专利名称：Gsm学生公寓用电集中管理系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用电集中管理系统，特别涉及一种学生公寓用电集中管理系统。
背景技术：
目前，学生公寓用电是针对有一定特殊需要的群体用电对象，学生公寓用电的特殊用电主要表现为一是有违禁电器的划分，如电炉、热得快等属违禁电器不允许使用，电脑、电热水器、空调等允许使用；二是有不同用电对象的用电权限的划分，如老师和学生用电有所不同；三是为用电安全而使用的负荷权限的不同划分；四是根据用户的信用等级不同，而进行的用电分期预交费消费、透支消费、预付费消费方式的划分。由于学生公寓用电的特殊性，老式的电表等已无法满足学生公寓用电的要求，基于要解决上述这些问题，先进的学生公寓用电集中管理系统应用而生，目前公知的学生公寓管理系统是在每栋学生公寓内安装有多个由采集卡和计量模块组成的计量控电柜。计量模块采用电子电能表的通用计量芯片，一个计量模块对应一个学生公寓房间，一排有8个计量模块，一排计量模块对应一块采集卡，一块采集卡可完成对这一排8个计量模块的采集，每一采集卡有唯一编号，数据打包压缩、对电脑通讯、电脑所有命令都是由采集卡控制完成。根据需要一个计量控电柜内可设置1至9排计量模块，对应计量模块的排数可设置1至9块采集卡，采集卡之间用RS485线相串联。也就是说一个计量控电柜根据用户需要可管理从8个到72个房间，当一栋楼用户较少，少于72路时，计量控电柜可以少装计量模块和采集卡，当一栋楼用户较多超过72路时，可将多个计量控电柜用RS485线串联起来，然后由RS485总线将每栋楼的计量控电柜引出线相连后，接入计算机管理中心的主控电脑，从而实现各种命令的控制和数据的采集等工作。这种学生公寓用电集中管理系统提高了学生公寓用电的安全，实现了电费的自动收缴等好处，但是这一系统也存在着下述缺点1、楼与楼之间用RS485双绞线连接，开凿线道工作量巨大，施工期长，耗费大量的人力和财力，成本高；2、整个采用485网络怕雷击，现今的一般防雷技术受到学校学生公寓大地线不可靠、不连通的制约，无法从根本上解决防雷的问题；3、大的485网络不稳定，容易受外界因素如电钻、节能灯等影响，最大的麻烦是由于网络采用485线串接，因此有一节点损坏会咬死整个网络，从而使整个网络瘫痪，安全性差。
发明内容
本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种在学生公寓的楼与楼之间通过现有的GSM移动通讯网络进行无线传输、施工简单、成本低、可防雷击、安全可靠的GSM学生公寓用电集中管理系统。
实现上述目的的技术方案是一种GSM学生公寓用电集中管理系统，包括计量控电柜、计算机管理中心，计量控电柜包括计量模块和采集卡，计量模块和采集卡之间、采集卡与采集卡之间均通过导线电连接起来，还包括GSM管理器和GSM/MODEM，GSM管理器通过RS485通讯接口与计量控电柜电连接构成可逆输入，GSM/MODEM与计算机管理中心通过RS232串口转换电路电连接构成可逆输入，GSM管理器通过GSM移动传输网络与GSM/MODEM建立通讯连接。
进一步，本实用新型所述的GSM管理器包括实时时钟电路并行接口、带掉电保护SRAM并行接口、并行接口、矩阵型按键、电源电路、中央处理器CPU、液晶模块、RS232通讯接口、RS485通讯接口、GSM/MODEM，实时时钟电路并行接口、带掉电保护SRAM并行接口、并行接口、矩阵型按键、电源电路、RS232通讯接口、RS485通讯接口分别与中央处理器CPU电连接，带掉电保护SRAM并行接口、RS232通讯接口、RS485通讯接口分别与中央处理器CPU连接构成可逆输入，实时时钟电路并行接口、矩阵型按键、电源电路的输出端分别与中央处理器CPU的输入端电连接，并行接口的输入端与中央处理器CPU的输出端电连接，并行接口的输出端与液晶模块的输入端电连接，GSM/MODEM与RS232通讯接口电连接构成可逆输入。
