CN104881986A - 一种自寻址式就地抄表装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种自寻址式就地抄表装置，包括控制器和采集器，控制器和采集器通过无线通信模块连接；采集器包括供源模块以及分别与其连接的数据采集卡、寻址存储器；控制器包括人机交互界面、无线收发天线及寻址装置，寻址装置包括识别器和扫描装置。数据采集卡连接多个RS232接口，各个RS232接口与电表箱中的各个电度表通讯接口一一对应连接，数据采集卡与寻址存储器通过屏蔽信号线连接，寻址存储器与无线通讯模块连接。扫描装置包括条形码标签扫描仪和识别标签，识别标签由耦合元件及条形码组成，设置于电表箱表面。本发明制作简便、成本低，有效地了电表箱数量多，就地电表抄录困难的问题，值得广泛推广使用。

Description

一种自寻址式就地抄表装置

技术领域

本发明涉及抄表装置与抄表技术领域，尤其涉及一种自寻址式就地抄表装置。

背景技术

随着生产力的发展，电力线路已经架设到千家万户，平均每6户左右就有一个电表箱，这样每个村镇或每个小区就需要很多电表箱，而每月电表抄录工作关系到每一个电工的劳动强度及数据核算的准确性。

每个变压器台区需要一月抄一次表，抄表后进行再进行汇总，进行电费回收和线损计算。每个电工每月需要抄几个台区，每个台区又有上百只电表箱，需要逐个电表箱打开，然后进行抄表，有的电表箱位置较高，在抄表时需要随身携带一个梯子，然后爬到梯子上进行抄表，电度表里面字体都比较小，遇到天气不好时看不清，可能会误超，造成用户意见大。

现在有条件的地区建立了远程抄表系统，但该系统是租用移动（联通）公司的网络实现远程抄表，表箱内装有无线发射模块，需要时电力营销终端发射指令到电表箱，电表箱接收到指令后传输所需数据通过移动（联通）公司网络到电力系统营销中心，该系统复杂，故障率较高，投资大，而且每年需要交一笔网络租赁费，对于不少县局及欠发达地区难以实现。

申请号为201010240475.X 的专利涉及无线通讯传输技术领域,包括采集模块与手持终端;所述采集模块设置在电表箱内与各个电表电连接,读取各个电表数值并和手持终端通讯将电表数值传送至手持终端;所述手持终端与采集模块实施通讯接收电表数值并显示;其中,手持终端上设置有显示模块、按键、电源模块、无线通讯模块、存储模块及控制器;其特征是:手持终端上还设有打印模块;按键分别设置为读取按键、记忆按键、删除按键、历史按键、打印按键和计算按键;使用本发明的装置,实现一人操表作业的同时,且能通过该无线抄表装置对相应电表数值现场进行记录、分析及打印,从而给出用户使用度数及应缴费数额的依据,提高了电力人员工作效率。然而，面对多个台区大规模批量电表进行抄表时，案例中并未提及如何对多个电表箱及电表进行快捷的识别与检测，因此亟需发明一种简单实用，投资少，性能稳定，易于操作，且寻址快速的就地抄表装置，来解决此类问题的不足。

发明内容

本发明的目的在于解决上述技术问题，提供一种自寻址式就地抄表装置，能实现准确快捷的对电表电量信息数据进行就地收集，结构简单、成本低、易于实现，有效地了电表箱数量多、电表抄录困难的问题。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种自寻址式就地抄表装置，包括控制器和采集器，所述控制器和所述采集器通过无线通信模块连接；所述采集器包括供源模块以及分别与其连接的数据采集卡、寻址存储器；所述控制器包括人机交互界面、无线收发天线及寻址装置，所述寻址装置包括识别器和扫描装置。

所述供源模块包括AC/DC变压器及整流稳压电路。

进一步地，所述供源模块包括平板电容器、整流稳压电路和蓄电池，所述平板电容器设置于电表箱进线母线的交变电场中。

所述数据采集卡连接多个RS232接口，各个RS232接口与电表箱中的各个电度表通讯接口一一对应连接，所述数据采集卡与所述寻址存储器通过屏蔽信号线连接，所述寻址存储器与所述无线通讯模块连接。

所述识别器包括单片机芯片，分别与所述人机交互界面、所述条形码标签扫描仪连接。

所述扫描装置包括条形码标签扫描仪和识别标签，所述识别标签由耦合元件及条形码组成，设置于电表箱表面。

本发明的遥控器是与设置在电表箱内的无线通信模块相匹配而设计的，遥控器的收发频率和表箱内无线通信模块的收发频率相同，人机交互界面可以设置为全液晶触屏的方式，也可以设置为按键式键盘与显示屏幕相配合使用的方式，当采用后一种方式时，按键式键盘的排序及数量可以根据每个变压器台区和台区内电表箱以及表箱内电度表的编号而设计，其功能特点根据满足实际应用而设计。

