CN2906784Y - 基于移动通讯数据通道的远程抄表系统 - Google Patents
基于移动通讯数据通道的远程抄表系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN2906784Y CN2906784Y CN 200620056359 CN200620056359U CN2906784Y CN 2906784 Y CN2906784 Y CN 2906784Y CN 200620056359 CN200620056359 CN 200620056359 CN 200620056359 U CN200620056359 U CN 200620056359U CN 2906784 Y CN2906784 Y CN 2906784Y
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- data
- communication
- circuit
- gprs
- electric energy
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Landscapes
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种基于移动通讯数据通道的远程抄表系统，包括若干个数据采集分电路，每个数据采集分电路各自连接一组电能表；与该单元中安装的所有数据采集分电路连接的通讯主电路；用于发送通讯主电路所集中数据的GPRS模块，GPRS模块与通讯主电路连接；一个用于远程抄录所有电表数据的监控中心计算机，监控中心计算机通过GPRS网和INTERNET互联网接收现场GPRS模块发送的数据。本实用新型利用可靠、稳定的中国移动GPRS数据通道实现信号传输，技术上简单易行，无需单独建网，能实现对小区内所有用户的用电数据进行实时集中抄送，改建成本低。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种基于移动通讯数据通道的远程抄表系统。
背景技术
现有一些居民小区所有居民楼的电能表通常是分单元集中安装，用户电能表均为电子式，具有用电量脉冲输出，共用同一楼梯的用户电能表集中安装；由于在各栋楼与各单元间没有布设通讯线路，对这些小区的电表无法进行集中自动抄表，只能是人工去每个单元挨个抄表，非常麻烦。如采用电力线载波技术，利用居民小区所有居民楼电网组成电力线载波通讯局域网，这样需要把供电部门已为每户用户安装好电子式脉冲电能表，全部更换为载波电能表，由于载波电能表价格远高于脉冲电能表，将使工程改造费用大大增加，并增加大量的换表工作量；若在各单元间采用载波通讯模块，组成载波通讯局域网，在现有的技术条件下，电网的噪声与负荷波动会使通讯成功率受到很大的影响，系统数据的实时性也就得不到保证。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种低成本的基于移动通讯数据通道的远程抄表系统，能实现对小区内所有用户的用电数据进行实时集中抄送。
本实用新型的目的可通过以下的技术措施来实现：一种基于移动通讯数据通道的远程抄表系统，包括：
若干个用于电能表脉冲数据的采集和存储的数据采集分电路，每个数据采集分电路各自连接一组电能表；
用于集中各数据采集分电路数据和数据通信控制的通讯主电路，通讯主电路与该单元中安装的所有数据采集分电路连接；
用于发送通讯主电路所集中数据的GPRS模块，GPRS模块与通讯主电路连接；
一个用于远程抄录所有电表数据的监控中心计算机，监控中心计算机通过GPRS网和INTERNET互联网接收现场GPRS模块发送的数据。
本实用新型所述的数据采集分电路，包括
微处理器，用于整个采集数据的处理和向通讯主电路发送各电能表数据；
脉冲采集电路，用于直接采集各电能表送出的脉冲信号并送入微处理器进行电能量的计算；
E2ROM存储器，用于保护各用户的电度初值；
CAN通讯电路，用于与通讯主电路之间通讯；
上述各组成部分各自与微处理器上相应的接口连接。
本实用新型所述的通讯主电路，包括
微处理器，用于定时采集各电能表数据，与监控中心的双向数据交换，定时向中心发送电表数据，接收中心的基准时钟信号；
时钟电路，用于提供单片机工作振荡周期，由监控中心定期送出基准时间，对每个采集终端进行时钟校准，确保所有电能表数据采集时间上同步；
