专利名称：无线抄表集中器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电力工业自动化控制领域，具体涉及一种无线抄表或智能仪表的抄表集中器。
背景技术：
随着中国公共事业的蓬勃发展，老百姓对生活环境及其质量都提出了更高的要求，因此智能化家居设备应运而生。作为智能化家居中的必要设备，智能抄表系统得到了蓬勃发展。传统的手工抄表方式由于工作量大、效率低、不能对用电情况进行实时监控等，且会出现抄表员与用户一些不愉快的尴尬局面，导致用户不报、谎报，进而使得数据的统计无法进行。随着我国工业体制改革的不断深入和电网改造工程的全面进行，传统的手工抄表方式已经不能适应电力部门现代化和信息化的要求。为满足电网改造的需要，成本低、效率高、实时性强的无线自动抄表系统成为电力部门的首选。目前，国家的电网智能化建设是用智能一体化电表取代传统电表配合无线模块进行自动抄表，但是对传统电表全部替换使得电网改造成本很高，资源浪费严重，特别是广大农村地区的电网改造建设难度特别大。因此需要一种能够在传统电表上进行简单改造就能实现的无线抄表系统。
发明内容针对现有技术中存在的上述不足，本实用新型针对简单改造的传统电表提供了一种可以快速、稳定收集电表数据的集中器。为实现上述技术目的无线抄表集中器，本实用新型采用的技术方案如下:一种无线抄表集中器，包括射频发送/接收模块、电源模块、MCU和GPRS模块，所述电源模块连接MCU并进行供电，所述射频发送/接收模块接收无线数据，射频发送/接收模块连接所述MCU，MCU处理后的数据通过GPRS模块发送到远程数据终端，所述MCU设有暂时存储数据的Flash储存器和备份电表数据的SD卡。采用上述技术方案的实用新型，通过如下方式工作:传统电表上的摄像模块对电表计数进行拍照，并对该照片进行压缩处理，再通过无线模块发送出去。这时射频发送/接收模块接收电表发送的数据，在经过数据身份验证后对电表传输的图像数据进行解压缩和图像识别，再将识别后的电量计数等相关信息通过GPRS模块发送到远程数据终端。Flash储存器可以暂时存储数据，而SD卡自动保存电表发来的图片信息等数据，这样方便远程数据终端跟踪用户的数据信息，以此提高系统的稳定性。进一步，为了保证集中器的正常工作，所述电源模块利用太阳能和蓄电池双重供电，并且设置电压转换芯片转换到MCU的工作电压，确保了模块间相互工作的稳定性。进一步，所述MCU采用基于ARM9内核的S3C2440微处理芯片。由于S3C2440芯片具有强大的运算能力、丰富的外设接口以及集成的实时时钟功能能够满足集中器对能耗和运算能力的要求。另外，随着图像处理速度的提高极大，也进一步提升了集中器的处理性倉泛。本实用新型通过对改造后传统电表发送的电表计数图片进行处理，识别图片中的电量数据，并将该数据通过GPRS发送到远程数据终端，从而实现无线抄表。
图1为一般无线抄表系统的结构不意图；图2为本实用新型无线抄表集中器的结构示意图。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员可以更好地理解本实用新型，
以下结合附图和实施例对本实用新型技术方案进一步说明。图1所示为一般无线抄表系统的结构示意图，包括数据采集器、数据集中器和数据终端，当数据终端需要电表数据时，则向各数据集中器发出指令，数据集中器接着向数据采集器发送数据上传指令，数据采集器接收到指令后采集电表信息，连同用户编号等信息一并发给数据集中器，数据集中器对接收到的信息进行验证和处理，最后将所有处理后的信息发送到数据终端，实现无线抄表系统。由于无线抄表系统根据其应用范围，位置环境以及数据安全性等不同问题的考虑，具体的通信协议、系统硬件等都会有所不同。图2为无线抄表集中器的结构示意图，包括射频发送/接收模块、电源模块、MCU和GPRS模块，所述电源模块连接MCU并进行供电，所述射频发送/接收模块接收无线数据，射频发送/接收模块连接所述MCU，MCU处理后的数据通过GPRS模块发送到远程数据终端，所述MCU设有Flash储存器用于暂时存储数据，还设有SD卡用来备份接收到的数据。为保证集中器的正常工作，电源模块利用太阳能和蓄电池双重供电，提高设备的工作寿命，同时内置电压转换芯片可以将电源电压转换到MCU的需要的工作电压，确保了模块间相互工作的稳定性。