基于移动通讯数据通道的远程抄表系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于移动通讯数据通道的远程抄表系统，包括若干个数据采集分电路，每个数据采集分电路各自连接一组电能表；与该单元中安装的所有数据采集分电路连接的通讯主电路；用于发送通讯主电路所集中数据的ＧＰＲＳ模块，ＧＰＲＳ模块与通讯主电路连接；一个用于远程抄录所有电表数据的监控中心计算机，监控中心计算机通过ＧＰＲＳ网和ＩＮＴＥＲＮＥＴ互联网接收现场ＧＰＲＳ模块发送的数据。本实用新型专利技术利用可靠、稳定的中国移动ＧＰＲＳ数据通道实现信号传输，技术上简单易行，无需单独建网，能实现对小区内所有用户的用电数据进行实时集中抄送，改建成本低。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

Remote meter reading system based on mobile communication data channel

The utility model discloses a remote meter reading system based on mobile communication data channel, comprises a plurality of data acquisition circuit, data acquisition circuit each are respectively connected with an electric energy meter; communication circuit connecting circuit and data acquisition all install the unit; main circuit for transmitting communication by GPRS module the data, GPRS communication module and the main circuit connection; a monitoring center for remote meter data reproduced all computers, the computer monitoring center receives the GPRS module through the GPRS network and the INTERNET Internet data. China Mobile GPRS data channel of the utility model uses reliable and stable signal transmission technology is simple, without a separate network, can realize to all users within the district electric power real-time data centralized CC, reconstruction of low cost.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种基于移动通讯数据通道的远程抄表系统。
技术介绍
现有一些居民小区所有居民楼的电能表通常是分单元集中安装，用户电能表均为电子式，具有用电量脉冲输出，共用同一楼梯的用户电能表集中安装；由于在各栋楼与各单元间没有布设通讯线路，对这些小区的电表无法进行集中自动抄表，只能是人工去每个单元挨个抄表，非常麻烦。如采用电力线载波技术，利用居民小区所有居民楼电网组成电力线载波通讯局域网，这样需要把供电部门已为每户用户安装好电子式脉冲电能表，全部更换为载波电能表，由于载波电能表价格远高于脉冲电能表，将使工程改造费用大大增加，并增加大量的换表工作量；若在各单元间采用载波通讯模块，组成载波通讯局域网，在现有的技术条件下，电网的噪声与负荷波动会使通讯成功率受到很大的影响，系统数据的实时性也就得不到保证。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种低成本的基于移动通讯数据通道的远程抄表系统，能实现对小区内所有用户的用电数据进行实时集中抄送。本技术的目的可通过以下的技术措施来实现一种基于移动通讯数据通道的远程抄表系统，包括若干个用于电能表脉冲数据的采集和存储的数据采集分电路，每个数据采集分电路各自连接一组电能表；用于集中各数据采集分电路数据和数据通信控制的通讯主电路，通讯主电路与该单元中安装的所有数据采集分电路连接；用于发送通讯主电路所集中数据的GPRS模块，GPRS模块与通讯主电路连接；一个用于远程抄录所有电表数据的监控中心计算机，监控中心计算机通过GPRS网和INTERNET互联网接收现场GPRS模块发送的数据。本技术所述的数据采集分电路，包括微处理器，用于整个采集数据的处理和向通讯主电路发送各电能表数据；脉冲采集电路，用于直接采集各电能表送出的脉冲信号并送入微处理器进行电能量的计算； E2ROM存储器，用于保护各用户的电度初值；CAN通讯电路，用于与通讯主电路之间通讯；上述各组成部分各自与微处理器上相应的接口连接。本技术所述的通讯主电路，包括微处理器，用于定时采集各电能表数据，与监控中心的双向数据交换，定时向中心发送电表数据，接收中心的基准时钟信号；时钟电路，用于提供单片机工作振荡周期，由监控中心定期送出基准时间，对每个采集终端进行时钟校准，确保所有电能表数据采集时间上同步；CAN通讯电路用于与数据采集分电路之间通讯；232通讯电路用于微处理器与GPRS通讯模块间的数据传递；上述各组成部分各自与微处理器上相应的接口连接。