CN1477540A - 基于移动通信的远程仪表读取***和方法 - Google Patents

基于移动通信的远程仪表读取***和方法 Download PDF

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Abstract

一种基于移动通信的远程仪表读取***包括：用于无线发送用户的计量信息的仪表读取***；以及一远程控制***，其用于通过移动通信网络收集每个用户的计量信息、处理它、并控制每个用户的仪表读取***。由于远程仪表读取***建立在移动通信网络的基础之上，因而没有因构建必要的网络而发生的费用。另外，由于信息是通过使用短消息业务在远程终端设备之间传送的，因此开发和维护***所需要的时间和费用明显减少。

Description

基于移动通信的远程仪表读取***和方法
技术领域
本发明涉及一种远程控制***，特别涉及一种使用移动通信网络的远程控制***。
背景技术
读取电(或者气、水等等.)表的传统方法是：电力供应公司的计量员在访问用户以后，记录下仪表上指示的计量数字，并进行计算。这种传统方法需要两倍的工作量。除此之外，在记录仪表信息和计算记录信息的过程中也会出现错误。
因此，为了代替计量员手动的仪表读取方法，上述问题的一项解决方案建议了通过电缆网络自动上载仪表计量数字的方法。但是这个方法的前提条件是，在全国范围内的每个用户中都应该安装一条专线和一个电缆网络，产生的问题是需要大量的时间和费用。
作为另一种解决方案，有人建议使用移动仪表情报收集终端。即，在这个方法中，计量员读取每个用户的电表，并将获得的信息(或者数据)存储在移动终端，然后当仪表读取操作完成时，计量员将仪表信息收集终端连接到能源(例如，电、气或者水)提供商的计算网络，并将收集到的仪表信息传送到计算网络中的中央操作服务器。
图1显示了传统技术的无线仪表读取***的结构。
如图1所示，传统的无线仪表读取***包括：用于无线发送每个用户仪表信息的仪表读取***100；以及由计量员携带的用于无线发送仪表读取***100的信息的仪表信息收集终端140。
仪表读取***100包括：用于将各种仪表(例如电表、水表、煤气表等等)的计量数值转换成数字信号的仪表读取电路110；用于将数字化仪表信息处理成为有用数据的仪表读取处理器120；以及用于处理适合于射频(RF)传送的数据并且传送数据的通信模块130。
以下将描述传统技术的仪表读取。
当仪表读取电路110测量用户的能源计量数值并将它转换成数字信号时，仪表读取处理器120将诸如用户ID、计量值和计量时间等信息处理为有用的数据。
然后，通信模块130将处理过的数据转换成适合于射频传送的信号并发送经过转换的信号。
在访问分配到他/她的区域的用户时，计量员操作仪表读取***100，通过移动终端140接收仪表读取***100的检测信息并存储它。
当在用户处测量操作完成时，计量员将仪表信息收集终端140连接到能源提供商的计算网络，并将收集到的仪表信息传送到中央操作服务器150。
然而，传统技术的缺陷在于，计量员需要亲自访问用户，并且在使用电缆网络的情况下，大量的费用将用于安装和维护电缆网络。
以上参考编入本文件作为参考，在本文中提供了另外的/替代的细节、特征和/或技术背景的适当教导。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种基于移动通信的远程仪表读取***和方法，其通过使用移动通信***的短信息服务能够计量和控制用户的仪表。
为了完全地或者部分地实现上述目标中的至少一个，提供的基于移动通信的远程仪表读取***包括：
用于无线发送用户计量信息的仪表读取***；以及用于通过移动通信网络收集每个用户的仪表信息、处理信息并且控制每个用户的仪表读取***的远程控制***。
优选地，通过使用移动通信***的短消息业务(SMS)，将所述计量信息传送到远程控制***。
优选地，所述移动通信网络建立在码分多址(CDMA)***的基础之上。
优选地，所述仪表读取***包括：包括多个仪表(例如电表、水表或者煤气表)的仪表读取单元；用于将每个仪表的计量值转换为数字信号的转换器单元；用于有选择地输出转换器单元的输出信号的特定信号的多路复用器；用于控制多路复用器的控制器；用于产生承载多路复用器输出信号的短信息的处理器；以及通信模块，其用于通过移动通信网络传送信息，或者用于接收远程控制***的信息并将该信息传送到处理器。