CAN通讯电路：用于与数据采集分电路之间通讯；
232通讯电路：用于微处理器与GPRS通讯模块间的数据传递；
上述各组成部分各自与微处理器上相应的接口连接。
本实用新型利用可靠、稳定的中国移动GPRS数据通道实现信号传输，技术上简单易行，无需单独建网，能实现对小区内所有用户的用电数据进行实时集中抄送，改建成本低。只要远抄智能终端位于GPRS网络覆盖范围内，且监控中心可连接互联网(INTERNET)即可正常使用，极大地扩展了监测范围，即使在偏远地区、海岛也可使用，具有其他通讯方式无可比拟的优势。
附图说明
图1为本实用新型的原理框图；
图2为本实用新型中数据采集分电路的原理框图；
图3为本实用新型中数据采集分电路的原理图；
图4为本实用新型中数据采集分电路的程序执行流程图；
图5为实用新型中通讯主电路的原理框图；
图6为实用新型中通讯主电路的原理图。
具体实施方式
如图1所示，每个单元各安装一套数据采集终端，为适应各单元不同的用户数量，数据采集装置应为模块式积木结构，方便现场配置。采集终端采用一块通讯主电路板加数块采集分电路板架构，采集分电路板与电表连接，负责脉冲数据的采集和存储；通讯主电路板负责数据通信的控制；一块分板可接8个脉冲电表，分板数由单元的用户数量决定。
其中数据采集分电路板结构原理如下(见图2、图3)，包括：
微处理器：采用新型工业控制微机(单片机)，是整个数据采集器的核心，负责协调各部分电路的工作，向外发送各电能表数据。单片机型号为P87C591---16K字节内部程序存储器，内置CAN总线控制器，采用16M时钟，CAN总线速率达2M bit/s。
脉冲采集电路：电能表送出的脉冲信号先经过RC低通滤波器电路，消除尖峰类的干扰信号；采用TLP 521-4脉冲信号光电耦合隔离器，对内部电路起隔离保护作用；然后脉冲信号送入微处理器进行电能量的计算。
时钟电路：为单片机提供工作振荡周期，提供准确的软件定时，进行软件去抖、写存储器等操作。
存储器：E2ROM用于保护各用户的电度初值。微处理器正常工作后，每隔一固定时间(10分钟)，向存储器写一次8个通道的电表读数；当遇停电后重新通电时，微处理器先从存储器中读出各通道数值，作为电表当前值。
CAN通讯电路：数据采集分板采用CAN现场总线与通讯总板进行通讯，向总板发送各电能表数据，通过总板接收监控中心的基准时钟信号。CAN(controller area network)即控制器局域网，是一种有效支持分布式控制和实时控制的串行通信网络。它采用短帧结构，每一帧为8个字节，并采用了位填充、数据块编码、CRC检验等功能，数据出错率极低。CAN总线高速光电耦合隔离器采用6N137，
CAN总线收发器采用TJA1040。
数据采集分电路板的软件设计主要处理脉冲的准确采样，对当前时段的数据做累计处理。并且软件设计中包括了重复检测及防抖动的抗干扰设计。软件流程图见图4所示，微处理器按图4所示流程运行，可测量最快的脉冲脉宽为20ms，对于现有一些小区使用的3200imp/kwh、40A电能表而言，可准确测量的最大负荷为28.1KW，已经完全满足测量需要；同样的数据采集分电路板如需测量的脉冲更快，硬件无需任何改动，只需调整软件的去抖动时间系数即可。
其中通讯主电路板结构原理见图4、图5，包括
微处理器：采用新型工业控制微机(单片机)，定时采集各电能表数据，担负与监控中心的双向数据交换，定时向中心发送电表数据，接收中心的基准时钟信号。单片机采用P87C591---16K字节内部程序存储器，内置CAN总线控制器，采用16M时钟，CAN总线速率达2M bit/s。
时钟电路：系统内所有采集终端的通讯主板采用相同频率的晶振，提供相同的单片机工作振荡周期，由监控中心定期送出基准时间，对每个采集终端进行时钟校准，确保所有电能表数据采集时间上同步。
CAN通讯电路：作用与数据采集分电路板相同。CAN总线高速光电耦合隔离器采用6N137；CAN总线收发器采用TJA1040；
232通讯电路：担负微处理器与GPRS通讯模块间的数据传递。232通讯芯片采用SP3220。
