一种电量无线计量系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电量无线计量系统，属于无线抄表技术领域。
【背景技术】
[0002]随着经济的飞速发展，用电量需求越来越大，电能表的数量也迅速增加，同时，居民住宅的质量和档次越来越高，住户对住宅环境、物业管理水平的要求也日益提高。传统的抄表方式存在许多弊端，如入户麻烦、管理费用过高、存在安全隐患等，已经不适应现代物业管理的需要。为了提高对客户用电的管理水平，供电企业迫切希望通过现代化的手段，对用户用电的监测实现自动化、规范化。自动抄表技术正是为了适应电力系统的迅速发展及电力系统经营管理体制的改革而提出的。
[0003]自动抄表系统是利用当代微机技术、数字通讯技术与电计量技术的完美结合，集计量、数据采集、传输、处理于一体，将城乡居民用电信息加以综合处理的系统。该系统使电力公司及物业管理部门从根本上减轻了人工上门抄表的劳动强度，克服了传统人工抄表模式的低效率和不确定性，推进了电能管理现代化的发展进程。准确而便捷的收费系统，既可节省人工又可减少供电部门与客户之间的纠纷，不但能提高管理部门的工作效率，也适应现代用户对用电缴费的新需求。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种电量无线计量系统，可以远程抄表，提高了抄表的效率，更有助于实现电力计量。
[0005]为了实现上述目的，本发明的技术方案如下。
[0006]一种电量无线计量系统，包括监控中心和设置在数据采集点的集中器，其中，监控中心连接有多台计算机，监控中心上连接有GPRS模块用于接收信息；设置在数据采集点上的集中器上设置有GRPS模块用于发送信息，集中器上连接有采集器，采集器上连接有多个用户电表。
[0007]进一步地，采集器模块包含LPC2138芯片，LPC2138芯片上连接有nRF903无线模块和多个处理电路，每个处理电路上连接有用户电表。
[0008]进一步地，集中器模块包括LPC2138芯片，LPC2138芯片上连接有GPRS模块、nRF903模块、键盘、LCD显示屏和串行EEPR0M。
[0009]进一步地，GPRS模块、nRF903模块均设置有无线天线。
[0010]上述发明装置中，数据采集器通过LPC2138串口定时采集用户电表数据，并存储在采集器的存储器中。当集中器发送指令时，采集器就可以根据指令内容进行相应操作，通过射频模块把用户电表的历史电量数据和当前电表数据发送给集中器，经集中器处理后存储起来，用户可以通过键盘和LCD查询并显示出来。集中器把收集好的数据通过RS-232接口传输给GPRS模块，然后通过GPRS无线网络发送到电力公司的监控中心。监控中心对用电数据进行统计处理，实现对用户电表的自动测量采集数据、自动传输数据及远程自动化监控。同时，通过GPRS的双向系统实现对计量设备的远程控制，进行参数调整、开关等控制操作。通过本系统，用户可以通过网上银行预交费，监控中心每月扣除用电费用，如果余额不足，就通过本系统向该用户电表发送控制信号，进行断电等操作。另外，监控中心可以通过局域网进行Web发布，用户就可以通过上网查询用电信息。
[0011]该发明的有益效果在于:本发明装置实现了对用户用电信息的无线采集，并通过对数据的统计处理，实现了网上预交费和对用电情况的实时监测，有效防止了欠费和窃电等情况的发生。监控中心通过Internet对用户用电信息进行Web发布，方便了用户的查询，有效避免了纠纷的发生。同时，本系统成本较低，是一种高效、可靠的自动化抄表系统。
【附图说明】
[0012]图1、本发明实施例中所使用装置结构关系示意图。
[0013]图2、本发明实施例中所使用装置采集器模块结构示意图。
[0014]图3、本发明实施例中所使用装置集中器模块结构示意图。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】进行描述，以便更好的理解本发明。
[0016]如图1所示的电量无线计量系统，包括监控中心和设置在数据采集点的集中器，其中，监控中心连接有多台计算机，监控中心上连接有GPRS模块用于接收信息；设置在数据采集点上的集中器上设置有GRPS模块用于发送信息，集中器上连接有采集器，采集器上连接有多个用户电表。
[0017]如图2所示的采集器模块中，包含LPC2138芯片，LPC2138芯片上连接有nRF903无线模块和多个处理电路，每个处理电路上连接有用户电表。
[0018]如图3所示的集中器模块中，包括LPC2138芯片，LPC2138芯片上连接有GPRS模块、nRF903模块、键盘、LCD显示屏和串行EEPR0M。
[0019]GPRS模块、nRF903模块均设置有无线天线。
[0020]上述发明装置中，数据采集器通过LPC2138串口定时采集用户电表数据，并存储在采集器的存储器中。当集中器发送指令时，采集器就可以根据指令内容进行相应操作，通过射频模块把用户电表的历史电量数据和当前电表数据发送给集中器，经集中器处理后存储起来，用户可以通过键盘和LCD查询并显示出来。集中器把收集好的数据通过RS-232接口传输给GPRS模块，然后通过GPRS无线网络发送到电力公司的监控中心。监控中心对用电数据进行统计处理，实现对用户电表的自动测量采集数据、自动传输数据及远程自动化监控。同时，通过GPRS的双向系统实现对计量设备的远程控制，进行参数调整、开关等控制操作。
[0021]通过本系统，用户可以通过网上银行预交费，监控中心每月扣除用电费用，如果余额不足，就通过本系统向该用户电表发送控制信号，进行断电等操作。另外，监控中心可以通过局域网进行Web发布，用户就可以通过上网查询用电信息。