优选地，所述远程控制***包括：用于无线传送和接收往返于每个用户仪表读取***的信息的通信模块；用于从接收到的信息中提取计量信息的解码器；用于管理提取的计量信息并产生用来控制仪表读取***的各种控制信号的中央处理器(CPU)；用于产生承载控制信号的短信息并将短信息输出到通信模块的编码器。
为了完全地或者部分地实现上述优点中的至少一个，进一步提供的基于移动通信的远程仪表读取包括：
测量用户的仪表并将计量信息无线发送到能源提供商的远程控制***；通过移动通信网络接收计量信息并处理计量信息；以及
根据用户终端的请求或者根据内部程序的各种控制信号远程地控制用户的仪表。
优选地，所述计量信息发送过程包括：检测仪表的计量值并数字化检测到的信息；产生短信息并将检测信息加载到短信息；以及将短信息处理成为适合于RF传输的信号并将信号发送到远程控制***。
优选地，所述仪表控制过程包括：收集用户终端的请求或者内程序的各种控制信号；产生短信息并将收集到的控制信号加载到短信息；以及将短信息处理成为适合于RF传输的信号，将信号发送到远程控制***。
本发明的其他优点、目标和特性将在随后的说明中部分地描述。经过以下审查后，对于本领域普通技术人员来说是显而易见的，且可从本发明的实践中学习。通过以下描述权利要求和附图，可以实现和获得本发明的目的和其他优点。
附图说明
本发明将参照以下附图进行详细说明，附图中同样的组件采用相同的附图标记，其中：
图1是显示传统技术的无线仪表读取***结构的示意方框图；
图2是显示根据本发明优选实施例的仪表读取***结构的示意方框图；
图3是显示根据本发明优选实施例的远程控制单元结构的示意方框图；
图4是根据本发明优选实施例的无线远程仪表读取的流程图；
图5A显示的是通常的SMS的用户终端业务层消息的结构；
图5B显示的是从远程控制***传送到仪表读取***的SMS的用户终端业务层消息的结构；
图5C显示的是从仪表读取******传送到远程控制***的SMS的用户终端业务层消息的结构；以及
图6显示了根据本发明优选实施例的短消息业务的协议层。
具体实施方式
现在，将参照附图说明本发明的优选实施例。
图2是显示仪表读取***结构的示意方框图，图3是显示根据本发明优选实施例的远程控制单元结构的示意方框图。
如图2和3所示，无线远程仪表读取***包括：用于无线发送每个用户计量信息的仪表读取***200；以及用于收集和处理每个用户的计量信息并且控制仪表读取***200的远程控制***300；
仪表读取***200包括：包括多种读取用户的能源(气、电或者水)计量值的仪表的仪表读取单元210；用来将读取的计量值转换成数字信号的A/D转换器220；多路复用器230，其用来从A/D转换器220输出的计量值中有选择地输出特定仪表的一个计量值。用于存储从远程控制***300接收到的消息的第三存储器290；通过参照存储在第三存储器290的控制数据来控制多路复用器230的控制器；用来存储多路复用器230的输出数据的第二存储器260；用于存储由远程控制***分配到用户和仪表的识别信息的第一存储器250；用于产生短消息并将第一存储器250和第二存储器260的数据加载到产生的短消息的SMS处理器270；以及通信模块280，其用于通过移动通信网络传送信息，或者接收控制信号的消息并将它传送到SMS处理器270。
远程控制***300包括：用于无线传送和接收往返于安装在每个用户的仪表读取***的消息的通信模块310；用来从接收到的信息提取用户的计量信息的SMS解码器320；中央处理器(CPU)340，其用于处理提取的计量信息并将该信息存储在仪表数据库360，以及产生各种用于控制仪表读取***200的控制信号；用于指示CPU 340产生控制信号或者处理存储在仪表数据库360的信息的用户终端350；以及SMS编码器370，其用来产生承载CPU 340的控制信号的短消息，并将它输出到通信模块310。
图4是根据本发明优选实施例的无线远程仪表读取的流程图；
以下将参照图2、3和4描述远程控制***300和仪表读取***200的操作。
当由仪表读取单元读取的各种仪表的计量值通过A/D转换器220时，将被转换成数字信号(步骤S1和S2)。在控制器240的控制下，多路复用器230选择A/D转换器的一个输出数据。即，控制器240通过参照从远程控制***300传送的信息来确定仪表的仪表读取时间以及选择哪个仪表记录计量值，并且控制多路复用器230。
然后，在控制器240的控制下，多路复用器230选择相应仪表的计量值并将该计量值存储在第二存储器260中。
第一存储器250存储几乎不发生变化的信息，例如从远程控制***300传送的信息或者用户识别信息(也就是说，用户号码、仪表ID)，而SMS处理器270对存储在第一存储器250和第二存储器260的信息进行编码。
