無線遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)智能終端的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種無線遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)智能終端，它涉及一種智能終端。它包括電表(1)、采集器(2)、中繼器(3)、集中器(4)和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)接收總站(5)，多個(gè)電表(1)與采集器(2)相連，采集器(2)分別與中繼器(3)、集中器(4)相連，集中器(4)與遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)接收總站(5)和用戶(6)相連。本發(fā)明的建網(wǎng)費(fèi)用低、建設(shè)周期短、維護(hù)量小、抗災(zāi)能力強(qiáng)、不占用耕地、無需查線檢修、不受人為破壞、數(shù)據(jù)易傳、抗干擾能力強(qiáng)。
【專利說明】無線遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)智能終端
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是一種智能終端，具體涉及一種無線遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)智能終端。
【背景技術(shù)】
[0002]遠(yuǎn)程智能抄表計(jì)量工作，關(guān)系著公用事業(yè)行業(yè)、能源供給企業(yè)的經(jīng)營(yíng)、管理效益。傳統(tǒng)的人工抄表，即由抄表人員每月逐戶查抄電表，消耗大量的人力、物力，而且采集數(shù)據(jù)的時(shí)間跨度大，采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度低，無法滿足“周期性、實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性"的要求，采用傳統(tǒng)的人工抄表方式已不能適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展。“
[0003]目前的抄表系統(tǒng)主要有:有線抄表系統(tǒng),掌上抄表系統(tǒng)和無線抄表系統(tǒng)。其中有線抄表系統(tǒng)增加了綜合布線的費(fèi)用和難度，降低了系統(tǒng)的應(yīng)用靈活性，這些缺陷限制了有線抄表系統(tǒng)的推廣和應(yīng)用。掌上抄表系統(tǒng)需抄表部門用掌上抄表器抄取數(shù)據(jù)，其自動(dòng)化程度低。無線抄表系統(tǒng)采用無線收發(fā)設(shè)備傳輸數(shù)據(jù),不需專門架線,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,可節(jié)省人力和物力，相對(duì)有線抄表系統(tǒng)和掌上抄表系統(tǒng)更有應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。。隨著無線通信技術(shù)的不斷發(fā)展，近年來出現(xiàn)了面向低設(shè)備成本的無線連網(wǎng)技術(shù)，即ZigBee技術(shù)，采用這項(xiàng)新技術(shù)與GPRS網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程無線自動(dòng)抄表，不僅為供電企業(yè)帶來技術(shù)變革，也為廣大用戶的用電消費(fèi)帶來許多便利。
[0004]隨著無線技術(shù)不斷發(fā)展與完善，我國(guó)也開始使用各種無線技術(shù)探索無線抄表方案，其中具有代表性無線抄表方案有基于GPRS的無線數(shù)據(jù)接入、基于WLAN (無線局域網(wǎng))技術(shù)的無線接入、基于CFDA技術(shù)的無線數(shù)據(jù)接入技術(shù)以及ZigBee技術(shù)。但是采用這些技術(shù)的方案都存在一些缺陷:由于對(duì)通信距離、通信速度、功耗、網(wǎng)絡(luò)容量等的特殊要求，沒有一個(gè)專門針對(duì)集中抄表的規(guī)范，目前基于微功率無線通信的集中抄表方案從組網(wǎng)方案標(biāo)準(zhǔn)來分，分為兩種，一種是基于標(biāo)準(zhǔn)的ZigBee技術(shù)的方案,一種基于為方案提供自定義的協(xié)議規(guī)范。目前國(guó)內(nèi)采取第一種方案的優(yōu)勢(shì)在于有標(biāo)準(zhǔn)的通信協(xié)議支持，同時(shí)也方便與不同廠家設(shè)備之間的互聯(lián)互通。但是也存在一些問題，如目前大多應(yīng)用的工作頻段為2.4GHz，信號(hào)波長(zhǎng)短，通信距離有限；協(xié)議棧比較復(fù)雜，需要較多資源；而后一種方案缺乏標(biāo)準(zhǔn)，不同廠家的通信芯片特性、協(xié)議方案不一致，不利于設(shè)備的替換。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)上存在的不足，本發(fā)明目的是在于提供一種無線遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)智能終端，建網(wǎng)費(fèi)用低、建設(shè)周期短、維護(hù)量小、抗災(zāi)能力強(qiáng)、不占用耕地、無需查線檢修、不受人為破壞、數(shù)據(jù)易傳、抗干擾能力強(qiáng)。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過如下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):無線遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)智能終端，包括電表、采集器、中繼器、集中器和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)接收總站，多個(gè)電表與采集器相連，采集器分別與中繼器、集中器相連，集中器與遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)接收總站和用戶相連。
