一種半自動抄表設備及其抄表方法
2023-05-25 07:16:46
專利名稱：一種半自動抄表設備及其抄表方法
技術領域：
本發明涉及一種抄表設備和抄表方法，尤其涉及一種半自動抄表設備及其抄表方法。
背景技術：
隨著科學技術的發展，集中抄表技術也得到快速的發展，集中抄表可一次抄讀多個用戶的電錶、水錶、氣表、熱量表等計量表的信息，抄表快捷方便。目前電力上常用的抄表技術是全自動抄表方式，在樓宇中安裝採集器與用戶電錶通過有線方式連接，每個臺區安裝一臺或幾臺集中器，集中器與採集器之間通過電力線載波或是RF無線方式通訊，集中器將所管轄的表計數據匯總處理後通過GPRS方式或是乙太網方式上傳至數據中心主站。該抄表方式自動化程度較高，但是目前國家正在推廣建設的電子政務要求單位內外網必須物理隔離，這就需要用戶單位建設獨立網絡用於集抄系統，前期需要投入大量費用建設數據中心主站，並且後期運行仍需要花費網絡運營費和數據流量費用。在建設水錶、氣表、熱量表集抄時還面臨採集設備取電難問題，由於大多數樓宇建設時並未留有專用的供電線路用於抄表系統，抄表設備只能用樓梯公共用電線路或是某戶居民供電線路。樓梯公共用電一般為了節電會不定期斷電，這樣一來就不能保證集抄系統的不間斷運行。一旦系統通訊失敗，工作人員必須趕赴現場才能判別是設備故障還是斷電造成的。如果使用居民用戶供電線路，則需要與居民協商籤訂抄表設備運行所消耗的電費補償協議，但是居民用戶為避免經濟糾紛大都不能接受這種協議。該類需要實時供電的抄表設備必須要有可靠的防雷保護措施，需要抄表設備能夠可靠的接地。而現在大多居民小區不會在每個樓宇單元均設置有接地引線，給集抄系統建設的實施造成很大困難。
發明內容
針對上述全自動集中抄表方式存在的若干問題，本發明提供了一種半自動抄表設備以及所採用的半自動抄表方法。本發明所採用的技術方案如下一種半自動抄表設備，包括表計、轉換器和抄表機，特殊之處在於還包括一用於插接轉換器的插座，插座與表計以M-BUS總線方式連接，轉換器與抄表機無線連接；所述插座內裝有通道識別器，通道識別器通過導線與插座連接； 所述通道識別器包括一微控制單元，微控制單元內置身份識別碼和用於自動生成表計地址列表的程序，還設有用於保存識別碼和表計地址列表的存儲單元。在每個單元樓內安裝一個或多個上述插座，插座通過M-BUS總線方式與該單元的所有表計連接，通道識別器先連接到插座，藉助插座通過M-BUS總線方式與該單元的所有表計連接，通道識別器和表計平時不供電，只在抄表時由轉換器為其供電，這樣就不用再利用公共用電線路，免受斷電的影響，節約了電力資源，也不用再為設備專門設置防雷措施， 大大節約了設備的運行成本。另外，本發明採用的通道識別器直接安裝在插座內，節省了安裝空間。該通道識別器自帶身份識別碼，能自動生成和存儲表計地址列表，並通過轉換器將表計地址上傳至抄表機，無需抄表員再事先下載和記憶表計地址列表，減輕了抄表員的勞動強度。上述裝置中，所述的轉換器一端設有與插座上的插孔相配合的插腳，用於與插座連接，另一端設有無線或藍牙通訊模塊，用於與抄表機通訊，通過轉換器完成通道識別器和抄表機之間的信號轉換。所述轉換器採用可充電式鋰電池供電，轉換器負責為通道識別器和表計供電。上述裝置中，所述的抄表機內設有用於與計算機通訊的USB通訊接口和用於與轉換器通訊的無線或藍牙通訊模塊。抄表結束後，可通過USB通訊接口與計算機連接，將表計數據上傳至數據中心；對於採用不具備生成地址列表功能的通道識別器，該抄表機仍然可用，此時可通過USB通訊接口將表計地址列表下載到抄表機中，並將其傳送至通道識別器。 抄表機與轉換器之間採用無線通訊，方便了抄表機的攜帶。