CN103235926B - 基于二维码技术的变电站设备智能抄表方法及抄表系统 - Google Patents
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Abstract
一种基于二维码技术的变电站设备智能抄表方法及及抄表系统，属数据读取领域。其包括第一级单片机模块、第二级单片机模块、二维码显示器、便携式二维码读取设备和设置在集中控制室的计算机；其第一级单片机模块与各供电间隔对应设置；各个设备运行数据采集单元的信号输出端与该间隔的第一级单片机模块信号输入端对应连接；各第一级单片机模块数据输出端口与第二级单片机模块数据输入端口对应连接；第二级单片机模块数据输出端口与二维码显示器连接；所述的便携式二维码读取设备，读取二维码显示器的显示信息，并将其传送至集中控制室的计算机中。其能够一次性自动完成多个表计的运行数据抄录工作，提高了抄表效率，保证数据信息的准确度。
Description
技术领域
本发明属于数据读取领域，尤其涉及一种用于变电站设备运行参数的快速读取方法及装置。
背景技术
变电站各种供电设备的运行参数，是其运行状态的真实反映，也是变电站运行人员每天定时必须记录的主要内容之一，俗称“抄表”。
每次一到“抄表”时间（通常是一小时一次），变电站运行人员就必须到相关设备本体旁边的显示屏，读取和记录相关的运行参数，再返回到集中控制室，将相关数据录入到运行数据库中，以便各种运行数据的存储、显示或对上级传输。
由于土地资源的日益稀缺和电力技术的不断发展，各种GIS（Gas InsulatedSwitchgear，气体绝缘金属全封闭开关设备）、HGIS（Hybrid Gas Insulated Switchgear，混合式配电装置）设备正大规模应用于各个超高压变电站中。
然而封闭式设备的紧凑型设计，导致各个表计之间的空间狭小，给运行人员的日常抄表工作带来了不少麻烦，且运行人员在抄表过程中容易与设备发生碰撞，严重影响人身和设备安全。
由于每天抄表次数较多，需要读取的数据量较大，整个抄表过程中容易发生数据抄写或传输过程中的错误，也影响了设备运行数据的准确性和可靠性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种基于二维码技术的变电站设备智能抄表方法及抄表，其将二维码的编码、读取和信息解读技术，引入到变电站设备运行参数的抄表、数据汇总工作中，能够一次性自动完成多个表计的运行数据抄录工作，大大提高了抄表效率，可大大减轻现场数据的读取、记录工作量，提高工作效率，保证数据信息的准确度。
本发明的技术方案是：提供一种基于二维码技术的变电站设备智能抄表方法，包括变电站各台运行设备运行参数的读取，其特征是：
将读取到的变电站各台运行设备的运行参数或表计读数，经过一维码变换，转换为包含有该运行设备的运行参数一维图像信号；
将各个运行设备的运行参数一维图像信号进行二维码转换，转换包含有多个运行设备的运行参数二维图像信号；
以二维码的形式将所得到的各个运行设备的运行参数或各个表计的读数统一在二维码显示屏上进行集中显示；
运行人员采用便携式二维码读取设备读取集中显示的运行参数二维图像信号；
便携式二维码读取设备或计算机采用解码软件对运行参数二维图像信号进行解码后，得到相关设备的运行表计读数；
运行人员在进行设备巡视时，只需要带上便携式二维码读取设备，对二维码显示屏上的二维码进行扫描后，就能读出各台设备的表计读数；
所述的变电站设备智能抄表方法，将二维码的编码、读取和信息解读技术，引入到变电站设备运行参数的抄表、数据汇总工作中，实现一次性自动完成多个表计的运行数据读取、抄录工作，提高抄表效率，减轻现场数据的读取、记录工作量，提高整体工作效率，保证数据信息的准确度。
具体的，其所述各台运行设备的运行参数，至少包括油泵打压次数和开关动作次数。
其所述一维码变换和二维码转换，分别采用单片机模块电路予以实现；采用第一级单片机模块来实现一维码变换功能，采用第二级单片机模块来实现二维码变换功能，以节约第一、第二级单片机模块的I/O资源，提高系统的运行效率。
