專利名稱：電能表智能組網(wǎng)動態(tài)路由遠(yuǎn)端采集系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子式費(fèi)控電能表信息采集系統(tǒng)，尤其是電能表智能組網(wǎng)動態(tài)路由遠(yuǎn)端米集系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
ZigBee技術(shù)是一種近距離、低復(fù)雜度、低功耗、低速率、低成本的雙向無線通訊技術(shù)。主要適用于數(shù)據(jù)吞吐量小、網(wǎng)絡(luò)建設(shè)投資小、網(wǎng)絡(luò)安全要求高、低耗電的場合。Zigbee的主要優(yōu)點(diǎn)有安全、可靠；延時(shí)短；組網(wǎng)性能高；網(wǎng)絡(luò)的自組織、自愈能力強(qiáng)；低功耗；低成本。
現(xiàn)在普遍使用的電子式電能表抄表方式主要有485通信、紅外通信以及載波通信等抄表方式，這些抄表方式大大地縮短了人工抄表的耗時(shí)，但受限于抄表設(shè)備和抄表環(huán)境，工作效率低。如果用RS485抄表還需要另外布線，而且抄表距離有限，不易普遍采用；如果用載波方式抄表，抄表實(shí)時(shí)性不好，而且抄表成功率也達(dá)不到要求，滿足不了用電統(tǒng)計(jì)的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能夠通過無線自組網(wǎng)方式實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程和集中抄表功能的電能表智能組網(wǎng)動態(tài)路由遠(yuǎn)端米集系統(tǒng)。一種電能表智能組網(wǎng)動態(tài)路由遠(yuǎn)端采集系統(tǒng)，其特別之處在于包括通過無線方式連接的I個(gè)無線集抄集中器和至少2個(gè)無線遠(yuǎn)傳費(fèi)控電能表。其中無線遠(yuǎn)傳費(fèi)控電能表包括微處理器，該微處理器與Zigbee無線通信模塊電連接從而可通過Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信；還包括與該微處理器連接的電源系統(tǒng)，該電源系統(tǒng)采用AC/DC開關(guān)電源，該AC/DC開關(guān)電源的輸入端接市電而輸出端接微處理器。其中微處理器為單片機(jī)。其中集中器包括微處理器，該微處理器還分別與Zigbee無線通信模塊和GPRS、CDMA無線通信模塊電連接；還包括與該微處理器連接的電源系統(tǒng)，該電源系統(tǒng)采用AC/DC開關(guān)電源，該AC/DC開關(guān)電源的輸入端接市電而輸出端接微處理器。其中微處理器為基于ARM7內(nèi)核的32位嵌入式微處理器。其中還包括分別與集中器和無線遠(yuǎn)傳費(fèi)控電能表通過無線方式連接的Zigbee中繼器。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，一是安裝便捷，電能表只需連接好電力線上電后會自動搜索網(wǎng)絡(luò)并接入網(wǎng)絡(luò)；二是抄表方便，遠(yuǎn)程服務(wù)器通過GPRS或CDMA網(wǎng)絡(luò)和Zigbee網(wǎng)絡(luò)與電能表進(jìn)行通信，只需進(jìn)行遠(yuǎn)程無線集抄獲取電能表信息；三是數(shù)據(jù)傳輸可靠性高、成功率高，集中器通過Zigbee網(wǎng)絡(luò)與各電能表進(jìn)行通信，并將信息通過GPRS或CDMA網(wǎng)絡(luò)傳輸給遠(yuǎn)程服務(wù)器；四是能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測用戶的用電情況和電網(wǎng)的運(yùn)行情況，通過遠(yuǎn)程服務(wù)器定制任務(wù)的監(jiān)測和實(shí)時(shí)召測，可以分析用電情況和電網(wǎng)的運(yùn)行參數(shù)；五是可以很方便的實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程費(fèi)控功能，供電部門可以對用戶用電進(jìn)行遠(yuǎn)程控制；六是操作簡單、功能齊全，電能表有兩個(gè)查詢按鍵，可以方便的查詢電表內(nèi)的數(shù)據(jù)，電能表集成了電能計(jì)量、事件記錄、報(bào)警等功能。


附圖I為本發(fā)明用于集中抄表的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)原理框圖；附圖2為本發(fā)明電能表的結(jié)構(gòu)原理框圖；附圖3為本發(fā)明電能表的軟件處理流程圖；附圖4為本發(fā)明集中器的結(jié)構(gòu)原理框圖；附圖5為本發(fā)明集中器的軟件處理流程圖。