本發明所述的通道識別器設置了存儲單元，用於存儲身份識別碼和生成的地址列表，所述存儲單元優選EEPROM存儲器。本發明所述的通道識別器還包括M-BUS通訊單元、過壓和過流保護單元以及欠壓和短路報警單元，過壓和過流保護單元輸入端連接外部供電單元和各個表計，其輸出端與 M-BUS通訊單元連接，M-BUS通訊單元輸出端與微控制單元連接，欠壓和短路報警單元輸入端與M-BUS總線連接，其分壓輸出端與微控制單元連接。過壓和過流保護單元負責檢測供電電壓和外部信號是否有過壓或過流現象，如有異常，切斷信號通路，防止高電壓或大電流流入電路內部，損壞內部元器件。欠壓和短路報警單元負責檢測M-BUS通訊線路是否有欠壓或短路現象，當有異常現象時，微控制單元發出報警信號，並切斷通訊線路。應用上述半自動抄表設備所採用的半自動抄表方法，包括如下步驟(1)、抄表員進入安裝有上述插座的單元樓內，插座已通過M-BUS總線與本單元的所有表計連接，將轉換器的插腳插入插座的插孔內，打開轉換器電源開關，為插座內的通道識別器和本單元的表計供電；(2)、操作抄表機，啟動通道識別器自動巡檢指定範圍內的表計地址，並生成地址列表，存入存儲單元；(3)、操作抄表機，獲取通道識別器生成的地址列表作為抄表時的表計地址資料庫；(4)、操作抄表機獲取該地址庫所包含的表計的當前示數，存入資料庫；(5)、抄表員返回計量中心後，通過USB方式將本次生成的表計地址列表和表計數據導入數據中心，完成抄表工作。本發明所述的抄表機除能採集表計數據外，還能自動分析返回的表計數據，根據數據異常情況，生成報警信息記錄，包含表計倒轉、停走、流量異常(流量過大或是過小，比較閾值可以自行設定)、通訊異常等信息的記錄。本次抄表結束後，抄表員可根據報警信息記錄現場分析處理各類故障，便於故障的及時處理。本發明所述的抄表機除可用於該系統外，還可用於不具備生成表計地址列表的集抄系統，此時可通過USB通訊接口從計算機中下載表計地址列表，並將該地址列表傳送至插座內的通道識別器。本發明具有如下有益效果
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(1)、本抄表方式將「集抄」合理拆分，通過插座將水錶、燃氣表、熱量表「集」合到一起，「抄」表設備由抄表員管理。轉換器和抄表機均使用可充電鋰電池供電，替代現場實時運行的集中器。既解決了抄表入戶難問題，又解決抄表設備取電難、接地保護難等問題，降低抄表系統建設施工難度。O)、本抄表方式提供了一種適用於建設低成本集抄系統的完整解決方案，充分發揮抄表員的主觀能動性，降低設備投入費用，降低系統運行能耗。(3)、本抄表方式由抄表員到現場操作，可及時發現解決表計倒轉、不轉等故障。0)、本發明將通道識別器安裝在插座內，插座可與轉換器連接，給系統供電，通道識別器自帶身份識別碼，可以自動巡檢表計生成地址列表。該插座結構簡單，體積小巧，節省安裝空間。(5)、本發明所述的轉換器既承擔抄表系統供電，又可以將表計數據轉換後傳至抄表機。體積小、重量輕，方便攜帶。(6)、本發明所述的抄表機，操作簡單，使用方便，具有數據糾錯檢驗和多級密碼防護，既可以保證數據的正確性又可以防止抄表員隨意修改表計數據。
下面結合附圖對本發明的實施方式進行詳細描述圖1是本發明實施方式的系統框圖；圖2是插座的剖視結構示意圖；圖3是通道識別器的原理框圖；圖4是轉換器的原理框圖；圖中，1、抄表機，2、轉換器，21、電池供電模塊，22、升壓電路，23、降壓電路，24、 M-BUS通訊模塊，25、微控制單元，26、無線或藍牙通訊模塊，27、運行指示和電池電量不足報警單元，觀、插腳，3、通道識別器，31、過壓和過流保護單元，32、M-BUS通訊單元，321、信號接收電路，322、信號發送電路，33、微控制單元，34、欠壓和短路報警單元，35、存儲單元，4、表計，5、外蓋，6、插座，7、插孔，8、接線柱，9、腔體。