[0007]根據(jù)上述的無線遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)智能終端，其中，所述的采集器包含多個(gè)數(shù)據(jù)采集MCU和多個(gè)采集器ZigBee無線通信模塊，數(shù)據(jù)采集MCU與采集器ZigBee無線通信模塊相連。
[0008]根據(jù)上述的無線遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)智能終端，其中，所述的中繼器中設(shè)置有中繼器ZigBee無線通信模塊。
[0009]根據(jù)上述的無線遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)智能終端，其中，所述的集中器包含集中器ZigBee無線通信模塊、數(shù)據(jù)集中器MCU和GPRS無線通信模塊，集中器ZigBee無線通信模塊、數(shù)據(jù)集中器MCU和GPRS無線通信模塊依次相連。
[0010]根據(jù)上述的無線遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)智能終端，其中，所述的GPRS無線通信模塊采用MC39I模塊。
[0011]本發(fā)明具有以下有益效果:建網(wǎng)費(fèi)用低、建設(shè)周期短、維護(hù)量小、抗災(zāi)能力強(qiáng)、不占用耕地、無需查線檢修、不受人為破壞、數(shù)據(jù)易傳、抗干擾能力強(qiáng)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】來詳細(xì)說明本發(fā)明；
[0013]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2為本發(fā)明中ZigBee無線通信模塊的原理框圖；
[0015]圖3為本發(fā)明中GPRS無線通信模塊的功能框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]為使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
[0017]參照?qǐng)D1-3，本實(shí)施例中的無線遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)智能終端，具有建網(wǎng)費(fèi)用低、建設(shè)周期短、維護(hù)量小、抗災(zāi)能力強(qiáng)、不占用耕地、無需查線檢修、不受人為破壞、數(shù)據(jù)易傳、抗干擾能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。其包括電表1、采集器2、中繼器3、集中器4和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)接收總站5，多個(gè)電表I與采集器2相連，采集器2分別與中繼器3、集中器4相連，集中器4與遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)接收總站5和用戶6相連。
[0018]值得注意的是，所述的采集器2包含多個(gè)數(shù)據(jù)采集MCU21和多個(gè)采集器ZigBee無線通信模塊22，數(shù)據(jù)采集MCU21與采集器ZigBee無線通信模塊22相連。
[0019]值得注意的是，所述的中繼器3中設(shè)置有中繼器ZigBee無線通信模塊31。
[0020]值得注意的是，所述的集中器4包含集中器ZigBee無線通信模塊41、數(shù)據(jù)集中器MCU42和GPRS無線通信模塊43，集中器ZigBee無線通信模塊41、數(shù)據(jù)集中器MCU42和GPRS無線通信模塊43依次相連。
[0021]值得注意的是，所述的GPRS無線通信模塊43采用MC39I模塊。MC39I模塊主要由GSM基帶處理器、GSM射頻模塊、供電模塊(ASIC)，閃存、ZIF連接器、天線接口六部分組成，如圖3所示。作為MC39I的核心，基帶處理器主要處理GSM終端內(nèi)的語音、數(shù)據(jù)信號(hào)，并涵蓋了蜂窩射頻設(shè)備中的所有的模擬和數(shù)字功能。在不需要額外硬件電路的前提下，可支持FR，HR和EFR語音信道編碼。GSM射頻部分是一個(gè)單片收發(fā)器SMARTI，射頻天線部分主要實(shí)現(xiàn)信號(hào)的調(diào)制與解調(diào)，實(shí)現(xiàn)外部射頻信號(hào)與內(nèi)部基帶處理器之間的信號(hào)轉(zhuǎn)換，匹配電源為處理器以及射頻部分提供所需的電源，插座是提供給用戶的應(yīng)用接口。GSM模塊電源ASIC部分使用線性電壓調(diào)節(jié)器把外部輸入的電源電壓VBATT十進(jìn)行穩(wěn)壓處理后供GSM基帶處理器和和GSM射頻部分使用。SRAM用來存儲(chǔ)一些用戶配置信息、電話本和其它信息。
[0022]本實(shí)施例中的ZigBee無線通信模塊由電源電路、J N 5139模塊、串口通信電路、外部存儲(chǔ)電路、溫度采集電路、按鍵與L E D顯示電路組成，其原理圖如圖2所示:JN5319作為單芯片ZigBee解決方案，已經(jīng)將ZigBee主要功能電路封裝在模塊內(nèi)(如時(shí)鐘電路、RF電路等)，可以作為獨(dú)立的終端設(shè)備(即采集器)，因此只需要對(duì)供電電路、通信電路、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及溫度檢測(cè)電路、按鍵及L E D顯示電路四個(gè)方面進(jìn)行設(shè)計(jì)。
