专利名称：用于集中式远程抄表设备的子站电量采集装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电表自动抄表结算装置，特别是一种用于集中式远程抄表设备的子站(电表)电量采集装置。
现有的电表电量的远程自动抄表设备已成为电力运营市场的技术支持手段之一，它作为变电站，工矿企业，居民小区自动化管理的必要手段，可有效地解决人工抄表的弊端。远程自动抄表设备本身是由称为主站装置的中心计算机网和安装于各电压等级用户的子站装置两部分组成，由于构成子站的主要设备为安装在电能表(电表)上的采集模块和采集终端机之间的信息讯号传递是采用有线通讯方法解决，造成投资大，接线繁杂(指采集终端机和各采集模块之间的接线量大复杂)，安装工程量大的缺点。
本实用新型的目的是设计一种可用于集中式远程抄表设备的子站(电表)电量采集装置，使得具有安装方便，无接线，成本低和不破坏电表原有结构，确保电表计量精度高，可靠性强，准确性和安全性佳的特点。
本实用新型是以如下技术方案实现的，本实用新型的设计思想是若在本抄表设备子站装置部分的各采集模块上和采集终端机模块上皆增设一发射电路和一接收电路，让两者之间可形成一种数据信号的无线通讯形式，使子站的安装比较方便，因无接线，则不破坏电表原有结构，还可节省成本开支(一个采集终端机模块可接收32块采集模块的电表电量，通讯距离可达5m)。根据以上设计思路，本实用新型的子站电量采集装置仍由集抄器，采集终端机和安装在各电(能)表上的采集模块组成，参见图2，其中采集模块是由光电管N1和N2组成的采集头、单片机U1，时钟电路U5及电源电路组成，而采集终端机模块(参见图3)又是由通讯接口电路NAX4，单片机U32，时钟电路(U22)及电源电路组成，其特征是安装在电表上的各个采集模块上还增设有一个发射电路(为一种现有技术的常规电路)和一个接收电路(亦为一种常规电路)，在采集终端机模块上也同样增设有相应配套的接收电路(RS3)和发射电路。
本实用新型子站的采集终端机和若干数量的采集模块之间采用无线通讯方式工作，其主要工作原理是由下位的采集模块进行数据采集及处理，再由采集终端机模块发送不同的命令，通过无线信道对采集模块进行控制和数据的读取而完整地实现一个收发任务的往还处理。与现有技术比较，因为采集模块和采集终端机之间皆为无线通讯方式，所以无需繁杂的接线，不破坏电表原有结构，安装方便，节省了设备投资，提高了采集效率。且不影响电表计量精度，抗干扰能力强，负载能力强(一个采集终端机可接收32块电表电量，通讯距离可达5米)。
以下结合附图实施例对本实用新型的具体电路结构和工作原理作进一步详细说明。
图1是子站装置结构的示意框图。
图2是设置在电表上的增设有发射电路和接收电路的采集模块的电路原理图。
图3是同样也增设有相应发射电路和接收电路的采集终端机模块的电路原理图。
其中1～电表(电能表)，2～采集模块，3～采集终端机，4～集抄器，5～采集模块上的发射电路，6～采集模块上的接收电路，7采集终端机模块上的发射电路，8～采集终端机模块上的接收电路(RS3)。
参照附图可知，本实用新型在具体设计制造时还具有以下几点技术特征。
一、参见图2，所述的采集模块上新增设的发射电路(5)是由发射天线A3、由三极管P4构成的倒相开关电路、由三极管P6、P3和声表谐振器CRY1构成的等幅载频振荡电路(器)，以及由电容C9、电感线圈L2构成的谐振电路所组成(皆为现有技术的常规发射电路)，其数据信号输入端(F点)是与单片机U1的第3脚连接，而采集模块上新增设的接收电路(6)是由接收天线A2，接收IC即集成块U3等元件构成，其信号输出端即U3的8脚(通过电阻R15、三极管P2)与单片机U1的第2脚相连接。
二、所述的采集模块(2)中所加设的接收电路(6)上的集成(块)电路U3的型号可选用RF001型集成块。
三、参见图3，所述的采集终端机模块上所加设的接收电路(8)是由接收天线A6、接收IC即集成(块)电路RS3(型号为RF001)组成，在RS3的第7脚和11脚外接两个电容器C17和E7，在其第13脚还外接一个用于锁相环参考振荡器的低频陶瓷谐振器CRY32，其信号输出端即RS3的第8脚是与单片机U32的第27脚相连接；而采集终端机模块上新增设的发射电路(7)是由发射天线A5，由三极管N5构成的倒相开关电路，由三极管N22、N42组成的开关管及振荡管，由声表谐振器CRY42构成的等幅载频振荡电路(器)，以及由电容C10，电感L3构成的谐振电路组成(皆为现有技术的常规接收和发射电路)，其数据信号输入端(G点)是(通过电阻R28)与单片机U32的第26脚相连接。
四、所述的采集终端机模块中所加设的接收电路(8)上的集成电路RS3也可选用RF001型号的集成块。
