CN107240242A - 一种基于微功率无线网络的无线抄表***及方法 - Google Patents

Abstract

一种基于微功率无线网络的无线抄表***，包括电表、水表、热表以及气表，还包括：数据采集器和集中器、终端处理器以及数据中心平台；所述数据采集器采集电表、水表、热表以及气表的数据，对采集来的电表、水表、热表以及气表的数据进行处理和存储，并发送给集中器；所述集中器，与数据采集器进行数据交互，接收数据采集器传输来的数据，处理后传输至终端处理器；所述终端处理器，与集中器进行数据交互，接收集中器传输来的数据，将需要上报的数据进行配置，将配置好的数据传送至数据中心平台；所述数据中心平台，向终端处理器发送抄表命令，存储和显示终端处理器传输来的数据。

Description

一种基于微功率无线网络的无线抄表***及方法

技术领域

本发明涉及抄表技术领域，特别涉及一种基于微功率无线网络的无线抄表方法及***。

背景技术

目前，电能表的实时信息采集主要是采用电力载波远程抄表方式或者基于公网GPRS电力专网的远程抄表方式。载波抄表的问题主要是干扰大，抄表时间慢等问题。基于GPRS公网的远程抄表，主要会产生一定的流量费用，由于电能表数量巨大，每个月都会产生巨大的费用，此外采用GPRS必须用实物SIM卡，由于SIM卡对高低温环境要求比较苛刻，SIM卡管理复杂，使得电力载波远程抄表方式或者基于公网GPRS电力专网的远程抄表方式逐渐不再适合现在社会发展的需要。

另外，对于民用水表、电表、热量表和燃气表四表的计量收费和管理，分别是由四个独立的部门单独管理和操作，其实所做的工作是相类似的，如果能有办法进行一项操作就能解决水表、电表、热量表和燃气表四表的抄表问题，那将为国家节省大量的人力成本和财力成本。因此，实现一种四表合一的抄表方法，对于整合不同部门，节约人力、财力成本，实现电网建设的“全采集、全覆盖、全费控”需求，都是一件具有重要意义的事情。

中国专利公开号CN 10327818，公开日2017年1月11日，发明创造的名称为远程抄表***，该申请案公开了远程抄表***，包括电力数据采集设备、CDMA 网络和电力抄表数据中心 ；电力数据采集设备包括普通电表和智能电表，普通电表在每栋楼宇里设置一个楼宇采集器，各普通电表通过RS485 总线连接到楼宇集中器；每台楼宇采集器通过免费计量频段采用无线方式，或者通过电力线载波方式将楼宇集中器和小区集中器通信连接；各智能电表采用免费计量频段的无线方式与小区集中器通信连接；小区集中器包含 CDMA 通信模块，通过 CDMA 网络与电力公司抄表数据中心通信连接。其不足之处是仅完成了对电表的管理，无法兼顾其他水表、热表和气表的数据采集，另外采用电力线载波方式，电力载波是指把控制信息调制到电力线中进行传输，要获得最佳的载波信号传输效率，就必须对电力线进行加工，解决电力线与载波设备之间的连接问题，由此这种抄表方法使得传输信号不稳定、容易受干扰、还受到电力线的铺设范围的限制。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术存在的单一采集电表信息，无法兼顾水表、热表和气表数据采集的问题和电力载波远程抄表方式或者基于公网GPRS电力专网的远程抄表方式干扰大，抄表时间慢、管理集成化程度低等问题，提供了一种基于微功率无线网络的无线抄表方法及***。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于微功率无线网络的无线抄表***，包括电表、水表、热表以及气表，还包括：数据采集器和集中器、终端处理器以及数据中心平台；所述数据采集器采集电表、水表、热表以及气表的数据，对采集来的电表、水表、热表以及气表的数据进行处理和存储，并发送给集中器；所述集中器，与数据采集器进行数据交互，接收数据采集器传输来的数据，处理后传输至终端处理器；所述终端处理器，与集中器进行数据交互，接收集中器传输来的数据，将需要上报的数据进行配置，将配置好的数据传送至数据中心平台；所述数据中心平台，向终端处理器发送抄表命令，存储和显示终端处理器传输来的数据。一种基于微功率无线网络的无线抄表方法，适用于一种基于微功率无线网络的无线抄表***，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：数据中心平台向终端处理器发送采集数据命令；步骤2，终端处理器将收到的采集数据命令按照不同地址分发到各个集中器；步骤3，各集中器接收终端处理器命令，对命令地址进行解析，确认对应的数据采集器地址，向对应数据采集器发出采集数据的命令；步骤4，数据采集器接收集中器命令，解析命令地址，选择对应的射频模块进行通信，射频模块采集对应表上的数据并完成数据的调制解调后传送到主控模块，主控模块将收到的数据进行编码、处理后，传送至集中器；步骤5，集中器的控制模块对各个数据采集器上传的数据进行处理，为上传的数据进行地址编码，再传送至终端处理器；步骤6，终端处理器对收到的集中器的数据进行配置，不同集中器设置不同的编码位，将配置好的数据传送至数据中心平台；步骤7，数据中心平台存储和显示终端处理器传输来的数据。