[0023](I)供電電路:由于模塊應(yīng)用環(huán)境不同，在供電電路設(shè)計(jì)中提供了兩種供電方式，電池供電與市電供電，通過跳針可以靈活選擇所需的供電方式，考慮到器件對(duì)于市電電壓的穩(wěn)定性及電池電流不穩(wěn)定的影響較敏感，在外接供電中加入具有關(guān)斷狀態(tài)低噪低壓降限流穩(wěn)壓器，并在電池供電電路中加入保險(xiǎn)管，確保電源供電部分的穩(wěn)定。
[0024](2)通信電路:在模塊有線通信方式中，同樣設(shè)計(jì)了兩種通信方式以滿足應(yīng)用不同的需求。J N 5139模塊提供了兩路異步串口通信接口，本系統(tǒng)在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了外擴(kuò)，使模塊能以R S 485方式與智能計(jì)量表通信采集數(shù)據(jù)，考慮到模塊與智能計(jì)量表通信不需電平轉(zhuǎn)換，故以插針方式直接引線以簡(jiǎn)化電路縮小無線模塊體積節(jié)省空間。另一路需與集中器或P C對(duì)接進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，這里需要一個(gè)R S 232電平轉(zhuǎn)換，選用M A X 3223電平轉(zhuǎn)換芯片，同樣將接口以插針方式引出，以適應(yīng)本設(shè)計(jì)需求
[0025](3)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及溫、濕度監(jiān)測(cè)電路:由于采集箱內(nèi)溫、濕度對(duì)計(jì)量?jī)x表影響較大，采集數(shù)據(jù)的同時(shí)需要對(duì)箱內(nèi)溫、濕度進(jìn)行測(cè)定，用以對(duì)結(jié)果進(jìn)行分柝判定，故在系統(tǒng)中添加溫、濕度采集部分。在采集計(jì)量?jī)x表數(shù)據(jù)的同時(shí)將箱內(nèi)溫、濕度測(cè)定并上傳。無線通信方式采由路由競(jìng)爭(zhēng)模式傳輸數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)不能保證實(shí)時(shí)傳送，未發(fā)送的數(shù)據(jù)需要保存稍候重發(fā)，且為了加強(qiáng)數(shù)據(jù)掉電保護(hù)，在電路中設(shè)計(jì)了外擴(kuò)存儲(chǔ)。溫濕度傳感器與外部存儲(chǔ)均以，2 C方式與模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
[0026](4)按鍵及L E D顯示電路:為了建立人機(jī)界面，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)了三路L E D指示燈方便觀測(cè)模塊電源供電是否正常、系統(tǒng)運(yùn)行及組網(wǎng)狀態(tài)。采用四路按鍵，兩路按鍵用來進(jìn)行模塊復(fù)位及程序燒寫選擇，兩路按鍵預(yù)留用來對(duì)系統(tǒng)功能進(jìn)行選擇設(shè)定。在模塊外部添加了外接天線提高數(shù)據(jù)收發(fā)覆蓋范圍，減小數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼`碼率及收發(fā)功耗。
[0027]本【具體實(shí)施方式】具有建網(wǎng)費(fèi)用低、建設(shè)周期短、維護(hù)量小、抗災(zāi)能力強(qiáng)、不占用耕地、無需查線檢修、不受人為破壞、數(shù)據(jù)易傳、抗干擾能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。
[0028]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【權(quán)利要求】
1.無線遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)智能終端，其特征在于，包括電表(I)、采集器(2)、中繼器(3)、集中器⑷和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)接收總站(5)，多個(gè)電表⑴與采集器(2)相連，采集器(2)分別與中繼器(3)、集中器(4)相連，集中器⑷與遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)接收總站(5)和用戶(6)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)智能終端，其特征在于，所述的采集器(2)包含多個(gè)數(shù)據(jù)采集MCU (21)和多個(gè)采集器ZigBee無線通信模塊(22)，數(shù)據(jù)采集MCU (21)與采集器ZigBee無線通信模塊(22)相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)智能終端，其特征在于，所述的中繼器(3中設(shè)置有中繼器ZigBee無線通信模塊(31)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)智能終端，其特征在于，所述的集中器(4)包含集中器ZigBee無線通信模塊(41)、數(shù)據(jù)集中器MCU (42)和GPRS無線通信模塊(43)，集中器ZigBee無線通信模塊(41)、數(shù)據(jù)集中器MCU (42)和GPRS無線通信模塊(43)依次相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)智能終端，其特征在于，所述的GPRS無線通信模塊(43)采用MC39I模塊。
【文檔編號(hào)】G08C17/02GK103839392SQ201210483195
【公開日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2012年11月23日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月23日
【發(fā)明者】吳澤邦, 孫中源, 米占伍 申請(qǐng)人:景冪機(jī)械（上海）有限公司