SMS处理器270根据短消息业务协议定义的消息结构和格式来改变存储在第一存储器250和第二存储器260中的信息，并将信息发送到通信模块280。
接下来，通信模块280处理从SMS处理器270接收到的消息以用于RF传输，并将它通过移动通信网络传送到远程控制***300(步骤S4)。
一旦从仪表读取***200接收到消息(RF信号)，远程控制***300的通信模块310将它转换成可以用来在数字电路终端处理的信号，并将信号传送到SMS解码器320。
SMS解码器320将通过通信模块310接收到的短信息进行解码，并从经过解码的数据中提取某个可以用作计量信息的数据(参照图SC)。将提取数据传送到CPU 340。
CPU 340将提取数据(也就是从仪表读取***200收集的数据)存储在仪表数据库360中，计算帐单并对疏忽行为收取罚金。用户使用从仪表读取***200收集的数据来检测能源使用状态，计算能源使用统计数字等等(步骤S5)。
CPU 340收集用户终端350发出的请求或者内程序的各种控制信号，并且产生某种控制信号(步骤S6)。
SMS编码器370将控制信号转换成适合于短消息业务协议定义的结构和格式，并将信息传送到通信模块310。
一旦接收到来自SMS编码器370的信息，通信模块310处理它，以准备RF传输，并将经过处理的消息通过移动通信网络传送到仪表读取***300(步骤S8)。
图5A、5B和5C显示SMS的用户终端业务层消息，图6显示符合本发明优选实施例的SMS的协议层消息之间的关系。
图6所示的SMS的协议层遵循1S-637A和IS-95标准，因此本文件省略了对SMS协议层的说明。
图5A示出了通用的SMS的用户终端业务层消息的结构，图5B显示了从远程控制***300传送到仪表读取***200的SMS的用户终端业务层消息(以下称为′控制消息′)的结构，图5C显示了从仪表读取***200传送到远程控制***300的SMS的用户终端业务层消息(以下称为′仪表消息′)的结构。
以下将参照图5A、5B和5C描述远程控制***300和仪表读取***200的操作。
下列实施例基于的假设是，电力提供商读取位于远程区域的用户的电表。
仪表消息包括：用户号码字段、仪表ID字段、计量值字段仪表读取字段和状态信息字段。
用户号码是相应的仪表读取***的ID。仪表ID是仪表读取***的多个仪表当中电表的标识符。仪表读取时间表示读取电表的时间。状态信息包括有关电表故障或者短路的有关信息。
将控制消息从远程控制***传送300到仪表读取***200。由远程控制***的CPU 340通过收集来自用户终端350的请求或者收集内程序的各种控制信号产生控制消息。
远程控制***300通过使用控制消息来控制远程区域的仪表读取***。控制信息包括：用户号码字段、仪表ID字段、仪表读取时间字段和断开信息字段。
用户号码是相应的仪表读取***(或者用户)的ID。仪表ID是仪表读取***中电表的标识符。仪表读取时间标明仪表将被读取的时间。在电源到用户之间的电能供应被断开时使用断开信息。仪表读取***200的SMS处理器270通过参照断开信息字段来控制电表的电源控制器(未显示)。
由SMS编码器370将控制信息数据编码为短信息编码，并在通过通信模块310以后，通过无线通信将其传送到仪表读取***的通信模块280。
仪表读取***的SMS处理器270解码从通信模块280接收到的短消息，并将它存储在第一存储器250和第三存储器200中。然后，SMS处理器设置控制器240的定时器。
如果在接收到的消息的断开信息字段中包含电力供应断开指令，则SMS处理器270将该消息传送到仪表读取单元210。然后，仪表读取单元210通过控制电源控制器来断开对相应用户的电力供应(未显示)(步骤S9和S10)。
综上所述，本发明的远程仪表读取***具有以下优点。
第一，由于本发明的***在移动通信网络的基础上运行，因此没有发生因构造必要的网络所需的费用。
第二，由于信息是通过使用短消息业务在远程终端设备之间传送，因此开发和维护***所需要的时间和费用明显减少。
第三，不同于由计量员对仪表进行读数的传统方法，本发明的仪表读取时间可以随意地设置，仪表读取操作和帐单处理可以迅速而准确地执行。
上述实施例和优点仅仅是示例性的，不应视作本发明的限制。现在所述的示例可以很容易地应用于其它类型的装置。本发明的描述用于说明，但不用来对权利要求的范围进行限制。许多改变、修改和变化，对于本领域普通技术人员来说是显而易见的。在权利要求中，设置加功能的条款用于覆盖所述功能的结构，不仅包括结构上的等效，还包括等效结构。

