一种无线智能抄表系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种无线智能抄表系统，包括采集智能电表用电数据的抄表采集器、抄表集中器和服务器，所述抄表采集器包括采集器处理器、RS‑485接口芯片MAX485和Zigbee收发模块，抄表集中器包括集中器处理器、Zigbee集中器和GPRS模块。抄表采集器利用RS‑485总线采集智能电表的电量数据，然后通过ZigBee Pro无线传感器网络将数据路由到抄表集中器后经GPRS网络传送到服务器，构成居民用户3层无线自动抄表系统。可解决抄表集中器与抄表采集器间的通信问题，提高了系统通信稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电网终端电量采集
，尤其是一种无线智能抄表系统。
技术介绍
用电设备的分散给电力系统的管理带来一定困难，电力部门面对着准确及时结算购售电量的工作，在某些地区仍然存在的人工抄表收费管理方式中，存在效率低、工作量大、采集数据单一等缺陷，不利于电力部门实现分时电价和预支电费等先进的管理模式的推广，对于人工操作中存在的漏洞，难以监控，难以对偷电漏电等现象进行监控取证。基于以上所述的手工抄表的弊端，发展电能计量远程抄表技术是提高用电管理水平的需要，也是网络和计算机技术迅速发展的必然趋势，即采用通信和计算机网络等技术来自动读取和处理表计数据，克服传动人工抄表模式的低效率和不确定性，是推进电能管理现代化发展进程需要解决的问题。现有的自动抄表系统的抄表集中器与抄表采集器间通信存在问题：1、采用有线的RS-485总线或现场总线存在布线不方便、易受自然及人为因素影响且维护工作量大等缺点；2、集中器与采集器间采用电力线载波通信方式，由于非线性负荷的大量使用，对电力线载波特别是扩频电力线载波信号产生负面影响，使其数据传输不稳定；3、集中器与采集器间采用传统的430MHz无线通信方案，自己编制软件实现网络路由及网络组织的通信协议，其稳定性与可靠性得不到保障。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种无线智能抄表系统，可解决抄表集中器与抄表采集器间的通信问题，提高了系统通信稳定性。为实现上述目的，本技术采用下述技术方案：一种无线智能抄表系统，包括采集智能电表用电数据的抄表采集器、抄表集中器和服务器，所述抄表采集器包括采集器处理器、RS-485接口芯片MAX485和Zigbee收发模块，RS-485接口芯片MAX485的数据端与隔离单元的数据输出端连接，隔离单元的数据输入端与智能电表的RS-485模块的数据端连接，采集器处理器的UART接口与Zigbee收发模块的数据输入端连接；抄表集中器包括集中器处理器、Zigbee集中器和GPRS模块，Zigbee收发模块的数据输出端与Zigbee集中器的数据输入端无线连接，Zigbee集中器的数据输出端与集中器处理器的数据输入端连接，集中器处理器的数据输出端与GPRS模块的数据输入端连接，GPRS模块与服务器无线连接。进一步地，所述zigbee收发模块包括无线射频收发芯片和射频前端集成电路芯片，无线射频收发芯片的输入输出端与采集器处理器的数据口连接，无线射频收发芯片的发送接收端口与射频前端集成电路芯片的发送接收端口连接，射频前端集成电路芯片与天线连接。进一步地，采集器处理器选用PIC24FJ64GA002，PIC24FJ64GA002的第一UART接口经RS-485接口芯片MAX1487并隔离后与智能电表通信，第二UART接口与Zigbee收发模块通信。进一步地，集中器处理器为RCM6700模块，RCM6700模块的第一路UART接口与Zigbee集中器通信，RCM6700模块的第二路UART接口与GPRS模块通信，RCM6700模块的第三路UART接口作为调试及程序下载口，RCM6700模块的USB口与用于存储各智能电表的电量数据的大容量存储器连接。本技术的有益效果是，本技术抄表采集器利用RS-485总线采集智能电表的电量数据，然后通过ZigBee无线传感器网络将数据路由到抄表集中器，经GPRS网络连接到服务器，构成3层无线自动抄表系统，解决了抄表采集器和抄表集中
器通信中存在的有线通信需要大量布线、无线通信中信号不稳定，通信质量不稳定的缺陷。附图说明图1是本技术正面的结构示意图。具体实施方式如图1所示，一种无线智能抄表系统，包括采集智能电表用电数据的抄表采集器、抄表集中器和服务器，所述抄表采集器包括采集器处理器、RS-485接口芯片MAX485和Zigbee收发模块，RS-485接口芯片MAX485的数据端与隔离单元的数据输出端连接，隔离单元的数据输入端与智能电表的RS-485模块的数据端连接，采集器处理器的UART接口与Zigbee收发模块的数据输入端连接；抄表集中器包括集中器处理器、Zigbee集中器和GPRS模块，Zigbee收发模块的数据输出端与Zigbee集中器的数据输入端无线连接，Zigbee集中器的数据输出端与集中器处理器的数据输入端连接，集中器处理器的数据输出端与GPRS模块的数据输入端连接，GPRS模块与服务器无线连接。