本技术利用可靠、稳定的中国移动GPRS数据通道实现信号传输，技术上简单易行，无需单独建网，能实现对小区内所有用户的用电数据进行实时集中抄送，改建成本低。只要远抄智能终端位于GPRS网络覆盖范围内，且监控中心可连接互联网(INTERNET)即可正常使用，极大地扩展了监测范围，即使在偏远地区、海岛也可使用，具有其他通讯方式无可比拟的优势。附图说明图1为本技术的原理框图；图2为本技术中数据采集分电路的原理框图；图3为本技术中数据采集分电路的原理图；图4为本技术中数据采集分电路的程序执行流程图；图5为技术中通讯主电路的原理框图；图6为技术中通讯主电路的原理图。具体实施方式如图1所示，每个单元各安装一套数据采集终端，为适应各单元不同的用户数量，数据采集装置应为模块式积木结构，方便现场配置。采集终端采用一块通讯主电路板加数块采集分电路板架构，采集分电路板与电表连接，负责脉冲数据的采集和存储；通讯主电路板负责数据通信的控制；一块分板可接8个脉冲电表，分板数由单元的用户数量决定。其中数据采集分电路板结构原理如下(见图2、图3)，包括 微处理器采用新型工业控制微机(单片机)，是整个数据采集器的核心，负责协调各部分电路的工作，向外发送各电能表数据。单片机型号为P87C591---16K字节内部程序存储器，内置CAN总线控制器，采用16M时钟，CAN总线速率达2M bit/s。脉冲采集电路电能表送出的脉冲信号先经过RC低通滤波器电路，消除尖峰类的干扰信号；采用TLP 521-4脉冲信号光电耦合隔离器，对内部电路起隔离保护作用；然后脉冲信号送入微处理器进行电能量的计算。时钟电路为单片机提供工作振荡周期，提供准确的软件定时，进行软件去抖、写存储器等操作。存储器E2ROM用于保护各用户的电度初值。微处理器正常工作后，每隔一固定时间(10分钟)，向存储器写一次8个通道的电表读数；当遇停电后重新通电时，微处理器先从存储器中读出各通道数值，作为电表当前值。CAN通讯电路数据采集分板采用CAN现场总线与通讯总板进行通讯，向总板发送各电能表数据，通过总板接收监控中心的基准时钟信号。CAN(controller area network)即控制器局域网，是一种有效支持分布式控制和实时控制的串行通信网络。它采用短帧结构，每一帧为8个字节，并采用了位填充、数据块编码、CRC检验等功能，数据出错率极低。CAN总线高速光电耦合隔离器采用6N137，CAN总线收发器采用TJA1040。数据采集分电路板的软件设计主要处理脉冲的准确采样，对当前时段的数据做累计处理。并且软件设计中包括了重复检测及防抖动的抗干扰设计。软件流程图见图4所示，微处理器按图4所示流程运行，可测量最快的脉冲脉宽为20ms，对于现有一些小区使用的3200imp/kwh、40A电能表而言，可准确测量的最大负荷为28.1KW，已经完全满足测量需要；同样的数据采集分电路板如需测量的脉冲更快，硬件无需任何改动，只需调整软件的去抖动时间系数即可。其中通讯主电路板结构原理见图4、图5，包括微处理器采用新型工业控制微机(单片机)，定时采集各电能表数据，担负与监控中心的双向数据交换，定时向中心发送电表数据，接收中心的基准时钟信号。单片机采用P87C591---16K字节内部程序存储器，内置CAN总线控制器，采用16M时钟，CAN总线速率达2M bit/s。时钟电路系统内所有采集终端的通讯主板采用相同频率的晶振，提供相同的单片机工作振荡周期，由监控中心定期送出基准时间，对每个采集终端进行时钟校准，确保所有电能表数据采集时间上同步。CAN通讯电路作用与数据采集分电路板相同。CAN总线高速光电耦合隔离器采用6N137；CAN总线收发器采用TJA1040；232通讯电路担负微处理器与GPRS通讯模块间的数据传递。232通讯芯片采用SP3220。现场抄表装置通电后，通讯主板(集中器)先通过GPRS网络向监控中心服务器(PC)登记并发出接收定时时间请求。如果通讯主板接收的定时时间有误，说明PC服务器工作正常但可能网络通信出错，则直接向PC服务器重新发出请求；如果没有收到定时时间，说明PC服务器可能未启动或通信网络阻塞，则集中器自动延时一段时间后再发请求，依此反复，直到收到定时时间为止。此过程中的接收定时时间请求可看作为网络通信试探包，证明通信畅通再发电表数据，减少多余数据通信，节约数据流量。如果集中器收到正确的定时时间，就通过CAN总线向数据采集分板发出电表数据接收请求。数据采集分电路板收到请求后依次发出电表数据，通讯主电路板(集中器)收到电表数据再通过GPRS网络向中心服务器集中发出。当中心服务器校验所有电表数据正确后再向集中器发出数据正确本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于移动通讯数据通道的远程抄表系统，其特征在于包括：　　　　若干个用于电能表脉冲数据的采集和存储的数据采集分电路，每个数据采集分电路各自连接一组电能表；　　　　用于集中各数据采集分电路数据和数据通信控制的通讯主电路，通讯主电路与该单元中安装的所有数据采集分电路连接；　　　　用于发送通讯主电路所集中数据的ＧＰＲＳ模块，ＧＰＲＳ模块与通讯主电路连接；　　　　一个用于远程抄录所有电表数据的监控中心计算机，监控中心计算机通过ＧＰＲＳ网和ＩＮＴＥＲＮＥＴ互联网接收现场ＧＰＲＳ模块发送的数据。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郑贵林，
申请(专利权)人：郑贵林，
类型：实用新型
国别省市：81[中国|广州]