其所述包含有多个运行设备的运行参数二维图像信号，按设备所在间隔编号依次分区显示间隔编号、开关动作次数、打泵次数、效验码和纠错码。
本发明还提供了一种按照上述方法工作的基于二维码技术的变电站设备智能抄表系统，包括各个供电间隔中运行设备的设备运行数据采集单元和一个便携式二维码读取设备，其特征是：
所述的变电站设备智能抄表系统包括多个第一级单片机模块、一个第二级单片机模块、一个二维码显示器、一个便携式二维码读取设备和一个设置在集中控制室的计算机；其所述的第一级单片机模块的数量与供电间隔的数量对应设置；所述同一间隔中各个运行设备的设备运行数据采集单元信号输出端，与和该间隔相对应的第一级单片机模块的信号输入端分别对应连接；所述各个第一级单片机模块的数据输出端口，与所述第二级单片机模块的数据输入端口对应连接；所述第二级单片机模块的数据输出端口，与二维码显示器连接；所述的便携式二维码读取设备，读取二维码显示器的显示信息，并将其传送至集中控制室的计算机中。
具体的，所述的设备运行数据采集单元至少包括油泵打压次数信号采集电路和开关动作次数信号采集电路。
其所述的第一级单片机模块和第二级单片机模块为常规单片机及外围控制电路；所述的二维码显示器包括常规LED二维码显示器；所述的便携式二维码读取设备包括能够扫描并识别二维码的智能手机或平板电脑。
其所述的油泵打压次数信号采集电路包括各个开关的油泵打压计数回路ECQ、打压计数继电器HP3、光电转换模块及其外围电路；所述的开关动作次数信号采集电路包括与开关本体动作机械计数器连杆开关连接的触点状态输出电路。
其所述的第一级单片机模块与第二级单片机模块之间采用I2C总线结构进行连接。
其所述二维码显示器所显示的二维码，按间隔编号依次分区显示间隔编号、开关动作次数、打泵次数、效验码和纠错码。
与现有技术比较，本发明的优点是：
1.将二维码的编码、信息采集和数据传输，引入到变电站的抄表、数据汇总工作中，能够一次性自动完成多个表计的运行数据抄录工作，大大提高了抄表效率，可大大减轻现场数据的读取、记录工作量，提高工作效率，保证数据信息的准确度；
2.采用第一级单片机将电脉冲信号转换为一维图像信号，第二级单片机将一维图像信号转换为二维图像信号的编码模式，充分利用现有的模块功能电路，易于实施和维护；
3.有助于提高全数字化智能变电站的技术保证和智能化程度。
附图说明
图1是本发明的电路模块构成示意图；
图2是油泵打压次数信号采集电路实施例电路图；
图3是开关动作次数信号采集电路实施例电路图；
图4是第一级单片机模块电路示意图；
图5是第二级单片机模块电路示意图；
图6是本技术方案二维码分区结构示意图。
图中1为二维码读取设备，2为计算机。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
图1中，本技术方案所述的变电站设备智能抄表系统包括多个第一级单片机模块、一个第二级单片机模块、一个二维码显示器、一个便携式二维码读取设备1和一个设置在集中控制室的计算机2；
其所述的第一级单片机模块的数量与供电间隔的数量对应设置；所述同一间隔中各个运行设备的设备运行数据采集单元信号输出端（图中以ECQA～ECQC表示），与和该间隔相对应的第一级单片机模块（图中以第一级单片机模块1～第一级单片机模块N表示）的信号输入端分别对应连接；所述各个第一级单片机模块的数据输出端口，与所述第二级单片机模块的数据输入端口对应连接；所述第二级单片机模块的数据输出端口，与二维码显示器连接；所述的便携式二维码读取设备，读取二维码显示器的显示信息，并将其传送至集中控制室的计算机中。
具体的，所述的设备运行数据采集单元至少包括油泵打压次数信号采集电路和开关动作次数信号采集电路。
其所述的第一级单片机模块和第二级单片机模块为常规单片机及外围控制电路。
其所述的二维码显示器包括常规LED二维码显示器。
其所述的便携式二维码读取设备包括能够扫描并识别二维码的智能手机或平板电脑。
其所述的第一级单片机模块与第二级单片机模块之间采用I2C总线结构进行连接。