本装置的突出特点在于快速寻址，可以先将变压器台区、电表箱、电能表按照层级进行统一编号，并确定每个电能表的地址唯一性。如把每个变压器台区进行编号如：1、2、3……、A1、A2、A3……、B1、B2、B3……等，在对每个台区的电表箱进行编号，如1台区的1号电表箱1-001，2号电表箱1-002等以此类推，再把其中每一只电表按照以上方法进行编号，如1台区的1号电表箱中1号电能表为1-001-01。

在进行地址编辑后，便可以采取快速寻址的方式来寻址，由于电表箱所处位置不一，现场抄表工况不一，本发明提供了两种寻址方式可供选择，一种是通过人机交互界面的按键地址精确输入，工作人员在抄表时，通过按键输入一下对应电度表编号：如1-001-01并确认，这时只抄录1台区的1号电表箱中1号1#电度表的数据；如果按下电度表箱的编号，如1-001并确认，这时抄录的是表箱内所有电度表的数据，而且这些数据在传输时都有对应的电度表编号，遥控器下端设数据线接口，数据录入完成后，通过USB接口可以随时拷贝到电脑中，进行数据计算；另一种寻址方式是通过控制器的扫描装置对识别标签进行扫描，从而得到精确地址，条形码扫描采用射频识别技术，即RFID技术，条形码标签扫描仪是用于无线（非接触式）读取标签信息的设备，识别标签采用物联网技术，由耦合元件及条形码组成，每个识别标签具有唯一的电子编码，识别标签设置于电表箱表面的专门视窗中，视窗可以设置玻璃外罩，每一个电表箱整体以及电表箱内的每一个电能表均有各自的唯一识别码，可以根据需要进行分别扫描并得到对应的地址数据，其效果与人机交互界面的按键输入效果相一致。这两种方式得到的地址均汇入识别器，作为无线收发天线输出的地址信息数据，便于下一步在采集器的寻址存储器进行数据寻址与导出。

当前市面使用中的每块电度表都有通讯接口，该接口为RS232接口，把数据采集卡所连接多个RS232接口与电表箱中的各个电度表通讯接口一一对应连接，这样就可以通过数据采集卡将电表数据直接传输于寻址存储器中，寻址存储器与无线通讯模块连接，可以在确切得到地址数据后，将对应抄表数据进行回传。

寻址存储器是依照内容进行寻址的存储器CAM，这是一种特殊的存储阵列RAM，它的主要工作机制就是将一个输入数据项与存储在CAM中的所有数据项自动同时进行比较，判别该输入数据项与CAM中存储的数据项是否相匹配，并输出该数据项对应的匹配信息。数据采集卡与寻址存储器相配合使用时，可以将每个电能表的地址信息作为数据项进行排序存储，并将电能表对应的抄表信息项作为地址数据项的相关项。当通讯模块接收识别器传递来的地址数据项指令时，便可以根据地址数据项信息进行存储寻址，找到待抄电能表的抄表数据，从而传递回控制器终端。

在基本操作模式下，内容可寻址存储器读取输入数据并与CAM表中的所有表项相比较。无论匹配项找到与否，当比较完成后，MC引脚均有效。如果找到了匹配项，则MS引脚有效，同时在MQ总线上输出与匹配数据项相关的数据；如果没有找到，则MQ总线保持高阻态；当电表数量繁多、抄表数据较多且复杂时，还可以对寻址存储器进行级联，对数据地址项或其所对应的相关数据存储项进行分级存储，以便扩展存储深度，达到应用要求。

采集器的供源模块可以采用AC/DC变压器引源、也可以采用平板电容器产生交变感应来引源。就地实施遥控抄表时，通过把表箱内每一块电度表通讯接口进行集中，其数据通过数据采集卡定时存储在寻址存储器中，这样在计算线损时可以减少由于抄表时间不一致而引起的误差，寻址存储器连接无线通信模块的通讯接口，当遥控器发出对某个电表箱或是某块电度表的抄表指令时，经过无线通信模块的地址接收识别，便可以对寻址存储器发出寻址指令，并将地址指令对应的抄表数据回传至遥控器接收端，实现快捷的就地抄表。本发明制作简便、成本低，有效地了电表箱数量多，就地电表抄录困难的问题，值得广泛推广使用。

附图说明

图1是本发明系统的结构示意图。

图2是本发明实施例一控制器的外观结构图。

图3是本发明实施例一的电路原理结构图。

图4是本发明寻址存储器结构示意图。

具体实施方式

实施例一

如图1至图4所示，一种自寻址式就地抄表装置，包括控制器1和采集器，控制器和采集器通过无线通信模块9连接；采集器包括供源模块6以及分别与其连接的数据采集卡7、寻址存储器8；控制器包括人机交互界面2、无线收发天线3及寻址装置，寻址装置包括识别器4和扫描装置5。

