一種基於微功率無線網絡的無線抄表系統及方法與流程
2024-02-09 14:06:15
本發明涉及抄表技術領域，特別涉及一種基於微功率無線網絡的無線抄表方法及系統。
背景技術：
目前，電能表的實時信息採集主要是採用電力載波遠程抄表方式或者基於公網gprs電力專網的遠程抄表方式。載波抄表的問題主要是幹擾大，抄表時間慢等問題。基於gprs公網的遠程抄表，主要會產生一定的流量費用，由於電能表數量巨大，每個月都會產生巨大的費用，此外採用gprs必須用實物sim卡，由於sim卡對高低溫環境要求比較苛刻，sim卡管理複雜，使得電力載波遠程抄表方式或者基於公網gprs電力專網的遠程抄表方式逐漸不再適合現在社會發展的需要。
另外，對於民用水錶、電錶、熱量表和燃氣表四表的計量收費和管理，分別是由四個獨立的部門單獨管理和操作，其實所做的工作是相類似的，如果能有辦法進行一項操作就能解決水錶、電錶、熱量表和燃氣表四表的抄表問題，那將為國家節省大量的人力成本和財力成本。因此，實現一種四表合一的抄表方法，對於整合不同部門，節約人力、財力成本，實現電網建設的「全採集、全覆蓋、全費控」需求，都是一件具有重要意義的事情。
中國專利公開號cn10327818，公開日2017年1月11日，發明創造的名稱為遠程抄表系統，該申請案公開了遠程抄表系統，包括電力數據採集設備、cdma網絡和電力抄表數據中心；電力數據採集設備包括普通電錶和智能電錶，普通電錶在每棟樓宇裡設置一個樓宇採集器，各普通電錶通過rs485總線連接到樓宇集中器；每臺樓宇採集器通過免費計量頻段採用無線方式，或者通過電力線載波方式將樓宇集中器和小區集中器通信連接；各智能電錶採用免費計量頻段的無線方式與小區集中器通信連接；小區集中器包含cdma通信模塊，通過cdma網絡與電力公司抄表數據中心通信連接。其不足之處是僅完成了對電錶的管理，無法兼顧其他水錶、熱表和氣表的數據採集，另外採用電力線載波方式，電力載波是指把控制信息調製到電力線中進行傳輸，要獲得最佳的載波信號傳輸效率，就必須對電力線進行加工，解決電力線與載波設備之間的連接問題，由此這種抄表方法使得傳輸信號不穩定、容易受幹擾、還受到電力線的鋪設範圍的限制。
技術實現要素：
本發明的目的在於解決上述現有技術存在的單一採集電錶信息，無法兼顧水錶、熱表和氣表數據採集的問題和電力載波遠程抄表方式或者基於公網gprs電力專網的遠程抄表方式幹擾大，抄表時間慢、管理集成化程度低等問題，提供了一種基於微功率無線網絡的無線抄表方法及系統。
本發明解決其技術問題所採用的技術方案是：一種基於微功率無線網絡的無線抄表系統，包括電錶、水錶、熱表以及氣表，還包括：數據採集器和集中器、終端處理器以及數據中心平臺；所述數據採集器採集電錶、水錶、熱表以及氣表的數據，對採集來的電錶、水錶、熱表以及氣表的數據進行處理和存儲，並發送給集中器；所述集中器，與數據採集器進行數據交互，接收數據採集器傳輸來的數據，處理後傳輸至終端處理器；所述終端處理器，與集中器進行數據交互，接收集中器傳輸來的數據，將需要上報的數據進行配置，將配置好的數據傳送至數據中心平臺；所述數據中心平臺，向終端處理器發送抄表命令，存儲和顯示終端處理器傳輸來的數據。