CN103985236A - 电能表自动抄表系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电能表自动抄表系统，包括采集系统和收集系统，采集系统包括微处理器，微处理器分别与模数转换芯片、显示器、GPRS通信装置、控制电路、只读存储器连接，模数转换芯片分别与滤波电路、放大滤波电路连接，滤波电路与三相电压互感器连接，放大滤波电路与三相电流互感器连接，采集系统通过GPRS通信装置与收集系统的GPRS通信终端连接，收集系统还包括上位机，上位机分别与GPRS通信终端、显示面板、存储器连接。本发明无需人工现场抄表，节约了人力，不受距离和空间的限制，可随时进行抄表，节约了大量的抄表时间；GPRS网络覆盖范围广，可满足电能表抄表的需要，电能表永远在线，流量收费，费用低廉。

Description

电能表自动抄表系统

技术领域

本发明涉及电能表领域，具体是指一种电能表自动抄表系统。

背景技术

随着我国经济的飞速发展，各行各业对电的依赖越来越大，电能表的使用分布范围越来越广。由于电能表分布上的广泛性，传统人工抄表耗时长，花费人力多，且人工抄表时存在潜在的危险，已不能适应当今社会发展的需要。目前用于抄表的技术有多种，如RS485总线、红外和电力线载波等，这些抄表技术相对比较成熟，但应用却各有其局限性，RS485总线抄表需要布线而增加投资，且传输距离不能超过1200m，红外抄表需要人工现场抄表，电力载波抄表由于电磁干扰等的影响传输距离受限。因而迫切需要有一种能够不受距离和空间的限制，费用低廉，覆盖面广，安全可靠的抄表技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种不受距离和空间的限制，费用低廉，覆盖面广，安全可靠的电能表抄表系统。

本发明通过下述技术方案实现：一种电能表自动抄表系统，包括采集系统和收集系统，采集系统包括微处理器，微处理器分别与模数转换芯片、显示器、GPRS通信装置、控制电路、只读存储器连接，模数转换芯片分别与滤波电路、放大滤波电路连接，滤波电路与三相电压互感器连接，放大滤波电路与三相电流互感器连接，采集系统通过GPRS通信装置与收集系统的GPRS通信终端连接，收集系统还包括上位机，上位机分别与GPRS通信终端、显示面板、存储器连接。

三相电流互感器和三相电压互感器分别采集进户线的相电流和相电压。由于相电流数值上相对较小，因而需要进行放大处理。三相电流互感器采集到的相电流通过放大滤波电路进行放大滤波处理，消除掉可能存在的电磁干扰后，才能输入到模数转换芯片中进行模数转换，将电流信号转换为数字信号输入到微处理器中。同理，三相电压互感器采集到的相电压通过滤波电路进行滤波处理，消除掉可能存在的电磁干扰后，才能输入到模数转换芯片中进行模数转换，将电压信号转换为数字信号输入到微处理器中。微处理器将接收到的数字信号处理后保存到只读存储器中，在显示器中显示瞬时功率和累计消耗总电能，并将相电流参数、相电压参数、瞬时功率参数和累计消耗总电能参数通过GPRS通信装置传输到GPRS通信终端上。GPRS通信终端将这些参数输入到上位机中，上位机将这些参数保存到存储器中，以便需要时提取使用，并将这些参数在显示面板显示。

进一步地，所述显示器为六位数码显示窗。由于显示器为六位数码显示窗，电能表的显示精度能够精确度0.01度，用户能够较为精确的获知用电总量，便于精确计费。

进一步地，所述显示面板为液晶显示器。显示面板一般会同时显示多个电能表的用电量，且用电量在时刻变化着，使用一般的显示装置抄表容易眼花，造成抄表错误，而液晶显示器是一种平面薄型的显示设备，画面柔和，不伤眼。

进一步地，所述GPRS通信终端同时与两个以上GPRS通信装置无线连接。由于GPRS通信终端同时与两个以上GPRS通信装置无线连接，因而收集系统可同时接收多个采集系统采集到的数据，并对这些数据进行汇总，从而实现同时对多个电能表进行自动抄表。通过GPRS通信终端同时与两个以上GPRS通信装置无线连接，规模使用后能够节省开支，使安装成本更为低廉。

进一步地，所述上位机接有LED指示灯。LED指示灯可用来指示GPRS通信装置与GPRS通信终端之间网络通信状态。通过LED指示灯，可快速判断GPRS通信装置与GPRS通信终端之间网络通信状态。当网络通信中断时，可快速确定具体电能表，从而恢复网络通信，避免网络通信中断影响电能表的抄表。

