CN111145525A - 一种水气电三表无线自组织抄表控制系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电气设备技术领域，公开了一种水气电三表无线自组织抄表控制系统及方法，数据采集模块用于获取相关数据；通信模块用于将获得的数据上传至数据管理中心；数据管理中心用于对数据进行系统设置、数据录入、用水量查询、图表分析、异常分析、故障监控、欠费处理、报表生成等计费各项业务；数据输出模块用于本地输出相关数据；显示模块用于供用户查看相关数据及生成的报表；用户管理模块用于进行多级用户管理，并可根据需要设置访问权限；数据库用于存储仪表触点细节、读数和负荷。本发明可轻松与云端服务器整合成无线远程抄表控制系统，成本低，本发明不仅能够进行数据的有效管理，还可以设置访问权限，满足不同用户的需求。
Description
技术领域
本发明属于电气设备技术领域，尤其涉及一种水气电三表无线自组织抄表控制系统。
背景技术
目前，最接近的现有技术：当今社会，每个家庭都离不开水电气，水表、电表、燃气表也是供水网络、电力网络、燃气网络中重要的测量仪器，用于测量水电气资源的消耗情况。然而传统中采集水电气数据的方式是人工采集，需要专门的工作人员逐个水表、电表、燃气表进行数据采集，效率低下且成本高。随着科技的进步，出现了智能电表，智能水表、智能燃气表，然而智能电表智能水表、智能燃气表，通过通讯线传输相关信息，每个表均需要单独完整的布线，工程实施比较繁琐，且远程抄表有可能会受到多方面干扰。
综上所述，现有技术存在的问题是：现有水表、电表、气表都采用人工抄表的方式，效率低下、成本高且不安全；且无统一的三表抄表网络，同时远程抄表技术目前干扰问题严重。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种水气电三表无线自组织抄表控制系统及方法。
本发明是这样实现的，一种水气电三表无线自组织抄表控制系统，所述水气电三表无线自组织抄表控制系统具体包括：
数据采集模块：与无线抄表模块计量表连接，用于获取相关数据；
通信模块：用于将获得的数据上传至数据管理中心；
数据管理中心：用于对数据进行系统设置、数据录入、用水量查询、图表分析、异常分析、故障监控、欠费处理、报表生成、系统维护、计费各项业务；
数据输出模块：用于通过数据串口本地输出相关数据；
显示模块：用于提供人机交互界面，供用户通过界面采用表格、图表多种格式查看相关数据及生成的报表；
用户管理模块：用于进行多级用户管理，并可根据需要设置访问权限；
数据库：用于存储仪表触点细节、读数和负荷。
进一步，所述数据采集模块具体包括：
数据采集模块可通过直接抄表或通过手持设备进行本地读取或利用无线方式进行远程抄表进行数据采集。
进一步，所述显示模块具体包括：
显示模块显示的相关数据信息包括但不限于：水电气表读取信息、瞬时参数、度数和最大需量登记读数、事件日志、负荷曲线、AMR报告、任务摘要报告关于每个AMR任务的正常/失败状态的详细信息；
所述负荷曲线通过表格和线条/条形图以每日、每周或每月展示。
本发明的另一目的在于提供一种实现所述水气电三表无线自组织抄表控制系统的信息数据处理终端。
本发明的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行所述的水气电三表无线自组织抄表控制系统。
综上所述，本发明的优点及积极效果为：本发明基于移动式停电抄表技术、蓝牙无线抄表技术、辅助电源软件切换技术、电压/电流互感器误差补偿技术，采用最稳定的网络拓扑结构，施工安装简单，组网过程自动完成，现场无需人工干预。本发明适用于各种大数量用户的新工程、高层建筑、老区改造等，通过合理布局，本发明网络可覆盖接收区内嵌安装无线抄表模块计量表(如水表、电表、燃气表)，最终网络数据可以通过GPRS/3G/4G/5G或有线网络上传到数据管理中心(上位机管理软件)，通过上位机管理软件对下载数据进行系统设置、数据录入、用水量查询、图表分析、异常分析、故障监控、欠费处理、报表生成、系统维护、计费等各项业务。
本发明可轻松与云端服务器整合成无线远程抄表控制系统，无需再投入任何成本，系统内所有表计产品即可不间断运行长达数十年，其将产品整个生命周期的成本降到了最低水平；同时，在系统运行期间可实现对所有表计产品进行实时监控与控制；本发明还提供人机交互的用户界面，不仅能够进行数据的有效管理，还可以设置访问权限，满足不同用户的需求。
