CN103049990B

CN103049990B - 电表远程抄表方法及系统

Info

Publication number: CN103049990B
Application number: CN201210560417.4A
Authority: CN
Inventors: 邱柏康
Original assignee: 宁波宇宏电气有限公司
Priority date: 2012-12-20
Filing date: 2012-12-20
Publication date: 2015-11-25
Also published as: CN103049990A

Abstract

本发明提供一种不依附于互联网、安全性较高，而且不需要过多的IP地址，不需要过多的移动通信账号资源，成本较低的电表远程抄表系统，抄表方法。采用本发明后，不依附于互联网，因此网络黑客不易侵入，安全性较高，而且不需要过多的IP地址，一个移动通信账号之下可以连接较多的智能电能表，因此占用移动通信账号资源较少，而且不需要每个智能电能表上都安装移动通信模块（如GSM模块），成本较低。

Description

电表远程抄表方法及系统

技术领域

:

[0001] 本发明涉及通信领域，具体讲是一种电表远程抄表方法、系统及智能电能表。

背景技术

:

[0002]目前用于电表的远程抄表方式一般有以下3种:

[0003] URS485总线抄表方式，如图4所不为一种总线制电表、水表及燃气表三表抄表系统，它的电表抄表系统由智能电能表+数据采集终端+计算机管理中心+互联网组成一个电表抄表网络，这种技术目前比较成熟，在维护和施工方便都有完整的执行体系，但是它的缺点也很明显，它是采用有线网的形式进行传输数据，布线较为复杂，成本较高、施工复杂、工程量大，而且在难以布线的地方也难以应用，而且每个通信环节都需要有IP地址，由于和互联网连接容易遭黑客侵袭篡改用户数据，安全性较差。

[0004] 2、如图5是一种无线局域网加互联网组成的电表、水表及燃气表的三表远程抄表网络，在这种网络中电表与家庭网关之间是以点对点的形式进行无线通信，属于典型的无线局域网，家庭网关通过网卡与互联网连接，这样电力公司就通过互联网对电表进行抄表，它的缺陷在于:每个用户必须联网，或者通过设置小区服务器，每个用户与小区服务器连接，小区服务器联上互联网，这样就同样存在管理成本和器材成本较高的问题，而且每个通信环节都需要有IP地址，同样要与互联网连接，容易遭黑客侵袭篡改用户数据，安全性较差。

[0005] 3、如图6是一种采用移动通信模块进行电表、水表及燃气表的抄表网络，它采用移动通信模块，如GSM模块直接装在电表中，通过移动公网直接与电力公司进行数据传输的抄表方法，这种方法需要在每个电表中安装GSM模块，也就是每个电表都需要一个单独的账户，这不但需要大量的GSM模块，更需要大量的移动通信账号，成本较好，而且占用移动账号资源，账号资源自然会成为移动通信发展的瓶颈，可行性太低。

[0006] 4、还有一种是采用微型摄像头对准电表计数器，然后通过视频电缆将录像信号传输到电力公司实现远程集中抄表。这种方法需要的器材更多，成本过于昂贵，更不可取。

[0007] 综上所述，按照目前物联网的要求，现在急需一种不依附于互联网、安全性较高，而且不需要过多的IP地址，不需要过多的移动通信账号资源，成本较低的电表远程抄表系统，抄表方法以及应用于该抄表系统的智能电能表。

发明内容

:

[0008] 本发明要解决的技术问题是，提供一种不依附于互联网、安全性高，而且不需要过多的IP地址，不需要过多的移动通信账号资源，成本较低的电表远程抄表方法、系统及智能电能表。

[0009] 根据本发明的一个方面，本发明提供一种电表远程抄表方法，它包括以下步骤:

[0010] 步骤(1)，服务器通过信号收发器以及无线公共网络向信号集约收发器发送抄表命令，抄表命令中包括各信号集约收发器下的智能电能表的地址和电表数据项信息；

[0011] 步骤(2)，信号集约收发器接收到抄表命令后根据智能电能表的地址和电表数据项信息，通过有线数据传输方式采集该智能电能表中的与电表数据项相对应的电表数据；

