專利名稱：一種基于復合通信方式的熱計量信息遠程傳輸系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱計量信息遠程傳輸系統(tǒng)，特別涉及一種基于復合通信方式的熱計量信息遠程傳輸系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著供熱計量“一戶一表”的廣泛普及，城鄉(xiāng)居民、企事業(yè)和房產(chǎn)開發(fā)(物業(yè)管理)單位申辦一戶一表用電的客戶數(shù)量激增，供熱單位的收費方式，將從單純的供熱面積乘以系數(shù)的形式，變更為一種復合核算方式，其核算基準參數(shù)多，包括供熱水的流量、進水與回水之間溫差等，因此對熱計量的數(shù)據(jù)采集及監(jiān)測變得復雜，尤其一些基層供熱單位，其供熱區(qū)域大，計量戶數(shù)多，如果采用人工抄表及監(jiān)測，將需要臨時增加大量人員，并存在下列弊端人工抄表很難統(tǒng)一時點查抄數(shù)據(jù)，容易造成糾紛；為減少查抄次數(shù)，基層供熱單位常常 采用在采暖期的起始和終止兩個節(jié)點安排查表統(tǒng)計，以表數(shù)為準結(jié)算用熱費，如果在整個供熱期間發(fā)生熱表故障，或人為損壞，供熱單位無法及時掌握，造成經(jīng)濟損失。由于人工抄表弊端比較多，遠程抄表成為熱計量抄表的發(fā)展趨勢。目前，遠程抄表分為有線和無線兩種方式。有線遠程抄表指從供熱管理中心到用戶熱計量表，均使用有線通信方式，其抄收率高，但需要鋪設(shè)線路，尤其對已建造完成未預(yù)留相應(yīng)管路的建筑物，要穿墻打洞，重新布線成本高，且降低了建筑物的抗震性能，還需要常年對線路進行維護，尤其對暴露在室外的線路，更需要經(jīng)常性的檢查，防止異常事件和人為原因造成損壞；無線遠程抄表指從管理中心到用戶熱計量表之間采用無線通信傳輸方式，無需鋪設(shè)任何線路，施工簡單，而且非常適合遠距離通訊，但存在通信盲區(qū)，抄表準確率和成功率低于有線傳輸方式，且運行成本偏高
發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題而提供一種信息傳輸及時、準確、安全且綜合成本低的一種基于復合通訊方式的熱計量信息遠程傳輸系統(tǒng)。本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是一種基于復合通信方式的熱計量信息遠程傳輸系統(tǒng)，包括若干戶用熱量表和供熱管理中心服務(wù)器，還包括采集器和集中器；所述戶用熱量表包括M-BUS通信模塊，所述采集器包括微處理器、存儲器、M-BUS通信模塊和電力線載波通信模塊，所述集中器包括微處理器、存儲器、電力線載波通信模塊和無線通信模塊，所述供熱管理中心服務(wù)器包括無線通信模塊；所述戶用熱量表的M-BUS通信模塊通過M-BUS總線與所述采集器的M-BUS通信模塊連接并傳輸數(shù)據(jù)；所述采集器的電力線載波通信模塊通過電力線與所述集中器的電力線載波通信模塊連接并傳輸數(shù)據(jù)，所述集中器的無線通信模塊通過無線網(wǎng)絡(luò)與所述供熱管理中心服務(wù)器的無線通信模塊無線連接并傳輸數(shù)據(jù)。本發(fā)明還可以采用如下技術(shù)方案所述無線網(wǎng)絡(luò)為GSM、GPRS, CDMA, WCDMA, EDGE或TD-SCDMA無線網(wǎng)絡(luò)的一種或幾
種組合。
所述采集器的微處理器為工業(yè)級ARM9處理器，所述采集器的存儲器為Flash存儲器。所述集中器的微處理器為工業(yè)級ARM9處理器，所述集中器的存儲器為Flash存儲器。所述采集器之一與I 384個所述戶用熱量表并聯(lián)在M-BUS總線上。所述集中器設(shè)置在臺區(qū)變壓器低壓側(cè)，所述集中器之一與由其所在臺區(qū)變壓器低壓側(cè)供電的I 512個所述采集器連接。所述集中器的無線通信模塊為內(nèi)置式或外置式。 所述供熱管理中心服務(wù)器與因特網(wǎng)相連。