以下是本实用新型的电路工作原理过程简介一、采集模块发射电路与接收电路的工作原理参见附图2可知，采集模块是由采集头N1、N2，单片机U1，接收电路U3，发射电路，时钟电路U5及电源电路组成。平时采集头N1、N2将数据分别送到U1第11与12脚经单片机处理后存在内存中，当接收时把采集终端机发送的命令从天线A2输入经C2和L1，进入U3第4脚，经U3内部降频处理后，由U3第8脚送出数据信号，再由R15及P2倒相后送到U1第2脚，经单片机U1判断后，若发现是对本模块进行的控制命令，则进行相应的处理以后，回送相应的数据给终端模块，在发送时候这种数据则是从U1第3脚，以一定的波特率的数字信号送出，然后经P4晶体管倒相后，到达由P6和P3组成的开关管及振荡管，再与由CRY1声表谐振器产生的315MHZ等幅载频振荡波进行调制后，谐振在由C9、L2组成谐振电路，然后再由C10到达天线A3向空中发出已调制高频电磁波，这样就完成了整个收发的工作全过程。电路中的U2为自动复位电路。
二、采集终端机模块发射电路与接收电路的工作原理参见图3可知，采集终端机模块是由通讯接口电路NAX4，单片机U32，接收电路RS3，时钟电路U22，发射电路(7)及电源电路等组成。由子站集抄器(4)发出的命令送到NAX4第6、7脚，由NAX4第1脚输出数据到光耦器06，然后再送单片机U32第10脚，经单片机U32处理后，当向采集模块(2)发送时，其发出命令由第26脚输出，然后经R28及N5倒相后，经由N22,N42,CRY4,C3、C10、L3等组成的声表谐振式发射电路，再经C12后，由天线A5向空中发出已调制数据高频波。当接收时，天线A6收到采集模块发出的信号，送到接收集成块RS3第4脚，经内部降频及数据调解后由第8脚输出数据信号，再经R34、三极管N1送到单片机U3第27脚，经单片机内部处理后，再将已处理好的数据由第11脚输出，经02光电耦合电路送到NAX4第4脚，而后由NAX4第6、7脚将数据回传给集抄器。电路中U4为自动复位电路，即看门狗电路。
权利要求1.一种用于集中式远程抄表设备的子站电量采集装置，该装置由集抄器(4)，采集终端机(3)和安装在各电表上的采集模块(2)组成，其中采集模块是由光电管N1和N2组成的采集头、单片机U1，时钟电路U5及电源电路组成，其中采集终端机模块又是由通讯接口电路NAX4，单片机U32，时钟电路U22及电源电路组成，其特征是安装在电表上的各个采集模块上还增设有一个发射电路(5)和一个接收电路(6)，在采集终端机模块上也同样增设有相应配套的接收电路(8)和发射电路(7)。
2.根据权利要求1所述的集中式远程抄表设备的子站电量采集装置，其特征是所述的采集模块(2)上新增设的发射电路(5)是由发射天线A3、由三极管P4构成的倒相开关电路、由三极管P6、P3和声表谐振器CRY1构成的等幅载频振荡电路，以及由电容C9、电感线圈L2构成的谐振电路所组成，其数据信号输入端是与单片机U1的第3脚连接，而采集模块上新增设的接收电路(6)是由接收天线A2、接收IC即集成块U3构成，其信号输出端即U3的8脚与单片机U1的第2脚相连接。
3.根据权利要求2所述的集中式远程抄表设备的子站电量采集装置，其特征是采集模块(2)中所加设的接收电路(6)上的集成电路U3的型号可选用RF001型集成块。
4.根据权利要求1所述的集中式远程抄表设备的子站电量采集装置，其特征是所述的采集终端机模块上所加设的接收电路(8)是由接收天线A6、接收IC即集成电路RS3组成，在RS3的第7脚和11脚外接两个电容器C17和E7，在第13脚还外接一个用于锁相环参考振荡器的低频陶瓷谐振器CRY32，其信号输出端即RS3的第8脚是与单片机U32的第27脚相连接；而采集终端机模块上新增设的发射电路(7)是由发射天线A5，由三极管N5构成的倒相开关电路，由三极管N22、N42组成的开关管及振荡管，由声表谐振器CRY42构成的等幅载频振荡电路，以及由电容C10，电感L3构成的谐振电路组成，其数据信号输入端是与单片机U32的第26脚相连接。
5.根据权利要求4所述的集中式远程抄表设备的子站电量采集装置，其特征是采集终端机模块中所加设的接收电路(8)上的集成电路RS3型号也可选用RF001型集成块。
专利摘要一种用于集中式远程抄表设备的子站电量采集装置,其特征是安装在各电表上的各个采集模块上还增设有发射电路和接收电路,在采集终端机模块上也增设有相应的接收电路和发射电路。本实用新型将子站的采集终端机和各个采集模块之间采用无线通讯方式进行数据采集及处理,由于采集终端机通过无线信道对采集模块进行控制和数据的读取处理两者之间无需繁杂的接线,不破坏电表原有结构,安装方便,节省了设备投资,通信效率高,抗干扰能力强,负载能力强。
文档编号G08C17/02GK2456252SQ0024094
公开日2001年10月24日 申请日期2000年11月8日 优先权日2000年11月8日
发明者林贡瑞, 黄伟 申请人:福建华融电子有限公司