[0012] 步骤(3)，若采集成功，则信号集约收发器将采集到的电表数据通过无线公共网络发送给信号收发器，若采集不成功，则信号集约收发器则将故障信息通过无线公共网络发送给信号收发器；

[0013] 步骤(4)，信号收发器将电表数据或故障信息传给服务器。

[0014] 所述信号收发器与多个信号集约收发器进行无线数据传输，所述信号集约收发器与多个智能电能表进行有线数据传输，所述每个信号集约收发器的地址以及信号集约收发器下的每个智能电能表的地址均存储在服务器中。

[0015] 采用本发明后具有以下优点:

[0016] 采用这种电表远程抄表方法，智能电能表与信号集约收发器之间采用有线连接进行数据传输，这样一栋楼可以装一个信号集约收发器，连接该楼中的每家每户的智能电能表，这种排线在现有技术中建筑时方便地实现，成本较低，信号集约收发器和信号收发器通过无线公共网络连接，如通过在信号集约收发器和信号收发器中均安装GSM模块，两者通过移动公网进行无线数据传输，信号收发器直接与电力公司中的服务器连接，将抄表数据传到服务器中，完成抄表，如果智能电能表出现故障，服务器中还能够获知智能电能表的故障信息。采用这种方法，不依附于互联网，因此网络黑客不易侵入，安全性较高，而且不需要过多的IP地址，一个移动通信账号之下可以连接较多的智能电能表，因此占用移动通信账号资源较少，而且不需要每个智能电能表上都安装移动通信模块(如GSM模块)，成本较低。

[0017] 作为改进，它还包括服务器对智能电能表的控制方法，步骤如下:

[0018] 步骤(5)、若服务器需要控制用户用电的通断，则通过信号收发器以及无线公共网络向信号集约收发器发送控制命令，控制命令中包括信号集约收发器下的智能电能表的地址和通断指令；

[0019] 步骤(6)、信号集约收发器接收到控制命令后根据智能电能表的地址和通断指令通过有线连接的方式将通断指令传输至该智能电能表，智能电能表根据通断指令控制用户电源的通断；

[0020] 步骤(7)、信号集约收发器将控制是否成功的信息通过无线公共网络发送给信号收发器，信号收发器将该信息传给服务器。

[0021] 采用这种方法，服务器还能实现向用户发送警告以及控制用户通断电的功能。

[0022] 作为改进，所述服务器向每个信号集约收发器发送抄表命令是各自单独定时发送的。采用这种方法，信号收发器向每个信号集约收发器发送抄表命令的时间是由电力公司自行设定的，电力公司可以设定在不同的时间发送抄表命令，以错开抄表时间，以防网络拥堵。

[0023] 根据本发明的另一个方面，本发明还提供一种电表远程抄表系统，它包括:

[0024] 服务器，用于存储智能电能表的地址以及通过信号收发器向智能电能表发送抄表命令或控制命令，接收电表数据；

[0025] 信号收发器，与服务器连接，与信号集约收发器通过无线公共网络进行无线数据传输；

[0026] 信号集约收发器，与智能电能表有线连接，用于接收抄表命令或控制命令，并通过有线数据传输接收智能电能表的电表数据、故障信息或控制回复信息；

[0027] 智能电能表，用于采集电表数据，将电表数据传输给信号集约收发器，并用于通断用户电源。

[0028] 采用这种系统，智能电能表与信号集约收发器之间采用有线连接进行数据传输，这样一栋楼可以装一个信号集约收发器，连接该楼中的每家每户的智能电能表，这种排线在现有技术中建筑时方便地实现，成本较低，信号集约收发器和信号收发器通过无线公共网络连接，如通过在信号集约收发器和信号收发器中均安装GSM模块，两者通过移动公网进行无线数据传输，信号收发器直接与电力公司中的服务器连接，将抄表数据传到服务器中，完成抄表，如果智能电能表出现故障，服务器中还能够获知智能电能表的故障信息。采用这种电表远程抄表系统，不依附于互联网，因此网络黑客不易侵入，安全性较高，而且不需要过多的IP地址，一个移动通信账号之下可以连接较多的智能电能表，因此占用移动通信账号资源较少。

