CN2566227Y - 无线抄表测控终端 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种无线抄表测控终端，它是由单片机MCU、GSM模块、数据存储器、数据采集模块组成；GSM模块受控于单片机MCU，能够通过天线和GSM无线公共网，按照GSM通信协议，采用电路交换方式、短信息方式或GPRS的任意一种，建立与远方测控中心之间的数据无线交换；单片机MCU以RS232通信协议与GSM模块连接，数据采集模块以RS485或RS232通信协议与被测仪表连接，对于不具备串行通信接口的被测控对象，数据采集模块亦提供脉冲形式的输入和输出接口。本实用新型是利用已经建成和完善的GSM移动通讯网作为数据通道，实现电能表的远程数据采集。采用GSM网的短信息业务和永远在线的GPRS业务使得此项应用在抄表瞬时承载业务量、抄表实时性、系统构建和运行维护费用上显现出明显的优势。

Description

无线抄表测控终端

所属技术领域

本实用新型涉及一种无线抄表测控终端，它是以单片机MCU为核心、利用无线通信网络的一种集数据采集、数据处理和存储、数据无线交换、无线远程报警及控制的一体化装置。它作为一种全新的测控技术手段，可以广泛应用于电力、热力、石油、环保、水文等行业的远程数据采集和远程设备控制，同时还可以应用于ATM(自动提款机)、POS(信用卡读卡机)、自动售货机等。

背景技术

目前国内的抄表和测控产品，利用了多种信息传输通道，如RS485串行通讯、现场总线、红外通讯、电力线载波和无线集群等方式。RS485和现场总线抄表需要布线，但是在所有被测点重新布线是很困难的；红外抄表不需布线，但仍需人工抄表，同时由于灰尘、外界干扰信号等的影响，不能够保证数据传输的可靠性；电力线载波抄表方式利用了已有的电力线路，是较经济的一种信息通道，但由于受电网客观条件的影响，如电网中高、中低压载波技术仍存在难点和正在使用的众多没有达到EMC标准的电气设备对电网的干扰，使载波抄表难以达到人们预期的理想程度。无线集群方式(如已经广泛应用于电力负荷管理系统的220～240MHZ无线负控系统)，由于受到频点的限制，而且组网费用和维护费用较高，因此无法普及和推广。

发明内容

本实用新型为了解决上述存在的问题而提供一种利用公共无线网络资源的GSM无线抄表测控终端，采用GSM网的短信息业务和永远在线的GPRS业务使得此项应用在抄表瞬时承载业务量、抄表实时性、系统构建和运行维护费用上显现出明显的优势。GSM无线抄表测控终端，是利用已经建成和完善的GSM移动通讯网作为数据通道，实现电能表的远程数据采集。

GSM网络：覆盖范围广，数据通信综合费用低廉，组网易行，即装即用，网络技术完善，安全性和可靠性高。

本实用新型的技术方案如下：

无线抄表测控终端主要由单片机MCU、GSM模块、数据存储器、数据采集模块组成。GSM模块受控于单片机MCU，能够通过天线和GSM无线公共网，按照GSM通信协议，采用电路交换方式、短信息方式或GPRS的任意一种，建立与远方测控中心之间的数据无线交换。单片机MCU以RS232通信协议与GSM模块连接，数据采集模块以RS485或RS232通信协议与被测仪表连接，对于不具备串行通信接口的被测控对象，数据采集模块亦提供脉冲形式的输入和输出接口。

本实用新型每台能够采集最多至256台电子式电能表的运行数据。

采用短信息通信方式时，CPU能够将数据存储器内的大量数据按照GSM短信息格式进行压缩、打包，然后通过GSM模块发送出去。

本实用新型的优点是：

1.投资少、见效快：本实用新型利用GSM无线公共网络，进行远程数据采集和设备监控，避免了组建专用网的麻烦，而且，不需要进行网络维护，又可以随时随地采集数据信息。

2.功能完备：

1)工作电源采用开关电源，工作范围更宽，防浪涌冲击。

2)电路采用防雷击隔离措施，同时发射天线小巧隐蔽，对于户外使用非常安全。

3)掉电保护功能，数据可保持10年。

4)双频900M/1800MHZ工作，抗干扰能力强。

5)文本传输方式，校验方式先进。无论是与集群式无线通讯比，还是与载波通讯相比，其误码率极低。

6)外壳采用标准工业级金属外壳，防护等级可达IP65，防水，防尘，防溅，全天候工作型。

3.可扩展性强：预留的扩展功能随着移动通讯技术的不断发展，传输速率会随着GSM网的不断扩容和改善而变得越来越快，种种GSM网络的优势都会带给我们免费的系统升级的机会，这是其他抄表方式所无法比拟的。

系统安全可靠：具备加密传输功能、信息保持功能、异常报警功能等。

4.经济效益显著：例如在电力行业的供电领域，可以全面实现关口表和结算表的数据采集，进而实现全局的线损分析，以达到增收降损目的，提高经济效益。可以实现供电企业营销抄表、发行、结算的全面现代化管理，使经营管理水平得到显著地提高。通过整个系统的实施，可以改变社会用电环境，提高供电可靠性，减少供电企业与用户之间的各种用电纠纷。

