[发明专利]一种远程无线抄表控制装置

说明书

技术领域：

本发明属于电力仪表信息无线采集技术领域，涉及一种远程无线抄表控制装置，特别是一种ZigBee技术与GPRS技术相结合的远程无线抄表控制装置。

背景技术：

远程智能抄表计量工作，关系着公用事业行业和能源供给企业的经营、管理效益，传统的人工抄表由抄表人员每月逐户查抄电表，消耗大量的人力和物力，而且采集数据的时间跨度大，采集数据的准确度低，无法满足“周期性、实时性、准确性”的要求，采用传统的人工抄表方式已不能适应现代社会发展；远程自动化抄表系统是现代化电力系统中不可缺少的重要组成部分，远程自动化抄表系统是指在电力网用户终端进行自动计量，并将计量数据周期性自动回传至控制中心，由控制中心对数据进行记录分析，以完成后续的优化调度、控制和计费等功能；目前，在现有的抄表系统和技术方法中主要包括有线抄表系统、掌上抄表系统和无线抄表系统，其中有线抄表系统增加了综合布线的费用和难度，降低了系统的应用灵活性，有线抄表系统已难以广泛的推广和应用；掌上抄表系统需抄表部门用掌上抄表器抄取数据，抄取数据不易管理且只能抄取少量数据，其自动化程度低，限制了应用范围；现有的无线抄表系统虽然采用无线收发设备传输数据，不需要专门架线，系统结构简单，可节省人力和物力，相对有线抄表系统和掌上抄表系统更有应用优势，但是其制备成本高，抄表范围小，因此，寻求设计一种采用低设备成本的无线网技术（ZigBee技术）与GPRS网络技术相结合实现远程无线自动抄表的控制装置，为供电企业带来技术改进，为广大用户的用电消费带来许多便利，具有很好的现实意义和经济效益，可以提高抄表效率，减少人工误差，节约运行成本，实现自动化抄表功能。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺陷，寻求设计提供一种ZigBee和GPRS技术相结合的远程无线抄表控制装置，提高抄表系统自动化程度，实现实时、准确和周期性的将采集信息传回至控制中心。

为了实现上述目的，本发明的主体结构包括监控中心站、GPRS数据传输终端、数据采集终端（ZigBee网络总节点）、路由节点、终端节点、电能表、电源模块、无线数传模块、数据通信接口模块、串行存储模块和微处理器(MCU)模块；GPRS数据传输终端由电源模块、无线数传模块、数据通信接口模块、串行存储模块和微处理器(MCU)模块电信息连通组成；微处理器(MCU)模块的结构为内带Flash存储的单片机，具有16位RISC结构，其CPU中的16个寄存器和常数发生器使其能达到最高的代码效率，灵活的时钟源能够使各模块和器件的功率消耗降低，微处理器(MCU)模块的芯片各管脚分别与无线数传模块、数据通信接口模块、串行存储模块和电源模块按电学原理对应电连接，通过微处理器模块的管脚分别控制各个功能模块协同工作；无线数传模块选用Motorola公司生产的高速GSM/GPRS/EDGE的G24模块，支持850/900/1800/1900MHz四种频率，由标准的AT指令控制，无线数传模块通过一个70PIN、0.5mm间距的表面安装插座和应用电路板相连接；数据通信接口模块分别与无线数传模块和数据采集终端(ZigBee网络总结点)电连接；串行存储模块存储电能表数据；电源模块使GPRS无线数据传输终端的各个连接模块供电并正常工作；数据采集终端(ZigBee网络总结点)自动组网，将多个路由节点加入ZigBee网络，通过ZigBee射频芯片与多个路由节点之间进行数据通信，同时路由节点通过ZigBee射频芯片分别与各个终端节点进行数据通信，终端节点再分别对每个电能表进行数据采集，终端节点将采集到的电能表数据传递给路由节点，路由节点再将收集到的数据汇总至数据采集终端（ZigBee网络总节点），数据采集终端（ZigBee网络总节点）将接收到的数据进行分析处理后把数据传送给GPRS无线数据传输终端，GPRS无线数据传输终端再通过无线数传模块将数据回传至监控中心站，实现对电能表的远程无线控制。

本发明基于ZigBee技术进行收发信号，通过ZigBee终端节点进行采集数据，然后经过数据采集终端（ZigBee网络总节点）协调器将采集的数据传给GPRS无线数据传输终端，最后通过GPRS网络传给监控中心站，实现远程无线抄表功能；其具体工艺过程为：

（1）、先在监控中心站的上位机中建立数据库，分别将所要采集的电能表信息和用户信息关联起来存入数据库；

（2）、再接通GPRS无线数据传输终端单元的电源模块，完成无线数传模块和网络注册的初始化工作；