现场抄表装置通电后，通讯主板(集中器)先通过GPRS网络向监控中心服务器(PC)登记并发出接收定时时间请求。如果通讯主板接收的定时时间有误，说明PC服务器工作正常但可能网络通信出错，则直接向PC服务器重新发出请求；如果没有收到定时时间，说明PC服务器可能未启动或通信网络阻塞，则集中器自动延时一段时间后再发请求，依此反复，直到收到定时时间为止。此过程中的接收定时时间请求可看作为网络通信试探包，证明通信畅通再发电表数据，减少多余数据通信，节约数据流量。如果集中器收到正确的定时时间，就通过CAN总线向数据采集分板发出电表数据接收请求。
数据采集分电路板收到请求后依次发出电表数据，通讯主电路板(集中器)收到电表数据再通过GPRS网络向中心服务器集中发出。当中心服务器校验所有电表数据正确后再向集中器发出数据正确应答包，至此一次正常数据采集过程完成。当数据服务器校验后有个别电表数据有误，则向通讯主板发出数据错误应答包(其中包含有误电表数据的信息)，通讯主板接收后再把出错电表数据重新打包发出，依此反复，直到数据接收正确为止。集中器定时时间到，则再次向中心服务器(PC)发出定时时间请求，至此开始下一次电表数据采集。
GPRS远程通讯采用数据触发上线方式，通讯主板接受监控中心的基准时间与数据发送时间点信号，在到达数据发送的时刻点上，以数据触发GPRS通讯模块拨号上线，向监控中心发送数据，数据发送完成并校验成功后，GPRS模块下线；以GPRS模块永远在线模式相比(永远在线模式为验证自身是否掉线，需每隔数十秒发送一次心跳包，以宏电GPRS模块为例，每个心跳包的数据流量为44byte)，可节省大量的心跳包数据流量，从而节省系统运行费用。GPRS模块选用宏电的H7118型号的GPRS无线数据终端。H7118 GPRS DTU：TTL电平及RS232/422/485接口，工业级，外置式，广泛应用于各种环境恶劣的工业监控、交通管理、气象测量等场合；在本项目中，通讯连接方式为数据触发，网络传输协议使用UDP，通讯对象为互联网固定IP。
H7118 GPRS DTU技术指标与接口参数：
GPRS数据：
GPRS数据：
GPRS Class 2～10
编码方案：CS1-CS4
符合SMG31bis技术规范
天线接口50Ω/MMCX阴头
SIM卡3V
串行数据接口
H7118C标准RS-232/DCE
串行数据速率110～115，200bits/s
数据接口类型20Pin 2.0 DIP/Box Header
供电电压+7.5～+26VDC
尺寸83.5×47×17.5(不包括天线和安装件)
工作环境温度-30～+70℃
监控中心计算机通过互联网(INTERNET)接收现场GPRS模块发送的数据；因此系统监控中心必须具有能连接互联网(INTERNET)的网络环境，且需由系统用户(甲方)提供固定IP，作为GPRS模块的通讯对象。
在系统监控中心建立关系数据库，定时采集每一用电户数据，保存在计算机的硬盘上；系统监控软件提供友好的人机界面，实现以下功能：
1、权限分配
系统设置一个超级用户，由其为每个值班人员、相关运行人员、网络浏览用户分配用户名与用户密码，用于限制各人的数据查询范围，如图表，曲线查询；分配可进行用电户电度初值修改的权限；分配可进行图表打印的操作权限；值班人员上班时注册自己的用户名与密码，交班时取回密码；系统启动后，自动注册为一默认用户，默认用户只能浏览系统基本界面，不能查询数据及修改电度初值。
2、用电户电度值修改
系统具有用电户电度值初值设置功能，当出现电能表故障或脉冲传输线路故障，引起电能脉冲漏计时，拥有初值修改权限的用户，可根据需要(若为脉冲线路故障或采集单元本身故障则可参照电能表读数等)在系统监控中心软件上重新设定该用户电度初值。
3、报表打印
根据需要用户可设定自动定时打印或手动打印各种数据图表。
4、数据查询
用户可根据需要以多种方式查询数据，查询方式有：用电户名称、代号，数据时间段查询等，用户还可以调用系统生成的各种曲线(日、月、季平均负荷曲线等)，查询用电户的负荷变化趋势。
5、用电户负荷自动监测
系统根据定时采集的用电户有功电度增加数值，自动计算出用电户在一个采集周期内的平均有功功率，并与设定的上限值进行比较，超限时在界面上发出警报并记录报警时间及报警数值。
6、理论线损计算
系统根据电量平衡原理进行供电运行实时监控，在同一时间段内，关口表供电数值，减去所有用户电表用电数值，即为台区的理论线损值，系统运行人员可为系统配置一个基准线损值，当计算出的理论线损值大于基准值时，发出报警信号，若持续地出现线损值偏大的情况，则可认定台区内存在窃电行为，这时可调出各用户的用电历史数据，进行排查，列出可疑用户。