一種基於微功率無線網絡的無線抄表方法，適用於一種基於微功率無線網絡的無線抄表系統，其特徵在於，包括以下步驟：步驟1：數據中心平臺向終端處理器發送採集數據命令；步驟2，終端處理器將收到的採集數據命令按照不同地址分發到各個集中器；步驟3，各集中器接收終端處理器命令，對命令地址進行解析，確認對應的數據採集器地址，向對應數據採集器發出採集數據的命令；步驟4，數據採集器接收集中器命令，解析命令地址，選擇對應的射頻模塊進行通信，射頻模塊採集對應表上的數據並完成數據的調製解調後傳送到主控模塊，主控模塊將收到的數據進行編碼、處理後，傳送至集中器；步驟5，集中器的控制模塊對各個數據採集器上傳的數據進行處理，為上傳的數據進行地址編碼，再傳送至終端處理器；步驟6，終端處理器對收到的集中器的數據進行配置，不同集中器設置不同的編碼位，將配置好的數據傳送至數據中心平臺；步驟7，數據中心平臺存儲和顯示終端處理器傳輸來的數據。
本發明中，將電錶、水錶、熱表以及氣表四表合一，通過對採集數據的不同編碼實現分類管理，將原本由四個獨立的部門單獨管理和操作的業務集中起來處理和管理，減少了管理操作的重複和冗餘。
作為優選，所述數據採集器上安裝有嵌入式微功率無線通信模塊，所述嵌入式微功率無線通信模塊包括主控模塊和四個射頻模塊，所述主控模塊與集中器之間進行串口通信，接收集中器下行命令，所述主控模塊與射頻模塊通信，將對應表的數據上傳至數據採集器；所述四個射頻模塊分別安裝在對應的電錶、水錶、熱表以及氣表中，通過無線電波採集數據並完成數據的調製解調。
本發明中，利用無線信道形成一種微功率本地通信系統，相比於電力載波遠程抄表方式或者基於公網gprs電力專網的遠程抄表，系統通信的實時性和可靠性更高，這種微功率本地通信系統還具有抗幹擾能力強、通信速率高、使用方便等特點。
作為優選，所述集中器包括：電源模塊和控制模塊以及通信模塊，所述電源模塊為集中器供電，所述控制模塊通過串口與通信模塊連接，控制模塊對接收到的來自數據採集器的數據進行封裝和存儲，傳送到通信模塊，通信模塊通過天線與終端處理器進行無線交互連接，將封裝處理好的數據發送給終端處理器。
作為優選，所述集中器還包括集中器微功率無線通信模塊，與所述控制模塊連接；所述集中器微功率無線通信模塊與所述嵌入式微功率無線通信模塊之間無線通信連接，將收到的來自數據採集器的數據傳輸至控制模塊。
本發明中，數據處理器通過rs-485總線接收來自集中器的命令，再通過嵌入式微功率無線通信模塊與集中器微功率無線通信模塊的無線通信採集數據上傳至集中器，利用無線信道形成一種微功率本地通信系統，從而提高了系統通信的實時性和可靠性，具有抗幹擾能力強、通信速率高、使用方便等特點。
作為優選，所述數據中心平臺管理多個終端處理器，每個終端處理器管理多個集中器，每個集中器管理多個數據採集器。
本發明中，所述數據中心平臺管理多個終端處理器，每個終端處理器管理多個集中器，每個集中器管理多個數據採集器，由此形成高集成度的信息管理體系，便於信息的統一查詢和管理，節省了硬體成本，免去了眾多硬體安裝和管理的不便。
作為優選，所述數據中心平臺收到的採集數據至少包括：終端處理器編碼位、集中器編碼位、數據採集器編碼位、表編碼位以及採樣數據位。
本發明中，對不同的終端處理器、集中器以及數據採集器進行編碼，數據中心平臺對收到的數據進行解析，即能區分出抄表數據的來源。
本發明的實質性效果：（1）利用無線信道形成一種微功率本地通信系統，從而提高了系統通信的實時性和可靠性，具有抗幹擾能力強、通信速率高、使用方便等特點；（2）實現了水、電、氣、熱能表信息的統一採集和管理，將採集數據統一存放到數據業務主站，便於統一標準格式、統一處理、統一存儲、統一分發，更加便捷和快速。