[0029] 根据本发明的另一个方面，本发明还提供一种智能电能表，它包括光电计数电路、信号控制电路及断电控制电路，所述光电计数电路与信号控制电路连接，所述信号控制电路还与断电控制电路连接。

[0030] 这种智能电能表是利用光电转换的原理来进行电表用电量的计数，非常简单地将用电量转换成数据信息，结构简单，成本低，计量准确，而且如果用在现有电表的改造时，不需要改变现有电表的结构，直接在现有电表上增加电路板即可，改造也非常方便，成本低。[0031 ] 所述光电计数电路包括光电转盘、光电接收模块、发光模块、计数模块和显示模块，所述光电转盘为电表的感应转盘，所述发光模块设在靠近感应转盘的一个端面的位置，所述光电接收模块设在靠近感应转盘的另一个端面的位置，所述感应转盘上开有转动时能使发光模块发出的光透过并照射到光电接收模块上的通孔，光电接收模块与计数模块连接，计数模块与显示模块连接。发光模块一直发出亮光，感应转盘在用户用电时转动，当感应转盘上的通孔转到发光模块的位置时，光透过通孔照在光电接收模块上，光电接收模块接收到光照就发出一次脉冲信号给计数模块，计数模块进行脉冲计数，若通孔为一个则一个脉冲表示感应转盘转动一圈，若通孔为两个则两个脉冲表示感应转盘转动一圈，计数模块通过计算脉冲数而检测用户用电量，并将用电量在显示模块中显示。

[0032] 所述信号控制电路包括微处理器、时钟控制模块、信号收发模块及接口模块，所述微处理器分别与计数模块、时钟控制模块、信号收发模块连接，所述信号收发模块与接口模块连接；时钟控制模块提供时间信息给微处理器，微处理器接收到计数模块发出的用电量数据，将用电量数据通过信号收发模块处理之后发送给接口模块，从而通过有线传输至信号集约收发器。

[0033] 所述断电控制电路包括断路器控制电路和断路器，所述断路器控制电路与断路器和微处理器连接；微处理器通过信号收发模块接收到通断指令后，通过控制断路器控制电路来控制断路器的通断，从而实现通断用户电源。

[0034] 所述发光模块上设有发光器，所述发光器设在感应转盘转动时通孔的运动轨迹所对应的位置，所述光电接收模块上设有感光器，所述感光器设在与发光器垂直于感应转盘对应的位置。当通孔转动到发光器、通孔和感光器三者在一条直线上时，感光器接收到发光器的光照，光电接收模块发出一次脉冲信号给计数模块，计数模块根据脉冲数计算用电量。附图说明:

[0035] 图1是本发明电表远程抄表系统的结构不意图；

[0036] 图2是本发明智能电能表的方框原理图；

[0037]图3是本发明智能电能表的结构示意图；

[0038] 图4为现有技术中水表、电表以及燃气表三表总线制抄表系统的结构不意图；

[0039] 图5为现有技术中水表、电表以及燃气表三表的无线局域网抄表系统的结构不意图；

[0040] 图6为现有技术中水表、电表以及燃气表三表通过移动通信模块进行抄表的抄表系统的结构示意图；

[0041] 图中:1、智能电能表，1.1、光电转盘，1.1.1、通孔，1.2、光电接收模块，1.2.1、感光器，1.3、发光模块、1.3.1、发光器，1.4、计数模块，1.5、显示模块，1.6、磁阻控制器，1.7、感应线圈，2、信号集约收发器，3、三芯铜胶线，4、信号收发器，5、服务器。

具体实施方式

:

[0042] 下面结合具体实施例和附图说明对本发明做详细说明:

[0043] 根据本发明的一个方面，本发明提供一种电表远程抄表方法，它包括以下步骤:

[0044] 步骤(I )，服务器5通过信号收发器4以及无线公共网络向信号集约收发器2发送抄表命令，抄表命令中包括各信号集约收发器2下的智能电能表I的地址和电表数据项信息；本实施例中信号收发器4中设有GSM模块，信号集约收发器中2也装有GSM模块，它们两者之间通过GPRS/GSM移动通信网进行数据传输；