本發(fā)明具有的優(yōu)點和積極效果是:M_BUS總線是專門用于公共事業(yè)儀表的總線結(jié)構(gòu)，它是專門用于遠程抄表的高可靠性、高速、廉價的家用電子系統(tǒng)總線，可利用工業(yè)區(qū)的建筑內(nèi)現(xiàn)有的雙纜電纜作為傳送載體，敷設(shè)及運行成本低，且安全可靠，適合傳輸距離在2千米以內(nèi)的樓宇門棟內(nèi)敷設(shè)；電力載波通信(PLC),是英文Power line Communication的簡稱，其利用現(xiàn)有供電線路，通過載波方式將模擬或數(shù)字信號進行高速傳輸，其優(yōu)點是不需要重新架設(shè)網(wǎng)絡(luò)，敷設(shè)及運行成本低，適合在臺區(qū)變壓器低壓側(cè)內(nèi)敷設(shè)；GSM、GPRS、CDMA、WCDMA, EDGE或TD-SCDMA無線網(wǎng)絡(luò)通信，傳輸距離遠，利用已搭建的無線通信網(wǎng)絡(luò)平臺，無需敷設(shè)線路,并且可選用其數(shù)據(jù)傳輸方式,如GPRS的以封包(Packet)式來傳輸數(shù)據(jù),傳輸費用低，將集中器設(shè)置在非通信盲區(qū)，其傳輸可靠性和安全性高。本系統(tǒng)采用復合通信方式，充分利用各種通信方式的特點和適用場合，優(yōu)化組合進行熱計量信息遠程傳輸，提高了熱計量信息遠程傳輸?shù)募皶r性、可靠性和安全性，且其線路敷設(shè)和信息傳輸?shù)木C合成本低。


圖I是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式為能進一步了解本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容、特點及功效，茲例舉以下實施例，并配合附圖詳細說明如下一種基于復合通信方式的熱計量信息遠程傳輸系統(tǒng)，包括若干戶用熱量表和供熱管理中心服務(wù)器，還包括采集器和集中器；所述戶用熱量表包括M-BUS通信模塊，所述采集器包括微處理器、存儲器、M-BUS通信模塊和電力線載波通信模塊，所述集中器包括微處理器、存儲器、電力線載波通信模塊和無線通信模塊，所述供熱管理中心服務(wù)器包括無線通信模塊；所述戶用熱量表的M-BUS通信模塊通過M-BUS總線與所述采集器的M-BUS通信模塊連接并傳輸數(shù)據(jù)；所述采集器的電力線載波通信模塊通過電力線與所述集中器的電力線載波通信模塊連接并傳輸數(shù)據(jù)，所述集中器的無線通信模塊通過無線網(wǎng)絡(luò)與所述供熱管理中心服務(wù)器的無線通信模塊無線連接并傳輸數(shù)據(jù)，所述集中器的無線通信模塊和所述供熱管理中心服務(wù)器的無線通信模塊均與所述無線網(wǎng)絡(luò)相匹配。所述M-BUS通信模塊符合消費類儀表國際標準M-BUS (Meter-BUS, EN1434-3)和中國CJ/T188-2004《戶用計量儀表數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)條件》的規(guī)定，可采用芯片TSS721A，芯片TSS721A是一種用于儀表總線的收發(fā)器集成芯片，其內(nèi)含的接口電路可以調(diào)節(jié)儀表總線結(jié)構(gòu)中主從站設(shè)備之間的電平，可通過光電耦合器等隔離器件與總線連接，同時該收發(fā)器由總線供電，對從站設(shè)備或從站儀表不增加功率需求。所述電力線載波通信模塊可選用ST7538載波芯片作為信號調(diào)制解調(diào)芯片，ST7538載波芯片是一款為家庭和工業(yè)領(lǐng)域電力線網(wǎng)絡(luò)通信而設(shè)計的半雙工、同步/異步、FSK調(diào)制解調(diào)器芯片，具有功能強大、集成度高、抗干擾技術(shù)多等特點，已廣泛應(yīng)用于電力線載波通信領(lǐng)域，ST7538可通過串行接口與微處理器交換數(shù)據(jù)。所述無線網(wǎng)絡(luò)可為GSM、GPRS, CDMA, WCDMA, EDGE或TD-SCDMA無線網(wǎng)絡(luò)的一種或幾種組合。其中，通過GPRS無線網(wǎng)絡(luò)連接的無線通信模塊，稱為GPRS通信模塊，可采用Siemens公司MC35i模塊，可以快速安全可靠地實現(xiàn)系統(tǒng)方案中的數(shù)據(jù)、語音等傳輸。模塊的工作電壓為3. 3 4. 8V，可以工作在900MHz和1800MHz兩個頻段，所在頻段功耗分別為2ff(900M)和1W(1800M)。