CN105137138A - 一种基于ZigBee的智能家居电表抄表系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于ZigBee的智能家居电表抄表系统，其目的在于提供一种具有更高可靠性和实时性的基于ZigBee的智能家居电表抄表系统。其技术方案为：包括智能电表、ZigBee无线通信模块、ZigBee路由模块、ZigBee协调器、GPRS模块和中央处理器；智能电表包括计量模块、微处理器、信号加密模块、信号输出模块、ZigBee无线通信模块、ZigBee路由模块输送至ZigBee协调器，ZigBee协调器将接收到的电能信息数据信号通过GPRS模块并以GPRS网络传输至中央处理器。本发明适用于智能家居中的智能电表抄表系统。

Description

一种基于ZigBee的智能家居电表抄表系统

技术领域

本发明属于智能家居技术领域，涉及一种用于智能家居中的智能电表抄表系统，尤其涉及一种用于智能家居且基于ZigBee的智能电表抄表系统。

背景技术

随着现代化科技的发展，在智能家居中对智能电表的抄表方式也提出了新的要求，即智能家居中要求智能电表及智能电表的抄表方式具有更高的可靠性、实时性和数据处理方便性，需从根本上解决现有的入户抄表、收费给用户和抄表人员带来的麻烦，提高对智能电表的抄表效率。

此外，智能电表又称电度表、火表和千瓦小时表，主要用来测量电能的仪表。电表箱是用来装智能电表和控制智能电表的箱体。电表箱主要包括箱体和箱盖，箱体和箱盖通过扣合组成器件容腔，器件容腔内通常用来放置智能电表和用于控制智能电表的控制开关等。在安装智能电表时通常会在箱体内打孔，然后让智能电表经螺栓或者螺钉等紧固件与箱体打的孔固定连接。智能电表的壳体以及控制开关的壳体通常为塑料的，在电表超负荷或者是短路的情况下，经常会导致电表箱起火，轻则烧毁供电线路，影响正常供电，重则引发火灾，造成不必要的伤害。因此电表箱着火的疑难亟待解决。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对现有技术存在的问题，提供一种具有更高可靠性和实时性的基于ZigBee的智能家居电表抄表系统，且能解决现有智能电表易起火损毁的问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种基于ZigBee的智能家居电表抄表系统，其特征在于：包括电表箱、智能电表、ZigBee无线通信模块、ZigBee路由模块、ZigBee协调器、GPRS模块和中央处理器；所述电表箱包括箱体和箱盖，所述箱体和箱盖扣合成用于容置智能电表的器件容腔，所述器件容腔内设有用于周向围住智能电表和控制开关的灭火囊，所述灭火囊设有置物口以及用于智能电表的接线穿过的接线孔，所述灭火囊内充装有干式灭火介质；所述智能电表包括计量模块、微处理器、信号加密模块和信号输出模块，所述计量模块与微处理器电连接，所述微处理器与信号加密模块电连接，所述信号加密模块与信号输出模块电连接，所述信号输出模块与ZigBee无线通信模块电连接，所述ZigBee无线通信模块与ZigBee路由模块电连接，所述ZigBee路由模块与ZigBee协调器电连接，所述ZigBee协调器与GPRS模块电连接，所述GPRS模块通过GPRS网络与中央处理器连接。

作为本发明的优选方案，所述灭火囊呈框型结构，所述灭火囊的框体的中空部位为用于放置电表的包裹部，所述灭火囊上远离接线孔一侧的端面上固定连接有挂绳。

作为本发明的优选方案，所述智能电表还包括提醒单元和SIM单元，所述提醒单元的输入端与微处理器电连接，所述提醒单元的输出端与SIM单元电连接。

作为本发明的优选方案，所述电表箱的箱盖上安装有门磁分离开关模块，所述门磁分离开关模块与微处理器电连接。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

本发明中，智能电表内的计量模块用于计量对应用户电表的电能信息数据，并将电能信息数据依次通过微处理器、信号加密模块、信号输出模块、ZigBee无线通信模块、ZigBee路由模块输送至ZigBee协调器，ZigBee协调器将接收到的电能信息数据信号通过GPRS模块并以GPRS网络传输至中央处理器，中央处理器在根据系统预设、用户设定或状态信息发出相应的控制命令，从而提高抄表系统的实时性和抄表数据的可靠性。