[0045] 步骤(2)，信号集约收发器2接收到抄表命令后根据智能电能表I的地址和电表数据项信息，通过有线数据传输方式采集该智能电能表I中的与电表数据项相对应的电表数据；本实施例中，信号集约收发器2通过三芯铜胶线3和I/O端口与智能电能表I连接，信号集约收发器2接收到抄表命令后，根据命令中的智能电能表I的地址查询到智能电能表1，并将电表数据项信息传输给智能电能表1，智能电能表I根据电表数据项信息填写电表数据，并通过三芯铜胶线3发送给信号集约收发器2 ;

[0046] 步骤(3)，若采集成功，则信号集约收发器2将采集到的电表数据通过无线公共网络发送给信号收发器4，若采集不成功，则信号集约收发器2则将故障信息通过无线公共网络发送给信号收发器4 ;若采集不成功，说明智能电能I表故障，智能电能表I则把故障信息通过有线连接发给信号集约收发器2，信号集约收发器2则将故障信息和故障智能电能表I的地址，通过无线公共网络发给信号收发器4 ;

[0047] 步骤(4)，信号收发器4将电表数据或故障信息传给服务器5。这样服务器5就完成对用户智能电能表I的抄表，或者获取该用户智能电能表I故障的信息。

[0048] 所述信号收发器4与多个信号集约收发器2进行无线数据传输，所述信号集约收发器2与多个智能电能表I进行有线数据传输，所述每个信号集约收发器2的地址以及无线信号收发器4下的每个智能电能表I的地址均存储在服务器5中。

[0049] 作为改进，它还包括服务器对智能电能表的控制方法，步骤如下:

[0050] 步骤(5)、若服务器5需要对用户的智能电能表I进行控制，则通过信号收发器4以及无线公共网络向信号集约收发器2发送控制命令，控制命令中包括信号集约收发器下的智能电能表的地址和控制指令，所述控制指令为警告信息或者通断指令；

[0051] 步骤(6)、信号集约收发器2接收到控制命令后根据智能电能表I的地址和控制指令通过有线连接的方式将控制指令传输至该智能电能表1，智能电能表I根据控制指令进行动作，若控制指令为警告信息，则进行报警，若控制指令为通断指令，则控制用户电源的通断；报警可以为声光报警，智能电能表控制用户电源通断是通过控制断路器来实现。

[0052] 步骤(7)、信号集约收发器将控制是否成功的信息通过无线公共网络发送给信号收发器，信号收发器将该信息传给服务器。

[0053] 采用这种方法，服务器还能实现向用户发送警告以及控制用户通断电的功能。

[0054] 作为改进，所述服务器5向每个信号集约收发器2发送抄表命令是各自单独定时发送的。采用这种方法，信号收发器向每个信号集约收发器发送抄表命令的时间是由电力公司自行设定的，电力公司可以设定在不同的时间发送抄表命令，以错开抄表时间，以防网络拥堵。例如:服务器中设置信号收发器向某个信号集约收发器定时在每个月10号10点发送抄表命令，设置向另一个信号集约收发器定时在每个月10号11点发送抄表命令，等等这样可以错开抄表时间，防止网络拥堵。

[0055] 根据本发明的另一个方面，本发明还提供一种电表远程抄表系统，如图1所示，它包括:服务器5，用于存储智能电能表的地址以及通过信号收发器4向智能电能表I发送抄表命令或控制命令，接收电表数据；本实施例中服务器5为计算机。

[0056] 信号收发器4，与服务器连接，与信号集约收发器2通过无线公共网络进行无线数据传输；本实施例中，信号收发器4上装有一个GSM模块，用于跟信号集约收发器通过移动公网进行数据传输。

[0057] 信号集约收发器2，与智能电能表I有线连接，用于接收抄表命令或控制命令，并通过有线数据传输接收智能电能表的电表数据、故障信息或控制回复信息；所述信号集约收发器还包括微处理器、电源、无线信号收发模块以及可编程I/O端口，所述电源与微处理器、可编程I/O端口和无线信号收发模块连接，所述微处理器分别与可编程I/O以及无线信号收发模块连接。可编程I/O端口通过三芯铜胶线3可与多个智能电能表I有线连接，所述无线信号收发模块本实施例中采用GSM模块，信号集约收发器2与信号收发器4通过GSM模块进行无线数据传输。