具體實施例方式實施例1一種半自動抄表設備，如圖所示，包括η個表計4(可以是電錶、氣表、水錶或熱量表)、一插座6、一轉換器2和一抄表機1，插座6前端設有插孔7和外蓋5，後端設有一腔體9，用於安裝通道識別器3，插座6後端還設有與插孔7導通的接線柱8，用來連接通道識別器3的引線和外部的M-BUS總線，M-BUS總線連接各個表計4，插座將通道識別器和各表計連接起來。所述通道識別器3包括微控制單元33、M-BUS通訊單元32、過壓和過流保護單元31以及欠壓和短路報警單元34，微控制單元33內置用於生成身份識別碼和表計地址列表的程序，其內還設有用於存儲身份識別碼和表計地址列表的存儲單元35，存儲單元35 採用EEPROM存儲器。M-BUS通訊單元32包括信號接收電路321和信號發送電路322，過壓和過流保護單元31輸入端通過M-BUS總線與轉換器2、各表計4連接，轉換器2為通道識別器和表計供電，其輸出端與M-BUS通訊單元信號接收電路321的輸入端和信號發送電路322的輸出端連接，轉換器或表計發送的M-BUS信號先進入過壓和過流保護單元，由其檢測是否有過壓或過流等異常狀況，如有異常，切斷信號通路，使信號無法傳送至內部電路；如信號正常，信號直接傳入M-BUS通訊單元。微控制單元33輸出端經M-BUS通訊單元的信號發送電路與過壓和過流保護單元31連接，實現與轉換器和表計的通訊，向其發出巡檢指令採集表計示數。欠壓和短路報警單元34輸入端連接M-BUS總線，採集通訊線路電壓和電流狀況，其分壓輸出端與微控制單元33連接，由微控制單元33判斷是否有欠壓或短路情況， 並在欠壓或短路時報警。轉換器2包括設於外部與插孔相配合的插腳觀以及內部的電池供電模塊21、升壓電路22、降壓電路23、微控制單元25、M-BUS通訊模塊M、無線或藍牙通訊模塊沈、運行指示和電池電量不足報警單元27，轉換器2採用可充電式鋰電池供電。電池供電模塊21通過升壓電路22與M-BUS通訊模塊M連接，M-BUS通訊模塊M連接外部的插腳觀，用於與通道識別器通訊。電池供電模塊21通過降壓電路23與微控制單元25連接，微控制單元25輸入輸出端通過無線或藍牙通訊模塊沈與抄表機通訊，通過轉換器實現通道識別器和抄表機之間的數據轉換和交互。抄表機1採用手持式抄表機，其內部原理為現有技術，在此不再贅述。實施例2應用上述半自動抄表設備的抄表方法，包括如下步驟(1)、抄表員進入安裝有上述插座的單元樓內，插座已通過M-BUS總線與本單元的所有表計連接，將轉換器的插腳插入插座的插孔內，打開轉換器電源開關，為插座內的通道識別器和本單元的表計供電；(2)、操作抄表機，啟動通道識別器自動巡檢指定範圍內的表計地址，並生成地址列表，存入存儲單元；(3)、操作抄表機，獲取通道識別器生成的地址列表作為抄表時的表計地址資料庫；(4)、操作抄表機獲取該地址庫所包含的表計的當前示數，存入資料庫，並自動分析表計數據，生成包含表計倒轉、停走、流量異常(流量過大或是過小，比較閾值可以自行設定)、通訊異常等信息的報警信息記錄，本次抄表結束後，抄表員可根據報警信息記錄現場分析處理各類故障；(5)、抄表員返回計量中心後，通過USB方式將本次生成的表計地址列表和表計數據導入數據中心，完成抄表工作。每臺抄表機最多可保存100組地址列表信息。抄表機上同時設置有USB通訊接口， 也可利用USB通訊接口事先從數據中心下載表計地址列表並下傳至通道識別器，因此該抄表機還可用於無自動生成表計地址列表的抄表系統。
權利要求