采用上述系统结构后，本发明就可实现基于二维码技术的变电站设备智能抄表方法，其具体方法步骤是：
将读取到的变电站各台运行设备的运行参数或表计读数，经过一维码变换，转换为包含有该运行设备的运行参数一维图像信号；
将各个运行设备的运行参数一维图像信号进行二维码转换，转换包含有多个运行设备的运行参数二维图像信号；
以二维码的形式将所得到的各个运行设备的运行参数或各个表计的读数统一在二维码显示屏上进行集中显示；
运行人员采用便携式二维码读取设备读取集中显示的运行参数二维图像信号；
便携式二维码读取设备或计算机采用解码软件对运行参数二维图像信号进行解码后，得到相关设备的运行表计读数；
运行人员在进行设备巡视时，只需要带上便携式二维码读取设备，对二维码显示屏上的二维码进行扫描后，就能读出各台设备的表计读数；
将二维码的编码、读取和信息解读技术，引入到变电站设备运行参数的抄表、数据汇总工作中，实现一次性自动完成多个表计的运行数据读取、抄录工作，提高抄表效率，减轻现场数据的读取、记录工作量，提高整体工作效率，保证数据信息的准确度。
上述各台运行设备的运行参数，至少包括油泵打压次数和开关动作次数。
上述一维码变换和二维码转换，分别采用单片机模块电路予以实现。
其采用第一级单片机模块来实现一维码变换功能，采用第二级单片机模块来实现二维码变换功能，以节约第一、第二级单片机模块的I/O资源，提高系统的运行效率。
其述包含有多个运行设备的运行参数二维图像信号，按设备所在间隔编号依次分区显示间隔编号、开关动作次数、打泵次数、效验码和纠错码。
图2中，所述的油泵打压次数信号采集电路包括各个开关的油泵打压计数回路ECQ、打压计数继电器HP3、光电转换模块及其外围电路。
图3中，所述的开关动作次数信号采集电路包括与开关本体动作机械计数器连杆开关连接的触点状态输出电路。
由于图2、图3均采用标准图符和标准标注符号，本领域的技术人员，应该可以毫无异义地理解其连接关系和动作过程，故其具体连接关系在此不再详述。
图4中，给出了第一级单片机模块的示意性实施例电路图。
图5中，给出了第二级单片机模块的示意性实施例电路图。
由于为第一、第二级单片机模块均为常规单片机及外围控制电路，无特殊要求，所用集成电路芯片的信号在图中也已经给出，故其具体连接关系和工作原理在此不再详述。
本技术方案采用第一级单片机将设备运行次数的电脉冲信号转换为一维图像信号（实际上就是条形码），第二级单片机将一维图像信号转换为二维图像信号的编码模式，充分利用现有的模块功能电路，易于实施和维护。
本技术方案采用主、从单片机（对应于前述的第一、第二单片机模块）的控制结构，主单片机以ATmega16单片机为控制核心，从单片机采用AT89S51，其中主、从单片机之间采用I2C总线进行通信。
其主单片机主要负责对采集电路传输的信号进行计算处理，经过处理后，经从单片机，输出到显示屏上以二维码的形式显示。
从单片机主要连接液晶显示屏，这样既能节约主单片机的I/O资源，又可以提高系统的运行效率。
图6中，本技术方案的二维码的格式如图所示，首先是上方和左方都有3个定位用的图案，这是用于扫描定位对比的。随后二维码的行分别代表各个间隔，而列依次用于表述间隔号，开关动作次数，打泵动作次数，验证码和纠错码。
其中间隔编号位是固定的，对应每个间隔的编号；开关动作次数和打泵动作次数是通过将计数器中的值用脉冲的形式发送到编码器后自动生成的。校验码是用来对前面开关动作次数和打泵动作次数进行验证的，一旦发现信息传输中出现错误可以通过纠错码对错误的地方进行修正。
二维码经扫描后通过手机等扫描装置上带有相应数据库的解码软件解码后，即可显示出相关设备的运行表计读数。
本发明在原有设备的表计回路上进行相应的改进，采用数字化采集系统将表计的读数实时传输给第一、第二单片机模块，经过数据处理以后，以二维码的形式将各个表计的读数统一显示在二维码显示屏上。运行人员在进行设备巡视时，只需要带上智能手机或平板电脑等能够扫描并识别二维码的数码产品，对智能采集终端的显示屏上的二维码进行扫描后，就能读出该设备的表计读数。
本发明可广泛用于变电站运行设备的数据记录和运行管理领域。