Claims (3)
1、一种基于移动通讯数据通道的远程抄表系统，其特征在于包括：
若干个用于电能表脉冲数据的采集和存储的数据采集分电路，每个数据采集分电路各自连接一组电能表；
用于集中各数据采集分电路数据和数据通信控制的通讯主电路，通讯主电路与该单元中安装的所有数据采集分电路连接；
用于发送通讯主电路所集中数据的GPRS模块，GPRS模块与通讯主电路连接；
一个用于远程抄录所有电表数据的监控中心计算机，监控中心计算机通过GPRS网和INTERNET互联网接收现场GPRS模块发送的数据。
2、根据权利要求1所述的基于移动通讯数据通道的远程抄表系统，其特征在于：数据采集分电路包括
微处理器，用于整个采集数据的处理和向通讯主电路发送各电能表数据；
脉冲采集电路，用于直接采集各电能表送出的脉冲信号并送入微处理器进行电能量的计算；
时钟电路，用于为单片机提供工作振荡周期和准确的软件定时；
E2ROM存储器，用于保护各用户的电度初值；
CAN通讯电路，用于与通讯主电路之间通讯；
上述各组成部分各自与微处理器上相应的接口连接。
3、根据权利要求1所述的基于移动通讯数据通道的远程抄表系统，其特征在于：所述的通讯主电路，包括
微处理器，用于定时采集各电能表数据，与监控中心的双向数据交换，定时向中心发送电表数据，接收中心的基准时钟信号；
时钟电路，用于提供单片机工作振荡周期，由监控中心定期送出基准时间，对每个采集终端进行时钟校准，确保所有电能表数据采集时间上同步；
CAN通讯电路，用于与数据采集分电路之间通讯；
232通讯电路，用于微处理器与GPRS通讯模块间的数据传递；
上述各组成部分各自与微处理器上相应的接口连接。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200620056359 CN2906784Y (zh) | 2006-03-16 | 2006-03-16 | 基于移动通讯数据通道的远程抄表系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200620056359 CN2906784Y (zh) | 2006-03-16 | 2006-03-16 | 基于移动通讯数据通道的远程抄表系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN2906784Y true CN2906784Y (zh) | 2007-05-30 |
Family
ID=38115425
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 200620056359 Expired - Lifetime CN2906784Y (zh) | 2006-03-16 | 2006-03-16 | 基于移动通讯数据通道的远程抄表系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN2906784Y (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103336497A (zh) * | 2013-06-09 | 2013-10-02 | 国家电网公司 | 一种供用户使用的水、电和煤气用量及余额信息监控系统 |
| CN105718574A (zh) * | 2016-01-21 | 2016-06-29 | 云南电网有限责任公司昆明供电局 | 一种电能表远程查询系统 |
| CN109461093A (zh) * | 2018-10-08 | 2019-03-12 | 中国大唐集团科学技术研究院有限公司火力发电技术研究院 | 电量计量系统准确性评估方法及厂用电能耗分析系统 |
| CN112331326A (zh) * | 2020-11-05 | 2021-02-05 | 重庆火后草科技有限公司 | 基础健康监测系统中压力传感器模块的识别码的分配方法 |
-
2006
- 2006-03-16 CN CN 200620056359 patent/CN2906784Y/zh not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103336497A (zh) * | 2013-06-09 | 2013-10-02 | 国家电网公司 | 一种供用户使用的水、电和煤气用量及余额信息监控系统 |