本发明中，将电表、水表、热表以及气表四表合一，通过对采集数据的不同编码实现分类管理，将原本由四个独立的部门单独管理和操作的业务集中起来处理和管理，减少了管理操作的重复和冗余。

作为优选，所述数据采集器上安装有嵌入式微功率无线通信模块，所述嵌入式微功率无线通信模块包括主控模块和四个射频模块，所述主控模块与集中器之间进行串口通信，接收集中器下行命令，所述主控模块与射频模块通信，将对应表的数据上传至数据采集器；所述四个射频模块分别安装在对应的电表、水表、热表以及气表中，通过无线电波采集数据并完成数据的调制解调。

本发明中，利用无线信道形成一种微功率本地通信***，相比于电力载波远程抄表方式或者基于公网GPRS电力专网的远程抄表，***通信的实时性和可靠性更高，这种微功率本地通信***还具有抗干扰能力强、通信速率高、使用方便等特点。

作为优选，所述集中器包括：电源模块和控制模块以及通信模块，所述电源模块为集中器供电，所述控制模块通过串口与通信模块连接，控制模块对接收到的来自数据采集器的数据进行封装和存储，传送到通信模块，通信模块通过天线与终端处理器进行无线交互连接，将封装处理好的数据发送给终端处理器。

作为优选，所述集中器还包括集中器微功率无线通信模块，与所述控制模块连接；所述集中器微功率无线通信模块与所述嵌入式微功率无线通信模块之间无线通信连接，将收到的来自数据采集器的数据传输至控制模块。

本发明中，数据处理器通过 RS-485 总线接收来自集中器的命令，再通过嵌入式微功率无线通信模块与集中器微功率无线通信模块的无线通信采集数据上传至集中器，利用无线信道形成一种微功率本地通信***，从而提高了***通信的实时性和可靠性，具有抗干扰能力强、通信速率高、使用方便等特点。

作为优选，所述数据中心平台管理多个终端处理器，每个终端处理器管理多个集中器，每个集中器管理多个数据采集器。

本发明中，所述数据中心平台管理多个终端处理器，每个终端处理器管理多个集中器，每个集中器管理多个数据采集器，由此形成高集成度的信息管理体系，便于信息的统一查询和管理，节省了硬件成本，免去了众多硬件安装和管理的不便。

作为优选，所述数据中心平台收到的采集数据至少包括：终端处理器编码位、集中器编码位、数据采集器编码位、表编码位以及采样数据位。

本发明中，对不同的终端处理器、集中器以及数据采集器进行编码，数据中心平台对收到的数据进行解析，即能区分出抄表数据的来源。

本发明的实质性效果：（1）利用无线信道形成一种微功率本地通信***，从而提高了***通信的实时性和可靠性，具有抗干扰能力强、通信速率高、使用方便等特点；（2）实现了水、电、气、热能表信息的统一采集和管理，将采集数据统一存放到数据业务主站，便于统一标准格式、统一处理、统一存储、统一分发，更加便捷和快速。

附图说明

图1为本发明的一种基于微功率无线网络的无线抄表方法流程图；

图2为本发明的一种基于微功率无线网络的无线抄表***结构图（1）；

图3为本发明的一种基于微功率无线网络的无线抄表***结构图（2）。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。

一种基于微功率无线网络的无线抄表***，包括电表、水表、热表以及气表，其特征在于，还包括：数据采集器，采集电表、水表、热表以及气表的数据，对采集来的电表、水表、热表以及气表的数据进行处理和存储，并发送给集中器；集中器，与数据采集器进行数据交互，接收数据采集器传输来的数据，处理后传输至终端处理器；终端处理器，与集中器进行数据交互，接收集中器传输来的数据，将需要上报的数据进行配置，将配置好的数据传送至数据中心平台； 数据中心平台，向终端处理器发送抄表命令，存储和显示终端处理器传输来的数据。所述集中器包括：电源模块和控制模块以及通信模块，所述电源模块为集中器供电，所述控制模块通过串口与通信模块连接，控制模块对接收到的来自数据采集器的数据进行封装和存储，传送到通信模块，通信模块通过天线与终端处理器进行无线交互连接，将封装处理好的数据发送给终端处理器。

所述数据中心平台管理多个终端处理器，每个终端处理器管理多个集中器，每个集中器管理多个数据采集器，如图2和图3所示。数据中心平台收到的采集数据至少包括：终端处理器编码位、集中器编码位数据采集器编码位、表编码位以及采样数据位。所述数据采集器上安装有嵌入式微功率无线通信模块，所述嵌入式微功率无线通信模块包括主控模块和四个射频模块，所述主控模块与集中器之间进行串口通信，接收集中器下行命令，所述主控模块与射频模块通信，射频模块将采集的将对应表的数据上传至数据采集器；所述四个射频模块分别安装在对应的电表、水表、热表以及气表中，通过无线电波采集数据并完成数据的调制解调。所述集中器还包括集中器微功率无线通信模块，与所述控制模块连接；所述集中器微功率无线通信模块与所述嵌入式微功率无线通信模块之间无线通信连接，将收到的来自数据采集器的数据传输至控制模块。数据处理器通过 RS-485 总线接收来自集中器的命令，再通过嵌入式微功率无线通信模块与集中器微功率无线通信模块的无线通信采集数据上传至集中器，利用无线信道形成一种微功率本地通信***。