附圖說明
圖1為本發明的一種基於微功率無線網絡的無線抄表方法流程圖；
圖2為本發明的一種基於微功率無線網絡的無線抄表系統結構圖（1）；
圖3為本發明的一種基於微功率無線網絡的無線抄表系統結構圖（2）。
具體實施方式
下面通過具體實施例，並結合附圖，對本發明的技術方案作進一步的具體說明。
一種基於微功率無線網絡的無線抄表系統，包括電錶、水錶、熱表以及氣表，其特徵在於，還包括：數據採集器，採集電錶、水錶、熱表以及氣表的數據，對採集來的電錶、水錶、熱表以及氣表的數據進行處理和存儲，並發送給集中器；集中器，與數據採集器進行數據交互，接收數據採集器傳輸來的數據，處理後傳輸至終端處理器；終端處理器，與集中器進行數據交互，接收集中器傳輸來的數據，將需要上報的數據進行配置，將配置好的數據傳送至數據中心平臺；數據中心平臺，向終端處理器發送抄表命令，存儲和顯示終端處理器傳輸來的數據。所述集中器包括：電源模塊和控制模塊以及通信模塊，所述電源模塊為集中器供電，所述控制模塊通過串口與通信模塊連接，控制模塊對接收到的來自數據採集器的數據進行封裝和存儲，傳送到通信模塊，通信模塊通過天線與終端處理器進行無線交互連接，將封裝處理好的數據發送給終端處理器。
所述數據中心平臺管理多個終端處理器，每個終端處理器管理多個集中器，每個集中器管理多個數據採集器，如圖2和圖3所示。數據中心平臺收到的採集數據至少包括：終端處理器編碼位、集中器編碼位數據採集器編碼位、表編碼位以及採樣數據位。所述數據採集器上安裝有嵌入式微功率無線通信模塊，所述嵌入式微功率無線通信模塊包括主控模塊和四個射頻模塊，所述主控模塊與集中器之間進行串口通信，接收集中器下行命令，所述主控模塊與射頻模塊通信，射頻模塊將採集的將對應表的數據上傳至數據採集器；所述四個射頻模塊分別安裝在對應的電錶、水錶、熱表以及氣表中，通過無線電波採集數據並完成數據的調製解調。所述集中器還包括集中器微功率無線通信模塊，與所述控制模塊連接；所述集中器微功率無線通信模塊與所述嵌入式微功率無線通信模塊之間無線通信連接，將收到的來自數據採集器的數據傳輸至控制模塊。數據處理器通過rs-485總線接收來自集中器的命令，再通過嵌入式微功率無線通信模塊與集中器微功率無線通信模塊的無線通信採集數據上傳至集中器，利用無線信道形成一種微功率本地通信系統。
一種基於微功率無線網絡的無線抄表方法，適用於一種基於微功率無線網絡的無線抄表系統，其特徵在於，如圖1所示，包括以下步驟：步驟1：數據中心平臺向終端處理器發送採集數據命令；步驟2，終端處理器將收到的採集數據命令按照不同地址分發到各個集中器；步驟3，集中器接收終端處理器命令，對命令地址進行解析，確認對應的數據採集器地址，向對應數據採集器發出採集數據的命令；步驟4，數據採集器接收集中器命令，解析命令地址，選擇對應的射頻模塊進行通信，射頻模塊採集對應表上的數據並完成數據的調製解調後傳送到主控模塊，主控模塊將收到的數據進行編碼處理後，傳送至集中器；步驟5，集中器的控制模塊對各個數據採集器上傳的數據進行處理，為上傳的數據進行地址編碼，再傳送至終端處理器；步驟6，終端處理器對收到的集中器的數據進行配置，不同集中器設置不同的編碼位，將配置好的數據傳送至數據中心平臺；步驟7，數據中心平臺存儲和顯示終端處理器傳輸來的數據。
以上所述實施例只是本發明的一種較佳的方案，並非對本發明作任何形式上的限制，在不超出權利要求所記載的技術方案的前提下還有其他的變體及改型。