通过在智能电表内设置感应器和感应器识别电路能对流过智能电表的气体总量进行计量，使得智能电表具有较强的实用性、较高的实时性、较高的数据计量精度。

此外，通过在灭火囊内设置置物口，方便人们向灭火囊内冲入干式灭火介质，设置接线孔方便围住电表或者控制开关时接线的通过；采用干式灭火介质不仅能够有效的灭火，再者在灭火完毕后不会对箱体、箱盖及器件容腔内的元器件污染，容易清理；灭火囊围住电表和控制开关，这样在电表或者控制开关因短路着火时，火焰蔓延会烧到灭火囊，灭火囊是易燃材料构成的，会很容易烧破掉，从而流出其内的干式灭火介质，干式灭火介质露出后会飞溅出来从而灭掉火焰。

附图说明

图1为本发明中智能电表的结构示意图；

图2为本发明中灭火囊的结构示意图；

图3为本发明中智能电表的工作原理框图；

图4为本发明的工作原理框图；

其中，附图标记为：1—箱体、2—智能电表、3—灭火囊、31—挂绳、32—接线孔、33—包裹部、34—置物口。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

一种基于ZigBee的智能家居电表抄表系统，该智能电表2抄表系统可实现一个住宅小区甚至多个住宅小区的智能电表2的抄表工作。

该智能电表2抄表系统包括电表箱、智能电表2、ZigBee无线通信模块、ZigBee路由模块、ZigBee协调器、GPRS模块和中央处理器。该电表箱安装于小区的住户家中，每个电表箱对应设置一个智能电表2，即一家一户一电表箱一智能电表2。每个智能电表2对应设置一个ZigBee无线通信模块或者多个智能电表2对应设置一个ZigBee无线通信模块。每个ZigBee无线通信模块可对应设置一个ZigBee路由模块或者多个ZigBee无线通信模块对应设置一个ZigBee路由模块。每个ZigBee路由模块可对应设置一个ZigBee协调器或者多个ZigBee路由模块对应设置一个ZigBee协调器。每个ZigBee协调器可对应设置一个GPRS模块，一个GPRS模块对应一个中央处理器。

该电表箱包括箱体1和箱盖，所述箱体1和箱盖扣合成用于容置智能电表2的器件容腔，所述器件容腔内设有用于周向围住智能电表2和控制开关的灭火囊3，所述灭火囊3设有置物口34以及用于智能电表2的接线穿过的接线孔32，该灭火囊3内充装有干式灭火介质，所述灭火囊3由易燃材料构成；所述干式灭火介质为干粉或砂土；所述易燃材料为塑料膜。灭火囊3设置置物口34方便人们向灭火囊3内冲入干式灭火介质，设置接线孔32方便围住智能电表2或者控制开关时接线的通过；采用干式灭火介质不仅能够有效的灭火，再者在灭火完毕后不会对箱体1、箱盖及器件容腔内的元器件污染，容易清理；灭火囊3围住智能电表2和控制开关，这样在智能电表2或者控制开关因短路着火时，火焰蔓延会烧到灭火囊3，灭火囊3是易燃材料构成的，会很容易烧破掉，从而流出其内的干式灭火介质，干式灭火介质露出后会飞溅出来从而灭掉火焰；干粉或者砂土灭火主要是为了隔绝空气和燃烧物的联系，从而有效的灭火；砂土比较常见且价格比较低廉，干粉价格相对砂土来说比较高昂，所以此处优选砂土作为干式灭火介质，当然也可将砂土替换为纯净的沙子作为干式灭火介质；灭火囊3采用塑料膜制成，使得装载干式灭火介质的灭火囊3容易破裂，一旦灭火囊3烧掉破裂，干式灭火介质立即冲出灭火囊3扑灭火焰。