[0058] 智能电能表1，用于采集电表数据，将电表数据传输给信号集约收发器2，并用于通断用户电源。同一个信号集约收发器2可以接多个智能电能表I。例如一栋楼中装一个信号集约收发器2，这样这栋楼中的每户的智能电能表I都可以通过排线连接到信号集约收发器2上，这种排线在现有技术中很容易就可以实现。

[0059] 采用这种系统，智能电能表与信号集约收发器之间采用有线连接进行数据传输，这样一栋楼可以装一个信号集约收发器，连接该楼中的每家每户的智能电能表，这种排线在现有技术中建筑时方便地实现，成本较低，信号集约收发器和信号收发器通过无线公共网络连接，如通过在信号集约收发器和信号收发器中均安装GSM模块，两者通过移动公网进行无线数据传输，信号收发器直接与电力公司中的服务器连接，将抄表数据传到服务器中，完成抄表，如果智能电能表出现故障，服务器中还能够获知智能电能表的故障信息。采用这种方法，不依附于互联网，因此网络黑客不易侵入，安全性较高，而且不需要过多的IP地址，一个移动通信账号之下可以连接较多的智能电能表，因此占用移动通信账号资源较少。

[0060] 根据本发明的另一个方面，本发明还提供一种智能电能表，如图2所示:它包括光电计数电路、信号控制电路及断电控制电路，所述光电计数电路与信号控制电路连接，所述信号控制电路还与断电控制电路连接。

[0061] 这种智能电能表是利用光电转换的原理来进行电表用电量的计数的，非常简单地将用电量转换成数据信息，结构简单，成本低，计量准确，而且如果用在现有电表的改造时，不需要改变现有电表的结构，直接在现有电表上增加电路板即可，改造也非常方便，成本低。

[0062] 所述光电计数电路包括光电转盘1.1、光电接收模块1.2、发光模块1.3、计数模块1.4和显不模块1.5，所述光电转盘1.1为电表的感应转盘，所述发光模块1.3设在靠近感应转盘1.1的一个端面的位置，所述光电接收模块1.2设在靠近感应转盘1.1的另一个端面的位置，本实施例中，感应转盘1.1为水平设置，发光模块1.3设在感应转盘1.1的下方的电能表表壳内，光电接收模块1.2设在感应转盘1.1的下方的电能表表壳内，当然也可以是发光模块1.3设在感应转盘1.1的上方，光接收模块1.2设在感应转盘1.1的下方，所述感应转盘1.1上开有转动时能使发光模块1.3发出的光透过并照射到光电接收模块上的通孔1.1.1，所述通孔1.1.1可以为一个，也可以为两个或者更多，光电接收模块1.2与计数模块1.4连接，计数模块1.4与显示模块1.5连接；发光模块1.3 一直发出亮光，感应转盘1.1在用户用电时转动，这是采用现有技术中的电表感应原理，当感应转盘1.1上的通孔1.1.1转到发光模块1.3的位置时，光透过通孔1.1.1照在光电接收模块1.2上，光电接收模块1.2接收到光照就发出一次脉冲信号给计数模块，计数模块1.4进行脉冲计数，若通孔1.1.1为一个，则感应转盘1.1转动一圈时，光电接收模块1.2会接收到一次光照，发出一个脉冲，表不感应转盘1.1转动一圈，若通孔1.1.1为两个则感应转盘1.1转动一圈时，光电接收模块1.2会接收到两次光照，发出两个脉冲表示感应转盘转动一圈，依次类推，计数模块1.4通过计算脉冲数而检测用户用电量，并将用电量在显示模块1.5中显示。

