一种基于无线传感网络的电能采集系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种电能采集系统，尤其涉及一种基于无线传感网络的电能采集系统，用于低压三相电能量的数据采集，并带有计量功能。
【背景技术】
[0002]远程数据采集是智慧社区、电力系统智能化管理的重要手段。在过去，数据采集采用传统的抄表员现场手工作业方式，费工费时，效率低。随着信息技术的进步，尤其是无线传感网络的快速发展，许多领域开始广泛使用逐步完善的智能化信息系统。
[0003]基于无线传感网络的电能采集系统就是利用这种新型的智能化信息管理方式，设计为小区、公寓的智能化管理系统的子系统。现有的数据采集传输系统，主要表现在只能进行电能量数据采集，不能进行电能量的计量，没有实现计量和采集的一体化。在需要计量功能的时候，必须安装电能表，增加了系统的成本。
【实用新型内容】
[0004]为了克服现有数据采集传输系统的不足，本实用新型提供了一种基于无线传感网络的电能采集系统，对至少一条三相交流线路的电流、电压信号进行计量，经过数据处理单元处理后形成三相参数量，并将这些参数量通过多个相继的无线链路，以无线多跳的方式发送到远程主站。无线通讯板、无线中继器和无线网关组成无线传感网络，采用ad-hoc和mesh网状网络的无线自组网将三相参数量进行远距离传输。
[0005]本实用新型提供了一种基于无线传感网络的电能采集系统，其特征在于:它包括数据计量板、无线通讯板、无线中继器、无线网关、终端控制单元、数据存储单元、数据提取单元、报警存储单元、报警提取单元、上位机主站。其中数据计量板的485接口与无线通讯板的无线通讯单元连接；无线通讯板的无线通讯单元与无线中继器连接，无线中继器与无线网关连接，无线中继器以预先设定的数量、距离和排列方式放置，从无线通讯板的无线通讯单元接收三相参数量并转发给无线网关。终端控制单元与无线网关、数据存储单元、数据提取单元、报警存储单元、报警提取单元分别连接。上位机主站分别与数据提取单元、报警提取单元分别连接。
[0006]本实用新型的特征还在于:数据计量板，包含三相电压信号、三相电流信号、三相计量芯片、数据处理单元、存储单元、485接口。所述的三相计量芯片分别与三相电压信号、三相电流信号、数据处理单元相连接；所述的存储单元与数据处理单元相连接；所述的数据处理单元与485接口相连接。
[0007]本实用新型的特征还在于:无线通讯板，包含电源单元和无线通讯单元。所述的无线通讯单元分别与电源单元和数据计量板的485接口相连接。所述的无线通讯单元作用是将接收到的三相参数量进行发送。电源单元为无线通讯单元提供12V的直流稳压电源。
[0008]本实用新型的特征还在于:无线中继器位于无线通讯板和无线网关之间，以预先设定的数量、距离和排列方式放置，从无线通讯板接收三相参数量并转发给无线网关。
[0009]本实用新型的特征还在于:无线网关与无线中继器和终端控制单元相连接，用于接收三相参数量。
[0010]本实用新型的特征还在于:数据存储单元用于存储三相参数量相对应的详细信息；数据提取单元用于提取三相参数量相匹配的详细信息给上位机主站；报警存储单元用于存储越限的三相参数量相对应的详细信息；报警提取单元用于提取越限的三相参数量相匹配的详细信息给上位机主站。
[0011]本实用新型的特征还在于:终端控制单元与无线网关、数据存储单元、数据提取单元、报警存储单元、报警提取单元分别连接。
[0012]本实用新型的特征还在于:上位机主站用于显示三相参数量数据信息画面和报警信息画面。
[0013]本实用新型的特征还在于:无线通讯板、无线中继器和无线网关之间的通讯采用ad-hoc和mesh网状网络的无线自组网。
【附图说明】
[0014]图1是本实用新型的结构连接框图
[0015]图2是本实用新型的结构示意图
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
[0017]在图1中，本实施例中的基于无线传感网络的电能采集系统包含数据计量板17A、数据计量板17B、无线通讯板18A、无线通讯板18B、无线中继器9A、无线中继器9B、无线中继器9C、无线中继器9D、无线中继器9E、无线网关10、终端控制单元11、数据存储单元12、数据提取单元13、报警存储单元14、报警提取单元15、上位机主站16。其中数据计量板17A包含:三相电压信号1、三相电流信号2、三相计量芯片3、存储单元4、数据处理单元5、485接口 6 ;无线通讯板18A包含:电源单元7和无线通讯单元8。
[0018]三相电压信号1:电网供电系统提供的三相交流电压。
[0019]三相电流信号2:电网供电系统提供的三相交流电流。
[0020]三相计量芯片3:用于计量三相电压信号I和三相电流信号2的专用计量芯片。
[0021]存储单元4:用于存储三相参数量。
[0022]数据处理单元5:用于处理计量数据。
[0023]485接口 6:用于将参数量发送给无线通讯板18A中的无线通讯单元8。
[0024]电源单元7:用于供应无线通讯单元8的电量，通过稳压芯片LM7812提供12V的稳压电源。
[0025]无线通讯单元8:用于将接收到的参数量进行发送。
[0026]无线中继器9A:位于无线通讯板18A和无线网关10之间，以预先设定的数量、距离和排列方式放置，从无线通讯板18A接收三相参数量并转发给无线网关10。
[0027]无线网关10:用于接收三相参数量并转发给终端控制单元11。