供源模块包括AC/DC变压器及整流稳压电路。

数据采集卡连接多个RS232接口，各个RS232接口与电表箱中的各个电度表通讯接口一一对应连接，数据采集卡与寻址存储器通过屏蔽信号线连接，寻址存储器与无线通讯模块连接。

识别器包括单片机芯片，分别与人机交互界面、条形码标签扫描仪连接。

扫描装置包括条形码标签扫描仪和识别标签，识别标签由耦合元件及条形码组成，设置于电表箱表面。

本发明的遥控器是与设置在电表箱内的无线通信模块相匹配而设计的，遥控器的收发频率和表箱内无线通信模块的收发频率相同，人机交互界面可以设置为按键式键盘与显示屏幕相配合使用的方式，按键式键盘的排序及数量可以根据每个变压器台区和台区内电表箱以及表箱内电度表的编号而设计，其功能特点根据满足实际应用而设计。

本装置的突出特点在于快速寻址，可以先将变压器台区、电表箱、电能表按照层级进行统一编号，并确定每个电能表的地址唯一性。如把每个变压器台区进行编号如：1、2、3……、A1、A2、A3……、B1、B2、B3……等，在对每个台区的电表箱进行编号，如1台区的1号电表箱1-001，2号电表箱1-002等以此类推，再把其中每一只电表按照以上方法进行编号，如1台区的1号电表箱中1号电能表为1-001-01。

在进行地址编辑后，便可以采取快速寻址的方式来寻址，由于电表箱所处位置不一，现场抄表工况不一，本发明提供了两种寻址方式可供选择，一种是通过人机交互界面的按键地址精确输入，工作人员在抄表时，通过按键输入一下对应电度表编号：如1-001-01并确认，这时只抄录1台区的1号电表箱中1号1#电度表的数据；如果按下电度表箱的编号，如1-001并确认，这时抄录的是表箱内所有电度表的数据，而且这些数据在传输时都有对应的电度表编号，遥控器下端设数据线接口，数据录入完成后，通过USB接口可以随时拷贝到电脑中，进行数据计算；另一种寻址方式是通过控制器的扫描装置对识别标签进行扫描，从而得到精确地址，条形码扫描采用射频识别技术，即RFID技术，条形码标签扫描仪是用于无线（非接触式）读取标签信息的设备，识别标签采用物联网技术，由耦合元件及条形码组成，每个识别标签具有唯一的电子编码，识别标签设置于电表箱表面的专门视窗中，视窗可以设置玻璃外罩，每一个电表箱整体以及电表箱内的每一个电能表均有各自的唯一识别码，可以根据需要进行分别扫描并得到对应的地址数据，其效果与人机交互界面的按键输入效果相一致。这两种方式得到的地址均汇入识别器，作为无线收发天线输出的地址信息数据，便于下一步在采集器的寻址存储器进行数据寻址与导出。

当前市面使用中的每块电度表都有通讯接口，该接口为RS232接口，把数据采集卡所连接多个RS232接口与电表箱中的各个电度表通讯接口一一对应连接，这样就可以通过数据采集卡将电表数据直接传输于寻址存储器中，寻址存储器与无线通讯模块连接，可以在确切得到地址数据后，将对应抄表数据进行回传。

寻址存储器是依照内容进行寻址的存储器CAM，这是一种特殊的存储阵列RAM，它的主要工作机制就是将一个输入数据项与存储在CAM中的所有数据项自动同时进行比较，判别该输入数据项与CAM中存储的数据项是否相匹配，并输出该数据项对应的匹配信息。数据采集卡与寻址存储器相配合使用时，可以将每个电能表的地址信息作为数据项进行排序存储，并将电能表对应的抄表信息项作为地址数据项的相关项。当通讯模块接收识别器传递来的地址数据项指令时，便可以根据地址数据项信息进行存储寻址，找到待抄电能表的抄表数据，从而传递回控制器终端。

在基本操作模式下，内容可寻址存储器读取输入数据并与CAM表中的所有表项相比较。无论匹配项找到与否，当比较完成后，MC引脚均有效。如果找到了匹配项，则MS引脚有效，同时在MQ总线上输出与匹配数据项相关的数据；如果没有找到，则MQ总线保持高阻态；当电表数量繁多、抄表数据较多且复杂时，还可以对寻址存储器进行级联，对数据地址项或其所对应的相关数据存储项进行分级存储，以便扩展存储深度，达到应用要求。

