技术
[0002] ZigBee技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通讯技术。主要适用于数据吞吐量小、网络建设投资小、网络安全要求高、低耗电的场合。Zigbee的主要优点有:安全、可靠;延时短;组网性能高;网络的自组织、自愈能力强;低功耗;低成本。 [0003] 现在普遍使用的电子式电能表抄表方式主要有485通信、红外通信以及载波通信等抄表方式,这些抄表方式大大地缩短了人工抄表的耗时,但受限于抄表设备和抄表环境,工作效率低。如果用RS485抄表还需要另外布线,而且抄表距离有限,不易普遍采用;如果用载波方式抄表,抄表实时性不好,而且抄表成功率也达不到要求,满足不了用电统计的需求。
发明内容
[0004] 本发明的目的是提供一种能够通过无线自组网方式实现远程和集中抄表功能的电能表智能组网动态路由远端米集系统。
[0005] 一种电能表智能组网动态路由远端采集系统,其特别之处在于:包括通过无线方式连接的I个无线集抄集中器和至少2个无线远传费控电能表。
[0006] 其中无线远传费控电能表包括微处理器,该微处理器与Zigbee无线通信模块电连接从而可通过Zigbee无线网络进行通信;还包括与该微处理器连接的电源系统,该电源系统采用AC/DC开关电源,该AC/DC开关电源的输入端接市电而输出端接微处理器。
[0007] 其中微处理器为单片机。
[0008] 其中集中器包括微处理器,该微处理器还分别与Zigbee无线通信模块和GPRS、CDMA无线通信模块电连接;还包括与该微处理器连接的电源系统,该电源系统采用AC/DC开关电源,该AC/DC开关电源的输入端接市电而输出端接微处理器。
[0009] 其中微处理器为基于ARM7内核的32位嵌入式微处理器。
[0010] 其中还包括分别与集中器和无线远传费控电能表通过无线方式连接的Zigbee中继器。
[0011] 本发明与现有技术相比,一是安装便捷,电能表只需连接好电力线上电后会自动搜索网络并接入网络;二是抄表方便,远程服务器通过GPRS或CDMA网络和Zigbee网络与电能表进行通信,只需进行远程无线集抄获取电能表信息;三是数据传输可靠性高、成功率高,集中器通过Zigbee网络与各电能表进行通信,并将信息通过GPRS或CDMA网络传输给远程服务器;四是能够实时监测用户的用电情况和电网的运行情况,通过远程服务器定制任务的监测和实时召测,可以分析用电情况和电网的运行参数;五是可以很方便的实现远程费控功能,供电部门可以对用户用电进行远程控制;六是操作简单、功能齐全,电能表有两个查询按键,可以方便的查询电表内的数据,电能表集成了电能计量、事件记录、报警等功能。
附图说明
[0012] 附图I为本发明用于集中抄表的网络结构原理框图;
[0013] 附图2为本发明电能表的结构原理框图;
[0014] 附图3为本发明电能表的软件处理流程图;
[0015] 附图4为本发明集中器的结构原理框图;
[0016] 附图5为本发明集中器的软件处理流程图。 具体实施方式
[0017] 如图1、2、4所示,一种电能表智能组网动态路由远端采集系统,包括通过无线方式连接的I个无线集抄集中器和至少2个无线远传费控电能表,其中无线远传费控电能表包括微处理器,微处理器采用单片机,该微处理器与Zigbee无线通信模块电连接从而可通过Zigbee无线网络进行通信。
[0018] 集中器包括微处理器,该微处理器还分别与Zigbee无线通信模块和GPRS、CDMA无线通信模块电连接,微处理器采用基于ARM7内核的32位嵌入式微处理器。
[0019] 根据网络需要,还可能要使用分别与集中器和无线远传费控电能表通过无线方式连接的Zigbee中继器起到中继作用。
[0020] 本发明公开了一种电能表智能组网动态路由远端采集系统,其中采集终端是电能表,主要包括专用高精度电能计量芯片、高性能嵌入式微处理器、专用系统时钟、电源管理模块、红外通信接口、RS485通信接口、Zigbee无线通信模块、IXD显示器、大容量数据存储系统、跳合闸继电器等几部分电路。其中电能表上有无线通信模块通过LED指示灯来表明当前通信状态。