[0028]数据存储单元12用于存储三相参数量相对应的详细信息；数据提取单元13用于提取三相参数量相匹配的详细信息给上位机主站；报警存储单元14用于存储越限的三相参数量相对应的详细信息；报警提取单元15用于提取越限的三相参数量相匹配的详细信息给上位机主站。
[0029]终端控制单元11与无线网关10、数据存储单元12、数据提取单元13、报警存储单元14、报警提取单元15分别连接。
[0030]上位机主站16:用于显示三相参数量数据信息画面和报警信息画面。
[0031]由于数据计量板17A和数据计量板17B的结构和作用相同，因此省略说明。由于无线通讯板18A和无线通讯板18B的结构和作用相同，因此省略说明。由于无线中继器9A、无线中继器9B、无线中继器9C、无线中继器9D、无线中继器9E的结构和作用相同，因此省略说明。
[0032]如图2所示，基于无线传感网络的电能采集系统实施例由数据计量板17A、数据计量板17B、无线通讯板18A、无线通讯板18B、无线中继器9A、无线中继器9B、无线中继器9C、无线中继器9D、无线中继器9E、无线网关10、终端控制单元11、数据存储单元12、数据提取单元13、报警存储单元14、报警提取单元15、上位机主站16等组成，其中无线通讯板18A、无线通讯板18B、无线中继器9A、无线中继器9B、无线中继器9C、无线中继器9D、无线中继器9E、无线网关10构成了采用ad-hoc和mesh网状网络的自组网的无线传感网络，实现了无线通讯板18A、无线通讯板18B与无线网关10之间的无线自组网。三相交流电经数据计量板17A处理得出三相参数量，三相参数量由无线通讯板18A发送，由无线网关10接收，通讯路径为无线通讯板18A可以和无线网关10直接通讯，也可以由无线中继器9A转发至无线网关10，具体的组网路径根据无线的通讯状态、网络阻塞情况、最短路径等综合选择。无线传感网络采用增加无线中继器的方式，可以使通讯距离大大增加。
[0033]根据本实施例所涉及基于无线传感网络的电能采集系统能够在三相交流电线路上进行电压、电流计量并处理，得到三相参数量数据，通过至少一个无线通讯板将三相参数量转发给无线网关，当终端控制单元接收到从无线网关转发的三相参数量后，将三相参数量相匹配的详细信息发送给上位机主站。多个数据计量板可以同时工作并共用一个上位机主站，极大提高了数据采集效率，节约了成本。采用ad-hoc和mesh网状网络的自组网的无线传感网络增加无线中继器后，可以使通讯成功率大幅提高。本实用新型提出的基于无线传感网络的电能采集系统是能够计量并进行远距离传输三相电能参数量且适用于小区、公寓等大规模数据采集的电能采集系统。
【主权项】
1.一种基于无线传感网络的电能采集系统，其特征在于:它包括数据计量板、无线通讯板、无线中继器、无线网关、终端控制单元、数据存储单元、数据提取单元、报警存储单元、报警提取单元、上位机主站，其中数据计量板的485接口与无线通讯板的无线通讯单元连接，无线通讯板的无线通讯单元与无线中继器连接，无线中继器与无线网关连接，无线中继器以预先设定的数量、距离和排列方式放置，从无线通讯板的无线通讯单元接收三相参数量并转发给无线网关，终端控制单元与无线网关、数据存储单元、数据提取单元、报警存储单元、报警提取单元分别连接，上位机主站分别与数据提取单元、报警提取单元分别连接。2.根据权利要求1所述的一种基于无线传感网络的电能采集系统，其特征在于所述的数据计量板，包含三相电压信号、三相电流信号、三相计量芯片、数据处理单元、存储单元、485接口，所述的三相计量芯片分别与三相电压信号、三相电流信号、数据处理单元相连接，所述的存储单元与数据处理单元相连接，所述的数据处理单元与485接口相连接。3.根据权利要求2所述的一种基于无线传感网络的电能采集系统，其特征在于所述的无线通讯板，包含电源单元和无线通讯单元，所述的无线通讯单元分别与电源单元和数据计量板的485接口相连接。4.根据权利要求1所述的一种基于无线传感网络的电能采集系统，其特征在于所述的无线中继器位于无线通讯板和无线网关之间。5.根据权利要求1所述的一种基于无线传感网络的电能采集系统，其特征在于所述的无线网关与无线中继器和终端控制单元相连接。
【专利摘要】一种基于无线传感网络的电能采集系统，包括数据计量板、无线通讯板、无线中继器、无线网关、终端控制单元、数据存储单元、数据提取单元、报警存储单元、报警提取单元、上位机主站，其中数据计量板的485接口与无线通讯板的无线通讯单元连接，无线通讯板的无线通讯单元与无线中继器连接，无线中继器与无线网关连接，无线中继器以预先设定的数量、距离和排列方式放置，从无线通讯板的无线通讯单元接收三相参数量并转发给无线网关，终端控制单元与无线网关、数据存储单元、数据提取单元、报警存储单元、报警提取单元分别连接，上位机主站分别与数据提取单元、报警提取单元分别连接。本实用新型对至少一条三相交流线路的电流、电压信号进行计量，经过数据处理单元处理后形成三相参数量，并将这些参数量通过多个相继的无线链路，以无线多跳的方式发送到远程主站。
【IPC分类】G08C17/02
【公开号】CN204667609
【申请号】CN201520128938
【发明人】依溥治, 徐人恒, 杨桐玲, 于晓晨, 曲井致, 郭龙弟, 宋芳, 孙宇, 严洪莉, 张秋月
【申请人】哈尔滨电工仪表研究所
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年3月6日