采集器的供源模块可以采用AC/DC变压器引源，AC/DC变压器利用表箱内交流电源，通过变压器变换为低压交流电，再经过整流整流后输出12V的直流电，供整个系统需要，其中，A1是稳压器模块，C1瓷片电容器，C2是有极性大容量电解电容器，起作用都是滤波，A2是与AC/DC变压器连接的稳压模块，可以为通讯模块提供5V的直流电源；C3和C4作用是滤波，二极管V1的作用是防止反向电压击穿三极管Q1，A4是采集器中的数据模块，可以存储地址密码及每月电度表记录数据，需要时可以通过通讯模块A3向外发射数据；就地实施遥控抄表时，通过把表箱内每一块电度表通讯接口进行集中，其数据通过数据采集卡定时存储在寻址存储器中，这样在计算线损时可以减少由于抄表时间不一致而引起的误差，寻址存储器连接无线通信模块的通讯接口，当遥控器发出对某个电表箱或是某块电度表的抄表指令时，经过无线通信模块的地址接收识别，便可以对寻址存储器发出寻址指令，并将地址指令对应的抄表数据回传至遥控器接收端，实现快捷的就地抄表。

实施例二

一种自寻址式就地抄表装置，包括控制器1和采集器，控制器和采集器通过无线通信模块9连接；采集器包括供源模块6以及分别与其连接的数据采集卡7、寻址存储器8；控制器包括人机交互界面2、无线收发天线3及寻址装置，寻址装置包括识别器4和扫描装置5。

供源模块包括平板电容器、整流稳压电路和蓄电池，平板电容器设置于电表箱进线母线的交变电场中。

数据采集卡连接多个RS232接口，各个RS232接口与电表箱中的各个电度表通讯接口一一对应连接，数据采集卡与寻址存储器通过屏蔽信号线连接，寻址存储器与无线通讯模块连接。

识别器包括单片机芯片，分别与人机交互界面、条形码标签扫描仪连接。

扫描装置包括条形码标签扫描仪和识别标签，识别标签由耦合元件及条形码组成，设置于电表箱表面。

与实施例一的不同之处在于，本发明的遥控器是与设置在电表箱内的无线通信模块相匹配而设计的，遥控器的收发频率和表箱内无线通信模块的收发频率相同，人机交互界面设置为全液晶触屏的方式。采集器的供源模块采用平板电容器产生交变感应来引源，平板电容器处于进线交变电场中，此时的供源模块包括平板电容器、整流稳压电路和蓄电池，整流稳压电路包括整流器和降压转换器，整流器包括功率放大器与频率控制器，功率放大器包括前端输入型OTL放大电路；频率控制器由三相不可控整流电路、H桥逆变电路、输出滤波器和串联谐振电路组成。无源感应取能器件直接安装在电力环境的高压电场中，以平板电容器取能，并将感生电能经整流、降压等一系列转换最终输入蓄电池。就地实施遥控抄表时，通过把表箱内每一块电度表通讯接口进行集中，其数据通过数据采集卡定时存储在寻址存储器中，这样在计算线损时可以减少由于抄表时间不一致而引起的误差，寻址存储器连接无线通信模块的通讯接口，当遥控器发出对某个电表箱或是某块电度表的抄表指令时，经过无线通信模块的地址接收识别，便可以对寻址存储器发出寻址指令，并将地址指令对应的抄表数据回传至遥控器接收端，实现快捷的就地抄表。

Claims (6)

1.一种自寻址式就地抄表装置，包括控制器和采集器，所述控制器和所述采集器通过无线通信模块连接，其特征在于：所述采集器包括供源模块以及分别与其连接的数据采集卡、寻址存储器；所述控制器包括人机交互界面、无线收发天线及寻址装置，所述寻址装置包括识别器和扫描装置。

2.如权利要求1所述的一种自寻址式就地抄表装置，其特征在于：所述供源模块包括AC/DC变压器及整流稳压电路。

3.如权利要求1所述的一种自寻址式就地抄表装置，其特征在于：所述供源模块包括平板电容器、整流稳压电路和蓄电池，所述平板电容器设置于电表箱进线母线的交变电场中。

4.如权利要求2或3所述的一种自寻址式就地抄表装置，其特征在于：所述数据采集卡连接多个RS232接口，各个RS232接口与电表箱中的各个电度表通讯接口一一对应连接，所述数据采集卡与所述寻址存储器通过屏蔽信号线连接，所述寻址存储器与所述无线通讯模块连接。

5.如权利要求2或3所述的一种自寻址式就地抄表装置，其特征在于：所述识别器包括单片机芯片，分别与所述人机交互界面、所述条形码标签扫描仪连接。

6.如权利要求2或3所述的一种自寻址式就地抄表装置，其特征在于：所述扫描装置包括条形码标签扫描仪和识别标签，所述识别标签由耦合元件及条形码组成，设置于电表箱表面。