一种远程自动抄表系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种远程自动抄表系统，包括管理中心，所述管理中心连接至少一部集中器，所述集中器连接至少一部采集器，采集器还本别连接到与之相匹配的各用户使用的电表。本发明可将集群式智能电表采集的电力系统数据实时传递到各级的集中监控中心，以实现对电力监测设备的统一监控和分布式管理。GPRS网络可为电力系统提供了简单高效的通信传输手段；本发明具有可充分利用现有网络，缩短建设周期，降低建设成本的优点，而且设备安装方便、维护简单，可减少人力资源、缩短修护时间并节省专线建设成本。
【专利说明】
一种远程自动抄表系统
技术领域
[0001]本发明涉及用电信息采集技术领域，具体是指一种远程自动抄表系统。
【背景技术】
[0002]对于用电管理部门来说，远程抄表一直是一件非常头疼的事情，需要投入大量的人力、物力和财力。因为数量众多，地理位置分散，给工作人员带来极大的不方便。
[0003]传统上采用的人工上门抄表方法不仅效率低，而且经常出现漏抄、误抄等现象。随着信息技术和网络的不断发展，出现了自动抄表系统。
[0004]现代智能化的系统一般采用两种形式，即电力载波集抄和总线通信方式。由于我国的电网在传输数据的过程中，经常会受到无线信息号、电磁信号、脉冲信号的干扰，导致传输数据错码、丢码的情况。总线通信方式集抄系统较为复杂，而且要另外铺设通讯电缆，特别对于旧城区改造项目，就存在更大问题。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种能解决上述出现的问题的基于GPRS网络的远程自动抄表系统。
[0006]本发明通过下述技术方案实现:一种远程自动抄表系统，包括管理中心，所述管理中心连接至少一部集中器，所述集中器连接至少一部采集器，采集器还本别连接到与之相匹配的各用户使用的电表。
[0007]通过GPRS传到电表集中器，电表集中器通过SPI 口与GPRS透明数据传输终端连接，电表数据经过协议封装后发送到GPRS数据网络，通过GPRS数据网络将数据传送至配电数据中心，实现电表数据和数据中心系统无线连接。
[0008]GPRS无线电力远程抄表与控制系统具备如下特点:
1、实时性强:由于GPRS具有实时在线特性，可处理多个/所有数据采集点的数据。可很好的满足系统对数据采集和传输实时性的要求。
[0009]2、可对电表设备进行远程控制:通过GPRS双向系统还可实现对电表设备进行远程控制，进行参数调整、开关等控制操作。
[0010]3、建设成本低:由于采用GPRS的无线公网平台，只需安装好设备就可以，不需要为远程抄表进行专门布线，前期投资少、见效快，后期升级、维护成本低；
4、集抄范围广:GPRS覆盖范围广，在无线GSM/GPRS网络的覆盖范围之内，都可以完成对集抄的控制和管理。而且，扩容无限制，接入地点无限制，能满足山区、乡镇和跨地区的接入需求。
[0011]5、系统的传输容量大:用电管理中心要和每一个电表数据米集点保持连接。由于电表数据采集点数量众多，系统要求能满足突发性数据传输的需要，而GPRS技术能很好地满足传输突发性数据的需要。
[0012]6、数据传送速率高:每个电表数据采集点每次数据传输量在1Kbps之内。GPRS网络传送速率理论上可达115.2kbit/s，目前GPRS实际数据传输速率在40Kbps左右，完全能满足本系统数据传输速率(^ I OKbps )的需求。
[0013]7、通信费用低:采用包月计费方式，运营成本低。三、系统构建由于GPRS通信是基于IP地址的数据分组通信网络，配电中心计算机主机配置固定的IP地址，各个电表数据采集点采用GPRS模块和该主机进行通信。
[0014](一)系统组成
1、电表数据采集点:电表数据采集点位于居民小区，居民用户的用电数据由电表SPI接口与GPRS透明数据传输终端相连。通过GPRS透明数据传输终端内置嵌入式处理器对数据进行处理，协议封装后发送到GSM网络，通过GPRS网络传送至用电管理部门的远程抄表系统，实现电表数据和数据中心系统的在线连接。电表集中器通过GPRS直接连接到电表上，既可支持单个电表，也可以同时支持多个电表，实现对电表参数的采集、存储、预处理或并将采集到的电表数据实时传送到用电管理部门；同时，电表集中器还可将用电管理部门发送的遥控指令传给电表控制模块，对电表进行控制操作。