Claims (17)

1.一种基于移动通信的远程仪表读取***，包括：
仪表读取***，用于无线发送用户的计量信息；和
远程控制***，用于通过移动通信网络收集每个用户的计量信息、处理它、并控制每个用户的仪表读取***。
2.如权利要求1所述的***，其中所述计量信息是通过使用移动通信***的短消息业务(SMS)被传送到远程控制***的。
3.如权利要求1所述的***，其中所述的移动通信网络建立在码分多址(CDMA)***的基础之上。
4.如权利要求1所述的***，其中所述的仪表读取***包括：
包含多个表的仪表读取单元；
用于将每个仪表的计量转换成数字信号的转换器单元；
用于有选择地输出转换器单元的输出信号的特定信号的多路复用器；
用于控制所述多路复用器的控制器；
用于产生承载多路复用器的输出信号的短消息的处理器；和
通信模块，其用于通过移动通信网络传送消息，或者接收远程控制***的消息并将它传送到处理器。
5.如权利要求4所述的***，其中当从远程控制***接收到消息时，处理器解码接收到的消息，并存储经过解码数据的识别信息。
6.如权利要求5所述的***，其中所述的控制器通过参照经过解码的数据来控制多路复用器。
7.如权利要求4所述的***，其中如果控制***的消息包含断开能源供应的指令，则处理器根据该指令来控制仪表读取单元。
8.如权利要求4所述的***，其中所述的消息包括：
用户的ID号码；
被读取仪表的标识符；
仪表读取日期和时间信息；和
有关仪表故障和仪表能源泄漏的信息
9.如权利要求1所述的***，其中所述的远程控制***包括：
用于无线发送和接收往返于每个用户的仪表读取***的消息的通信模块；
用来从接收的信息提取用户计量信息的解码器；
用来管理提取的计量信息并产生用于控制仪表读取***的各种控制信号的中央处理器(CPU)；和
用于产生承载控制信号的短消息并将短消息输出到通信模块的编码器。
10.如权利要求9所述的***，其中所述的消息包括：
目标用户的ID号；
将要被读取的仪表的标识符；
读取仪表的时间信息；
当断开对相应用户的能源供应时使用的电源控制单元的控制信息。
11.一种基于移动通信的远程仪表读取方法，包括：
测量用户的仪表，并将计量信息无线发送到远程控制***；
通过移动通信网络接收计量信息并处理它；以及
根据用户终端的请求或者根据内部程序的各种控制信号来远程控制用户的仪表。
12.如权利要求11所述的方法，其中所述计量信息是通过使用移动通信***的短消息业务(SMS)被传送到远程控制***的。
13.如权利要求11所述的方法，其中所述的移动通信网络建立在码分多址(CDMA)***的基础之上。
14.如权利要求11所述的方法，其中所述的计量信息发送步骤包括：
检测仪表的计量值并且将检测到的信息数字化；
产生短消息并将信息加载到消息上；以及
将消息处理成适合于射频传输的信号，并将信号发送到远程控制***。
15.如权利要求14所述的方法，其中所述的消息包括：
用户的ID号；
被读取仪表的标识符；
仪表读取日期和时间信息；和
有关仪表故障和仪表能源泄漏的信息。
16.如权利要求11所述的方法，其中所述的仪表控制步骤包括：
收集用户终端的请求或者内程序的各种控制信号；
产生短消息并将收集到的控制信号加载到消息上；以及
将消息处理成适合于射频传输的信号，并将信号传送到远程控制***。
17.如权利要求16所述的方法，其中所述的消息包括：
目标用户的ID号；
要被读取的仪表的标识符；
读取仪表的时间信息；
当断开对相应用户的能源供应时使用的电源控制单元的控制信息。
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