| CN105718574A (zh) * | 2016-01-21 | 2016-06-29 | 云南电网有限责任公司昆明供电局 | 一种电能表远程查询系统 |
| CN105718574B (zh) * | 2016-01-21 | 2019-06-07 | 云南电网有限责任公司昆明供电局 | 一种电能表远程查询系统 |
| CN109461093A (zh) * | 2018-10-08 | 2019-03-12 | 中国大唐集团科学技术研究院有限公司火力发电技术研究院 | 电量计量系统准确性评估方法及厂用电能耗分析系统 |
| CN112331326A (zh) * | 2020-11-05 | 2021-02-05 | 重庆火后草科技有限公司 | 基础健康监测系统中压力传感器模块的识别码的分配方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7262709B2 (en) | System and method for efficient configuration in a fixed network automated meter reading system | |
| CN103248122B (zh) | 电力故障主动上报系统 | |
| CN203310911U (zh) | 一种基于物联网的多功能智能电表系统 | |
| CN100428720C (zh) | 一种支持ZigBee的电能数据采集方法和电能计量装置 | |
| CN201707782U (zh) | 基于gprs的智能抄表系统 | |
| AU2004298704B2 (en) | A power line communication system and an intelligent meter | |
| CN201449661U (zh) | 远程电力抄表系统 | |
| CN102194304A (zh) | 一种实现能源计量数据无线集中抄收管理的方法及系统 | |
| CN105427571A (zh) | 一种双信道通信的远程抄表监控分析系统 | |
| CN102157057A (zh) | 基于Wi-Fi的无线抄表装置 | |
| CN1920719A (zh) | 分组数据传输供水管网泵站远程测控装置 | |
| CN108110898B (zh) | 基于互联网的远程智能用电管理系统 | |
| CN104732751A (zh) | 基于rf和gprs/3g的自动抄表系统及方法 | |
| Arun et al. | Design and implementation of automatic meter reading system using GSM, ZIGBEE through GPRS | |
| CN106443166B (zh) | 一种基于物联网平台的抄表系统 | |
| CN202711005U (zh) | 企业能耗远程实时监测系统 | |
| CN105046930A (zh) | 一种远程自动抄表系统 | |
| CN103136914A (zh) | 一种基于td-lte无线网络的自动抄表系统 | |
| CN103454999A (zh) | 烟草薄片生产线的远程监控系统及监控方法 | |
| CN202075002U (zh) | 基于GPRS/Internet网络的无线远程流量计抄表系统 | |
| CN2906784Y (zh) | 基于移动通讯数据通道的远程抄表系统 | |
| CN104574906A (zh) | 用于远程抄表的集中器和用于远程抄表的数据采集系统 | |
| CN104574909A (zh) | 用于远程抄表的采集器和远程抄表系统 | |
| CN202210344U (zh) | 基于无线通信的集中抄表系统 | |
| CN105427569A (zh) | 一种智能抄表系统及其抄表方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20070530 |
|
| EXPY | Termination of patent right or utility model |