具體實(shí)施例方式如圖1、2、4所示，一種電能表智能組網(wǎng)動態(tài)路由遠(yuǎn)端采集系統(tǒng)，包括通過無線方式連接的I個(gè)無線集抄集中器和至少2個(gè)無線遠(yuǎn)傳費(fèi)控電能表,其中無線遠(yuǎn)傳費(fèi)控電能表包括微處理器，微處理器采用單片機(jī)，該微處理器與Zigbee無線通信模塊電連接從而可通過Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。集中器包括微處理器，該微處理器還分別與Zigbee無線通信模塊和GPRS、CDMA無線通信模塊電連接，微處理器采用基于ARM7內(nèi)核的32位嵌入式微處理器。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)需要，還可能要使用分別與集中器和無線遠(yuǎn)傳費(fèi)控電能表通過無線方式連接的Zigbee中繼器起到中繼作用。本發(fā)明公開了一種電能表智能組網(wǎng)動態(tài)路由遠(yuǎn)端采集系統(tǒng)，其中采集終端是電能表，主要包括專用高精度電能計(jì)量芯片、高性能嵌入式微處理器、專用系統(tǒng)時(shí)鐘、電源管理模塊、紅外通信接口、RS485通信接口、Zigbee無線通信模塊、IXD顯示器、大容量數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)、跳合閘繼電器等幾部分電路。其中電能表上有無線通信模塊通過LED指示燈來表明當(dāng)前通信狀態(tài)。電能表上設(shè)計(jì)更多的獨(dú)立串行總線，外置式通信模塊，使電能表具有更好的擴(kuò)展性。在通信接口上兼容RS485、調(diào)制遠(yuǎn)紅外等通信方式，給用戶更多的選擇。集中器主要包括高性能嵌入式微處理器、專用系統(tǒng)時(shí)鐘、電源模塊、紅外通信接口、RS485通信接口、IXD顯示器、大容量數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)、Zigbee無線通信模塊、GPRS, CDMA無線通信模塊等幾部分電路。集中器還作為Zigbee網(wǎng)絡(luò)的協(xié)調(diào)器使用。集中器通過Zigbee網(wǎng)絡(luò)可以方便、快捷、安全、可靠的與電能表進(jìn)行通信；再通過GPRS、CDMA無線通信模塊將信息發(fā)送給遠(yuǎn)程服務(wù)器。Zigbee采用自組織網(wǎng)通信方式，每增加一個(gè)新的Zigbee網(wǎng)絡(luò)終端，原有網(wǎng)絡(luò)重新尋找通信對象，確定彼此間的聯(lián)絡(luò)，對原有網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行刷新。網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)穆窂讲⒉皇穷A(yù)先設(shè)定的，而是傳輸數(shù)據(jù)前，通過對網(wǎng)絡(luò)當(dāng)時(shí)可利用的所有路徑進(jìn)行搜索，分析它們的信號質(zhì)量和節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)，然后選擇其中的一條路徑進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。在我們的網(wǎng)絡(luò)管理軟件中，路徑的選擇使用的是“梯度法”，即先選擇路徑最近的一條通道進(jìn)行傳輸，如傳不通，再使用另外一條稍遠(yuǎn)一點(diǎn)的通路進(jìn)行傳輸，以此類推，直到數(shù)據(jù)送達(dá)目的地為止。在實(shí)際應(yīng)用中，預(yù)先確定的傳輸路徑隨時(shí)都可能發(fā)生變化，或者因各種原因路徑被中斷了，或者過于繁忙不能進(jìn)行及時(shí)傳送。動態(tài)路由結(jié)合網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，就可以很好解決這個(gè)問題，從而保證數(shù)據(jù)的可