[0015]2、用电管理部门:用电管理部门采用专线，与GPRS网络相连。由于专线可提供较高的带宽，当电表数据采集点数量增加，中心不用扩容即可满足需求。
[0016]3、GPRS/GSM移动数据传输网络:电表集中器采集的数据经GPRS网络空中接口功能模块同时对数据进行解码处理，转换成在公网数据传送的格式，通过中国移动的GPRS无线数据网络进行传输，最终传送到用电管理部门。(二)系统方案各电表使用GPRS透明数据传输终端，通过移动的GPRS网络与用电管理相连。凡被授权的信息采集点均可以使用本系统:1、电表数据采集点必须使用移动统一的STK卡，用户使用本卡只能用于与配电中心的数据通信功能。2、无线通讯终端设备使用GPRS移动数据通信终端。
[0017]采用GPRS无线透明数据传输终端。产品基于GPRS网络，具有高性能、高可靠及抗干扰能力强等特点；1、支持900/1800/1900MHz三频GSM/GPRS;2、接口:RS232、RS485、PCMCIA;
3、系统理论传输速率115.2Kbps，实际传输速率40Kbps; 4、支持2000/XP操作系统;5、支持透明数据传输与协议转换;6、支持VPN安全功能;7、安装灵活、使用方便、可靠。
[0018]由于电力远程抄表系统的特殊性，本系统需要极高的系统安全保障和稳定性。安全保障主要是防止来自系统内外的有意和无意的破环，稳定是指系统能够不间断运行，即使出现硬件和软件故障，系统也运行。1、APN专网模式:利用SIM卡的唯一性，划定用户可接入某系统的范围，可以有效避免非法入侵。采用中国移动分配的专门的APN进行无线网络接入，在网络侧对S頂卡和APN进行绑定，只有属于指定行业的S頂卡才能访问专用APN。〗、对于特定用户，可通过数据中心给每个移动终端分配特定的用户ID和密码，其他没有数据中心分配的用户ID和密码的移动终端将无法登录进入系统，系统的安全性进一步增强。3、安全的防火墙过滤，设置防火墙软件保障系统安全。
[0019]为更好的实现本发明，进一步地，所述管理中心与集中器通过上行通信线路连接。
[0020]为更好的实现本发明，进一步地，所述上行通信线路为电话、无线、专线这三种通信介质的至少一种。
[0021]为更好的实现本发明，进一步地，所述集中器与采集器之间通过下行通信线路连接。
[0022]为更好的实现本发明，进一步地，所述下行通信线路为LonWork总线、CAN总线、RS0485总线这三种总线的至少一种。
[0023]为更好的实现本发明，进一步地，所述集中器包括单机片，所述单机片通过两个通用异步收发传输器分别与GPRS模块和采集器连接，所述单机片还分别连接有键盘、电源、以及液晶显示屏。
[0024]为更好的实现本发明，进一步地，所述单机片还通过SPI总线与储存芯片连接。
[0025]为更好的实现本发明，进一步地，所述GPRS模块还分别连接有S頂卡、天线模块、麦克风和话筒。
[0026]本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果:
(I)本发明通过GPRS网络系统，可将集群式智能电表采集的电力系统数据实时传递到各级的集中监控中心，以实现对电力监测设备的统一监控和分布式管理。GPRS网络可为电力系统提供了简单高效的通信传输手段；
(2 )本发明通过GPRS系统可提供广域的无线IP连接。在移动通信公司的GPRS业务平台上构建电力远程抄表系统，实现电表数据的无线数据传输和控制，具有可充分利用现有网络，缩短建设周期，降低建设成本的优点，而且设备安装方便、维护简单；
(3)本发明中GPRS电力远程抄表系统由位于用电管理部门的配电中心和位于居民小区的电表数据采集点组成，电表数据可利用现有的GPRS/GSM网络进行传输；
(4)电管理部门也可利用本发明中的GPRS移动数据网络对各重要电力节点进行监控，自动读取相关数据并加以分析，还可进一步进行远程控制或设备维护，可减少人力资源、缩短修护时间并节省专线建设成本。
【附图说明】
[0027]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其他特征、目的和优点将会变得更为明显:
图1为本发明的结构示意框图；
图2为本发明的部分结构示意框图。
【具体实施方式】
[0028]下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此，在不脱离本发明上述技术思想情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的范围内。