该智能电表2位于电表箱内，且该智能电表2包括计量模块、微处理器、信号加密模块和信号输出模块。该智能电表2中，计量模块与微处理器电连接，为处理器与信号加密模块电连接，信号加密模块与信号输出模块电连接，这样计量模块测得的电能信息数据信号就会经过加密后再发送出去，发送的电能信息数据信号经加密处理后就能有效避免用户信息被泄露的问题。智能电表2中的信号输出模块与抄表系统中的ZigBee无线通信模块电连接，经加密处理后的电能信息数据信号输送至ZigBee无线通信模块。ZigBee无线通信模块可将用户的电能信息数据信号依次通过ZigBee路由模块输送至ZigBee协调器，ZigBee协调器将接收到的电能信息数据信号通过GPRS模块并以GPRS网络传输至中央处理器，中央处理器在根据系统预设、用户设定或状态信息发出相应的控制命令，从而提高抄表系统的实时性和抄表数据的可靠性。此外，还可在GPRS模块与中央处理器之间设置解密模块，通过该解密模块可对GPRS模块发送的加密后的电能信息数据信号进行自动解密，并将解密后的电能信息数据信号传输至中央处理器，从而方便接收端的电量信息统计和电费管理，避免了用户的智能电表2的电表数据被人随意拦截和读取信息进而泄露用户信息的问题。

实施例2

在实施例一的基础上，所述灭火囊3呈框型设置，该框体的中空部位为用于放置电表的包裹部33，所述灭火囊3设有接线孔32的另一端面固定连接有挂绳31，所述箱体1对应设有用于挂住挂绳31的定位件。灭火囊3设置成与箱体1相适配的框型，这样无论是从放置的方便程度还是整体的美观度，都更佳；设置挂绳31方便将灭火囊3掉挂在器件容腔内，结构设计简单，优选的设置两个挂绳31吊挂灭火囊3为宜，这样能够有效的保持灭火囊3的平衡度和稳固度；定位件可以是穿设在壳体侧壁上的螺钉或者螺栓或者销钉等。

实施例3

在实施例一或实施例二的基础上，该智能电表2还包括有提醒单元和SIM单元，提醒单元的输入端与微处理器电连接，所述提醒单元的输出端与SIM单元电连接。通过该提醒单元和SIM单元，使该智能电表2具有提醒及时并计算时间天数等功能，可在月底时提醒用户月底到了，应该缴费的注意事项等，提醒单元直接连接SIM单元发送短信，发送的信息则不需要加密，跳过了加密解密步骤，过程简单，运行迅速。

实施例4

在上述实施例的基础上，该电表箱的箱盖上安装有门磁分离开关模块，门磁分离开关模块与微处理器电连接，微处理器连接有用于键入开锁密码的键盘模块。门磁分离开关模块能够产生开门信号，抄表员通过键盘模块输入工作人员信息、密码，正常开启电表箱，输入不正确将触发报警模块报警，同时摄像头拍照并上传，有效的防止他人非法开启电表箱进行窃电。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种基于ZigBee的智能家居电表抄表系统，其特征在于：包括电表箱、智能电表（2）、ZigBee无线通信模块、ZigBee路由模块、ZigBee协调器、GPRS模块和中央处理器；所述电表箱包括箱体（1）和箱盖，所述箱体（1）和箱盖扣合成用于容置智能电表（2）的器件容腔，所述器件容腔内设有用于周向围住智能电表（2）和控制开关的灭火囊（3），所述灭火囊（3）设有置物口（34）以及用于智能电表（2）的接线穿过的接线孔（32），所述灭火囊（3）内充装有干式灭火介质；所述智能电表（2）包括计量模块、微处理器、信号加密模块和信号输出模块，所述计量模块与微处理器电连接，所述微处理器与信号加密模块电连接，所述信号加密模块与信号输出模块电连接，所述信号输出模块与ZigBee无线通信模块电连接，所述ZigBee无线通信模块与ZigBee路由模块电连接，所述ZigBee路由模块与ZigBee协调器电连接，所述ZigBee协调器与GPRS模块电连接，所述GPRS模块通过GPRS网络与中央处理器连接。

2.如权利要求1所述的一种基于ZigBee的智能家居电表抄表系统，其特征在于：所述灭火囊（3）呈框型结构，所述灭火囊（3）的框体的中空部位为用于放置电表的包裹部（33），所述灭火囊（3）上远离接线孔（32）一侧的端面上固定连接有挂绳（31）。

3.如权利要求1所述的一种基于ZigBee的智能家居电表抄表系统，其特征在于：所述智能电表还包括提醒单元和SIM单元，所述提醒单元的输入端与微处理器电连接，所述提醒单元的输出端与SIM单元电连接。

4.如权利要求1所述的一种基于ZigBee的智能家居电表抄表系统，其特征在于：所述电表箱的箱盖上安装有门磁分离开关模块，所述门磁分离开关模块与微处理器电连接。