一种基于ZigBee和GPRS的远程无线抄表系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于ZigBee和GPRS的远程无线抄表系统，所述系统若干计量表，其还包括数据集中收发器、数据控制中心以及后台控制中心，所述计量表为智能计量表，若干智能计量表通过ZigBee网络与数据集中收发器数据相接，所述数据集中收发器通过ZigBee网络与数据控制中心数据相接，所述数据控制中心通过GPRS网络与后台控制中心数据相接。该系统避免大量布线，极大地降低施工难度，而数据传输准确、稳定可靠。
【专利说明】—种基于ZigBee和GPRS的远程无线抄表系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种抄表系统，尤其是指一种远程无线抄表系统。
【背景技术】
[0002]随着供水部门、供电部门、供气部门对“一户一表”工程改造的推进，以及对自动化的要求，远程无线抄表系统已成为水、电、气自动化管理和智能化控制不可缺少的组成部分。采用远程无线抄表系统可以杜绝人工抄表产生的误抄、漏抄、估抄等人为错误，还可以提高工作效率、减轻劳动强度、减员增效，实现从数据采集到收费单的打印都自动完成。
[0003]但是现有的远程无线无线抄表系统基于现有的无线数据和有线数据传输系统，普遍存在施工难度大、数据采集准备、传输传输不稳定以及维护不便等诸多问题。
[0004]ZigBee是一种低功耗、低数据速率、低成本且数据可靠性高的双向无线通信技术，主要用于自动、远程控制领域及家用设备联网。ZigBee依据IEEE802.15.4标准，在节点间相互协调实现通信。它可由多到65000个无线模块组成I个无线网络，每个网络节点间的距离可以从标准的75m到扩展后的几百米，甚至几千米。无线数据传输速率高达76.8Kb/s。
实用新型内容
[0005]本实用新型针对现有远程无线抄表系统所存在的各项问题，而提供一种基于ZigBee和GPRS的远程无线抄表系统。该系统避免大量布线，极大地降低施工难度，而数据传输准确、稳定可靠。
[0006]为了达到上述目的，本实用新型采用如下的技术方案:
[0007]一种基于ZigBee和GPRS的远程无线抄表系统，所述系统若干计量表，所述系统还包括数据集中收发器、数据控制中心以及后台控制中心，所述计量表为智能计量表，若干智能计量表通过ZigBee网络与数据集中收发器数据相接，所述数据集中收发器通过ZigBee网络与数据控制中心数据相接，所述数据控制中心通过GPRS网络与后台控制中心数据相接。
[0008]进一步的，所述智能计量表包括计量表、传感器、信号处理电路、MCU、ZigBee模块、电源部分，所述传感器的探测端与计量表配合设置，其输出端与信号处理电路的输入端相接，所述信号处理电路的输出端与MCU相接，所述MCU与ZigBee模块相接，所述电源部分别与传感器、信号处理电路、MCU以及ZigBee模块电连接。
[0009]进一步的，所述数据集中收发器包括包括ZigBee模块、微控制器、存储模块，所述微控制器控制连接ZigBee模块和存储模块。
[0010]再进一步的，所述微控制器为单片机PIC18LF4620。
[0011]再进一步的，所述ZigBee模块为CC2430芯片。
[0012]进一步的，所述数据控制中心由ZigBee模块、32位的嵌入式微处理器、存储模块、GPRS模块以及外围部分组成，所述32位的嵌入式微处理器分别控制连接ZigBee模块、存储模块、GPRS模块以及外围部分。[0013]再进一步的，所述32位的嵌入式微处理器为S3C24110芯片。
[0014]本实用新型将CC2430芯片与微控制系统相结合，实现无线远程四表控制和对流量数据的读取，结合ZigBee特点和系统各部分的功能，建立了系统的网络结构。可以杜绝人工抄表产生的误抄、漏抄、估抄等人为错误，还可以提高工作效率、减轻劳动强度、减员增效，实现从数据采集到收费单的打印都自动完成。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]以下结合附图和【具体实施方式】来进一步说明本实用新型。
[0016]图1为本实用新型的系统框图；
[0017]图2为本实用新型中智能表结构示意图；
[0018]图3为本实用新型中数据集中收发器结构示意图；
[0019]图4为本实用新型中数据控制中心结构示意图。
【具体实施方式】
[0020]为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。
[0021]参见图1，本实用新型提供的基于ZigBee和GPRS的远程无线抄表系统100主要包括若干前端智能计量表101、数据集中收发器102、数据控制中心103以及后台控制中心104。其中，智能计量表101通过ZigBee网络105与数据集中收发器102数据相接，而数据集中收发器102通过ZigBee网络106与数据控制中心103数据相接，数据控制中心103通过GPRS网络117与后台控制中心104数据相接。
[0022]前端智能计量表101主要用于对计量对象的脉冲信号进行采集，并采集的数据通过ZigBee进行传输。
