[发明专利]基于无线传感网络的农村智能电网远程抄表系统

说明书

技术领域

本发明涉及智能电网系统，具体地说是用于农村智能配电网建设的基于无线传感器网络的农村智能电网远程抄表系统。 

背景技术

电力远程抄表系统是目前配电网自动化系统的一项重要内容，也是目前配电网自动化系统中最为活跃的部分。而生活中三表的查对、收费等琐事往往带来很多麻烦。目前使用的抄表方式主要有:人工读取表值再进行计价收费，此方式不仅对用户、收费单位而言都费时费力，而且也容易出现错误和纠纷，很难做到准确、轻松、便捷，与现今日益向网络化信息化方向前进的社会已显得十分不适应，目前暴露出一些突出的问题，包括手工抄表效率低下，存在多抄、漏抄、笔误、估表和抄表卡管理不善等问题，客观上为违法用电及非法窃电提供了方便，电力部门无法对现场的抄表工作进行有效的管理，因此如何解决抄表难、管理难的问题成为了广大供电企业一个比较紧迫的课题。此外就是在某些地方使用的IC卡记费方式，此方式需要经常换卡，频繁查费等;虽然也曾经提出过无线抄表、网络抄表等方式，但由于成本高，设备复杂以及技术不完善而无法真正应用和推广。 

而且现有的无线抄表装置中其发射、接收装置一般均采用集成化芯片来实现，而在实际应用中，由于发射装置的数量远远大于接收装置的数量，并且其功能要求相对要简单的多，因此全部使用价格昂贵、功能繁多的集成化芯片在很大程度上讲是成本和功能的双重浪费。对于用户分散，量大面广的小城镇和农村，由于资金和一次设备等种种原因，很难推广应用。 

发明内容

本发明针对现有远程抄表系统无法推广应用到小城镇和农村的问题，提供了一种用于农村智能远程抄表、安全线路检测、电力防盗与一体的远程抄表系统。电表数据全自动采集，可以为电力行业提高工作效率和可靠性，节省人力资源，并且不必改装原本的用户电表，易于推广。 

为了实现上述目的，本发明提供了一种基于无线传感器网络的农村智能电网远程抄表系统，包括传感器节点、中转节点、汇聚节点和数据服务中心四部分，传感器节点随机部署在监测电表区域内并组成无线自组织网络，传感器节点监测的数据沿着无线自组织网络逐跳进行传输，经多跳后路由到汇聚节点，汇聚节点负责接收和处理无线自组织网络中各个传感器节点的数据，并能通过Intemet或GPRS网络将数据送到数据服务中心进行集中处理，工作人员可以通过Intemet访问传感器节点采集的信息，并可以对无线自组织网络进行配置和管理，数据服务中心将用户消费电量情况、缴纳电费信息及时通过短信告知用户。 

所述传感器节点包括CC2530处理器、传感器模块、天线、电源以及功率放大模块，传感器模块用于采集电度表计的数据，传感器模块将采集的数据通过功率放大模块的放大，再传给CC2530处理器进行下一步处理，CC2530处理器先把采集的数据信号进行模数转换，然后进行处理，处理后的数据由天线发出，电源模块主要对系统供电。 

所述中转节点包括CC2530处理器、天线、RF功率放大模块以及存储器，RF功率放大模块设置在CC2530处理器与天线之间。 

所述汇聚节点一方面通过无线自组织网络与传感器节点通信，另一方面通过GPRS网络或Internet网与数据管理中心通信，所述汇聚节点主要由CC2530处理器、ARM芯片、GPRS模块、以太网接口、FLASH程序存储器、SDRAM数据存储器、电源及复位模块组成，无线自组织网络为Zig-Bee网络，CC2530处理器利用Zig-Bee网络同传感器节点或中转节点进行通信，ARM芯片为汇聚节点的微处理器，它的串口同GPRS模块相连，GPRS模块利用SIM卡提供GPRS网络服务，复位模块用于提供手动复位。 

所述数据管理中心包括数据分析处理单元、监控单元、数据库平台、管理单元、数据传输接口，数据库平台包括用户用电量数据，用户相关信息及每个传感器节点、汇聚节点、ID对应的地理位置等信息，统管理单元包括用户用电量低度数、用户已缴费用、用户欠费等相关信息，管理单元调用数据库平台用户相关信息，在特定的时间内将用户用电量、费用等信息以短信的方式告知用户，数据传输接口用于接收汇聚节点通过GPRS网络或Internet网络传输的数据，在数据库平台下通过数据处理单元分析处理，在监控单元显示远端无线传感网络实时数据、远端节点、线路运行情况。 

传感器节点之间、传感器节点与中转节点之间之间以及传感器节点与汇聚节点之间采用IEEE 802.15.4协议作为无线传感器网络通信的协议标准。