MCU采用基于ARM9内核的S3C2440微处理芯片，由于S3C2440微处理芯片主频为400 MHz (最高可达533MHz)，片上资源丰富，具有强大的运算能力、丰富的外设接口以及集成的实时时钟功能能够满足集中器对能耗和运算能力的要求。所述射频发送/接收模块采用Zigbee无线通信技术，本实施例选用DRF1605模块与MCU串口连接，传输时不用考虑协议，直接采用数据透传技术，另外所有模块上电即可自动组网，能很好满足无线抄表系统中的条件。所述电源模块采用双重供电后，白天就能利用太阳能供电并且给蓄电池充电，晚上蓄电池供电，该电源模块供电电压为5V，先经过稳压二极管和保险丝，通过电压转换芯片SPX1587将电压转换成3.3V后给MCU供电，二极管、保险丝保证了电源模块的稳定性和安全性。所述GPRS模块采用ZSD2120嵌入式DTU，与MCU串口连接，由于GPRS数据传输速率最高理论值达171.2 kbit/s，完全能满足图像数据的传输要求。ZSD2120支持PPP，TCP，ICMP等众多复杂网络协议和接口标准，为用户提供全透明数据传输和用户自由控制传输2种模式，同时支持点对点、多对点等各种不同的通信模式。所述SD卡连接MCU，用于保存电表采集器传输过来的图像数据，并将集中器的实时时钟与采集器的编号(该编号与用户一一对应)等验证和身份信息作为数字水印写入图片，当然对安全性要求不高的数据，可以直接将验证和身份信息作为图片保存名字。SD卡的引入主要是为了备份采集图像，数据终端可以通过GPRS给集中器发送指令来调看用户的电表读数，以此验证系统的稳定性。下面简要说明集中器的工作流程:当集中器系统初始化后默认为空闲状态(休眠状态)，当数据集中器接收到电表采集器发送的数据包时，系统先检测其状态是否为空闲状态:如果是非空闲状态(即工作状态)，系统则给数据采集器反馈等待指令；如果为空闲状态，则接收数据包并检测数据包的完整性，数据有丢失则给数据采集器重新发送指令，要求数据采集器再次发送数据；如果数据是完整的，则集中器通过SD卡把数据存档，同时将处理后的数据通过GPRS发送给数据终端，得到数据终端接收成功的确认信号后再给数据采集器发送数据采集成功信号，然后数据采集器进入休眠状态等待下次自动唤醒，集中器自动回到空闲状态，等待数据接收，一次数据采集完成。本实用新型通过对数据采集器发送的电表计数图片进行处理，从而识别图片中的电量数据，在做好数据备份的同时，将该数据通过GPRS模块发送到远程数据终端，从而实现无线抄表，该无线抄表集中器能够避免互相串扰，并且能耗低，系统的升级与维护变得更加方便。以上对本实用新型提供的无线抄表集中器进行了详细介绍。具体实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。
权利要求1.一种无线抄表集中器，其特征在于，包括射频发送/接收模块、电源模块、MCU和GPRS模块，所述电源模块连接MCU并进行供电，所述射频发送/接收模块接收无线数据，射频发送/接收模块连接所述MCU，MCU处理后的数据通过GPRS模块发送到远程数据终端，所述MCU设有暂时存储数据的Flash储存器和备份电表数据的SD卡。
2.根据权利要求1所述的无线抄表集中器，其特征在于，所述电源模块设有电压转换芯片，并利用太阳能和蓄电池双重供电。
3.根据权利要求1所述的无线抄表集中器，其特征在于，所述MCU采用基于ARM9内核的S3C2440微处理芯片。
专利摘要本实用新型公开了一种无线抄表集中器，属于电力行业自动化控制领域。它包括射频发送/接收模块、电源模块、MCU和GPRS模块，所述电源模块对MCU进行供电，所述射频发送/接收模块接收无线数据，射频发送/接收模块连接所述MCU，MCU处理后的数据通过GPRS模块发送到远程数据终端，所述MCU设有暂时存储数据的Flash储存器和备份电表数据的SD卡。本实用新型通过MCU对数据采集器发送的图片进行图像识别，然后将识别得到的电表数据发送到数据终端，作为无线抄表系统中的核心部分，该集中器能够快速、稳定地收集数据采集器的电表数据，解决了无线抄表系统对传统电表进行全部替换成本高、难度大的问题。
文档编号G08C17/02GK203070509SQ20132002012
公开日2013年7月17日 申请日期2013年1月16日 优先权日2013年1月16日
发明者黄林 申请人:重庆市厚琳科技有限公司