所述zigbee收发模块包括无线射频收发芯片和射频前端集成电路芯片，无线射频收发芯片的输入输出端与采集器处理器的数据口连接，无线射频收发芯片的发送接收端口与射频前端集成电路芯片的发送接收端口连接，射频前端集成电路芯片与天线连接。抄表采集器与抄表集中器间数据传输需路由，通信采用ZigBee Pro无线传感器网络。ZigBee协议在IEEE802.15.4基础上定义了网络层以支持网络路由功能，该协议具有抗干扰能力强、网络容量大、网络的自组织自愈能力强等特点，网络由协调器、路由器和终端设备3种通信节点组成。协调器选择一个PANID和信道启动一个网络后也可充当路由器。协调器和路由器允许其他通信节点加入这个网络，能够路由数据；终端设备不能路由数据，在不收发数据时可以休眠。当通信节点加入网络时，加入的通信节点
为子节点，允许子节点加入的通信节点为父节点，1个父节点最多有8个子节点。采集器处理器选用PIC24FJ64GA002，PIC24FJ64GA002的第一UART接口经RS-485接口芯片MAX1487并隔离后与智能电表通信，第二UART接口与Zigbee收发模块通信。抄表集中器完成的功能包括：①采集各电能表的实时电能示值、日零点冻结电能示值、抄表日零点冻结电能示值；②按要求对采集数据进行分类存储，如日数据、月数据、抄表日数据、冻结曲线等，曲线冻结数据密度由主站设置，最小冻结密度为1h；③分类存储下列数据：每个客户电能表至少31个日零点冻结电能数据，12个月末冻结电能数据。集中器处理器为RCM6700模块，RCM6700模块的第一路UART接口与Zigbee集中器通信，RCM6700模块的第二路UART接口与GPRS模块通信，RCM6700模块的第三路UART接口作为调试及程序下载口，RCM6700模块的USB口与用于存储各智能电表的电量数据的大容量存储器连接。智能电表地址直接采用其出厂编号，抄表采集器地址采用8个字节BCD码表示。抄表集中器的地址编码按照《Q/GDW 376.1-2009电力用户用电信息采集器系统通信协议——主站与采集终端通信协议》地址域的要求确定。抄表集中器存储其包含的抄表采集器的地址；抄表采集器存储其包含的智能电表的地址；服务器系统存储抄表集中器、抄表采集器及智能电表的地址，且与居民用户信息建立对应关系。上述虽然结合附图对本技术的具体实施方式进行了描述，但并非对本技术保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本技术的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本技术的保护范围以内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无线智能抄表系统，其特征是，包括采集智能电表用电数据的抄表采集器、抄表集中器和服务器，所述抄表采集器包括采集器处理器、RS‑485接口芯片MAX485和Zigbee收发模块，RS‑485接口芯片MAX485的数据端与隔离单元的数据输出端连接，隔离单元的数据输入端与智能电表的RS‑485模块的数据端连接，采集器处理器的UART接口与Zigbee收发模块的数据输入端连接；抄表集中器包括集中器处理器、Zigbee集中器和GPRS模块，Zigbee收发模块的数据输出端与Zigbee集中器的数据输入端无线连接，Zigbee集中器的数据输出端与集中器处理器的数据输入端连接，集中器处理器的数据输出端与GPRS模块的数据输入端连接，GPRS模块与服务器无线连接。

【技术特征摘要】
1.一种无线智能抄表系统，其特征是，包括采集智能电表用电数据的抄表采集器、抄表集中器和服务器，所述抄表采集器包括采集器处理器、RS-485接口芯片MAX485和Zigbee收发模块，RS-485接口芯片MAX485的数据端与隔离单元的数据输出端连接，隔离单元的数据输入端与智能电表的RS-485模块的数据端连接，采集器处理器的UART接口与Zigbee收发模块的数据输入端连接；抄表集中器包括集中器处理器、Zigbee集中器和GPRS模块，Zigbee收发模块的数据输出端与Zigbee集中器的数据输入端无线连接，Zigbee集中器的数据输出端与集中器处理器的数据输入端连接，集中器处理器的数据输出端与GPRS模块的数据输入端连接，GPRS模块与服务器无线连接。2.如权利要求1所述的一种无线智能抄表系统，其特征是，所述zigbee收发模块包括无线射频收发芯片和射频前端...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵虎，宋丽，贾红霞，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司平阴县供电公司，国家电网公司，
类型：新型
国别省市：山东;37