本发明采用图形用户界面(GUI)易于安装、配置和使用；通过用户定义的导出模板与第三方应用程序实现完美兼容，通过直观的GUI实现最短时间的使用培训。
附图说明
图1是本发明实施例提供的水气电三表无线自组织抄表控制系统结构示意图；
图中：1、数据采集模块；2、通信模块；3、数据管理中心；4、数据输出模块；5、显示模块；6、用户管理模块；7、数据库。
具体实施方式
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仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种水气电三表无线自组织抄表控制系统及方法，下面结合附图对本发明作详细的描述。
本发明提供了一种水气电三表无线自组织抄表控制系统，具体结构为：
数据采集模块：与无线自组织网络连接，用于获取相关的水气电数据；本模块包括节点控制器、无线数据收发器。节点控制器可以通过控制继电器或电磁阀控制水气电的关停和开启，并有指示灯通知报警等功能。无线数据收发器采用嵌入式32位高速单片机和高性能射频芯片，应用高效的循环交织纠检错编码，大大提高了抗突发干扰能力和灵敏度。
通信模块：用于将获得的数据上传至数据管理中心；通信模块采用低频ISM频段的专有协议无线自组网技术。该模块包括通信协议转换器和无线数据收发器。通信协议转换器采用全双工即插即用的以太网控制器，能将RS232数据转换成TCP/IP数据，方便系统与远程的计算机相连接。无线数据收发器采用嵌入式32位高速ARM控制器和高性能射频芯片，系统运行在60MHZ主频，支持复杂运算，采用高效的循环交织纠检错编码，具有失电检测与保护功能。本系统采用的自组织网络协议通过使用数据采集设备的序列号判断数据包的新旧的方法来避免同一数据包重复地被转发。
数据管理中心：用于对数据进行系统设置、数据录入、用水量查询、图表分析、异常分析、故障监控、欠费处理、报表生成、系统维护、计费各项业务；数据管理中心采用物联网、云计算、精细计量、数字传感等先进技术，能够实时、全面、准确地采集水、电、气等能耗数据，动态分析能耗状况，辅助制定并不断优化节能方案。
输出模块：用于通过数据串口本地输出相关数据；该模块设计了多个可热插拔的输出转换口，包括RS-485、RJ-45、Modbus等。
显示模块：用于提供人机交互界面，供用户通过界面采用表格、图表多种格式查看相关数据及生成的报表；本模块包含数据采集终端本身的液晶显示和上位机管理软件的界面显示。
用户管理模块：用于进行多级用户管理，并可根据需要设置访问权限；每级应用权限控制的粒度不一致，有的应用或模块控制的比较精细，有的控制的比较粗。能够提供用户管理、应用系统管理、系统权限管理、角色管理等功能。具有身份认证接口、权限认证接口及数据访问接口。
数据库：用于存储仪表节点细节、读数和负荷。本模块数据库程序由图形界面窗口模块、数据库信息管理模块、文件存储模块和串口通信模块组成。图形界面窗口模块为数据库管理提供可视化窗口，方便对数据库的各种操作。数据库信息管理模块实现对用户信息的手动修改、删除、搜索、排序等操作。文件存储模块将从数据采集器传来的数据按抄表数据库的格式，在抄表器文件系统中以数据库文件存储。串口通信模块用于将从数据采集器中采集的数据通过RS232接口写入数据库，得到用户水电气的信息，并将数据库中的信息上传至系统主机中。
如图1所示，本发明实施例提供的水气电三表无线自组织抄表控制系统包括：
数据采集模块1：与无线抄表模块计量表连接，用于获取相关数据。
通信模块2：用于将获得的数据上传至数据管理中心3。
数据管理中心3：用于对数据进行系统设置、数据录入、用水量查询、图表分析、异常分析、故障监控、欠费处理、报表生成、系统维护、计费各项业务。
数据输出模块4：用于通过数据串口本地输出相关数据。
显示模块5：用于提供人机交互界面，供用户通过界面采用表格、图表多种格式查看相关数据及生成的报表。
用户管理模块6：用于进行多级用户管理，并可根据需要设置访问权限。
数据库7：用于存储仪表触点细节、读数和负荷。
本发明实施例提供的数据采集模块1具体包括：
