一种安全远程无线抄表计费系统的制作方法_2

文档序号:9766470阅读:来源:国知局
该重传请求帧,当数据采集器接收该重传请求帧并解析出该重传请求帧中包含自身的网络地址时,根据分配的信道资源进行用电信息帧的重传;协调器解析接收到的用电信息帧获取帧中包含的网络标识,如判断该用电信息帧是其所属数据采集器(200)发送的,则保存用电信息帧,若否,则丢弃该帧;
[0014]管理系统(400)侦听协调器(300)发送的时隙请求,在接收到各个协调器的时隙请求后,为各个协调器分配数据发送时隙,生成并广播发送时隙响应帧,该发送时隙响应帧包含协调器的网络标识和对应的发送时隙,各个协调器(300)在接收到发送时隙响应帧后,解析获取自身网络标识对应的发送时隙,在发送时隙到来时,协调器(300)延迟一段时间后开始发送电信息帧并在发送时隙结束前提前结束发送;管理系统(400)的主控制器模块(401)接收无线传输模块(402)发送来的用电信息帧,解析获取网络标识以及数据采集器选择的一组密钥和加密算法在匹配表中的标识(B)并控制解密模块(403)对第二次加密的用电信息帧进行解密,获取数据采集器(200)的网络地址,智能电表(100)的标识信息、选择的一组密钥和加密算法(A)在匹配表中的标识以及第一次加密的用电信息,并控制解密模块(403)对第一次加密的用电信息解密,获取用电信息,并将网络标识、数据采集器(200)的网络地址、智能电表(100)的标识信息以及解密后的用电信息存储到数据库模块(404)中;主控制器模块(401)从数据库模块(404)读取所有用户的用电信息,控制监控显示模块(405)实时显示智能电表(100)的用电信息,主控制器模块(401)根据用户的用电信息计算得出用户的电费,控制短消息模块(407)向用户发送包含电费信息的短消息。
[0015]所述智能电表(100)、数据采集器(200)、协调器(300)以及管理系统(400)的主控制器模块(101、201、301、401)采用嵌入式处理器,具有ARM7内核。
[0016]所述防盗模块(108)包含的智能电表封装检测单元采用压力传感器、智能电表箱开启检测单元采用红外传感器,当对电表封装或表箱进行非法操作时,压力传感器或红外传感器能够立即感知并通过告警单元发出告警。
[0017]所述数据采集器(200)和协调器(300)在采集完数据后发送数据前进入休眠状态。
[0018]本发明所产生的积极效果为:该系统中的智能电表集计量、检测、告警、安全加密、通信、控制为一体,有效的提高了电网的信息化、自动化及网络化管理水平。系统的数据采集器与协调器形成了一个自组织的无线传感器网络,并且在数据采集器与协调器之间,协调器与管理系统之间设计使用了高效的传输机制,有效的避免了由于设备数量增加导致的数据传输冲突,保证了系统采集数据的准确性和及时性,管理系统能够实时显示所有智能电表的运行状态,并为用户及时提供计费信息,有效提供供电单位的管理水平。
【附图说明】
[0019]图1为本发明一种安全远程无线抄表计费系统的结构原理框图。
[0020]图2为本发明中智能电表的结构框图。
[0021]图3为本发明中数据采集器、协调器的结构框图。
[0022]图4为本发明中管理系统的结构框图。
[0023]图5为本发明中系统无线传输网络数据传输的流程图。
【具体实施方式】
[0024]以下通过【具体实施方式】,并结合附图对本发明作进一步说明。
[0025]参见图1,为本发明一种智能远程无线抄表计费系统的结构原理框图,该系统包括:该系统包括:至少一个智能电表(100),至少一个数据采集器(200),至少一个协调器(300),管理系统(400),所述数据采集器(200)连接并管理至少一个智能电表(100),所述协调器(300)连接并管理至少一个数据采集器(200),管理系统(400)连接并管理至少一个协调器(300)。
[0026]参见图2,为本发明中智能电表的结构框图,所述智能电表(100)包含:主控制器模块(101),用于对智能电表各个模块的控制;电源模块(102),用于为智能电表各模块提供稳定的工作电压、工作电流;存储模块(103 ),用于存储智能电表采集到的用户的用电信息、智能电表的工作参数及密钥与加密算法匹配表;显示模块(104),用于向用户显示智能电表的工作状态以及用电量,电费余额信息;按键模块(105),用于用户与智能电表间的人机交互;故障检测模块(106),用于检测智能电表各个模块的工作状态;告警模块(107),用于智能电表出现异常情况时发出告警提示音;防盗模块(108),所述防盗模块包含智能电表封装检测单元和智能电表箱开启检测单元,当判断出电表封装或表箱开启时通过告警单元发出告警;数据采集模块(109),用于采集包含电压、电流、功率、频率、功率因素、相位角以及消耗的电能数据的用电信息;加密模块(110),用于将待上传的用电信息进行加密;无线传输模块(111),用于将加密后的用电信息上传到智能电表所属的数据采集器以及从所属的数据米集器接收?目息;
[0027]参见图3,为本发明中数据采集器、协调器的结构框图。所述数据采集器(200)包含:主控制器模块(201),用于对数据采集器(200)的各个模块的控制;无线传输模块(202),用于接收智能电表发送的用电信息并上传至协调器以及从协调器(300)接收信息并下发至智能电表(100);存储模块(203),用于存储用电信息、协调器(300)下发的信息及密钥与加密算法匹配表;加密模块(204),用于对接收到的用电信息进行加密;所述协调器(300)包含:主控制器模块(301),用于对协调器(200)的各个模块的控制;无线传输模块(302),用于接收数据采集器发送的用电信息并上传至管理系统以及从管理系统接收信息并下发至数据采集器;存储模块(303),用于存储用电信息以及管理系统下发的信息。
[0028]参见图4,为本发明中管理系统的结构框图。所述管理系统(400)包含:主控制器模块(401),用于对管理系统(400)的各个模块的控制;无线传输模块(402),用于接收协调器(300)发送的用电信息以及向协调器下发信息;解密模块(403),用于解密接收的加密信息;数据库模块(404),用于存储信息;监控显示模块(405),用于实时显示所有智能电表(100)的信息;计费模块(406),用于对智能电表(100)的用电量进行计费;短消息模块(407),用于向用户发送电费信息相关的短消息。
[0029]参见图5,为本发明中系统无线传输网络数据传输的流程图。所述协调器(300)启动后,创建具有独立网络标识的无线网络,所述网络标识是管理系统(400)配置的,所述数据采集器(200)获取所述协调器(300)的网络标识,发送加入网络请求命令,所述协调器(300)接收到加入网络请求命令后发送加入网络响应命令,数据采集器(200)接收到加入网络响应命令后向协调器(300)返回确认信息,协调器(300)接收到确认信息后为数据采集器(200)分配唯一的网络地址,并将所述网络地址发送给数据采集器(200)以及将网络标识与
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