該模塊包括了前期版本TC35的所有功能，同時新增加了快速的 GPRS技術(shù)，采用GPRS分時復用的CLASS 8標準，具有始終在線的功能且理論上傳輸速率最高可達171. 2kb/s，通信傳輸時延較小，最長不超過3s。該模塊有AT命令集接口，支持文本和PDU模式的短消息、第三組的二類傳真、以及2. 4k，4. 8k，9. 6k的非透明模式。此外，該模塊還具有電話簿功能、多方通話，漫游檢測功能，常用工作模式有省電模式、IDLE、TALK等模式。通過獨特的40引腳的ZIF連接器，實現(xiàn)電源連接、指令、數(shù)據(jù)、語音信號、及控制信號的雙向傳輸。通過ZIF連接器及50 Q天線連接器，可分別連接SM卡支架和天線。通過CDMA無線網(wǎng)絡(luò)連接的無線通信模塊，稱為CDMA通信模塊，CDMA通信模塊可采用HUAWEI CM 320模塊，此模塊基于CDMA2000 IX空中接口，采用美國QUALCOMM公司MSM6025系列套片，將射頻、基帶完整集成，完成全部無線接收、發(fā)射、基帶信號處理和音頻信號處理的功能。此模塊涵蓋了 CDMA所有的標準的語音和數(shù)據(jù)應(yīng)用的AT指令，可廣泛應(yīng)用于電信、電力、車載、監(jiān)控、抄表等諸多行業(yè)。模塊采用CDMA 2000接口，提供了 153Kbps的全雙工無線傳輸數(shù)據(jù)的能力，既可方便的應(yīng)用于移動通信、固定無線通信等領(lǐng)域，還可以為行業(yè)應(yīng)用的一些新方向提供解決方案。此模塊具有如下功能參數(shù)兼容IS-95A/B，IS-707數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，工作頻率為450MHZ/800MHZ/1900MHZ，支持機卡分離和機卡合一，串口速率最大支持230. 4kbps，工作電壓3. 6V，最大發(fā)射功率>200mW，工作溫度范圍-30 + 60°C，提供開放的模塊軟硬件資源，分組交換數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)(153. 6kpbs)，鎖機鎖卡、提供多種計費功能，快速連接，內(nèi)嵌TCP/IP協(xié)議，提供標準的2路RS232雙工串口、IIC接口、USB接口，提供開放式開發(fā)平臺，支持單CPU應(yīng)用方案。所述集中器的無線通信模塊和所述供熱管理中心服務(wù)器的無線通信模塊均可以根據(jù)當?shù)責o線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋情況，選用與當?shù)氐臒o線網(wǎng)絡(luò)相匹配的一種或幾種無線通信模塊。所述集中器的無線通信模塊可為內(nèi)置式或外置式。所述采集器的微處理器可為工業(yè)級ARM9處理器，所述采集器的存儲器可為Flash存儲器，可采用存儲量64M以上容量存儲器。所述采集器之一可與I 384個所述戶用熱量表并聯(lián)在M-BUS總線上。所述集中器的微處理器可為工業(yè)級ARM9處理器，所述集中器的存儲器可為Flash存儲器，可采用存儲量64M以上容量存儲器。所述集中器可設(shè)置在臺區(qū)變壓器低壓側(cè)，所述集中器之一可與由其所在臺區(qū)變壓器低壓側(cè)供電的I 512個所述采集器連接。
所述供熱管理中心服務(wù)器可與因特網(wǎng)相連。系統(tǒng)各裝置的布局設(shè)置和工作原理可如下每家每戶的熱量表，安裝在門棟的管道間內(nèi)；每個門棟設(shè)置一臺采集器，可以安裝在一層管道間，采用M-BUS總線方式采集每只戶用熱量表的信息，電纜布置在管道豎井內(nèi)，布線量不大，產(chǎn)品和信道也不易受人為損壞，通信技術(shù)成熟、簡單、穩(wěn)定可靠，可以實現(xiàn)即時通信，信息集中保存在采集器中；每個小區(qū)設(shè)置一臺或幾臺集中器，可以安裝在小區(qū)變電站內(nèi)，采用低壓電力線載波方式(PLC)收集各采集器中的信息，由于利用現(xiàn)有電力線作為通信信道，因此信道建設(shè)工作量極少，且信道不易被破壞，就目前的成本要求和技術(shù)水平而言，利用電力線進行非實時數(shù)據(jù)傳輸已經(jīng)完全可行；供熱管理中心服務(wù)器可設(shè)置在供熱維護、結(jié)算管理中心內(nèi)，每個小區(qū)集中器采用GSM、GPRS、CDMA、WCDMA、EDGE或TD-SCDMA等無線網(wǎng)絡(luò)傳輸信息到供熱管理中心服務(wù)器。