靠傳輸。本發(fā)明通過電力營銷自動化管理遠(yuǎn)程服務(wù)器的遠(yuǎn)程服務(wù)器實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)讀取、遠(yuǎn)程費(fèi)控、遠(yuǎn)程報(bào)警、遠(yuǎn)程跳閘、遠(yuǎn)程合閘、遠(yuǎn)程監(jiān)測等功能。本發(fā)明利用遠(yuǎn)程無線通信網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程費(fèi)控和遠(yuǎn)程傳輸功能。傳輸?shù)臄?shù)據(jù)采用了認(rèn)證和加密的算法，數(shù)據(jù)安全性高。傳輸?shù)臄?shù)據(jù)采用密文發(fā)送，接收端將收到的數(shù)據(jù)通過一定算法解密后，再進(jìn)行必要的操作，并向發(fā)送端發(fā)出確認(rèn)數(shù)據(jù)通知操作成功或失敗，為用戶和供電管理部門提供了方便。本發(fā)明的工作原理如下一是電能計(jì)量芯片采集電網(wǎng)實(shí)時(shí)參數(shù)，微處理器通過SPI接口與計(jì)量芯片進(jìn)行通信。對電量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、運(yùn)算處理，并將分析處理后的數(shù)據(jù)保存在EEPROM和FLASH內(nèi)；二·是微處理器與無線通信模塊之間采用UART (通用異步收發(fā)器)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，通過Zigbee無線模塊實(shí)現(xiàn)微處理器與集中器的通信；三是微處理器將接收的無線通信模塊的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析判斷，將遠(yuǎn)程服務(wù)器需要的數(shù)據(jù)從EEPROM或FLASH中取出傳送給無線通信模塊傳給集中器，也可以對集中器指令進(jìn)行立即執(zhí)行并進(jìn)行信息反饋；四是集中器與遠(yuǎn)程服務(wù)器之間采用GPRS或CDMA模塊傳輸數(shù)據(jù)，將采集到的數(shù)據(jù)傳輸給遠(yuǎn)程服務(wù)器，也可將遠(yuǎn)程服務(wù)器的數(shù)據(jù)命令傳輸給電能表。
權(quán)利要求
1.一種電能表智能組網(wǎng)動態(tài)路由遠(yuǎn)端采集系統(tǒng)，其特征在于包括通過無線方式連接的I個(gè)無線集抄集中器和至少2個(gè)無線遠(yuǎn)傳費(fèi)控電能表； 其中無線遠(yuǎn)傳費(fèi)控電能表包括微處理器，該微處理器與Zigbee無線通信模塊電連接從而可通過Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信；還包括與該微處理器連接的電源系統(tǒng)，該電源系統(tǒng)采用AC/DC開關(guān)電源，該AC/DC開關(guān)電源的輸入端接市電而輸出端接微處理器，其中微處理器為單片機(jī)； 其中集中器包括微處理器，該微處理器還分別與Zigbee無線通信模塊和GPRS、CDMA無線通信模塊電連接；還包括與該微處理器連接的電源系統(tǒng)，該電源系統(tǒng)采用AC/DC開關(guān)電源，該AC/DC開關(guān)電源的輸入端接市電而輸出端接微處理器，其中微處理器為基于ARM7內(nèi)核的32位嵌入式微處理器。
2.如權(quán)利要求I所述的電能表智能組網(wǎng)動態(tài)路由遠(yuǎn)端采集系統(tǒng)，其特征在于其中還包括分別與集中器和無線遠(yuǎn)傳費(fèi)控電能表通過無線方式連接的Zigbee中繼器。
全文摘要
本發(fā)明涉及電子式費(fèi)控電能表信息采集系統(tǒng)，尤其是電能表智能組網(wǎng)動態(tài)路由遠(yuǎn)端采集系統(tǒng)，其特點(diǎn)是，包括通過無線方式連接的1個(gè)無線集抄集中器和至少2個(gè)無線遠(yuǎn)傳費(fèi)控電能表。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，一是安裝便捷，電能表只需連接好電力線上電后會自動搜索網(wǎng)絡(luò)并接入網(wǎng)絡(luò)；二是抄表方便，遠(yuǎn)程服務(wù)器通過GPRS或CDMA網(wǎng)絡(luò)和Zigbee網(wǎng)絡(luò)與電能表進(jìn)行通信，只需進(jìn)行遠(yuǎn)程無線集抄獲取電能表信息；三是數(shù)據(jù)傳輸可靠性高、成功率高，集中器通過Zigbee網(wǎng)絡(luò)與各電能表進(jìn)行通信，并將信息通過GPRS或CDMA網(wǎng)絡(luò)傳輸給遠(yuǎn)程服務(wù)器。
文檔編號H04W84/18GK102821436SQ201210281629
公開日2012年12月12日 申請日期2012年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月9日
發(fā)明者劉武生 申請人:寧夏隆基寧光儀表有限公司