[0063] 所述信号控制电路包括微处理器、时钟控制模块、信号收发模块及接口模块，所述微处理器分别与计数模块、时钟控制模块、信号收发模块连接，所述信号收发模块与接口模块连接；时钟控制模块提供时间信息给微处理器，微处理器接收到计数模块发出的用电量数据，将用电量数据通过信号收发模块处理之后发送给接口模块，从而通过有线传输至信号集约收发器。所述智能电能表的测量的电路(光电计数电路、信号控制电路及断电控制电路)的供电是由接口模块通过三芯铜胶线跟信号集约收发器连接，从而从信号集约收发器供电，三芯铜胶线的一路是信号线，一路是电源线，一路是接地线，因此就算是用户家里电路停电，也可以进行抄表。

[0064] 所述断电控制电路包括断路器控制电路和断路器，所述断路器控制电路与断路器和微处理器连接；微处理器通过信号收发模块接收到通断指令后，通过控制断路器控制电路来控制断路器的通断，从而实现通断用户电源。

[0065] 所述发光模块1.2上设有发光器1.2.1，所述发光器1.2.1设在感应转盘1.1转动时通孔1.1.1的运动轨迹所对应的位置，所述光电接收模块1.3上设有感光器1.3.1，所述感光器1.3.1设在与发光器1.2.1垂直于感应转盘1.1对应的位置。即当通孔1.1.1转动到发光器1.2.1、通孔1.1.1和感光器1.3.1三者在一条直线上时，感光器1.3.1接收到发光器1.2.1的光照，光电接收模块1.3发出一次脉冲信号给计数模块，计数模块根据脉冲数计算用电量。

Claims

1.一种电表远程抄表方法，其特征在于:它包括以下步骤: 步骤(I)，服务器通过信号收发器以及无线公共网络向信号集约收发器发送抄表命令，抄表命令中包括各信号集约收发器下的智能电能表的地址和电表数据项信息；步骤(2)，信号集约收发器接收到抄表命令后根据智能电能表的地址和电表数据项信息，通过有线数据传输方式采集该智能电能表中的与电表数据项相对应的电表数据，所述信号集约收发器与多个智能电能表有线连接；步骤(3)，若采集成功，则信号集约收发器将采集到的电表数据通过无线公共网络发送给信号收发器，若采集不成功，则信号集约收发器则将故障信息通过无线公共网络发送给信号收发器；步骤(4)，信号收发器将电表数据或故障信息传给服务器；步骤(5)、若服务器需要控制用户用电的通断，则通过信号收发器以及无线公共网络向信号集约收发器发送控制命令，控制命令中包括信号集约收发器下的智能电能表的地址和通断指令；步骤(6)、信号集约收发器接收到控制命令后根据智能电能表的地址和通断指令通过有线连接的方式将通断指令传输至该智能电能表，智能电能表根据通断指令控制用户电源的通断；步骤(7)、信号集约收发器将控制是否成功的信息通过无线公共网络发送给信号收发器，信号收发器将该信息传给服务器；所述智能电能表包括光电计数电路、信号控制电路及断电控制电路，所述光电计数电路与信号控制电路连接，所述信号控制电路还与断电控制电路连接；所述光电计数电路包括光电转盘、光电接收模块、发光模块、计数模块和显示模块，所述光电转盘为电表的感应转盘，所述发光模块设在靠近感应转盘的一个端面的位置，所述光电接收模块设在靠近感应转盘的另一个端面的位置，所述感应转盘上开有转动时能使发光模块发出的光透过并照射到光电接收模块上的通孔，光电接收模块与计数模块连接，计数模块与显示模块连接；所述信号控制电路包括微处理器、时钟控制模块、信号收发模块及接口模块，所述微处理器分别与计数模块、时钟控制模块、信号收发模块连接，所述信号收发模块与接口模块连接；时钟控制模块提供时间信息给微处理器，微处理器接收到计数模块发出的用电量数据，将用电量数据通过信号收发模块处理之后发送给接口模块，从而通过有线传输至信号集约收发器。

2.根据权利要求1所述的电表远程抄表方法，其特征在于:所述信号收发器与多个信号集约收发器进行无线数据传输，所述信号集约收发器与多个智能电能表进行有线数据传输，所述每个信号集约收发器的地址以及信号集约收发器下的每个智能电能表的地址均存储在服务器中。

3.根据权利要求2所述的电表远程抄表方法，其特征在于:所述服务器向每个信号集约收发器发送抄表命令是各自单独定时发送的。