專利名稱：用于mbus接口暖氣表、脈沖接口水表遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種集中抄表系統(tǒng)。特別是涉及一種基于載波調(diào)制技術(shù)的用于MBUS接口暖氣表、脈沖接口水表遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，適應(yīng)社會信息化和經(jīng)濟(jì)國際化的需要，我國出現(xiàn)了不少智能建筑，如，智能小區(qū)、智能別墅等，與之相應(yīng)的這些智能小區(qū)及建筑的水表、暖氣表的計量一般都采用卡式表具或遠(yuǎn)程集抄系統(tǒng)。但是，卡式計量表在使用中如果出現(xiàn)故障，產(chǎn)生不計量的情況，不能及時發(fā)現(xiàn)，從而給能源提供單位造成損失。采用遠(yuǎn)程集抄系統(tǒng)可以克服卡式計量表的上述缺陷，但采用遠(yuǎn)程集抄系統(tǒng)一般都是針對單一表種或相同類型的接口的表具進(jìn)行集抄。然而對于具有MBUS接口的表具和其它接口的表具混合成一套遠(yuǎn)程集中抄表系統(tǒng)，共享通訊總線，其技術(shù)實現(xiàn)難度很大。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是，提供一種能夠解決不同種類的表具，不同接口的表具，共享同一通訊總線的基于載波調(diào)制技術(shù)的用于MBUS接口暖氣表、脈沖接口水表遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)。本實用新型所采用的技術(shù)方案是一種用于MBUS接口暖氣表、脈沖接口水表遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)，包括有控制中心和通過通訊總線與控制中心進(jìn)行通訊的用戶終端，所述的控制中心包括有PC管理機(jī)和通訊控制器，所述的PC管理機(jī)通過通訊控制器連接通訊總線；所述的用戶終端包括有多個結(jié)構(gòu)相同的暖氣表采集器和多個結(jié)構(gòu)相同的水表采集器，所述的每一個暖氣表采集器的一端連接通訊總線，另一端連接多個具有MBUS接口的暖氣表，所述的每一個水表采集器的輸出端連接通訊總線，輸入端連接多個具有脈沖接口的水表。所述的通訊控制器包括有依次連接的電平轉(zhuǎn)換模塊、通訊控制器CPU、通訊控制器載波調(diào)制模塊和通訊控制器載波輸入輸出接口模塊，其中，所述的電平轉(zhuǎn)換模塊通過RS232總線與PC管理機(jī)相連接，所述的通訊控制器載波輸入輸出接口模塊連接通訊總線。所述的暖氣表采集器包括有依次相連的MBUS電平轉(zhuǎn)換模塊、暖氣表采集器CPU、采集器載波調(diào)制模塊和采集器載波輸入輸出接口模塊，所述的MBUS電平轉(zhuǎn)換模塊的終端通過MBUS總線連接多個具有MBUS接口的暖氣表，所述的采集器載波輸入輸出接口模塊連接通訊總線。所述的MBUS電平轉(zhuǎn)換模塊包括有電平轉(zhuǎn)換前置驅(qū)動電路、+MBUS電平轉(zhuǎn)換輸出電路、MBUS信號接收采樣電路、電壓比較器以及-24V電平輸出電路，其中，所述的電平轉(zhuǎn)換前置驅(qū)動電路的輸入端連接暖氣表采集器CPU串口的T端，電平轉(zhuǎn)換前置驅(qū)動電路的輸出端連接+MBUS電平轉(zhuǎn)換輸出電路，所述+MBUS電平轉(zhuǎn)換輸出電路的輸出端通過MBUS總線正極連接多個具有MBUS接口的暖氣表的一個輸入端，-24V電平輸出電路通過MBUS總線負(fù)極連接多個具有MBUS接口的暖氣表的另一個輸入端，所述的MBUS信號接收采樣電路的輸入端通過MBUS總線正極連接多個具有MBUS接口的暖氣表，輸出端連接電壓比較器，所述的電壓比較器的輸出端連接暖氣表采集器CPU串口的R端。