[0029]实施例1:
本实施例的主要结构，如图1所示，包括管理中心，所述管理中心连接至少一部集中器，所述集中器连接至少一部采集器，采集器还本别连接到与之相匹配的各用户使用的电表。
[0030 ]本实施例通过GPRS网络系统，可将集群式智能电表采集的电力系统数据实时传递到各级的集中监控中心，以实现对电力监测设备的统一监控和分布式管理。GPRS网络可为电力系统提供了简单高效的通信传输手段；
本实施例通过GPRS系统可提供广域的无线IP连接。在移动通信公司的GPRS业务平台上构建电力远程抄表系统，实现电表数据的无线数据传输和控制，具有可充分利用现有网络，缩短建设周期，降低建设成本的优点，而且设备安装方便、维护简单； 实施例中GPRS电力远程抄表系统由位于用电管理部门的配电中心和位于居民小区的电表数据采集点组成，电表数据可利用现有的GPRS/GSM网络进行传输；
电管理部门也可利用本实施例中的GPRS移动数据网络对各重要电力节点进行监控，自动读取相关数据并加以分析，还可进一步进行远程控制或设备维护，可减少人力资源、缩短修护时间并节省专线建设成本。
[0031 ] 通过GPRS传到电表集中器，电表集中器通过SPI 口与GPRS透明数据传输终端连接，电表数据经过协议封装后发送到GPRS数据网络，通过GPRS数据网络将数据传送至配电数据中心，实现电表数据和数据中心系统无线连接。
[0032]GPRS无线电力远程抄表与控制系统具备如下特点:
1、实时性强:由于GPRS具有实时在线特性，可处理多个/所有数据采集点的数据。可很好的满足系统对数据采集和传输实时性的要求。
[0033]2、可对电表设备进行远程控制:通过GPRS双向系统还可实现对电表设备进行远程控制，进行参数调整、开关等控制操作。
[0034]3、建设成本低:由于采用GPRS的无线公网平台，只需安装好设备就可以，不需要为远程抄表进行专门布线，前期投资少、见效快，后期升级、维护成本低；
4、集抄范围广:GPRS覆盖范围广，在无线GSM/GPRS网络的覆盖范围之内，都可以完成对集抄的控制和管理。而且，扩容无限制，接入地点无限制，能满足山区、乡镇和跨地区的接入需求。
[00；35] 5、系统的传输容量大:用电管理中心要和每一个电表数据米集点保持连接。由于电表数据采集点数量众多，系统要求能满足突发性数据传输的需要，而GPRS技术能很好地满足传输突发性数据的需要。
[0036]6、数据传送速率高:每个电表数据采集点每次数据传输量在1Kbps之内。GPRS网络传送速率理论上可达115.2kbit/s，目前GPRS实际数据传输速率在40Kbps左右，完全能满足本系统数据传输速率(^ I OKbps )的需求。
[0037]7、通信费用低:采用包月计费方式，运营成本低。三、系统构建由于GPRS通信是基于IP地址的数据分组通信网络，配电中心计算机主机配置固定的IP地址，各个电表数据采集点采用GPRS模块和该主机进行通信。
[0038](一)系统组成
1、电表数据采集点:电表数据采集点位于居民小区，居民用户的用电数据由电表SPI接口与GPRS透明数据传输终端相连。通过GPRS透明数据传输终端内置嵌入式处理器对数据进行处理，协议封装后发送到GSM网络，通过GPRS网络传送至用电管理部门的远程抄表系统，实现电表数据和数据中心系统的在线连接。电表集中器通过GPRS直接连接到电表上，既可支持单个电表，也可以同时支持多个电表，实现对电表参数的采集、存储、预处理或并将采集到的电表数据实时传送到用电管理部门；同时，电表集中器还可将用电管理部门发送的遥控指令传给电表控制模块，对电表进行控制操作。
[0039]2、用电管理部门:用电管理部门采用专线，与GPRS网络相连。由于专线可提供较高的带宽，当电表数据采集点数量增加，中心不用扩容即可满足需求。
[0040]3、GPRS/GSM移动数据传输网络:电表集中器采集的数据经GPRS网络空中接口功能模块同时对数据进行解码处理，转换成在公网数据传送的格式，通过中国移动的GPRS无线数据网络进行传输，最终传送到用电管理部门。(二)系统方案各电表使用GPRS透明数据传输终端，通过移动的GPRS网络与用电管理相连。凡被授权的信息采集点均可以使用本系统:
1、电表数据采集点必须使用移动统一的STK卡，用户使用本卡只能用于与配电中心的数据通信功能。2、无线通讯终端设备使用GPRS移动数据通信终端。