数据采集模块1可通过直接抄表或通过手持设备进行本地读取或利用GSM/GPRS/TCP/IP进行远程抄表进行数据采集。
本发明实施例提供的显示模块5具体包括：显示模块5显示的相关数据信息包括但不限于：水电气表读取信息、瞬时参数、度数和最大需量登记读数、事件日志、负荷曲线、AMR报告、任务摘要报告关于每个AMR任务的正常/失败状态的详细信息；
所述负荷曲线通过表格和线条/条形图以每日、每周或每月展示。
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 (10)
1.一种水气电三表无线自组织抄表控制系统，其特征在于，所述水气电三表无线自组织抄表控制系统包括：
数据采集模块：与无线抄表模块计量表连接，用于获取相关数据；
通信模块：用于将获得的数据上传至数据管理中心；
数据管理中心：用于对数据进行系统设置、数据录入、用水量查询、图表分析、异常分析、故障监控、欠费处理、报表生成、系统维护、计费各项业务；
数据输出模块：用于通过数据串口本地输出相关数据；
显示模块：用于提供人机交互界面，供用户通过界面采用表格、图表多种格式查看相关数据及生成的报表；
用户管理模块：用于进行多级用户管理，并可根据需要设置访问权限；
数据库：用于存储仪表触点细节、读数和负荷。
2.如权利要求1所述的水气电三表无线自组织抄表控制系统，其特征在于，所述数据采集模块包括节点控制器、无线数据收发器，节点控制器通过控制继电器或电磁阀控制水气电的关停和开启，并有指示灯通知报警功能；无线数据收发器采用嵌入式32位高速单片机和高性能射频芯片，应用循环交织纠检错编码。
3.如权利要求1所述的水气电三表无线自组织抄表控制系统，其特征在于，所述通信模块采用低频ISM频段的专有协议无线自组网技术，包括通信协议转换器和无线数据收发器；通信协议转换器采用全双工即插即用的以太网控制器，能将RS232数据转换成TCP/IP数据，方便系统与远程的计算机相连接；无线数据收发器采用嵌入式32位高速ARM控制器和高性能射频芯片，系统运行在60MHZ主频，支持复杂运算，采用高效的循环交织纠检错编码，具有失电检测与保护功能；采用的自组织网络协议通过使用数据采集设备的序列号判断数据包的新旧的方法来避免同一数据包重复地被转发。
4.如权利要求1所述的水气电三表无线自组织抄表控制系统，其特征在于，所述数据管理中心用于对数据进行系统设置、数据录入、用水量查询、图表分析、异常分析、故障监控、欠费处理、报表生成、系统维护、计费各项业务；数据管理中心采用物联网、云计算、精细计量、数字传感，采集水、电、气等能耗数据，动态分析能耗状况，辅助制定并不断优化节能方案。
5.如权利要求1所述的水气电三表无线自组织抄表控制系统，其特征在于，所述输出模块设计了多个可热插拔的输出转换口，包括RS-485、RJ-45、Modbus。
6.如权利要求1所述的水气电三表无线自组织抄表控制系统，其特征在于，所述显示模块包含数据采集终端本身的液晶显示和上位机管理软件的界面显示。
7.如权利要求1所述的水气电三表无线自组织抄表控制系统，其特征在于，所述用户管理模块用于进行多级用户管理，并可根据需要设置访问权限；每级应用权限控制的粒度不一致；能够提供用户管理、应用系统管理、系统权限管理、角色管理功能；具有身份认证接口、权限认证接口及数据访问接口。
8.如权利要求1所述的水气电三表无线自组织抄表控制系统，其特征在于，所述数据库由图形界面窗口模块、数据库信息管理模块、文件存储模块和串口通信模块组成；图形界面窗口模块为数据库管理提供可视化窗口，方便对数据库的各种操作；数据库信息管理模块实现对用户信息的手动修改、删除、搜索、排序等操作；文件存储模块将从数据采集器传来的数据按抄表数据库的格式，在抄表器文件系统中以数据库文件存储；串口通信模块用于将从数据采集器中采集的数据通过RS232接口写入数据库，得到用户水电气的信息，并将数据库中的信息上传至系统主机中。
9.一种实现权利要求1～3任意一项所述水气电三表无线自组织抄表控制系统的信息数据处理终端。
10.一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行如权利要求1-8任意一项所述的水气电三表无线自组织抄表控制系统。
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