所述的水表采集器包括有依次連接的脈沖電平轉(zhuǎn)換模塊、水表采集器CPU、水表米集器載波調(diào)制模塊和水表米集器載波輸入輸出接口模塊，所述的脈沖電平轉(zhuǎn)換模塊的輸入端連接多個具有脈沖接口的水表，所述的水表采集器載波輸入輸出接口模塊連接通訊總線。本實用新型的用于MBUS接口暖氣表、脈沖接口水表遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)，對不同接口的表具采取不同的采集器，經(jīng)相應(yīng)的電平轉(zhuǎn)換后由相應(yīng)的CPU進(jìn)行軟件處理，再將處理后的數(shù)據(jù)通過載波技術(shù)進(jìn)行調(diào)制到120K載頻上進(jìn)行傳輸，解決了不同種類的表具，不同接口的表具，共享同一通訊總線，實現(xiàn)了同一系統(tǒng)遠(yuǎn)程集中抄不同接口的表具。本系統(tǒng)的通訊采用了載波調(diào)制通訊技術(shù)，抗干擾能力強(qiáng)于RS-485總線，成本低于L0NGW0RK總線、CAN總線、TCP/IP網(wǎng)絡(luò)和無線網(wǎng)絡(luò)的通訊方式，而且一般的智能小區(qū)通訊范圍都能滿足。

圖1是本實用新型的構(gòu)成框圖；圖2是通訊控制器的構(gòu)成框圖；圖3是暖氣表采集器的構(gòu)成框圖；圖4是MBUS電平轉(zhuǎn)換模塊框圖；圖5是水表采集器的構(gòu)成框圖。圖中1:控制中心2 :用戶終端3 :暖氣表采集器4 :水表采集器5 :暖氣表6冰表7:通訊總線11:PC管理機(jī)12:通訊控制器12A:電平轉(zhuǎn)換模塊12B :通訊控制器CPU12C :通訊控制器載波調(diào)制模塊12D :通訊控制器載波輸入輸出接口模塊31 =MBUS電平轉(zhuǎn)換模塊32 :暖氣表采集器CPU 3233 :采集器載波調(diào)制模塊34 :采集器載波輸入輸出接口模塊3IA 電平轉(zhuǎn)換前置驅(qū)動電路3 IB +MBUS電平轉(zhuǎn)換輸出電路3IC =MBUS信號接收采樣電路3ID :電壓比較器31E :_24V電平輸出電路41 :脈沖電平轉(zhuǎn)換模塊42 :水表采集器CPU43 :水表采集器載波調(diào)制模塊44 水表采集器載波輸入輸出接口模塊
具體實施方式
下面結(jié)合實施例和附圖對本實用新型的用于MBUS接口暖氣表、脈沖接口水表遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)做出詳細(xì)說明。本實用新型的用于MBUS接口暖氣表、脈沖接口水表遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)，針對目前智能小區(qū)水表、暖氣表計量存在的問題和需求，研發(fā)的基于載波調(diào)制通訊技術(shù)對具有MBUS接口的暖氣表、脈沖接口的水表遠(yuǎn)程集中抄表系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以對具有MBUS接口的暖氣表、脈沖接口的水表進(jìn)行遠(yuǎn)程集中抄表，兩種接口表具經(jīng)采集器后共享通訊總線，通訊采用了載波調(diào)制技術(shù)，抗干擾能力強(qiáng)于RS-485總線，成本低于LONGWORK總線、CAN總線、TCP/IP網(wǎng)絡(luò)和無線網(wǎng)絡(luò)的通訊方式，而且一般的智能小區(qū)通訊范圍都能滿足。如圖1所示，本實用新型的用于MBUS接口暖氣表、脈沖接口水表遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)，包括有控制中心I和通過通訊總線7與控制中心I進(jìn)行通訊的用戶終端2，所述的控制中心I包括有PC管理機(jī)11和通訊控制器12，所述的PC管理機(jī)11通過通訊控制器12連接通訊總線7 ;所述的用戶終端2包括有多個結(jié)構(gòu)相同的暖氣表采集器3和多個結(jié)構(gòu)相同的水表采集器4，所述的每一個暖氣表采集器3的一端連接通訊總線7，另一端連接多個具有MBUS接口的暖氣表5，所述的每一個水表采集器4的輸出端連接通訊總線7，輸入端連接多個具有脈沖接口的水表6。