专利名称：基于无线虚拟专网的通讯设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及的是电力监控领域无线抄表终端设备，特别涉及的是利用现代的GPRS通信网络、信息处理、存储技术，实现关口数据对变电站、配电变压器、大用户等计量点数据的远程自动采集和监控的抄表终端通讯设备。
背景技术：
目前，国内台区表数据的抄表一般采用两种方式，一种方式是比较传统的人工到现场读取数据的抄表方式。该抄表方式存在数据不能够及时反馈和抄表过程出现数据抄错的现象，当出现电力部门的线损现象，存在不能够正确的分析等缺陷。
另一种方式是自动抄表方式，该自动抄表方式是由无线通讯传输电路组成的无线通讯终端设备替代了人工抄表。该无线通讯设备中的传输电路主要包括无线通讯模块、用于与无线网络进行数据通讯的(网络监控)单片机、看门狗电路和485通讯芯片等部分组成。此种传输方式只能时时采集数据，不能进行数据的存储，用户不能查取原有数据，不能实现电力监控、分析和比较，给管理人员的数据分析带来了不便。由于线损或其他意外事故造成电量丢失不能及时监控、分析和杜绝，这样给国家经济带来一定的损失。
发明内容
本实用新型的目的在于克服上述技术的不足，提供一种具有存储功能结构简单，安装方便，使用户能随时分析用电情况，并对变电站、配电变压器、大用户等远程自动采集和监控计量点数据的基于无线虚拟专网的通讯设备。
解决上述技术问题的技术方案是一种基于无线虚拟专网的通讯设备，在该通讯设备外壳的内部设置有电路，所述电路包括电源VCC；与电源VCC连接的单片机U1、无线通讯模块GR47、SIM卡、485通讯芯片；由单片机U3构成的窃电保护电路；与单片机U1连接的看门狗电路，还包括由单片机U2、时钟芯片U4、存储器构成的电能表数据存储电路；其中单片机U2分别与电源VCC、时钟芯片U4、存储器、485通讯芯片连接，时钟芯片和存储器与单片机U1双向连接。
本实用新型的有益效果是本实用新型结构简单，安装方便，具有存储功能，使用户能随时分析用电情况，并能对变电站、配电变压器、大用户等远程自动采集和监控计量点数据。本实用新型具有计量箱开箱报警功能，是否采用此功能由用户自行定义。
图1是本发明连接框图；图2是图1中本发明基于无线虚拟专网的通讯设备电路连接框图；图3是图2中电能表数据存储电路1的电路连接图；图4是图2中窃电保护电路90的电路连接图；图5是电源VDD与电源VCC之间转换电路图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的实施例进一步说明。
图1是本发明连接框图。如图所示，本发明基于无线虚拟专网的通讯设备30通过485通讯芯片3的通讯接口与用户电能表20之间用485线相接，读取用户电能表20的数据并定时存贮。存贮后定时通过通用分组无限交换技术通讯网络(简称GPRS通讯网络)50发送到用户PC机40的主站。
本发明基于无线虚拟专网的通讯设备30的外部是一个机壳(未图示)，在所述机壳的面膜上有网络通讯指示灯、电源正常工作指示灯(未图示)。通过面膜上的指示灯可以判断本发明的工作状态和网络的信号情况。
图2是本发明基于无线虚拟专网的通讯设备的电路连接框图。如图所示，本发明的电路包括电源VCC；与电源VCC连接的单片机U1、无线通讯模块GR47、SIM卡6、485通讯芯片3(电源VCC连接未图示)；由单片机U3构成的窃电保护电路90。单片机U1双向连接窃电保护电路90和无线通讯模块GR47；单片机U1连接看门狗电路11；无线通讯模块GR47连接SIM卡6。
上述电源VCC是由220交流电源通过AC/DC转换成的5V电源，供本发明所述电路中单片机使用。单片机U1用于与无线网络进行数据通讯，单片机U1的型号为AT89C51；SIM卡6是为设备提供IP地址；485通讯芯片3是与用户电能表20进行数据通讯；窃电保护电路90主要由单片机U3构成，用于与电能表计量箱接近开关100连接，单片机U3的型号为P89LPC922。