[0023]参见图2，前端智能计量表101主要由计量表1011、传感器1012、信号处理电路1013、MCU (1014)、ZigBee模块1015、电源部分1016等组成。计量表1011用于计量相应对象(如水、电、煤气等)的流量,并形成相应的脉冲信号。传感器1012、信号处理电路1013、MCU (1014)、ZigBee模块1015、电源部分1016具体设置在计量表上。其中传感器1012的探测端与计量表配合设置，采集计量表的脉冲信号，其输出端与信号处理电路1013的输入端相接；信号处理电路1013对数据进行处理，其输出端与MCU (1014)相接；MCU (1014)与ZigBee模块1015相接，将处理好的数据通过ZigBee模块1015进行传输；电源部分别与传感器、信号处理电路、MCU以及ZigBee模块电连接，为其提供稳定工作电源。
[0024]该智能计量表中MCU通过传感器、相应的信号处理电路，对计量对象的脉冲信号进行采集、处理并存储。本实用新型中使用CC2430芯片完成数据处理和传输功能，即MCU和ZigBee模块的功能，其它部分功能可由现有的脉冲表技术实现。
[0025]数据集中收发器102在本系统的无线通信网络中主要充当中继器，如图3所示，其主要由微控制器1021、ZigBee模块1022、存储模块1023等部分组成。ZigBee模块仍采用CC2430芯片。数据采集点需要先存储接收的数据，再选择路径将数据发出去，需要足够的存储单元，存储模块1023保证数据的存储。本系统采用纳瓦技术单片机PIC18LF4620作为微控制器1021，在空闲和休眠状态下，可以使系统功耗降到最低。其中PIC18LF4620和CC2430连接时，其接口简单且外围器件少，简化了硬件调试的难度，增加了系统的稳定性。
[0026]数据控制中心103是ZigBee网络中的协调器，负责启动、配置、协调整个ZigBee无线网络以及整个小区与抄表中心的数据传输。如图4所示，该数据控制中心103主要由32位的嵌入式微处理器1031 (具体为S3C24110)控制连接ZigBee模块1032、存储模块1033、GPRS模块1034及外围部分1035等组成。其中ZigBee模块1032采用CC2430芯片，其用于从ZigBee网络中采集数据，而GPRS模块1034负责将数据通过GPRS网络传至后台控制中心 104。
[0027]后台控制中心104作为整个系统的数据处理中心，用于对数据的统计、核对等，并形成相应的账单。
[0028]基于上述方案形成的远程无线抄表系统的具体应用如下:
[0029]针对某居民小区的电表进行远程抄表，需要针对每户居民安置一个智能电表，同时在该小区内安置一个数据集中收发器以及数据控制中心，它们之间的具体连接配合方式如上所述。
[0030]智能电表将采集的用户用电数据通过Zigbee模块传送到本小区对应的数据集中收发器，该数据集中收发器主要充当中继器起到传输延时的作用，将数据转发到数据控制中心，数据控制中心是个zigbee协调器，负责管理数据和协调zigbee，将接收数据通过GPRS网络传至后台控制中心，后台控制中心根据接收的数据形成对应的账单。
[0031]以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【权利要求】
1.一种基于ZigBee和GPRS的远程无线抄表系统，所述系统若干计量表，其特征在于，所述系统还包括数据集中收发器、数据控制中心以及后台控制中心，所述计量表为智能计量表，若干智能计量表通过ZigBee网络与数据集中收发器数据相接，所述数据集中收发器通过ZigBee网络与数据控制中心数据相接，所述数据控制中心通过GPRS网络与后台控制中心数据相接。
2.根据权利要求1所述的一种基于ZigBee和GPRS的远程无线抄表系统，其特征在于，所述智能计量表包括计量表、传感器、信号处理电路、MCU、ZigBee模块、电源部分，所述传感器的探测端与计量表配合设置，其输出端与信号处理电路的输入端相接，所述信号处理电路的输出端与MCU相接，所述MCU与ZigBee模块相接，所述电源部分别与传感器、信号处理电路、MCU以及ZigBee模块电连接。
3.根据权利要求1所述的一种基于ZigBee和GPRS的远程无线抄表系统，其特征在于，所述数据集中收发器包括包括ZigBee模块、微控制器、存储模块，所述微控制器控制连接ZigBee模块和存储模块。
4.根据权利要求3所述的一种基于ZigBee和GPRS的远程无线抄表系统，其特征在于，所述微控制器为单片机PIC18LF4620。
5.根据权利要求3所述的一种基于ZigBee和GPRS的远程无线抄表系统，其特征在于，所述ZigBee模块为CC2430芯片。
6.根据权利要求1所述的一种基于ZigBee和GPRS的远程无线抄表系统，其特征在于，所述数据控制中心由ZigBee模块、32位的嵌入式微处理器、存储模块、GPRS模块以及外围部分组成，所述32位的嵌入式微处理器分别控制连接ZigBee模块、存储模块、GPRS模块以及外围部分。
7.根据权利要求6所述的一种基于ZigBee和GPRS的远程无线抄表系统，其特征在于，所述32位的嵌入式微处理器为S3C24110芯片。
【文档编号】H04L29/08GK203465831SQ201320516093
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2013年8月21日 优先权日:2013年8月21日
【发明者】陈海龙 申请人:上海宽岱电讯科技发展有限公司