一种基于Sigfox技术的电力超远程抄表系统的制作方法

本发明涉及电力抄表技术领域，尤其涉及一种基于sigfox技术的电力超远程抄表系统。

背景技术：

电力行业作为国家的支柱产业，电能的管理关系到国民经济的健康平稳发展以及人们的日常生活。而伴随着中国社会经济的不断发展以及城镇化进程的不断加快，我国电力用户数量急剧增加，部分地区甚至呈现出了几何级数的增长。此外，我国地域辽阔，这也造成了电力用户在地理位置上分布较广，供电条件差异较大。这些客观的外部因素极大地增加了我国各地电力企业的工作量，使得原有的专人定期上门查表的抄表方式再也不能适应我国经济等各方面的迅速发展。在这个背景下，计量自动化系统在电网的电能计量运用中得到普及，计量自动化系统包括了主站、终端、低压集抄集中器以及数字式电能表等。通过计量自动化系统通信网络的传输，电网可以自动获取用户的电能量数据，相比于传统的人工抄表方式，计量自动化系统的使用免去了人力资源的浪费，还使得数据实时性更高，提高了工作效率。

目前国内常见的电力远程抄表系统通信方式主要gprs远程抄表系统，该类型抄表系统是利用gprs移动通讯方式实现集中控制器和主站计算机之间的远程数据传输，它通常会与电力载波、rs-485等小范围抄表方式进行搭配使用，是目前供电企业普遍采用的远程抄表方式，但是，这种方式依然存在传输距离短、信号不稳定、易受干扰、用户容量小、功耗高等缺点，从而导致部分地区远程抄表工作无法正常进行的技术问题。

因此，为解决上述的技术问题，寻找一种可靠性高、传输距离长的电力超远程抄表系统成为本领域技术人员所研究的重要课题。

技术实现要素：

本发明实施例公开了一种基于sigfox技术的电力超远程抄表系统，用于解决现有的远程抄表系统对数据进行远程传输存在传输距离短、信号不稳定、易受干扰、用户容量小、功耗高等缺点，从而导致部分地区远程抄表工作无法正常进行的技术问题。

本发明实施例提供了一种基于sigfox技术的电力超远程抄表系统，包括电源模块、数据测量模块、电能计量模块、cpu、日历时钟模块、gps模块、显示模块、存储模块以及sigfox模块；

其中，所述数据测量模块与所述电能计量模块进行连接，所述电能计量模块与所述cpu进行连接；

所述电源模块与所述cpu进行连接；所述日历时钟模块与所述cpu进行连接；所述gps模块与所述cpu进行连接；所述显示模块与所述cpu进行连接；所述存储模块与所述cpu进行连接；所述sigfox模块与所述cpu进行连接。

可选地，所述电源模块可以为感应供电模块或太阳能供电模块。

可选地，所述数据测量模块包括三相电压互感器、三相电流互感器以及数模转换装置。

可选地，所述电能计量模块为电能计量芯片或低功耗型高速数字信号处理器。

可选地，所述日历时钟模块为高精度型计时器与晶振。

可选地，所述显示模块为低功耗led显示屏。

可选地，所述存储模块为闪存。

可选地，还包括sigfox基站；

所述sigfox基站与所述sigfox模块进行通信连接；

所述sigfox基站还通信连接有云平台，所述云平台通信连接有数据管理中心。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：

本实施例中的电力远程抄表系统，包括电源模块、数据测量模块、电能计量模块、cpu、日历时钟模块、gps模块、显示模块、存储模块、sigfox模块，数据测量模块与电能计量模块相连，电能计量模块、日历时钟模块、gps模块、显示模块、存储模块、sigfox模块分别与cpu相连接，所述电源模块则分别为上述系统的主要模块进行供电。本发明使用了sigfox技术进行数据通信，解决了现有远程抄表系统信号不稳定、覆盖面较窄、功耗过高、用户容量低等问题，具有可靠性高、续航能力强、可拓展性强等优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例中提供的一种基于sigfox技术的电力超远程抄表系统实施例一的结构示意图；

图2为本发明实施例中提供的一种基于sigfox技术的电力超远程抄表系统实施例二的结构示意图；

图示说明：cpu1；数据测量模块2；电能计量模块3；电源模块4；日历时钟模块5；gps模块6；显示模块7；存储模块8；sigfox模块9；sigfox基站10；云平台11；数据管理中心12。

具体实施方式

本发明实施例公开了一种基于sigfox技术的电力超远程抄表系统，用于解决现有的远程抄表系统对数据进行远程传输存在传输距离短、信号不稳定、易受干扰、用户容量小、功耗高等缺点，从而导致部分地区远程抄表工作无法正常进行的技术问题。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

请参阅图1，本实施例提供的一种基于sigfox技术的电力超远程抄表系统包括电源模块4、数据测量模块2、电能计量模块3、cpu1、日历时钟模块5、gps模块6、显示模块7、存储模块8以及sigfox模块9；

其中，数据测量模块2与电能计量模块3进行连接，电能计量模块3与cpu1进行连接；

电源模块4与cpu1进行连接；日历时钟模块5与cpu1进行连接；gps模块6与cpu1进行连接；显示模块7与cpu1进行连接；存储模块8与cpu1进行连接进行连接；sigfox模块9与cpu1进行连接。