如图2所示，本发明的电路还包括由单片机U2、时钟芯片U4、存储器12构成的电能表数据存储电路1，其中单片机U2分别与时钟芯片U4、存储器12、485通讯芯片3、电源VCC连接，时钟芯片4和存储器12与单片机U1双向连接。
上述单片机U2的型号为AT89C51；时钟芯片U4的型号为RX-8025SA；存储器12的型号为24C256；单片机U3的型号为P89LPC922。
图3是图2中电能表数据存储电路1的电路连接图。如图3所示，所述电能表数据存储电路1中单片机U2的脚40和脚20分别接电源VCC和地GND；脚1和脚2分别接存储器12的脚6和脚5；脚5和脚6分别接时钟芯片U4的时序脚2和信号脚13；脚10和脚11分别接485通讯芯片3的发送端RX2和接收端TX2；脚18和脚19分别连接晶振电路60的输入端1和输出端2。上述晶振电路60是触动单片机U2工作通用的晶振电路，在此不详述。
所述电能表数据存储电路1中的时钟芯片U4的脚6连接由电源电路80和电池供电电路70并联组成的电源，脚5和脚6连接后的结点与地之间连接电容C18；时钟芯片U4脚13还与单片机U1的脚8SDAT连接，脚13与电源VCC之间连接电阻R66，脚2与单片机U1的脚7SCLT连接，脚2与电源VCC之间连接电阻R65；其中电源电路80是由电源VCC和地之间串联二极管D1和电容C16组成。
所述电能表数据存储电路1中的存储器12的脚8接电源VCC，脚1至脚4和脚7分别接地，脚6接单片机U1的脚39 SCL，脚6与电源VCC之间连接电阻R37，脚5与单片机U1的脚38 SDA，脚5与电源VCC之间连接电阻R36，电源VCC与地之间并联电容C30和C31。
图4是图2中窃电保护电路90的电路连接图。如图4所示，所述窃电保护电路90主要包括单片机U3，单片机U3的脚15接电源VDD，脚5接地，脚11连接三极管Q12的发射极，三极管Q12基极和集电极连接后的结点w与单片机U1的脚21连接，结点w与地之间接电阻R54，结点w与电源VCC之间接电阻R53；单片机U3脚1接三极管Q10的发射极，该发射极和地之间接电阻R46，三极管Q10的基极串联电阻R44后接单片机U1的脚35，三极管Q10的集电极接电阻R45后接电源VCC；单片机U3的脚19与三极管Q11的发射极连接，该发射极和地之间接电阻R49，三极管Q11的基极串联电阻R47后接单片机U1的脚34，三极管Q11的集电极接电阻R48后接电源VCC；单片机U3的脚20接并联的电阻R51和电容C32后接电源VDD；单片机U3的脚20还串联电阻R52后连接电能表计量箱接近开关100。
图5是电源VDD与电源VCC之间转换电路图。如图5所示，所述电源VDD是由电源VCC转换过来的，该转换电路在电源VCC和电源VDD之间串联两个二极管D4、D3，在两个二极管D4、D3之间的结点和地之间连接并联电容C20、C21，电源VDD和地之间连接并联电容C22、C23。
下面对本发明的工作过程做如下说明具有数据存贮功能的单片机U2通过485通讯芯片3读取用户电能表20的各种参数，并将参数及当前的时间(通过读取时钟芯片U4取得)一同存贮在存储器12中。
用于与无线网络进行数据通讯的连接的单片机U1通过无线通讯模块GR47连接到移动的GPRS网络50中，单片机U1接收用户40通过GPRS通讯网络50发送过来的指令并判断将该指令所取时间段的数据通过存储器12读取，并通过移动的GPRS通讯网络发送给用户PC机40。单片机U1同时也读取单片机U3的信号判断是否电能表计量箱接近开关100有非法操作。
单片机U3负责对计量箱开关量的监控，当计量箱被非法打开时，单片机U3将数据及时发送给单片机U1，单片机U1再通过无线发送给用户PC机40主站。用户通过上位机即可以观察到计量箱的状态。
电源VCC是交流电源转换后的5V电源，电源VDD是5V电源转换后的3.6V电源。