相對于熱量表和采集器，集中器的數(shù)量大大減少；無線網(wǎng)絡(luò)可以采用GPRS等方式，其造價不高、技術(shù)成熟、安裝維護非常簡單。供熱管理中心服務(wù)器還可以通過因特網(wǎng)與其他數(shù)據(jù)中心或管理系統(tǒng)通信，這樣就真正實現(xiàn)了管理員足不出戶 就能在線進行數(shù)據(jù)查詢、監(jiān)控、收費等操作，滿足了供熱部門對熱計量信息遠程傳輸系統(tǒng)的強烈需求。本發(fā)明是一個三層的熱計量信息遠程傳輸網(wǎng)路系統(tǒng)，由上層、中間層和底層組成。供熱管理中心服務(wù)器位于系統(tǒng)的最上層，集中器和采集器構(gòu)成系統(tǒng)的中間層，終端戶用熱量表是系統(tǒng)的底層。供熱管理中心服務(wù)器實現(xiàn)主站調(diào)度、數(shù)據(jù)采集與管理、報表結(jié)算等功能；集中器和采集器實現(xiàn)上下行通信鏈路轉(zhuǎn)換、信息傳輸控制及信息存儲功能；終端戶用熱量表提供熱計量檢測數(shù)據(jù)和本地通信功能。以上數(shù)據(jù)通信均為雙向通信，戶用熱量表與采集器的連接具有即插即用功能，采集器與集中器的連接具有即插即用功能。上述采集器和集中器均內(nèi)采用工業(yè)級ARM9微處理器，采用嵌入式Linux操作系統(tǒng)以及包括大容量Flash存儲器存儲歷史數(shù)據(jù)，掉電后數(shù)據(jù)保存十年以上不丟失；采集器和集中器具有設(shè)備和工況的智能化診斷功能，出現(xiàn)問題時會自動上報異常，能直觀了解問題點，方便維護；集中器和采集器實現(xiàn)上下行通信鏈路轉(zhuǎn)換、信息傳輸控制及信息存儲功能。上行通信采集器通過M-BUS總線讀取所有與之相連的戶用熱量表數(shù)據(jù)，在其包括的微處理器的控制下，將讀取的數(shù)據(jù)通過電力線載波通信模塊的調(diào)制，加載到電力線上，沿電力線傳輸至集中器，集中器在其包括的微處理器的控制下，將接收的信號經(jīng)過通過電力線載波通信模塊的解調(diào)，轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，存儲或輸出至供熱管理中心服務(wù)器；下行通信集中器接收來自供熱管理中心服務(wù)器的信息，在其包括的微處理器的控制下，將來自的供熱管理中心服務(wù)器的指令信息，通過電力線載波通信模塊的調(diào)制，加載到電力線上，沿電力線傳輸至采集器，采集器在其包括的微處理器的控制下，將接收的信號經(jīng)過通過電力線載波通信模塊的解調(diào)，轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，存儲或輸出至終端戶用熱量表。集中器與供熱管理中心服務(wù)器，都內(nèi)置或外置與本地區(qū)無線網(wǎng)絡(luò)相匹配的無線通信模塊，實現(xiàn)熱量表數(shù)據(jù)的無線數(shù)據(jù)傳輸，并可充分利用現(xiàn)有無線網(wǎng)絡(luò)，縮短建設(shè)周期，降低建設(shè)成本的優(yōu)點，而且設(shè)備安裝方便、維護簡單。GPRS、CDMA等無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍廣，信號覆蓋率已經(jīng)達到99%以上，只要在GPRS、CDMA等無線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍之內(nèi)，都可以實時進行集中器與供熱管理中心服務(wù)器的無線通信，通信及時性好，傳送速率可達lOOkbit/s以上，完全能滿足本系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸速率的需求，而且擴容無限制，接入地點無限制，從而方便實現(xiàn)管理中心服務(wù)器對下層設(shè)備的控制和管理。并且無線通訊網(wǎng)絡(luò)用戶免維護，網(wǎng)絡(luò)一旦出現(xiàn)故障，由無線網(wǎng)絡(luò)服務(wù)商進行維護。特別是GPRS和以往連續(xù)在頻道傳輸?shù)姆绞讲煌且苑獍?Packet)式來傳輸，因此使用者所負擔的費用是以其傳輸資料單位計算，并非使用其整個頻道，理論上較為便宜。