Claims (10)
1.一种基于二维码技术的变电站设备智能抄表方法，包括变电站各台运行设备运行参数的读取，其特征是：
将读取到的变电站各台运行设备的运行参数或表计读数，经过一维码变换，转换为包含有该运行设备的运行参数一维图像信号；
将各个运行设备的运行参数一维图像信号进行二维码转换，转换包含有多个运行设备的运行参数二维图像信号；
以二维码的形式将所得到的各个运行设备的运行参数或各个表计的读数统一在二维码显示屏上进行集中显示；
运行人员采用便携式二维码读取设备读取集中显示的运行参数二维图像信号；
便携式二维码读取设备或计算机采用解码软件对运行参数二维图像信号进行解码后，得到相关设备的运行表计读数；
运行人员在进行设备巡视时，只需要带上便携式二维码读取设备，对二维码显示屏上的二维码进行扫描后，就能读出各台设备的表计读数；
所述的变电站设备智能抄表方法，将二维码的编码、读取和信息解读技术，引入到变电站设备运行参数的抄表、数据汇总工作中，实现一次性自动完成多个表计的运行数据读取、抄录工作，提高抄表效率，减轻现场数据的读取、记录工作量，提高整体工作效率，保证数据信息的准确度。
2.按照权利要求1所述的基于二维码技术的变电站设备智能抄表方法，其特征是所述各台运行设备的运行参数，至少包括油泵打压次数和开关动作次数。
3.按照权利要求1所述的基于二维码技术的变电站设备智能抄表方法，其特征是所述一维码变换和二维码转换，分别采用单片机模块电路予以实现；采用第一级单片机模块来实现一维码变换功能，采用第二级单片机模块来实现二维码变换功能，以节约第一、第二级单片机模块的I/O资源，提高系统的运行效率。
4.按照权利要求1所述的基于二维码技术的变电站设备智能抄表方法，其特征是所述包含有多个运行设备的运行参数二维图像信号，按设备所在间隔编号依次分区显示间隔编号、开关动作次数、打泵次数、效验码和纠错码。
5.一种按照权利要求1所述方法工作的基于二维码技术的变电站设备智能抄表系统，包括各个供电间隔中运行设备的运行数据采集单元，还包括一个便携式二维码读取设备，其特征是：
所述的变电站设备智能抄表系统包括多个第一级单片机模块、一个第二级单片机模块、一个二维码显示器、一个便携式二维码读取设备和一个设置在集中控制室的计算机；
其所述的第一级单片机模块的数量与供电间隔的数量对应设置；
所述各个供电间隔中各个运行设备的运行数据采集单元信号输出端，与和该间隔相对应的第一级单片机模块的信号输入端分别对应连接；
所述各个第一级单片机模块的数据输出端口，与所述第二级单片机模块的数据输入端口对应连接；
所述第二级单片机模块的数据输出端口，与二维码显示器连接；
所述的便携式二维码读取设备，读取二维码显示器的显示信息，并将其传送至集中控制室的计算机中。
6.按照权利要求5所述的基于二维码技术的变电站设备智能抄表系统，其特征是所述的设备运行数据采集单元至少包括油泵打压次数信号采集电路和开关动作次数信号采集电路。
7.按照权利要求5所述的基于二维码技术的变电站设备智能抄表系统，其特征是所述的第一级单片机模块和第二级单片机模块为常规单片机及外围控制电路；所述的二维码显示器包括常规LED二维码显示器；所述的便携式二维码读取设备包括能够扫描并识别二维码的智能手机或平板电脑。
8.按照权利要求6所述的基于二维码技术的变电站设备智能抄表系统，其特征所述的油泵打压次数信号采集电路包括各个开关的油泵打压计数回路ECQ、打压计数继电器HP3、光电转换模块及其外围电路；所述的开关动作次数信号采集电路包括与开关本体动作机械计数器连杆开关连接的触点状态输出电路。
9.按照权利要求5所述的基于二维码技术的变电站设备智能抄表系统，其特征是所述的第一级单片机模块与第二级单片机模块之间采用I2C总线结构进行连接。
10.按照权利要求5所述的基于二维码技术的变电站设备智能抄表系统，其特征是所述二维码显示器所显示的二维码，按间隔编号依次分区显示间隔编号、开关动作次数、打泵次数、效验码和纠错码。
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