一种基于微功率无线网络的无线抄表方法，适用于一种基于微功率无线网络的无线抄表***，其特征在于，如图1所示，包括以下步骤：步骤1：数据中心平台向终端处理器发送采集数据命令；步骤2，终端处理器将收到的采集数据命令按照不同地址分发到各个集中器；步骤3，集中器接收终端处理器命令，对命令地址进行解析，确认对应的数据采集器地址，向对应数据采集器发出采集数据的命令；步骤4，数据采集器接收集中器命令，解析命令地址，选择对应的射频模块进行通信，射频模块采集对应表上的数据并完成数据的调制解调后传送到主控模块，主控模块将收到的数据进行编码处理后，传送至集中器；步骤5，集中器的控制模块对各个数据采集器上传的数据进行处理，为上传的数据进行地址编码，再传送至终端处理器；步骤6，终端处理器对收到的集中器的数据进行配置，不同集中器设置不同的编码位，将配置好的数据传送至数据中心平台；步骤7，数据中心平台存储和显示终端处理器传输来的数据。

以上所述实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其他的变体及改型。

Claims (8)

1.一种基于微功率无线网络的无线抄表***，包括电表、水表、热表以及气表，其特征在于，还包括：

数据采集器，采集电表、水表、热表以及气表的数据，对采集来的电表、水表、热表以及气表的数据进行处理和存储，并发送给集中器；

集中器，与数据采集器进行数据交互，接收数据采集器传输来的数据，处理后传输至终端处理器；

终端处理器，与集中器进行数据交互，接收集中器传输来的数据，将需要上报的数据进行配置，将配置好的数据传送至数据中心平台；

数据中心平台，向终端处理器发送抄表命令，存储和显示终端处理器传输来的数据。

2.根据权利要求1所述的一种基于微功率无线网络的无线抄表***，其特征在于，所述数据采集器上安装有嵌入式微功率无线通信模块，所述嵌入式微功率无线通信模块包括主控模块和四个射频模块，所述主控模块与集中器之间进行串口通信，接收集中器下行命令；所述主控模块与射频模块通信，向射频模块发送采集数据的命令，射频模块将对应表的数据上传至数据采集器；所述四个射频模块分别安装在对应的电表、水表、热表以及气表中，通过无线电波采集数据并完成数据的调制解调。

3.根据权利要求2所述的一种基于微功率无线网络的无线抄表***，其特征在于，所述集中器包括：电源模块和控制模块以及通信模块，所述电源模块为集中器供电，所述控制模块通过串口与通信模块连接，控制模块对接收到的来自数据采集器的数据进行封装和存储，传送到通信模块，通信模块通过天线与终端处理器进行无线交互连接，将封装处理好的数据发送给终端处理器。

4.根据权利要求3所述的一种基于微功率无线网络的无线抄表***，其特征在于，所述集中器还包括集中器微功率无线通信模块，与所述控制模块连接；所述集中器微功率无线通信模块与所述嵌入式微功率无线通信模块之间无线通信连接，将收到的来自数据采集器的数据传输至控制模块。

5.根据权利要求1所述的一种基于微功率无线网络的无线抄表***，其特征在于，所述数据中心平台管理多个终端处理器，每个终端处理器管理多个集中器，每个集中器管理多个数据采集器。

6.根据权利要求2所述的一种基于微功率无线网络的无线抄表***，其特征在于，所述数据采集器与集中器之间通过 RS-485 总线进行通信。

7.根据权利要求1所述的一种基于微功率无线网络的无线抄表***，其特征在于，所述数据中心平台收到的采集数据至少包括：终端处理器编码位、集中器编码位数据采集器编码位、表编码位以及采样数据位。

8.一种基于微功率无线网络的无线抄表方法，适用于一种基于微功率无线网络的无线抄表***，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：数据中心平台向终端处理器发送采集数据命令；

步骤2，终端处理器将收到的采集数据命令按照不同地址分发到各个集中器；

步骤3，各集中器接收终端处理器命令，对命令地址进行解析，确认对应的数据采集器地址，向对应数据采集器发出采集数据的命令；

步骤4，数据采集器接收集中器命令，解析命令地址，选择对应的射频模块进行通信，射频模块采集对应表上的数据并完成数据的调制解调后传送到主控模块，主控模块将收到的数据进行编码处理后，传送至集中器；

步骤5，集中器的控制模块对各个数据采集器上传的数据进行处理，为上传的数据进行地址编码，再传送至终端处理器；

步骤6，终端处理器对收到的集中器的数据进行配置，不同集中器设置不同的编码位，将配置好的数据传送至数据中心平台；

步骤7，数据中心平台存储和显示终端处理器传输来的数据。