进一步地，所述只读存储器为电可擦可编程只读存储器。电可擦可编程只读存储器有四种工作模式：读取模式、写入模式、擦拭模式、校验模式。读取时，芯片只需要低压供电。编程写入时，芯片通过脉冲写入数据。擦拭时，只需使用高电压供电，不需要紫外线，便可以擦拭指定地址的内容。为保证写入正确，在每写入一块数据后，都需要进行类似于读取的校验步骤，若错误就重新写入。通过电可擦可编程只读存储器可保证写入数据的正确性，避免由于未知错误导致存储错误。

进一步地，所述模数转换芯片型号为ADS8364。ADS8364是美国TI公司生产的高速、低能耗、6通道同步采样转换、16位高速并行接口的高性能模数转换芯片，芯片自带2.5V基准电压源，可用作ADS8364的参考电压。每片ADS8364由3个模数转换器构成，每个模数转换器有2个模拟输入通道，每个通道都有采样保持器，3个模数转换器组成2对模拟输入端，可同时对其中的12对输入信号同时采样保持，然后逐个转换。由于6个通道可同时采样，很适合用于需同时采集多种信号的场合，能够满足同时对相电流和相电压模数转换的需要。

进一步地，所述GPRS通信装置和GPRS通信终端为有方科技M580系列GSM/GPRSGPRS通信模块。有方科技M580系列GSM/GPRSGPRS通信模块采用Infineon Tech 7880 的单芯片解决方案，是一款双频GSM/GPRS工业GPRS模块，具有高品质的语音、短信、数据业务等功能。使用有方科技M580系列GSM/GPRSGPRS通信模块具有以下几个优点：体积小、功耗低、瞬间电流比较小；主芯片累计全球出货量过亿，品质成熟，网络兼容性好；音频通道

采用差分设计，音质清晰不受干扰；经全球认证的Gprs R4协议，远离网络兼容性的困扰；-40℃~+80℃超宽工作温度，户外应用安全可靠；SAIC单天线干扰消除技术，有效解决边远山区的弱信号接收问题；特殊EMI/EMC设计，面对恶劣电磁环境，能够正常工作。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

1、本发明无需人工现场抄表，节约了人力，不受距离和空间的限制，可随时进行抄表，节约了大量的抄表时间，符合当今社会快节奏生活的需要。

2、本发明使用GPRS网络进行通信，GPRS网络覆盖范围广，可满足广泛分布的电能表抄表的需要，电能表永远在线，且按流量收费，费用低廉。

附图说明

图1为实施例1的结构示意图。

图2为实施例2的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1：

如图1所示，电能表自动抄表系统，包括采集系统和收集系统，采集系统包括微处理器，微处理器分别与模数转换芯片、显示器、GPRS通信装置、控制电路、只读存储器连接，模数转换芯片分别与滤波电路、放大滤波电路连接，滤波电路与三相电压互感器连接，放大滤波电路与三相电流互感器连接，采集系统通过GPRS通信装置与收集系统的GPRS通信终端连接，收集系统还包括上位机，上位机分别与GPRS通信终端、显示面板、存储器连接。

在本实施例中，三相电流互感器和三相电压互感器分别采集进户线的相电流和相电压。由于相电流数值上相对较小，因而需要进行放大处理。三相电流互感器采集到的相电流通过放大滤波电路进行放大滤波处理，消除掉可能存在的电磁干扰后，才能输入到模数转换芯片中进行模数转换，将电流信号转换为数字信号输入到微处理器中。同理，三相电压互感器采集到的相电压通过滤波电路进行滤波处理，消除掉可能存在的电磁干扰后，才能输入到模数转换芯片中进行模数转换，将电压信号转换为数字信号输入到微处理器中。微处理器将接收到的数字信号处理后保存到只读存储器中，在显示器中显示瞬时功率和累计消耗总电能，并将相电流参数、相电压参数、瞬时功率参数和累计消耗总电能参数通过GPRS通信装置传输到GPRS通信终端上。GPRS通信终端将这些参数输入到上位机中，上位机将这些参数保存到存储器中，以便需要时提取使用，并将这些参数在显示面板显示。

为更好的实现本发明，所述显示器为六位数码显示窗。由于显示器为六位数码显示窗，电能表的显示精度能够精确度0.01度，用户能够较为精确的获知用电总量，便于精确计费。

为更好的实现本发明，所述显示面板为液晶显示器。显示面板一般会同时显示多个电能表的用电量，且用电量在时刻变化着，使用一般的显示装置抄表容易眼花，造成抄表错误，而液晶显示器是一种平面薄型的显示设备，画面柔和，不伤眼。