权利要求1.一种基于无线虚拟专网的通讯设备，在该通讯设备外壳的内部设置有电路，所述电路包括电源VCC；与电源VCC连接的单片机U1、无线通讯模块GR47、SIM卡(6)、485通讯芯片(3)；由单片机U3构成的窃电保护电路(90)；与单片机U1连接的看门狗电路(11)，其特征在于，还包括由单片机U2、时钟芯片U4、存储器(12)构成的电能表数据存储电路(1)；其中单片机U2分别与电源VCC、时钟芯片U4、存储器(12)、485通讯芯片(3)连接，时钟芯片(U4)和存储器(12)与单片机U1双向连接。
2.根据权利要求1中所述的通讯设备，其特征在于，所述电能表数据存储电路(1)中单片机U2的脚40和脚20分别接电源VCC和地GND；脚1和脚2分别接存储器(12)的脚6和脚5；脚5和脚6分别接时钟芯片U4的时序脚2和信号脚13；脚10和脚11分别接485通讯芯片(3)的发送端RX2和接收端TX2；脚18和脚19分别连接晶振电路(60)的输入端和输出端。
3.根据权利要求1中所述的通讯设备，其特征在于，所述电能表数据存储电路(1)中的时钟芯片U4的脚6连接由电源电路(80)和电池供电电路(70)并联组成的电源，脚5和脚6连接后的结点与地之间连接电容C18；时钟芯片U4脚13还与单片机U1的脚8(SDAT)连接，脚13与电源VCC之间连接电阻R66，脚2与单片机U1的脚7(SCLT)连接，脚2与电源VCC之间连接电阻R65；其中电源电路(80)是由电源VCC和地之间串联二极管D1和电容C16组成。
4.根据权利要求1中所述的通讯设备，其特征在于，所述电能表数据存储电路(1)中的存储器(12)的脚8接电源VCC，脚1至脚4和脚7分别接地，脚6接单片机U1的脚39(SCL)，脚6与电源VCC之间连接电阻R37，脚5与单片机U1的脚38(SDA)，脚5与电源VCC之间连接电阻R36，电源VCC与地之间并联电容C30和C31。
5.根据权利要求1中所述的通讯设备，其特征在于，所述窃电保护电路(90)主要包括单片机U3，单片机U3的脚15接电源VDD，脚5接地，脚11连接三极管Q12的发射极，三极管Q12基极和集电极连接后的结点(w)与单片机U1的脚21连接，结点(w)与地之间接电阻R54，结点(w)与电源VCC之间接电阻R53；单片机U3的脚1接三极管Q10的发射极，该发射极和地之间接电阻R46，三极管Q10的基极串联电阻R44后接单片机U1的脚35，三极管Q10的集电极接电阻R45后接电源VCC；单片机U3的脚19与三极管Q11的发射极连接，该发射极和地之间接电阻R49，三极管Q11的基极串联电阻R47后接单片机U1的脚34，三极管Q11的集电极接电阻R48后接电源VCC；单片机U3的脚20接并联的电阻R51和电容C32后接电源VDD；单片机U3的脚20还串联电阻R52后连接电能表计量箱接近开关(100)。
6.根据权利要求5中所述的通讯设备，其特征在于，所述电源VDD是由电源VCC转换过来的，该转换电路在电源VCC和电源VDD之间串联两个二极管D4、D3，在两个二极管D4、D3之间的结点和地之间连接并联电容C20、C21，电源VDD和地之间连接并联电容C22、C23。
专利摘要本实用新型提供一种基于无线虚拟专网的通讯设备，在该通讯设备外壳的内部设置有电路，所述电路包括电源VCC；与电源VCC连接的单片机U1、无线通讯模块GR47、SIM卡、485通讯芯片；由单片机U3构成的窃电保护电路；与单片机U1连接的看门狗电路，还包括由单片机U2、时钟芯片U4、存储器构成的电能表数据存储电路；其中单片机U2分别与电源VCC、时钟芯片U4、存储器、485通讯芯片连接，时钟芯片和存储器与单片机U1双向连接。本实用新型的有益效果是结构简单，安装方便，具有存储功能，使用户能随时分析用电情况，并能对变电站、配电变压器、大用户等远程自动采集和监控计量点数据。本实用新型具有计量箱开箱报警功能。
文档编号G08C17/00GK2898772SQ200620026069
公开日2007年5月9日 申请日期2006年5月18日 优先权日2006年5月18日
发明者石岱, 董伟, 刘弘靖, 李守宽, 殷淑萍, 朱赫 申请人:天津市三源电力设备制造有限公司