CN107920228A - 一种多表采集设备 - Google Patents

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Abstract

本发明创造公开了一种多表采集设备包括集中器，还包括电力数据采集中心、RS485信道、协议转化器、智能电表、无线水表、无线气表、无线热表和集中器。集中器包括：通用采集器模块和通讯模块。协议转化器包括，协议转化模块、微功率无线模块。本发明创造用于，解决现在电力采集***技术只能抄读电表，但是采集水、电、气、热多表需要在电力采集***的基础上通过安装协议转换器和采集器复合来实现多表合一采集功能的问题。

Description

一种多表采集设备
技术领域
本发明创造属于抄表领域，具体涉及了一种多表采集设备。
背景技术
随着社会经济的发展，人们生活水平的提高，各项资源的使用，越来越多的生活资源进入了监测记录范围。我们生活中所用的计量表越来越多。从以前只需要用电表来计量用电情况，到现在我们需要用气表计量用气情况，用热表计量生活中所使用的热的情况，用气表计量所使用的天然气的情况，用水表计量所使用的水的情况。然而随着表的增多，导致了布线和抄表的困难，虽然现在都使用了智能表不再使用人工抄表，但是在使用过程中确实依旧繁复，对于后期的维护和使用仍然有很多的不方便并且因为智能化度较高，功耗也比较大。
中国专利公开号CN 105406901 A，公开日2016年3月16日，发明创造的名称用于电力***的信息采集***。该发明公开了一种用于电力***的信息采集***。该***包括 ：多个信号采集装置，每个信号 采集装置与输电线上的一个低压开关连接，信号 采集装置用于采集低压开关的开关量信号 ；多个电力载波装置，每个电力载波装置与一个信号采集装置连接，并与输电线连接，电力载波装置用于将低压开关的开关量信号转换为电力载波信号， 并将电力载波信号耦合至输电线 ；远程控制终端，与输电线连接，用于接收电力载波信号，还用于通过输电线发送控制信号至低压开关，其中，控 制信号用于指示低压开关断开或闭合。但是其不足之处就是线路复杂、不利于后期维护以及能耗较大。
发明内容
本发明创造的目的在于解决上述存在的过复杂问题，提供了一种可以采集多种表数据、布线简单、使用方便和容易维护的多表采集设备。
本发明创造解决其技术问题所采用的技术方案是一种多表采集设备，包括集中器，还包括电力数据采集中心，接收集中器发送的数据，与集中器通信连接；RS485信道，对数据进行传输，与智能电表和协议转化器电连接；协议转化器，将数据进行协议转化，与RS485信道电连接，与无线水表、无线气表和无线热表通过通信连接；智能电表，读取用户用电量，与RS485信道电连接；无线水表，读取用户用水量，与协议转化器通信连接；无线气表，读取用户用气量，与协议转化器通信连接；无线热表，读取用户用热量，与协议转化器通信连接；密码表箱，保护计量表；集中器，采集每个表的数据并将数据上传到电力数据采集中心，与RS485信道电连接；集中器包括：通用采集器模块，采集每个电表的数据，与RS485信道电连接；通讯模块，将通用采集器模块中的数据上传到电力数据采集中心，与通用采集器模块电连接。
作为优选，所述的协议转化器包括：协议转化模块，将微功率无线模块提供的数据进行协议转化，与RS485信道电连接；微功率无线模块，接收无线水表、无线气表和无线热表的数据，与协议转化模块电连接。
作为优选，所述的RS485信道包括：电阻R1第一端接3.3V电压源，电阻R1的第二端接三极管Q1的基极；电阻R2第一端接5V电压源，电阻R2第二端接三极管Q1的集电极和RS485转换器MAXRS485的RE引脚；RS485转换器MAXRS485的DE引脚接RS485转换器MAXRS485的RE引脚；三极管Q1的发射极接RS485_EN；电阻R3的第一端接3.3V电压源，电阻R3的第二端接三极管Q2的基极；电阻R4的第一端接5V电压源，电阻R4的第二端接三极管Q2的集电极和RS485转换器MAXRS485的DT引脚；三极管Q2的发射极接TXD RS485;电阻R5的第一端接RXD RS485和三极管Q3的集电极；电阻R5的第二端接3.3V电压源和电阻R6的第一端；电阻R6的第二端接三极管Q3的基极；三极管Q3的发射极接RS485转换器MAXRS485的RO引脚；RS485转换器MAXRS485的VCC引脚接5V电压源和电容C1的第一端；电容C1的第二端接电阻R7的第一端和地；电阻R7的第二端接RS485转换器MAXRS485的B引脚、电压互感器P3的第一端和输出口B；电压互感器P3的第二端接RS485转换器MAXRS485的A引脚、电阻R8的第一端、热敏电阻PT3的第一端和电压互感器P4的第一端；电阻R8的第二端接5V电压源；电压互感器P4第二端接地；热敏电阻PT3的第二端接输出口A；RS485转换器MAXRS485的GD引脚接地。