进一步，本实用新型所述的GSM/MODEM包括中央处理器CPU、TC35I无线模块工作电路、RS232串口转换电路、电源电路、工作指示电路、数据存储电路，TC35I无线模块工作电路、RS232串口转换电路、电源电路、工作指示电路、数据存储电路均与中央处理器CPU电连接，TC35I无线模块工作电路、RS 232串口转换电路、数据存储电路分别与中央处理器CPU连接构成可逆输入，电源电路的输出端分别与中央处理器CPU、TC35I无线模块工作电路的输入端电连接，中央处理器CPU的输出端与工作指示电路的输入端电连接。
采用上述技术方案后，它的好处是(1)、不但能完成原有的计费、违规用电的控制等各项功能，同时由于采用了GSM学生公寓用电集中管理系统，楼内虽仍为485网络传输，但楼与楼之间则采用目前非常成熟、稳定的GSM移动通讯网络传输，因而无需开凿线道，施工简单，劳动强度小，降低了施工成本和日后维护保养等各项成本，即成本低；(2)、从根本上解决了雷击所造成的一直无法解决的难题，防雷能力强，安全性高；(3)、解决了大的485网络易受外界干扰问题，网络非常稳定，整个网络不安全风险降低，安全性能好；4)用户操作简单，省时省力，只需使用GSM移动通讯网络中的短信息业务就能完成与控制中心的信息传输，如可查看电费，可预交电费等等。
图1为本实用新型的工作原理示意图；图2为本实用新型的GSM/MODEM原理框图；图3为本实用新型的GSM/MODEM电路原理图；图4为本实用新型的GSM管理器原理框图；图5为本实用新型的GSM管理器电路原理图；具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细的说明。
如图1、2、3、4、5所示，一种GSM学生公寓用电集中管理系统，包括计量控电柜1、计算机管理中心4，计量控电柜1包括计量模块和采集卡，计量模块和采集卡之间、采集卡与采集卡之间均通过导线电连接起来，还包括GSM管理器2和GSM/MODEM3，GSM管理器2通过RS485通讯接口2-9与计量控电柜1电连接构成可逆输入，GSM/MODEM3与计算机管理中心4通过RS232串口转换电路3-3电连接构成可逆输入，GSM管理器2通过GSM移动传输网络与GSM/MODEM3建立通讯连接。其中计量控电柜1中的采集卡与采集卡之间均可通过RS485导线进行电连接。
如图4、5所示，本实用新型所述的GSM管理器2包括实时时钟电路并行接口2-1、带掉电保护SRAM并行接口2-2、并行接口2-3、矩阵型按键2-4、电源电路2-5、中央处理器CPU2-6、液晶模块2-7、RS232通讯接口2-8、RS485通讯接口2-9、GSM/MODEM3，实时时钟电路并行接口2-1、带掉电保护SRAM并行接口2-2、并行接口2-3、矩阵型按键2-4、电源电路2-5、RS232通讯接口2-8、RS485通讯接口2-9分别与中央处理器CPU2-6电连接，带掉电保护SRAM并行接口2-2、RS232通讯接口2-8、RS485通讯接口2-9分别与中央处理器CPU2-6连接构成可逆输入，实时时钟电路并行接口2-1、矩阵型按键2-4、电源电路2-5的输出端分别与中央处理器CPU2-6的输入端电连接，并行接口2-3的输入端与中央处理器CPU2-6的输出端电连接，并行接口2-3的输出端与液晶模块2-7的输入端电连接，GSM/MODEM3与RS232通讯接口2-8电连接构成可逆输入。
其中所述的GSM管理器2中，中央处理器CPU2-6与带掉电保护SRAM并行接口2-2之间以地址数据总线方式连接，中央处理器CPU2-6的输入/输出口P0.2脚、P0.3脚与RS232通讯接口2-8的相应端相连接，中央处理器CPU2-6的输入/输出口P0.1脚、P0.0脚与RS485通讯接口2-9的相应端相连接，中央处理器CPU2-6与实时时钟电路并行接口2-1之间以地址数据总线方式连接，矩阵型按键2-4的输出端与中央处理器CPU2-6的输入端P1.0-1.7脚相连接，电源电路2-5的输出端与中央处理器CPU2-6的GND/VDD口输入端相连接，并行接口2-3的输入端的A0-A7脚与中央处理器CPU2-6的输出端的I/O输入/输出口的P2.0-2.7脚相连接，并行接口2-3的输出端B0-B7脚与液晶模块2-7的输入端的DB0-DB7脚相连接，通过RS232通讯接口2-8的TXD/RXD输入/输出口及GND线可与GSM/MODEM3的相应口相连接。