进一步地，本实施例中的cpu1为armcortex-m系列单片机。

需要说明的是，本实施例中的cpu1主要负责对整个抄表系统数字信号的采集、计算、存储、显示、通信的全过程的控制。

进一步地，本实施例中的sigfox模块9为tisi868-25mw系列芯片，该模块可将存储器中的数据通过868mhz的频段发送至远端基站，传输距离可达100km，且信号稳定、功耗低。且可校准系统的时钟信号，提高系统可靠性。

进一步地，本实施例中的电源模块4可以为感应供电模块或太阳能供电模块。

需要说明的是，本实施例中的电源模块4主要为数据测量模块2、电能计量模块3、cpu1、日历时钟模块5、gps模块6、显示模块7、存储模块8以及数据通信模块进行供电。

进一步地，本实施例中的数据测量模块2包括三相电压互感器、三相电流互感器以及数模转换装置。

需要说明的是，本实施例中的数据测量模块2主要用于对供电用户的电压、电流等数据进行精确计量，再经过高精度数模转换器将采样所得电气模拟量转化成数字量，传递给电能计量模块3。

进一步地，电能计量模块3为电能计量芯片或低功耗型高速数字信号处理器。

需要说明的是，本实施例中的电能计量芯片型号为cs5460a，电能计量模块3主要将数据测量模块2所得数据进行综合计算处理，并将处理结果传送给cpu1，由cpu1进行最后的处置。

进一步地，日历时钟模块5为高精度型计时器与晶振。

需要说明的是，本实施例中的日历时钟模块5主要用于为cpu1提供精准控制的时钟信号，并且还可以为电能计量模块3提供计算周期。

进一步地，显示模块7为led显示屏。

需要说明的是，本实施例中的显示模块7可实时显示用户的用电情况、费用等一些重要信息。

进一步地，存储模块8为闪存。

需要说明的是，存储模块8可将电能计量等一些重要信息暂时存储，再由等待cpu1按事先设定好的周期，从存储器模块中读取数据并通过sigfox模块9发送至远程数据管理中心12。

进一步地，本实施例中的gps模块6与cpu1相连接，其主要用于故障定位以及日历时钟校正。

需要说明的是，本实施例中的存储模块8可用于存储重要的历史数据。

此外，本实施例中的系统使用了sigfox技术进行数据通信，并使用sub-1ghz技术进一步增强传输距离，增大设备链接容量。sigfox技术的数据传输主要采用非授权的ism频段，因此相比其他的无线通信方式而言，成本更低。同时该技术采用unb(超窄带宽)技术尽可能地降低发射信号带宽，使得信号的工作带宽约为100hz，极大提高了数据传输距离，同时超窄带宽也使得该技术的抗干扰能力极强。此外，sigfox技术采用r-ftdma(randomfrequency-timedivisionmultiplexaccess)机制进行时间频率资源的管理，使得终端设备的接入网络无需网关、无需配置、无需配对，无需等待且不做信道监测，这极大地简化了用户的操作，并进一步降低了电网公司的组网成本。而在sigfox数据传输方式的基础上，再使用sub-1ghz的技术对数据传输频段做进一步优化，则能在进一步降低耗电量的同时增大传输距离，使得传输距离高达100km，进而使得sigfox得通信技术最终能进靠少量网络传送器即可支持数百万设备，一个通信基站的覆盖范围相当于普通蜂窝网络的50-100倍。通过使用sigfox和sub-1ghz技术，该系统解决了现有远程抄表系统信号不稳定、覆盖面不够广、功耗高、用户容量低等问题，具有可靠性高、续航能力强、可拓展性强等优点。

该方案适应了目前万物相连的物联网趋势，可采集电力用户的多方面信息包括用户智能家电产品所提供的信息等，而不再仅仅局限于用电量，并能将这些信息实时回传到电力企业的数据管理中心12，以供电力企业作进一步分析使用，进而为广大用户提供更优质的服务。

实施例二

请参阅图2，本实施例中的抄表系统在实施例一的基础上还包括有sigfox基站10、云平台11以及数据管理中心12；

其中，sigfox模块9与sigfox基站10进行通信连接，云平台11与sigfox基站10进行通信连接，云平台11与数据管理中心12进行通信连接。

需要说明的是，本实施例中的sigfox基站10主要通过sigfox组网接收来sigfox模块9的数据，并通过以太网等大容量高速通信方式将数据传输至云平台11，再由数据管理中心12通过云平台11对数据进行统一维护，并且本实施例使用sub-1ghz的技术对数据传输频段做进一步优化，则能在进一步降低耗电量的同时增大传输距离，使得传输距离高达100km。

本实施例中的抄表系统使用了sigfox技术进行数据通信，解决了现有远程抄表系统信号不稳定、覆盖面较窄、功耗过高、用户容量低等问题，具有可靠性高、续航能力强、可拓展性强等优点。本系统还可可采集电力用户的多方面信息如智能家居产品所提供的用电信息等，并能将这些信息实时传送到电力企业的远程数据管理中心12，以供电力企业作进一步分析使用，进而为广大用户提供更优质的服务。

以上对本发明所提供的一种基于sigfox技术的电力超远程抄表系统进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。