[0021] 电能表上设计更多的独立串行总线,外置式通信模块,使电能表具有更好的扩展性。在通信接口上兼容RS485、调制远红外等通信方式,给用户更多的选择。
[0022] 集中器主要包括高性能嵌入式微处理器、专用系统时钟、电源模块、红外通信接口、RS485通信接口、IXD显示器、大容量数据存储系统、Zigbee无线通信模块、GPRS, CDMA无线通信模块等几部分电路。集中器还作为Zigbee网络的协调器使用。
[0023] 集中器通过Zigbee网络可以方便、快捷、安全、可靠的与电能表进行通信;再通过GPRS、CDMA无线通信模块将信息发送给远程服务器。
[0024] Zigbee采用自组织网通信方式,每增加一个新的Zigbee网络终端,原有网络重新寻找通信对象,确定彼此间的联络,对原有网络进行刷新。网络中数据传输的路径并不是预先设定的,而是传输数据前,通过对网络当时可利用的所有路径进行搜索,分析它们的信号质量和节点个数,然后选择其中的一条路径进行数据传输。在我们的网络管理软件中,路径的选择使用的是“梯度法”,即先选择路径最近的一条通道进行传输,如传不通,再使用另外一条稍远一点的通路进行传输,以此类推,直到数据送达目的地为止。在实际应用中,预先确定的传输路径随时都可能发生变化,或者因各种原因路径被中断了,或者过于繁忙不能进行及时传送。动态路由结合网状拓扑结构,就可以很好解决这个问题,从而保证数据的可
靠传输。
[0025] 本发明通过电力营销自动化管理远程服务器的远程服务器实现远程数据读取、远程费控、远程报警、远程跳闸、远程合闸、远程监测等功能。
[0026] 本发明利用远程无线通信网络传输数据,实现远程费控和远程传输功能。传输的数据采用了认证和加密的算法,数据安全性高。传输的数据采用密文发送,接收端将收到的数据通过一定算法解密后,再进行必要的操作,并向发送端发出确认数据通知操作成功或失败,为用户和供电管理部门提供了方便。
[0027] 本发明的工作原理如下:
[0028] 一是电能计量芯片采集电网实时参数,微处理器通过SPI接口与计量芯片进行通信。对电量数据进行分析、运算处理,并将分析处理后的数据保存在EEPROM和FLASH内;二·是微处理器与无线通信模块之间采用UART (通用异步收发器)进行数据传输,通过Zigbee无线模块实现微处理器与集中器的通信;三是微处理器将接收的无线通信模块的数据进行分析判断,将远程服务器需要的数据从EEPROM或FLASH中取出传送给无线通信模块传给集中器,也可以对集中器指令进行立即执行并进行信息反馈;四是集中器与远程服务器之间采用GPRS或CDMA模块传输数据,将采集到的数据传输给远程服务器,也可将远程服务器的数据命令传输给电能表。

Claims (2)

1. 一种电能表智能组网动态路由远端采集系统,其特征在于:包括通过无线方式连接的I个无线集抄集中器和至少2个无线远传费控电能表; 其中无线远传费控电能表包括微处理器,该微处理器与Zigbee无线通信模块电连接从而可通过Zigbee无线网络进行通信;还包括与该微处理器连接的电源系统,该电源系统采用AC/DC开关电源,该AC/DC开关电源的输入端接市电而输出端接微处理器,其中微处理器为单片机; 其中集中器包括微处理器,该微处理器还分别与Zigbee无线通信模块和GPRS、CDMA无线通信模块电连接;还包括与该微处理器连接的电源系统,该电源系统采用AC/DC开关电源,该AC/DC开关电源的输入端接市电而输出端接微处理器,其中微处理器为基于ARM7内核的32位嵌入式微处理器。
2.如权利要求I所述的电能表智能组网动态路由远端采集系统,其特征在于:其中还包括分别与集中器和无线远传费控电能表通过无线方式连接的Zigbee中继器。
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