[0022]此系统的硬件可分为两个模块:采集器模块和集中器模块。其中，采集器和集中器可供选择的微控制器、无线收发芯片和GPRS模块较多，本系统是以ARM微控制器LPC2138、nRF903和MC55为基础完成的。
[0023]1、ARM 微控制器 LPC2138:
为了使系统稳定可靠，满足低功耗、智能化的设计要求，本系统选用了 LPC2138作为采集器和集中器的核心控制器。LPC2138是一个支持实时仿真和嵌入式跟踪的32位ARM7TDMI2STMCPU微控制器，其主要性能是:
(1)32位ARM7TDM1-S核，它具有高性能和低功耗的特性，由于使用了流水线技术，处理和存储系统的所有部分都可以连续工作，可以高效地完成采集器和集中器的数据处理、收发工作；
(2)32kB的片内静态RAM和512kB的片内Flash程序存储器避免了 LPC2138外扩存储器，简化了电路，提高了运行速度，128位宽度接口 /加速器可实现高达60MHz的工作频率，可实现在线编程和用于非易失性程序的存储；
(3)2个8路10位的A/ D转换器，共提供16路模拟输入，每个通道的转换时问低至2.44 μ S0 2个32位定时器/计数器(带4路捕获和4路比较通道)、PWM单元出路输出)和看门狗；
(4)多个串行接口，包括2个16C550工业标准UART、2个高速12C接口(400kb/s)、SPITM和具有缓冲作用及数据长度可变功能的SSP，包含多达47个通用I / O 口(可承受
5V电压)，满足接入电表数多的要求；
(5)多达9个边沿或电平触发的外部中断管脚，通过片内PLL(100μ s的设置时间)可实现最大为60 MHz的CPU操作频率；
(6)单电源供电，具有上电复位(POR)和掉电检测(BOD)电路，CPU操作电压范围:3.0?3.6V(3.13v±10)，可与nRF903共用一个电源。
[0024]2、采集器模块:
采集器模块如图2所示，采集器与电表之问通过串行接口连接，采集器与集中器之间通过无线收发模块连接。采集器定时采集电表读数，并将该数据存储到片内静态RAM中；当采集器接收到集中器指令时，采集器或者传输历史存储电量数据和当前电表读数，或者进行校时等操作。
[0025]3、集中器模块:
集中器模块如图3所示，单片机经过无线收发芯片nRF903收发数据，当从nRF903收到数据，经过处理后，存储到串行EEPROM中，并可通过显示器查看用户用电数据。同时，LPC2138与GPRS模块MC55互连，通过MC55和GPRS网络与监控中心通信。
[0026]本系统大体上可分为三级:带通信接口的用户电表、采集和管理周边若干住户电表的集中器(或采集器)、电业主管部门的管理中心。三级之间通过某种方式相连，进行数据通信。各种形式的抄表系统之间，主要区别在于所采取的级间通信方式不同。笔者在讨论各种通信方式和进行比较后，提出一种性价比较高的方案，即采用以串行接口、射频模块和GPRS为基础的自动抄表系统。其中用户电表与采集器之间通过串行接口通信，采集器与集中器之间通过射频模块通信，集中器与监控中心之间通过GPRS通信。
[0027]系统的流程为:采集器定时从电表采集数据，存储到存储器中；集中器每月底从采集器采集数据，处理后存储起来；监控中心每月初从集中器采集用户电表数据，经统计处理后存储起来，供工作人员和用户查询。同时，本系统能实现实时监控，具体过程是监控中心通过GPRS网络向集中器发送查询或控制指令，集中器接收到指令后从采集器采集当前用户电表数据，然后传送给监控中心，或者通过采集器对电表进行控制，实现实时监控。
[0028]以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种电量无线计量系统，包括监控中心和设置在数据采集点的集中器，其特征在于:所述监控中心连接有多台计算机，监控中心上连接有GPRS模块用于接收信息；设置在数据采集点上的集中器上设置有GRPS模块用于发送信息，集中器上连接有采集器，采集器上连接有多个用户电表。2.根据权利要求1所述的一种电量无线计量系统，其特征在于:所述采集器模块包含LPC2138芯片，所述LPC2138芯片上连接有nRF903无线模块和多个处理电路，每个处理电路上连接有用户电表。3.根据权利要求1所述的一种电量无线计量系统，其特征在于:所述集中器模块包括LPC2138芯片，LPC2138芯片上连接有GPRS模块、nRF903模块、键盘、LCD显示屏和串行EEPROM。4.根据权利要求1所述的一种电量无线计量系统，其特征在于:所述GPRS模块、nRF903模块上均设置有无线天线。
【专利摘要】本发明涉及一种电量无线计量系统，包括监控中心和设置在数据采集点的集中器，其中，监控中心连接有多台计算机，监控中心上连接有GPRS模块用于接收信息；设置在数据采集点上的集中器上设置有GRPS模块用于发送信息，集中器上连接有采集器，采集器上连接有多个用户电表。本发明装置实现了对用户用电信息的无线采集，并通过对数据的统计处理，实现了网上预交费和对用电情况的实时监测，有效防止了欠费和窃电等情况的发生。监控中心通过Internet对用户用电信息进行Web发布，方便了用户的查询，有效避免了纠纷的发生。同时，本系统成本较低，是一种高效、可靠的自动化抄表系统。
【IPC分类】G08C17/02
【公开号】CN105590432
【申请号】CN201410574034
【发明人】不公告发明人
【申请人】青岛鑫益发工贸有限公司
【公开日】2016年5月18日
【申请日】2014年10月24日