1.一種半自動抄表設備，包括表計G)、轉換器( 和抄表機(1)，其特徵在於還包括一用於插接轉換器的插座(6)，插座(6)與表計以M-BUS總線方式連接，轉換器(2)與抄表機(1)無線連接；所述插座(6)內裝有通道識別器(3)，通道識別器C3)通過導線與插座(6)連接；所述通道識別器C3)包括一微控制單元(33)，微控制單元(3 內置身份識別碼和用於自動生成表計地址列表的程序，還設有用於保存識別碼和表計地址列表的存儲單元(35)。
2.根據權利要求1所述的半自動抄表設備，其特徵在於所述轉換器( 一端設有與插座上的插孔相配合的插腳( )，用於與插座連接，另一端設有無線或藍牙通訊模塊 (26)，用於與抄表機通訊。
3.根據權利要求2所述的半自動抄表設備，其特徵在於所述轉換器( 採用可充電式鋰電池供電。
4.根據權利要求1或2或3所述的半自動抄表設備，其特徵在於所述抄表機(1)內設有用於與計算機通訊的USB通訊接口和用於與轉換器通訊的無線或藍牙通訊模塊。
5.根據權利要求1所述的半自動抄表設備，其特徵在於所述存儲單元(3 為EEPROM 存儲器。
6.根據權利要求1所述的半自動抄表設備，其特徵在於所述通道識別器C3)還包括 M-BUS通訊單元(32)、過壓和過流保護單元(31)以及欠壓和短路報警單元(34)，過壓和過流保護單元(31)輸入端連接外部供電單元和各個表計，其輸出端與M-BUS通訊單元(32) 連接，M-BUS通訊單元(3 輸出端與微控制單元(3 連接，欠壓和短路報警單元(34)輸入端與M-BUS總線連接，其分壓輸出端與微控制單元(3 連接。
7.一種半自動抄表方法，其特徵在於包括如下步驟(1)、抄表員進入安裝有上述插座的單元樓內，插座已通過M-BUS總線與本單元的所有表計連接，將轉換器的插腳插入插座的插孔內，打開轉換器電源開關，為插座內的通道識別器和本單元的表計供電；O)、操作抄表機，啟動通道識別器自動巡檢指定範圍內的表計地址，並生成地址列表， 存入存儲單元；(3)、操作抄表機，獲取通道識別器生成的地址列表作為抄表時的表計地址資料庫；(4)、操作抄表機獲取該地址庫所包含的表計的當前示數，存入資料庫；(5)、抄表員返回計量中心後，通過USB方式將本次生成的表計地址列表和表計數據導入數據中心，完成抄表工作。
8.根據權利要求7所述的半自動抄表方法，其特徵在於所述的抄表機還自動分析返回的表計數據，根據數據異常情況，生成報警信息記錄。
9.根據權利要求8所述的半自動抄表方法，其特徵在於所述報警信息記錄包含表計倒轉、停走、流量異常、通訊異常信息記錄。
10.根據權利要求7所述的半自動抄表方法，其特徵在於所述抄表機還可通過USB通訊接口從計算機中下載表計地址列表，並將該地址列表傳送至插座內的通道識別器。
全文摘要
本發明涉及一種抄表設備和抄表方法，尤其涉及一種半自動抄表設備及其抄表方法。所述抄表設備包括表計、轉換器和抄表機，還包括一用於插接轉換器的插座，插座與表計以M-BUS總線方式連接，轉換器與抄表機無線連接；所述插座內裝有通道識別器，通道識別器通過導線與插座連接；所述通道識別器包括一微控制單元，微控制單元內置身份識別碼和用於自動生成表計地址列表的程序，還設有用於保存識別碼和表計地址列表的存儲單元。抄表時將轉換器的插腳與插座連接，並由通道識別器生成地址列表，進行抄表。該抄表方式有效解決了抄表設備取電難、接地保護難的問題，降低了系統運行能耗，所用的插座體積小，節省了安裝空間。
文檔編號G08C19/00GK102419903SQ201110364749
公開日2012年4月18日 申請日期2011年11月17日 優先權日2011年11月17日
發明者於洪永, 馮建科, 張德霞, 曲延河, 韓飛舟 申請人:青島積成電子有限公司