附图说明

下面结合附图详细描述本实用新型：

图1为本实用新型电路方框图。

图2为本实用新型电路结构图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型无线抄表测控终端主要由单片机MCU、全球数字移动电话系统GSM模块、数据存储器、数据采集模块组成。单片机MCU向上以RS232接口与GSM模块连接，向下以RS485总线与数据采集模块连接，而数据采集模块以RS485或RS232接口与被测仪表(如多功能电子式电能表)连接。

所述的全球数字移动电话系统GSM模块可以采用成型的器件，如德国西门子公司的M20，法国的WAVECOM公司的WMOi2等型号。

无线抄表测控终端整体为在一个壳体内的装置，天线既可以装于壳体内，也可以露出壳体外安装。

本实用新型电路构成如图2所示，CPU采用AT89C51PI，其P0口8根数据地址线分别连到地址锁存器74HC573的输入端及存储器62256的数据输入端，CPU的P2口的P20至P26的7根线连到62256存储器的高7位地址线上。CPU的P10、WR、RD、ALE线分别连到存储器62256的CE、WE、OE和74HC573的11脚上，74HC573的1脚接地，74HC573的8个输出端分别连到存储器62256的低8位地址线上，AT89C51的19脚和18脚分别连11.0592MHz晶振的一端和一个30pF电容，而30pF电容的另一端连地，以上连接构成单片机标准的最小系统。

CPU的P30、P31、P13分别连到电子开关4052的13、3、10脚上，而4052的14脚、5脚分别连到MAXIM232的12脚和11脚上，而MAXIM232的13脚和14脚分别连接到连转插J1的3脚和2脚，插1脚接地，MAXIM232的1脚连EC1的10uF电容正端，而负端连3脚，2脚连EC3的10uF电容的正端，而负端连地，4脚连EC2的10uF电容的正端，负端连5脚，6脚连EC4的10uF电容的负端，而正端连地，构成RS232C接口，该接口连接GSM模块，实现与GSM模块的通信。

4052的12脚和1脚分别与SN75ALS184芯片的1脚和4脚相连，SN75ALS184的2脚和3脚均与AT89C51的2脚相连，而SN75ALS184的7脚和6脚分别连一个IN4007的正端(负端连VCC)、1M的电阻(另一端连地)、一个120Ω的电阻(另一端连另一个120Ω的电阻和一个转插)，构成RS485接口，该接口可以连接最多64个电子式电能表，用于采集数据。

X4045的1、2、7、4脚连地，8脚连VCC，3脚、5脚、6脚分别连AT89C51的9脚、7脚、8脚和一个10K的电阻，而电阻的另一端连VCC构成了CPU的监控系统。存储器62256的存储容量为32K，并可根据存储需求扩展容量。

Claims (3)

1.一种无线抄表测控终端，其特征在于它是由单片机MCU、全球数字移动电话系统GSM模块、数据存储器、数据采集模块组成，单片机MCU向上以RS232接口与GSM模块连接，向下以RS485总线与数据采集模块连接，而数据采集模块以RS485或RS232接口与被测仪表连接。

2.根据权利要求书1所述的无线抄表测控终端，其特征在于所述的单片机的CPU采用AT89C51PI，其P0口8根数据地址线分别连到地址锁存器74HC573的输入端及存储器62256的数据输入端，CPU的P2口的P20至P26的7根线连到62256存储器的高7位地址线上；CPU的P10、WR、RD、ALE线分别连到存储器62256的CE、WE、OE和74HC573的11脚上，74HC573的1脚接地，74HC573的8个输出端分别连到存储器62256的低8位地址线上，AT89C51的19脚和18脚分别连11.0592MHz晶振的一端和一个30pF电容，而30pF电容的另一端连地，以上连接构成单片机标准的最小系统；CPU的P30、P31、P13分别连到电子开关4052的13、3、10脚上，而4052的14脚、5脚分别连到MAXIM232的12脚和11脚上，而MAXIM232的13脚和14脚分别连接到连转插J1的3脚和2脚，插1脚IM接地，MAXIM232的1脚连EC1的10uF电容正端，而负端连3脚，2脚连EC3的10uF电容的正端，而负端连地，4脚连EC2的10uF电容的正端，负端连5脚，6脚连EC4的10uF电容的负端，而正端连地，构成RS232C接口，该接口连接GSM模块，实现与GSM模块的通信；4052的12脚和1脚分别与SN75ALS184芯片的1脚和4脚相连，SN75ALS184的2脚和3脚均与AT89C51的2脚相连，而SN75ALS184的7脚和6脚分别连一个IN4007的正端，构成RS485接口，该接口可以连接最多64个电子式电能表，用于采集数据；X4045的1、2、7、4脚连地，8脚连VCC，3脚、5脚、6脚分别连AT89C51的9脚、7脚、8脚和一个10K的电阻，而电阻的另一端连VCC构成了CPU的监控系统。

3.根据权利要求书1所述的无线抄表测控终端，其特征在于无线抄表测控终端整体为在一个壳体内的装置，天线既可以装于壳体内，也可以露出壳体外安装。