所述的控制中心I中的PC管理機(jī)11采用計算機(jī)，計算機(jī)中安裝著管理軟件和數(shù)據(jù)庫如圖2所示，所述的通訊控制器12包括有依次連接的電平轉(zhuǎn)換模塊12A、通訊控制器CPU12B、通訊控制器載波調(diào)制模塊12C和通訊控制器載波輸入輸出接口模塊12D，其中，所述通訊控制器CPU 12B采用型號為STCl 1F02的模塊，所述的電平轉(zhuǎn)換模塊12A通過RS232總線與PC管理機(jī)11相連接，通訊控制器CPU 12B的串口 RX、TX與電平轉(zhuǎn)換模塊12A的TTL對應(yīng)端連接，通訊控制器CPU 12B的INTO 口、Pl. 6、Pl. 7 口與通訊控制器載波調(diào)制模塊12C中的HEAD、R/T、RD/TD的對應(yīng)接口連接，通訊控制器載波調(diào)制模塊12C中的SIN、P-OUT與通訊控制器載波輸入輸出接口模塊12D對應(yīng)接口連接，所述的通訊控制器載波輸入輸出接口模塊12D連接通訊總線7。PC管理機(jī)11的讀表命令通過電平轉(zhuǎn)換模塊12A發(fā)送給通訊控制器CPU 12B，通訊控制器CPU 12B通過通訊控制器載波調(diào)制模塊12C及通訊控制器載波輸入輸出接口模塊12D將數(shù)據(jù)發(fā)送到通訊總線7上。如圖3所示，所述的暖氣表采集器3包括有依次相連的MBUS電平轉(zhuǎn)換模塊31、暖氣表采集器CPU 32、采集器載波調(diào)制模塊33和采集器載波輸入輸出接口模塊34，所述的MBUS電平轉(zhuǎn)換模塊31的終端通過MBUS總線連接多個具有MBUS接口的暖氣表5，所述的采集器載波輸入輸出接口模塊34連接通訊總線7。暖氣表采集器CPU 32采用型號為STC12C5A08S2的芯片，暖氣表采集器CPU 32的串口 R、T和MBUS電平轉(zhuǎn)換模塊31相連。如圖4所示，所述的MBUS電平轉(zhuǎn)換模塊31包括有電平轉(zhuǎn)換前置驅(qū)動電路31A、+MBUS電平轉(zhuǎn)換輸出電路31B、MBUS信號接收采樣電路31C、電壓比較器31D以及-24V電平輸出電路31E，其中，所述的電平轉(zhuǎn)換前置驅(qū)動電路31A的輸入端連接暖氣表采集器CPU32串口的T端，電平轉(zhuǎn)換前置驅(qū)動電路3IA的輸出端連接+MBUS電平轉(zhuǎn)換輸出電路3IB，電平轉(zhuǎn)換前置驅(qū)動電路31A是以器件BC337為主組成的整形與放大電路，CPU32串口 T端輸出的數(shù)據(jù)，經(jīng)電平轉(zhuǎn)換前置驅(qū)動電路3IA傳輸給+MBUS電平轉(zhuǎn)換輸出電路31B，所述+MBUS電平轉(zhuǎn)換輸出電路31B的輸出電壓范圍是0到12V，其核心芯片為0PA547，+MBUS電平轉(zhuǎn)換輸出電路31B的輸出端通過MBUS總線正極連接多個具有MBUS接口的暖氣表5的一個輸入端，-24V電平輸出電路31E通過MBUS總線負(fù)極連接多個具有MBUS接口的暖氣表5的另一個輸入端，兩者產(chǎn)生了 MBUS總線主機(jī)的邏輯“0”和“I”對應(yīng)的24V到36V電平。所述的MBUS信號接收采樣電路3IC的輸入端通過MBUS總線正極連接多個具有MBUS接口的暖氣表5，輸出端連接電壓比較器31D。MBUS總線從機(jī)回復(fù)信號為0到20mA電流信號，因此，通過MBUS信號接收采樣電路31C將電流信號轉(zhuǎn)換成電壓信號，此電壓信號作為電壓比較器31D的一個輸入和電壓比較器31D的另一端的預(yù)設(shè)電壓進(jìn)行比較后輸出，電壓比較器31D采用的器件型號為運(yùn)算放大器LM393。所述的電壓比較器31D的輸出端連接暖氣表采集器CPU32串口的R端。暖氣表采集器CPU 32通過串口的T端發(fā)送命令作為MBUS主機(jī)經(jīng)過+MBUS電平轉(zhuǎn)換輸出電路31B將命令傳輸?shù)組BUS總線上，暖氣表作為MBUS從機(jī)接收命令，通過MBUS總線回復(fù)數(shù)據(jù)，經(jīng)過MBUS信號接收采樣電路31C和電壓比較器31D將數(shù)據(jù)傳輸?shù)紺PU 32的R端，供CPU 32接收。暖氣表采集器3通過通訊總線7接收PC管理機(jī)11的讀表命令，根據(jù)讀表命令回復(fù)相應(yīng)的暖氣表數(shù)據(jù)，暖氣表采集器3每隔一分鐘通過MBUS總線輪流讀取暖氣表的數(shù)據(jù)并存儲在CPU 32中以備回復(fù)數(shù)據(jù)用。