作为优选，所述的协议装化器的外观和原网I型通用采集器一样；所述的通讯模块采用的M590芯片与主站进行数据交互；所述的微功率无线模块采用的无线M-BUS进行数据传输。
作为优选，所述的密码表箱包括：箱体，保护计量表不受破坏；电子密码锁，用于开启箱门和给箱门上锁，镶嵌在箱体上；密码键盘，输入密码开箱密码，与电子锁电连接；密令，显示密码并完成验证；密令插口，***密令，在箱体表面；指纹确定键，确定使用人员的指纹，与电子密码锁电连接。
作为优选，所述密令包括：密令接头，用于连接密令插口，给密令内部显示屏供电和数据传输，与密令接口电连接；显示屏，用于显示密码，与密令接头电连接；所述的密令插口内部用多个金属连接点，用于和密令背面的密令接头连接。
本发明创造有益效果：将通用采集器模块和通讯模块集中到了一起，虽然目前电力采集***技术很成熟，但只能抄读电表，采集水、电、气、热多表需要在电力采集***的基础上通过安装协议转化器和通用采集器复合来实现多表合一采集功能，采用微功率无线通讯的水、气、热表需要通过协议转化器转换为DL/T645-2007通用规约数据后，再将数据传送至采集RS485电表的通用采集器后，上送主站。现场需要安装协议转化器，并对相应的通用采集器进行软件升级，每一类水表都需要一个对应的通用采集器。所以本发明创造将通用采集器模块和通讯模块集成在一起，在***的布置中减少了通用采集器的使用，降低了功耗和布线的复杂程度，提升了品质。而且密码表箱的增加，让计量表更加准确，更好的保护的计量表而且也可以防止被其他人偷取。
附图说明
图1是多表采集设备的结构框图；
图2是RS485信道的电路图；
图3是密码表箱正面图；
图4是密令正面图；
图5是密令背面图；
图6是操作流程图；
图中：1、电力数据采集中心，2、RS485信道，3、通讯木块，4、通用采集器模块，5、协议转化模块，6、微功率无线模块，7、智能电表，8、无线水表，9、无线热表，10、无线气表，11、集中器，12、协议转化器，13、透明窗，14、金属连接点，15、密令插口，16、密码键盘，17、指纹确认键，18、密令接头，19、显示屏。
具体实施方式
实施例1：
图1中，一种多表采集设备，包括集中器11，还包括电力数据采集中心1，接收集中器11发送的数据，与集中器11通信连接；RS485信道2，对数据进行传输，与智能电表7和协议转化器12电连接；协议转化器12，将数据进行协议转化，与RS485信道2电连接，与无线水表8、无线气表9和无线热表10通过通信连接；智能电表7，读取用户用电量，与RS485信道2电连接；无线水表8，读取用户用水量，与协议转化器12通信连接；无线气表9，读取用户用气量，与协议转化器12通信连接；无线热表10，读取用户用热量，与协议转化器12通信连接；集中器11，采集每个表的数据并将数据上传到电力数据采集中心1，与RS485信道2电连接；密码表箱，保护计量表；集中器11包括：通用采集器模块3，采集每个电表的数据，与RS485信道2电连接；通讯模块4，将通用采集器模块3中的数据上传到电力数据采集中心1，与通用采集器模块3电连接。
所述的协议转化器11包括：协议转化模块5，将微功率无线模块6提供的数据进行协议转化，与RS485信道2电连接；微功率无线模块6，接收无线水表8、无线气表9和无线热表10的数据，与协议转化模块5电连接。
所述的协议转化器12的外观和原网I型通用采集器一样。所述的一种多表采集设备，其特征在于，所述的通讯模块3采用的M590芯片与主站进行数据交互。所述的一种多表采集设备，其特征在于，所述的微功率无线模块6采用的无线M-BUS进行数据传输。
本发明创造的运行方式是，无线水表8、无线气表9和无线热表10的数据由协议转化器12进行抄读，协议转化器12通过RS485信道2接收通用采集器模块4下发的抄表指令，再根据无线水表8、无线气表9和无线热表10的协议进行相应的转换，通过微功率无线模块6抄读下接表计；RS485电表2数据由通用采集器模块4进行抄读，通用采集器模块通过RS485信道2抄读表计，并且协议符合645-2007规约。通用采集器模块4会将采集数据通过GPRS/CDMA/SMS/以太网上传到主站。