    为更好的实现本发明，所述GPRS通信终端同时与两个以上GPRS通信装置无线连接。由于GPRS通信终端同时与两个以上GPRS通信装置无线连接，因而收集系统可同时接收多个采集系统采集到的数据，并对这些数据进行汇总，从而实现同时对多个电能表进行自动抄表。通过GPRS通信终端同时与两个以上GPRS通信装置无线连接，规模使用后能够节省开支，使安装成本更为低廉。

实施例2：

如图2所示，本实施例在实施例1的基础上，所述上位机接有LED指示灯。LED指示灯可用来指示GPRS通信装置与GPRS通信终端之间网络通信状态。通过LED指示灯，可快速判断GPRS通信装置与GPRS通信终端之间网络通信状态。当网络通信中断时，可快速确定具体电能表，从而恢复网络通信，避免网络通信中断影响电能表的抄表。

为更好的实现本发明，所述只读存储器为电可擦可编程只读存储器。电可擦可编程只读存储器有四种工作模式：读取模式、写入模式、擦拭模式、校验模式。读取时，芯片只需要低压供电。编程写入时，芯片通过脉冲写入数据。擦拭时，只需使用高电压供电，不需要紫外线，便可以擦拭指定地址的内容。为保证写入正确，在每写入一块数据后，都需要进行类似于读取的校验步骤，若错误就重新写入。通过电可擦可编程只读存储器可保证写入数据的正确性，避免由于未知错误导致存储错误。

为更好的实现本发明，所述模数转换芯片型号为ADS8364。ADS8364是美国TI公司生产的高速、低能耗、6通道同步采样转换、16位高速并行接口的高性能模数转换芯片，芯片自带2.5V基准电压源，可用作ADS8364的参考电压。每片ADS8364由3个模数转换器构成，每个模数转换器有2个模拟输入通道，每个通道都有采样保持器，3个模数转换器组成2对模拟输入端，可同时对其中的12对输入信号同时采样保持，然后逐个转换。由于6个通道可同时采样，很适合用于需同时采集多种信号的场合，能够满足同时对相电流和相电压模数转换的需要。

为更好的实现本发明,所述GPRS通信装置和GPRS通信终端为有方科技M580系列GSM/GPRSGPRS通信模块。有方科技M580系列GSM/GPRSGPRS通信模块采用Infineon Tech 7880 的单芯片解决方案，是一款双频GSM/GPRS工业GPRS模块，具有高品质的语音、短信、数据业务等功能。使用有方科技M580系列GSM/GPRSGPRS通信模块具有以下几个优点：体积小、功耗低、瞬间电流比较小；主芯片累计全球出货量过亿，品质成熟，网络兼容性好；音频通道采用差分设计，音质清晰不受干扰；经全球认证的Gprs R4协议，远离网络兼容性的困扰；-40℃~+80℃超宽工作温度，户外应用安全可靠；SAIC单天线干扰消除技术，有效解决边远山区的弱信号接收问题；特殊EMI/EMC设计，面对恶劣电磁环境，能够正常工作。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种电能表自动抄表系统，其特征在于：包括采集系统和收集系统，所述采集系统包括微处理器，所述微处理器分别与模数转换芯片、显示器、GPRS通信装置、控制电路、只读存储器连接，所述模数转换芯片分别与滤波电路、放大滤波电路连接，所述滤波电路与三相电压互感器连接，所述放大滤波电路与三相电流互感器连接，所述采集系统通过GPRS通信装置与收集系统的GPRS通信终端连接，所述收集系统还包括上位机，所述上位机分别与GPRS通信终端、显示面板、存储器连接。

2.根据权利要求1所述的电能表自动抄表系统，其特征在于：所述显示器为六位数码显示窗。

3.根据权利要求1所述的电能表自动抄表系统，其特征在于：所述显示面板为液晶显示器。

4.根据权利要求1所述的电能表自动抄表系统，其特征在于：所述GPRS通信终端同时与两个以上GPRS通信装置无线连接。

5.根据权利要求1~4任一项所述的电能表自动抄表系统，其特征在于：所述上位机接有LED指示灯。

6.根据权利要求1~4任一项所述的电能表自动抄表系统，其特征在于：所述只读存储器为电可擦可编程只读存储器。

7.根据权利要求1~4任一项所述的电能表自动抄表系统，其特征在于：所述模数转换芯片型号为ADS8364。

8.根据权利要求1~4任一项所述的电能表自动抄表系统，其特征在于：所述GPRS通信装置和GPRS通信终端为有方科技M580系列GSM/GPRSGPRS通信模块。