如圖5所示，所述的水表采集器4包括有依次連接的脈沖電平轉(zhuǎn)換模塊41、水表采集器CPU 42、水表采集器載波調(diào)制模塊43和水表采集器載波輸入輸出接口模塊44，所述的脈沖電平轉(zhuǎn)換模塊41的輸入端連接多個具有脈沖接口的水表6,所述的水表米集器載波輸入輸出接口模塊44連接通訊總線7。水表采集器4的CPU 42的P10、P11接口和脈沖電平轉(zhuǎn)換模塊41的SDA、SCL端相連，脈沖電平轉(zhuǎn)換模塊41的AIN、GND端和水表6的脈沖接口相連。所述的水表采集器4中的CPU42采用型號為STC12C5A08S2的芯片，脈沖電平轉(zhuǎn)換模塊41的核心芯片為PCF8591，以此組成脈沖電平轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)。水表采集器4通過通訊總線7接收PC管理機(jī)11的讀表命令，根據(jù)讀表命令回復(fù)相應(yīng)的水表數(shù)據(jù)，水表采集器4每隔一定的時間輪流輸入水表的脈沖信號并進(jìn)行計數(shù)轉(zhuǎn)換，存儲在水表采集器CPU 42中以備回復(fù)數(shù)據(jù)用。PC管理機(jī)11在接收到暖氣表5、水表6數(shù)據(jù)后，進(jìn)行顯示、存儲、輸出等處理，完成抄表的過程。本實用新型的用于MBUS接口暖氣表、脈沖接口水表遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)，在控制中心的PC管理機(jī)上，抄表管理軟件發(fā)出讀表命令，從RS232總線上傳輸?shù)酵ㄓ嵖刂破?，通訊控制器將讀表命令通過載波技術(shù)調(diào)制到120K載頻上，從通訊總線上發(fā)送出去，暖氣表采集器、水表采集器從通訊總線上接收讀表命令載波信號，通過載波技術(shù)解調(diào)還原讀表命令，并根據(jù)讀表命令回復(fù)相應(yīng)的表具數(shù)據(jù)，暖氣表采集器、水表采集器將回復(fù)相應(yīng)的表具數(shù)據(jù)，通過載波技術(shù)調(diào)制到120K載頻上，從通訊總線上發(fā)送出去，通訊控制器從通訊總線上接收回復(fù)相應(yīng)的表具數(shù)據(jù)載波信號，通過載波技術(shù)解調(diào)還原表具數(shù)據(jù)，從RS232總線上傳輸給PC管理機(jī)，PC管理機(jī)在接收到暖氣表、水表數(shù)據(jù)后，進(jìn)行顯示、存儲、輸出等處理。每一個暖氣表采集器通過MBUS總線和多個暖氣表相連，每隔一分鐘通過MBUS總線輪流讀取暖氣表的數(shù)據(jù)并存儲在暖氣表采集器CPU中以備回復(fù)數(shù)據(jù)用。每一個水表采集器和多個水表相連，水表采集器每隔一定的時間輪流輸入水表的脈沖信號并進(jìn)行計數(shù)轉(zhuǎn)換，存儲在水表采集器CPU中以備回復(fù)數(shù)據(jù)用。
權(quán)利要求1.一種用于MBUS接口暖氣表、脈沖接口水表遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)，包括有控制中心(I)和通過通訊總線(7)與控制中心(I)進(jìn)行通訊的用戶終端(2)，其特征在于，所述的控制中心(I) 包括有PC管理機(jī)(11)和通訊控制器(12)，所述的PC管理機(jī)(11)通過通訊控制器(12)連接通訊總線(7);所述的用戶終端(2)包括有多個結(jié)構(gòu)相同的暖氣表采集器(3)和多個結(jié)構(gòu)相同的水表采集器(4)，所述的每一個暖氣表采集器(3)的一端連接通訊總線(7)，另一端連接多個具有MBUS接口的暖氣表(5)，所述的每一個水表采集器(4)的輸出端連接通訊總線(7 )，輸入端連接多個具有脈沖接口的水表(6 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于MBUS接口暖氣表、脈沖接口水表遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)，其特征在于，所述的通訊控制器(12)包括有依次連接的電平轉(zhuǎn)換模塊(12A)、通訊控制器CPU (12B)、通訊控制器載波調(diào)制模塊(12C)和通訊控制器載波輸入輸出接口模塊(12D)，其中， 