如图2、3所示，本实用新型所述的GSM/MODEM3包括中央处理器CPU3-1、TC35I无线模块工作电路3-2、RS232串口转换电路3-3、电源电路3-4、工作指示电路3-5、数据存储电路3-6，TC35I无线模块工作电路3-2、RS232串口转换电路3-3、电源电路3-4、工作指示电路3-5、数据存储电路3-6均与中央处理器CPU3-1电连接，TC35I无线模块工作电路3-2、RS232串口转换电路3-3、数据存储电路3-6分别与中央处理器CPU3-1连接构成可逆输入，电源电路3-4的输出端分别与中央处理器CPU3-1、TC35I无线模块工作电路3-2的输入端电连接，中央处理器CPU3-1的输出端与工作指示电路3-5的输入端电连接。
其中所述的GSM/MODEM3中，中央处理器CPU3-1的串口0与TC35I无线模块工作电路3-2的TC35I的18脚、19脚(RXD/TXD)串口相连接，中央处理器CPU3-1的串口1与RS232串口转换电路3-3的9脚、10脚(T2IN/R2OUT)串口相连接，中央处理器CPU3-1的I/O输入/输出口的P0.5脚、P0.6脚与数据存储电路3-6的SCL/SDL脚相连接，电源电路3-4的输出端与中央处理器CPU3-1的GND/VDD口输入端相连接，电源电路3-4的输出端还与TC35I无线模块工作电路3-2的BATT+/GND口相连接，中央处理器CPU3-1输出端的I/O输入/输出口的P2.0-2.7脚与工作指示电路3-5输入端相连接。
本实用新型的一个计量控电柜1内可设置1至9排计量模块，对应计量模块的排数可设置1至9块采集卡，一排有8个计量模块，计量模块可采用电子电能表的通用计量芯片，一排计量模块对应一块采集卡，一块采集卡可完成对一排8个计量模块的采集，也就是说一个计量控电柜根据用户需要可管理从8个到72个房间，当一栋楼用户少于72路时，可以在计量控电柜1内少装计量模块，当一栋楼用户超过72路时，可将多个计量控电柜用RS485线串联起来来实现对多用户的控制。每一栋楼内设置一只GSM管理器，但计量控电柜1可根据用户的多少进行增减。
本实用新型中的主要组成部分(1)计量控电柜1。它具有计量电量、存储电量，切断供电(自动)的功能，本身能根据用户的设定执行断电供电的动作。(2)GSM管理器2。GSM管理器具有人机接口、键盘和液晶显示器，通过它能对计量电柜发一些功能性的指令及电量数据的抄收，在整个系统管理数据抄收中起中转的作用，能单独实现对计量控电柜的各种功能设定。它本身带有一个RS485通讯接口和一个GSM/MODEM，能进行无线GSM数据的发送、接收，也能进行485通讯。中央处理器则可采用Cygnal公司的C8051F020单片机。(3)GSM/MODEM3。GSM/MODEM可采用德国西门子公司的TC35I双频高度集成模块，它的发射功率(900MHz 2W 1800MHz 1W)，SIM天线采用外接方式。温度范围-20℃～55℃，支持多种短信格式。通讯接口为RS232指令数据双向传送自动波特率串口。中央处理器则可采用Cygnal公司的C8051F023单片机。该机是完全集成混合信号系统级芯片，具有8051指令集完全兼容的CIP-51内核。它在芯片内集合了构成一个单片机数据采集式控制系统所需的几乎所有模拟和数字外设及其功能部件。这些外设部件的高度集成为设计体积小、功耗低、高可靠，高性能的系统提供了方便。
本实用新型的工作原理是在通讯过程中，计算机管理中心的主控管理电脑从串口发出命令给GSM/MODEM，GSM/MODEM进行处理、打包后，以短信息的形式通过GSM移动传输网络发出给GSM管理器。GSM管理器进行数据解析，发送命令给计量控电柜。计量控电柜在收到命令后执行，返回操作结果给GSM管理器，GSM管理器返回信息后，打包给其内的GSM/MODEM，其内的GSM/MODEM以短信息的形式把返回信息发送给计算机管理中心的主控管理电脑端的GSM/MODEM，GSM/MODEM收到短信息并处理、打包后送到计算机主控管理中心的主控管理电脑进行处理，至此一个命令的发送过程结束。
