专利名称：基于无线传感网的电能数据采集及费控系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电力配网的远程信息采集及费控系统，具体为一种基于无线传感 网的电能数据采集及费控系统。
背景技术：
目前，电能数据的采集主要采用电力线载波、485通信+红外掌机或者GPRS/CDMA 以及ZIGBEE无线通信。电力线载波的缺陷在于数据传输的实时性较差，极端情况下需要M 小时才能将数据传回。485通信+红外掌机或者GPRS/CDMA系统的缺陷有两个第一是增加 施工量，第二是红外掌机需要人员到现场；GPRS/CDMA需要通信费用。ZIGBEE无线通信的缺 陷是其设计的应用场合并不是用于电能数据的采集，所以其标准功率较低，传输距离不够， 需要另外增加功率放大部件。
发明内容针对上述问题，本实用新型提供一种基于无线传感网的电能数据采集及费控系 统，该系统基本不增加施工量、通信实时性好。根据本实用新型提供的方案，所述基于无线传感网的电能数据采集及费控系统包 括主站系统、集中器及采集器，所述主站系统包括相互连接的数据库服务器、通信服务器 及应用服务器；所述集中器采用三合一配变监测仪，所述三合一配变监测仪包括计量监测 模块、无线传感网模块、GPRS/CDMA通讯模块、第一存储器及第一微处理器，所述计量监测模 块、无线传感网模块、GPRS/CDMA通讯模块及第一存储器分别与第一微处理器连接；所述采 集器包括具有组网功能的第一无线电能表，所述第一无线电能表包括计量模块、无线传感 网模块、第二存储器及第二微处理器，所述计量模块、无线传感网模块及第二存储器分别与 第二微处理器相连；所述三合一配变监测仪与第一无线电能表通过各自的无线传感网模块 通讯；所述三合一配变监测仪的GPRS/CDMA通讯模块通过光纤或者GPRS/CDMA信道与主站 系统的通信服务器连接。本实用新型进一步的技术方案为所述采集器还包括第二无线电能表，所述第二无线电能表通过无线传感网信道与 第一无线电能表通讯。所述第一无线电能表还包括与第二微处理器连接的RS485通讯模块，第一无线电 能表通过RS485通讯模块与其他带RS485接口的电能表连接。所述无线传感网模块包括无线通信芯片、第三存储器及第三微处理器，所述无线 通信芯片、第三存储器分别与第三微处理器相连。所述三合一配变监测仪还包括与第一微处理器连接红外通讯模块和/或RS485通 讯模块。本实用新型的优点是通过无线传感网通信技术以及实现了关口表、集中器和配 变监测仪三合一功能的嵌入式开发技术，降低了制造、施工、运行成本，提高了通信实时性。
图1为本实用新型的总体结构示意图；图2为本实用新型中的I型无线电能表的结构框图；图3为本实用新型中的三合一配变监测仪的结构框图；图4为本实用新型中的无线传感网模块的结构框图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型包括主站系统、集中器及采集器。主站系统包括数据库服 务器、通信服务器及应用服务器。本实用新型中的集中器采用三合一配变监测仪。如图3所示，三合一配变监测仪 包括计量监测模块、无线传感网模块、GPRS/CDMA通讯模块、第一存储器及第一微处理器，所 述计量监测模块、无线自组网模块、GPRS/CDMA通讯模块及第一存储器分别与第一微处理器 连接。三合一配变监测仪还可以包括与第一微处理器连接红外通讯模块及RS485通讯模 块。其中，无线传感网模块、GPRS/CDMA通讯模块及第一微处理器由电源供电，还可以设置 备用电源。三合一配变监测仪将现有技术中的关口表的计量功能、集中器的用电数据采集 和配变监测仪的配电变压器运行状态监测功能集于一身，很好地解决了信道共用问题，降 低了通信成本和设备成本，同时能够很好地完成分线分台变实时线损分析和配电变压器运 行状态的实时监测。采集器包括第一(I型)无线电能表。如图2所示，I型无线电能表包括计量模块、 无线传感网模块、第二存储器及第二微处理器，所述计量模块、无线传感网模块及第二存储 器分别与第二微处理器相连。I型无线电能表还包括RS485通讯模块。I型无线电能表具 有组网能力。采集器还可以包括第二(II型)无线电能表。I型无线电能表和II型无线电能表 的功能都主要是计量、预付费控制，区别在于II型无线电能表不具备组网功能，只能通过 无线传感网模块与I型无线电能表通讯。为了兼容现有的设备，采集器还可以包括带RS485接口的普通电能表，普通电能 表通过485总线与I型无线电能表的RS485通讯模块连接。