所述的電平轉(zhuǎn)換模塊(12A)通過RS232總線與PC管理機(jī)(11)相連接，所述的通訊控制器載波輸入輸出接口模塊(12D)連接通訊總線(7)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于MBUS接口暖氣表、脈沖接口水表遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)，其特征在于，所述的暖氣表采集器(3)包括有依次相連的MBUS電平轉(zhuǎn)換模塊(31)、暖氣表采集器 CPU (32)、采集器載波調(diào)制模塊(33)和采集器載波輸入輸出接口模塊(34)，所述的MBUS電平轉(zhuǎn)換模塊(31)的終端通過MBUS總線連接多個具有MBUS接口的暖氣表(5)，所述的采集器載波輸入輸出接口模塊(34 )連接通訊總線(7 )。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于MBUS接口暖氣表、脈沖接口水表遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)，其特征在于，所述的MBUS電平轉(zhuǎn)換模塊(31)包括有電平轉(zhuǎn)換前置驅(qū)動電路(31A)、+MBUS電平轉(zhuǎn)換輸出電路(31B)、MBUS信號接收采樣電路(31C)、電壓比較器(31D)以及-24V電平輸出電路(31E)，其中，所述的電平轉(zhuǎn)換前置驅(qū)動電路(31A)的輸入端連接暖氣表采集器CPU (32) 串口的T端，電平轉(zhuǎn)換前置驅(qū)動電路(31A)的輸出端連接+MBUS電平轉(zhuǎn)換輸出電路(31B)， 所述+MBUS電平轉(zhuǎn)換輸出電路(31B)的輸出端通過MBUS總線正極連接多個具有MBUS接口的暖氣表(5)的一個輸入端，-24V電平輸出電路(31E)通過MBUS總線負(fù)極連接多個具有 MBUS接口的暖氣表(5)的另一個輸入端，所述的MBUS信號接收采樣電路(31C)的輸入端通過MBUS總線正極連接多個具有MBUS接口的暖氣表(5)，輸出端連接電壓比較器(31D)，所述的電壓比較器(31D)的輸出端連接暖氣表采集器CPU (32)串口的R端。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于MBUS接口暖氣表、脈沖接口水表遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)，其特征在于，所述的水表采集器(4)包括有依次連接的脈沖電平轉(zhuǎn)換模塊(41)、水表采集器CPU (42)、水表采集器載波調(diào)制模塊(43)和水表采集器載波輸入輸出接口模塊(44)，所述的脈沖電平轉(zhuǎn)換模塊(41)的輸入端連接多個具有脈沖接口的水表(6)，所述的水表采集器載波輸入輸出接口模塊(44 )連接通訊總線(7 )。
專利摘要一種用于MBUS接口暖氣表、脈沖接口水表遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)，有控制中心和通過通訊總線與控制中心進(jìn)行通訊的用戶終端，控制中心是PC管理機(jī)通過通訊控制器連接通訊總線；用戶終端有多個結(jié)構(gòu)相同的暖氣表采集器和多個結(jié)構(gòu)相同的水表采集器，每一個暖氣表采集器的一端連接通訊總線，另一端連接多個具有MBUS接口的暖氣表，每一個水表采集器的輸出端連接通訊總線，輸入端連接多個具有脈沖接口的水表。本實用新型對不同接口的表具采取不同的采集器，經(jīng)相應(yīng)的電平轉(zhuǎn)換后由相應(yīng)的CPU進(jìn)行軟件處理，再將處理后的數(shù)據(jù)通過載波技術(shù)進(jìn)行調(diào)制到120K載頻上進(jìn)行傳輸，解決了不同種類的表具，不同接口的表具，共享同一通訊總線，實現(xiàn)了同一系統(tǒng)遠(yuǎn)程集中抄不同接口的表具。
文檔編號G08C19/00GK202887437SQ2012205354
公開日2013年4月17日 申請日期2012年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月18日
發(fā)明者張躍, 劉士達(dá) 申請人:天津市金碩科技投資集團(tuán)有限公司