权利要求1.一种GSM学生公寓用电集中管理系统，包括计量控电柜(1)、计算机管理中心(4)，计量控电柜(1)包括计量模块和采集卡，计量模块和采集卡之间、采集卡与采集卡之间均通过导线电连接起来，其特征在于还包括GSM管理器(2)和GSM/MODEM(3)，GSM管理器(2)通过RS485通讯接口(2-9)与计量控电柜(1)电连接构成可逆输入，GSM/MODEM(3)与计算机管理中心(4)通过RS232串口转换电路(3-3)电连接构成可逆输入，GSM管理器(2)通过GSM移动传输网络与GSM/MODEM(3)建立通讯连接。
2.根据权利要求1所述的GSM学生公寓用电集中管理系统，其特征在于所述的GSM管理器(2)包括实时时钟电路并行接口(2-1)、带掉电保护SRAM并行接口(2-2)、并行接口(2-3)、矩阵型按键(2-4)、电源电路(2-5)、中央处理器CPU(2-6)、液晶模块(2-7)、RS232通讯接口(2-8)、RS485通讯接口(2-9)、GSM/MODEM(3)，实时时钟电路并行接口(2-1)、带掉电保护SRAM并行接口(2-2)、并行接口(2-3)、矩阵型按键(2-4)、电源电路(2-5)、RS232通讯接口(2-8)、RS485通讯接口(2-9)分别与中央处理器CPU(2-6)电连接，带掉电保护SRAM并行接口(2-2)、RS232通讯接口(2-8)、RS485通讯接口(2-9)分别与中央处理器CPU(2-6)连接构成可逆输入，实时时钟电路并行接口(2-1)、矩阵型按键(2-4)、电源电路(2-5)的输出端分别与中央处理器CPU(2-6)的输入端电连接，并行接口(2-3)的输入端与中央处理器CPU(2-6)的输出端电连接，并行接口(2-3)的输出端与液晶模块(2-7)的输入端电连接，GSM/MODEM(3)与RS232通讯接口(2-8)电连接构成可逆输入。
3.根据权利要求1或2所述的GSM学生公寓用电集中管理系统，其特征在于所述的GSM/MODEM(3)包括中央处理器CPU(3-1)、TC35I无线模块工作电路(3-2)、RS232串口转换电路(3-3)、电源电路(3-4)、工作指示电路(3-5)、数据存储电路(3-6)，TC35I无线模块工作电路(3-2)、RS232串口转换电路(3-3)、电源电路(3-4)、工作指示电路(3-5)、数据存储电路(3-6)均与中央处理器CPU(3-1)电连接，TC35I无线模块工作电路(3-2)、RS 232串口转换电路(3-3)、数据存储电路(3-6)分别与中央处理器CPU(3-1)连接构成可逆输入，电源电路(3-4)的输出端分别与中央处理器CPU(3-1)、TC35I无线模块工作电路(3-2)的输入端电连接，中央处理器CPU(3-1)的输出端与工作指示电路(3-5)的输入端电连接。
专利摘要本实用新型涉及一种用电集中管理系统，特别涉及一种学生公寓用电集中管理系统。它包括计量控电柜(1)、计算机管理中心(4)，计量控电柜(1)包括计量模块和采集卡，还包括GSM管理器(2)和GSM/MODEM(3)，GSM管理器(2)通过RS485通讯接口(2－9)与计量控电柜(1)电连接构成可逆输入，GSM/MODEM(3)与计算机管理中心(4)通过RS232串口转换电路(3－3)电连接构成可逆输入，GSM管理器(2)通过GSM移动传输网络与GSM/MODEM(3)建立通讯连接。采用本实用新型好处无需开凿线道，施工简单，成本低；防雷能力强；网络非常安全稳定；用户操作简单，省时省力。
文档编号H02J13/00GK2888725SQ20062006956
公开日2007年4月11日 申请日期2006年2月24日 优先权日2006年2月24日
发明者毛建文, 王俊, 陶震 申请人:常州乐和电子有限公司