三合一配变监测仪与所述的I型无线电能表通过无线传感网模块组成无线传感 网，实现了无线传感网通信，能够保证实时地采集到所有低压用户的用电数据，并通过这个 网络将用户的用电数据上传给三合一配变监测仪。三合一配变监测仪的GPRS/CDMA通讯模 块通过光纤或者GPRS/CDMA信道与主站系统的通信服务器连接，将数据上传到电力企业的 信息平台。主站系统的软件通过信息平台获得这些现场的数据，然后对数据进行各种处理， 以实现存储、查询、统计和其它高级功能，包括实时线损分析，以及远程预付费控制功能。通过无线传感网通信技术以及实现了关口表、集中器和配变监测仪三合一功能的 嵌入式开发技术，本实用新型降低了制造、施工、运行成本，提高了通信实时性；可实现远程 预付费控制、电能数据采集、配变实时监测和分线分台变实时线损分析。如图4所示，I型无线电能表、II型无线电能表及三合一配变监测仪中的无线传感 网模块包括无线通信芯片、第三存储器及第三微处理器，无线通信芯片、第三存储器分别与第三微处理器相连。 本实用新型的技术特点如下三合一配变监测仪将现有技术中的关口表的计量 功能、集中器的用电数据采集和配变监测仪的配电变压器运行状态监测功能集于一身，很 好地解决了信道共用问题，降低了通信成本和设备成本；三合一配变监测仪与I型无线电 能表组成无线传感网，能够保证实时地采集到用电数据，三合一配变监测仪通过光纤或者 GPRS/CDMA信道与主站系统的通信服务器连接，将数据上传到电力企业的信息平台，主站 系统的软件通过信息平台获得这些现场的数据，然后对数据进行各种处理，以实现存储、查 询、统计和其它高级功能；另外，还通过主站软件实现了远程费控功能，即由主站对用户进 行预付费控制；通过无线传感网通信技术以及实现了关口表、集中器和配变监测仪三合一 功能的嵌入式开发技术，本实用新型降低了制造、施工、运行成本，提高了通信实时性。
权利要求1.基于无线传感网的电能数据采集及费控系统，包括主站系统、集中器及采集器，其特 征在于所述主站系统包括相互连接的数据库服务器、通信服务器及应用服务器；所述集 中器采用三合一配变监测仪，所述三合一配变监测仪包括计量监测模块、无线传感网模块、 GPRS/CDMA通讯模块、第一存储器及第一微处理器，所述计量监测模块、无线传感网模块、 GPRS/CDMA通讯模块及第一存储器分别与第一微处理器连接；所述采集器包括具有组网功 能的第一无线电能表，所述第一无线电能表包括计量模块、无线传感网模块、第二存储器及 第二微处理器，所述计量模块、无线传感网模块及第二存储器分别与第二微处理器相连；所 述三合一配变监测仪与第一无线电能表通过各自的无线传感网模块通讯；所述三合一配变 监测仪的GPRS/CDMA通讯模块通过光纤或者GPRS/CDMA信道与主站系统的通信服务器连 接。
2.根据权利要求1所述的基于无线传感网的电能数据采集及费控系统，其特征在于 所述采集器还包括第二无线电能表，所述第二无线电能表通过无线传感网信道与第一无线 电能表通讯。
3.根据权利要求1所述的基于无线传感网的电能数据采集及费控系统，其特征在于 所述第一无线电能表还包括与第二微处理器连接的RS485通讯模块，第一无线电能表通过 RS485通讯模块与其他带RS485接口的电能表连接。
4.根据权利要求1所述的基于无线传感网的电能数据采集及费控系统，其特征在于 所述无线传感网模块包括无线通信芯片、第三存储器及第三微处理器，所述无线通信芯片、 第三存储器分别与第三微处理器相连。
5.根据权利要求1所述的基于无线传感网的电能数据采集及费控系统，基于无线传感 网的电能数据采集系统，其特征在于所述三合一配变监测仪还包括与第一微处理器连接 红外通讯模块和/或RS485通讯模块。
专利摘要本实用新型涉及基于无线传感网的电能数据采集及费控系统，其包括主站系统、集中器及采集器，主站系统包括数据库服务器、通信服务器及应用服务器；集中器采用三合一配变监测仪，三合一配变监测仪包括计量监测模块、无线传感网模块、GPRS/CDMA通讯模块、第一存储器及第一微处理器；采集器包括I型无线电能表，I型无线电能表包括计量模块、无线传感网模块、第二存储器及第二微处理器；三合一配变监测仪与I型无线电能表组成无线传感网；三合一配变监测仪与主站系统连接。本实用新型通过无线传感网通信技术以及实现了关口表、集中器和配变监测仪三合一功能的嵌入式开发技术，降低了制造、施工、运行成本，提高了通信实时性。
文档编号G07F15/06GK201886550SQ20102051184
公开日2011年6月29日 申请日期2010年8月23日 优先权日2010年8月23日
发明者吴滨, 易之可, 秦冬雷 申请人:无锡市恒通电器有限公司, 江西赣西供电公司