[0041]采用GPRS无线透明数据传输终端。产品基于GPRS网络，具有高性能、高可靠及抗干扰能力强等特点；1、支持900/1800/1900MHz三频GSM/GPRS;2、接口:RS232、RS485、PCMCIA;
3、系统理论传输速率115.2Kbps，实际传输速率40Kbps; 4、支持2000/XP操作系统;5、支持透明数据传输与协议转换;6、支持VPN安全功能;7、安装灵活、使用方便、可靠。
[0042]由于电力远程抄表系统的特殊性，本系统需要极高的系统安全保障和稳定性。安全保障主要是防止来自系统内外的有意和无意的破环，稳定是指系统能够不间断运行，即使出现硬件和软件故障，系统也运行。1、APN专网模式:利用SIM卡的唯一性，划定用户可接入某系统的范围，可以有效避免非法入侵。采用中国移动分配的专门的APN进行无线网络接入，在网络侧对S頂卡和APN进行绑定，只有属于指定行业的S頂卡才能访问专用APN。〗、对于特定用户，可通过数据中心给每个移动终端分配特定的用户ID和密码，其他没有数据中心分配的用户ID和密码的移动终端将无法登录进入系统，系统的安全性进一步增强。3、安全的防火墙过滤，设置防火墙软件保障系统安全。
[0043]实施例2:
本实施例在上述实施例的基础上，进一步限定了所述管理中心与集中器通过上行通信线路连接。本实施例的其他部分与上述实施例相同，不再赘述。
[0044]实施例3:
本实施例在上述实施例的基础上，进一步限定了所述上行通信线路为电话、无线、专线这三种通信介质的至少一种。本实施例的其他部分与上述实施例相同，不再赘述。
[0045]实施例4:
本实施例在上述实施例的基础上，进一步限定了所述集中器与采集器之间通过下行通信线路连接。本实施例的其他部分与上述实施例相同，不再赘述。
[0046]实施例5:
本实施例在上述实施例的基础上，进一步限定了所述下行通信线路为LonWork总线、CAN总线、RS0485总线这三种总线的至少一种。本实施例的其他部分与上述实施例相同，不再赘述。
[0047]实施例6:
本实施例在上述实施例的基础上进一步限定了集中器的结构，如图2所示，所述集中器包括单机片，所述单机片通过两个通用异步收发传输器分别与GPRS模块和采集器连接，所述单机片还分别连接有键盘、电源、以及液晶显示屏。本实施例的其他部分与上述实施例相同，不再赘述。
[0048]实施例7:
本实施例在上述实施例的基础上，进一步限定了所述单机片还通过SPI总线与储存芯片连接。本实施例的其他部分与上述实施例相同，不再赘述。
[0049]实施例8:
本实施例在上述实施例的基础上，进一步限定了所述GPRS模块还分别连接有S頂卡、天线模块、麦克风和话筒。本实施例的其他部分与上述实施例相同，不再赘述。
[0050]尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本发明的原理和宗旨下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
【主权项】
1.一种远程自动抄表系统，其特征在于，包括管理中心，所述管理中心连接至少一部集中器，所述集中器连接至少一部采集器，采集器还本别连接到与之相匹配的各用户使用的电表。2.根据权利要求1所述的一种远程自动抄表系统，其特征在于，所述管理中心与集中器通过上行通信线路连接。3.根据权利要求2所述的一种远程自动抄表系统，其特征在于，所述上行通信线路为电话、无线、专线这三种通信介质的至少一种。4.根据权利要求1或2所述的一种远程自动抄表系统，其特征在于，所述集中器与采集器之间通过下行通信线路连接。5.根据权利要求1或2所述的一种远程自动抄表系统，其特征在于，所述下行通信线路为LonWork总线、CAN总线、RS0485总线这三种总线的至少一种。6.根据权利要求1或2所述的一种远程自动抄表系统，其特征在于，所述集中器包括单机片，所述单机片通过两个通用异步收发传输器分别与GPRS模块和采集器连接，所述单机片还分别连接有键盘、电源、以及液晶显示屏。7.根据权利要求6所述的一种远程自动抄表系统，其特征在于，所述单机片还通过SPI总线与储存芯片连接。8.根据权利要求6所述的一种远程自动抄表系统，其特征在于，所述GPRS模块还分别连接有SIM卡、天线模块、麦克风和话筒。
【文档编号】G08C17/02GK105913641SQ201610369031
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年5月30日
【发明人】付建军
【申请人】成都市鑫裕华科技有限公司