本发明创造，将通用采集器模块4和通讯模块3集中到了一起，虽然目前电力采集***技术很成熟，但只能抄读电表，采集水、电、气、热多表需要在电力采集***的基础上通过安装协议转化器和通用采集器复合来实现多表合一采集功能，采用微功率无线通讯的水、气、热表需要通过协议转化器转换为DL/T645-2007通用规约数据后，再将数据传送至采集RS485电表的通用采集器后，上送主站。现场需要安装协议转化器，并对相应的通用采集器进行软件升级，每一类水表都需要一个对应的通用采集器。所以本发明创造将通用采集器模块4和通讯模块3集成在一起，在***的布置中减少了通用采集器的使用，降低了功耗和布线的复杂程度，提升了品质。而且本发明创造使用了无线信号传输的时候，使用的是微功率通信，降低了功耗。在微功率无线模块6，这里使用的是无线M-BUS连接。协议转化器中的协议转化模块5外形和原网I型通用采集器一样，正是由于使用了原网I型通用采集器的外观，我们可以在下面接口外接多个无线M-BUS的接收模块，使用方便了很多。并且在现场安装的时候，只需要安装协议转化器并不会影响到电力数据的采集。
图2中，所述的RS485信道包括：电阻R1第一端接3.3V电压源，电阻R1的第二端接三极管Q1的基极；电阻R2第一端接5V电压源，电阻R2第二端接三极管Q1的集电极和RS485转换器MAXRS485的RE引脚；RS485转换器MAXRS485的DE引脚接RS485转换器MAXRS485的RE引脚；三极管Q1的发射极接RS485_EN；电阻R3的第一端接3.3V电压源，电阻R3的第二端接三极管Q2的基极；电阻R4的第一端接5V电压源，电阻R4的第二端接三极管Q2的集电极和RS485转换器MAXRS485的DT引脚；三极管Q2的发射极接TXD RS485;电阻R5的第一端接RXD RS485和三极管Q3的集电极；电阻R5的第二端接3.3V电压源和电阻R6的第一端；电阻R6的第二端接三极管Q3的基极；三极管Q3的发射极接RS485转换器MAXRS485的RO引脚；RS485转换器MAXRS485的VCC引脚接5V电压源和电容C1的第一端；电容C1的第二端接电阻R7的第一端和地；电阻R7的第二端接RS485转换器MAXRS485的B引脚、电压互感器P3的第一端和输出口B；电压互感器P3的第二端接RS485转换器MAXRS485的A引脚、电阻R8的第一端、热敏电阻PT3的第一端和电压互感器P4的第一端；电阻R8的第二端接5V电压源；电压互感器P4第二端接地；热敏电阻PT3的第二端接输出口A；RS485转换器MAXRS485的GD引脚接地。
本发明创造对于RS485信道的电路，采用三极管加大芯片串口的驱动能力，采用上下拉电阻才平衡RS485链路上的负载，热敏电阻和瞬态二极管保护RS485误接入市电。
图3.4.5.6中，所述的密码表箱包括：箱体，保护计量表不受破坏；电子密码锁，用于开启箱门和给箱门上锁，镶嵌在箱体上；密码键盘16，输入密码开箱密码，与电子锁电连接；密令，显示密码并完成验证；密令插口15，***密令，在箱体表面；指纹确定键17，确定使用人员的指纹，与电子密码锁电连接。
所述密令包括：密令接头18，用于连接密令插口，给密令内部显示屏19供电和数据传输，与密令接口15电连接；显示屏19，用于显示密码，与密令接头18电连接；所述的密令插口15内部用多个金属连接点14，用于和密令背面的密令接头18连接。
本发明创造对于计量表的保护方面，采用了电子密码锁和密令。密令像钥匙，但是又不是钥匙，它是个独立的个体，密令自身是没有电源***的，它在工作的时候是需要和密令插口连接的，电又密令插口提供。电子密码锁的开锁方式需要密令、密码和指纹三方面的认证才可以开锁。首先在箱体上面只有密码键盘，没有显示屏，而且这个密码是变化的，会随着开箱的次数以一种算法进行改变，没有任何人知道密码。在开锁的时候先将密令的密令接头***密令插口，密令后面的金属点和密林插口里面的金属点相接触后，密令的显示屏点亮。密码锁的密码通过金属点传输并且显示在密令的显示屏上，然后用户再在密码键盘上将显示屏上的密码输入，在密码输入的过程中，显示屏上显示的密码，在输入过后会改变颜色。密码输入完成后，箱门并不能直接打开，这个时候需要用户用手指按一下指纹确定键，只有在确认了指纹正确以后，箱门才会打开。
在整个过程中，密令有两个作用，第一个是显示密码并且充当临时显示屏；第二个存储用户指纹信息。为了密令胡乱使用，每个密令和电子密码锁都是相互对应的，一个电子密码锁只有一个密令，一个密令只能打开一个电子密码锁。在密令接头插到密令插口时，会有一个识别信号，用来识别密令和电子密码锁是否相匹配。在运作的过程中，电子密码锁，将当前的锁的密码显示在密令的显示屏，这里之所以不采用一个固定的显示屏是为了降低功耗。然后用户输入密码。为了防止用户密码输入错误，输入正确的部分、输入错误的部分和未输入的部分的颜色都是不一样的。在密码输入完成后，为了防止密令不是本人持有，所以需要按指纹确认键，而用户的指纹信息是存储在密令里面的。这个时候密码锁从密令中调取指纹数据，与检测到的数据进行对比，如果正确，箱门打开，操作完成后，箱门关闭，密码更换，没有任何人知道新密码。

Claims (9)

1.一种多表采集设备包括集中器，其特征在于，还包括
电力数据采集中心，接收集中器发送的数据，与集中器通信连接；
RS485信道，对数据进行传输，与智能电表和协议转化器电连接；
协议转化器，将数据进行协议转化，与RS485信道电连接，与无线水表、无线气表和无线热表通过通信连接；
智能电表，读取用户用电量，与RS485信道电连接；
无线水表，读取用户用水量，与协议转化器通信连接；
无线气表，读取用户用气量，与协议转换器通信连接；
无线热表，读取用户用热量，与协议转换器通信连接；
密码表箱，保护计量表；
集中器，采集每个表的数据并将数据上传到电力数据采集中心，与RS485信道电连接；
集中器包括：
通用采集器模块，采集每个电表的数据，与RS485信道电连接；
通讯模块，将通用采集器模块中的数据上传到电力数据采集中心，与通用采集器模块电连接。
2.根据权利要求1所述的一种多表采集设备，其特征在于，所述的协议转化器包括：
协议转化模块，将微功率无线模块提供的数据进行协议转化，与RS485信道电连接；
微功率无线模块，接收无线水表、无线气表和无线热表的数据，与协议转化模块电连接。
3.根据权利要求1所述的一种多表采集设备，其特征在于，所述的RS485信道包括：电阻R1第一端接3.3V电压源，电阻R1的第二端接三极管Q1的基极；电阻R2第一端接5V电压源，电阻R2第二端接三极管Q1的集电极和RS485转换器MAXRS485的RE引脚；RS485转换器MAXRS485的DE引脚接RS485转换器MAXRS485的RE引脚；三极管Q1的发射极接RS485_EN；电阻R3的第一端接3.3V电压源，电阻R3的第二端接三极管Q2的基极；电阻R4的第一端接5V电压源，电阻R4的第二端接三极管Q2的集电极和RS485转换器MAXRS485的DT引脚；三极管Q2的发射极接TXDRS485;电阻R5的第一端接RXD RS485和三极管Q3的集电极；电阻R5的第二端接3.3V电压源和电阻R6的第一端；电阻R6的第二端接三极管Q3的基极；三极管Q3的发射极接RS485转换器MAXRS485的RO引脚；RS485转换器MAXRS485的VCC引脚接5V电压源和电容C1的第一端；电容C1的第二端接电阻R7的第一端和地；电阻R7的第二端接RS485转换器MAXRS485的B引脚、电压互感器P3的第一端和输出口B；电压互感器P3的第二端接RS485转换器MAXRS485的A引脚、电阻R8的第一端、热敏电阻PT3的第一端和电压互感器P4的第一端；电阻R8的第二端接5V电压源；电压互感器P4第二端接地；热敏电阻PT3的第二端接输出口A；RS485转换器MAXRS485的GD引脚接地。
4.根据权利要求1所述的一种多表采集设备，其特征在于，所述的协议装化器的外观和原网I型采集器一样。
5.根据权利要求1所述的一种多表采集设备，其特征在于，所述的通讯模块采用的M590芯片与主站进行数据交互。
6.根据权利要求1所述的一种多表采集设备，其特征在于，所述的微功率无线模块采用的无线M-BUS进行数据传输。
7.根据权利要求1所述的一种多表采集设备，其特征在于，所述的密码表箱包括：
箱体，保护计量表不受破坏；
电子密码锁，用于开启箱门和给箱门上锁，镶嵌在箱体上；
密码键盘，输入密码开箱密码，与电子锁电连接；
密令，显示密码并完成验证；
密令插口，***密令，在箱体表面；
指纹确定键，确定使用人员的指纹，与电子密码锁电连接。
8.根据权利要求7所述的一种多表采集设备，其特征在于，所述密令包括：
密令接头，用于连接密令插口，给密令内部显示屏供电和数据传输，与密令接口电连接；
显示屏，用于显示密码，与密令接头电连接。
9.根据权利要求7所述的一种多表采集设备，其特征在于，所述的密令插口内部用多个金属连接点，用于和密令背面的密令接头连接。
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