因特網(wǎng)，英文表示為Internet，供熱管理中心服務(wù)器還可以通過因特網(wǎng)與其他數(shù)據(jù)中心或管理系統(tǒng)通信，方便管理員在線數(shù)據(jù)查詢、監(jiān)控、收費等操作。
權(quán)利要求
1.一種基于復合通信方式的熱計量信息遠程傳輸系統(tǒng)，包括若干戶用熱量表和供熱管理中心服務(wù)器，其特征在于，還包括采集器和集中器；所述戶用熱量表包括M-BUS通信模塊，所述采集器包括微處理器、存儲器、M-BUS通信模塊和電力線載波通信模塊，所述集中器包括微處理器、存儲器、電力線載波通信模塊和無線通信模塊，所述供熱管理中心服務(wù)器包括無線通信模塊；所述戶用熱量表的M-BUS通信模塊通過M-BUS總線與所述采集器的M-BUS通信模塊連接并傳輸數(shù)據(jù)；所述采集器的電力線載波通信模塊通過電力線與所述集中器的電力線載波通信模塊連接并傳輸數(shù)據(jù)，所述集中器的無線通信模塊通過無線網(wǎng)絡(luò)與所述供熱管理中心服務(wù)器的無線通信模塊無線連接并傳輸數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于復合通信方式的熱計量信息遠程傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述無線網(wǎng)絡(luò)為GSM、GPRS、CDMA、WCDMA、EDGE或TD-SCDMA無線網(wǎng)絡(luò)的一種或幾種組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的基于復合通信方式的熱計量信息遠程傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述采集器的微處理器為工業(yè)級ARM9處理器，所述采集器的存儲器為Flash存儲器。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的基于復合通信方式的熱計量信息遠程傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述集中器的微處理器為工業(yè)級ARM9處理器，所述集中器的存儲器為Flash存儲器。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的基于復合通信方式的熱計量信息遠程傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述米集器之一與I 384個所述戶用熱量表并聯(lián)在M-BUS總線上。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的基于復合通信方式的熱計量信息遠程傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述集中器設(shè)置在臺區(qū)變壓器低壓側(cè)，所述集中器之一與由其所在臺區(qū)變壓器低壓側(cè)供電的I 512個所述采集器連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的基于復合通信方式的熱計量信息遠程傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述集中器的無線通信模塊為內(nèi)置式或外置式。
8.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的基于復合通信方式的熱計量信息遠程傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述供熱管理中心服務(wù)器與因特網(wǎng)相連。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于復合通信方式的熱計量信息遠程傳輸系統(tǒng)，包括若干戶用熱量表、采集器、集中器和供熱管理中心服務(wù)器；所述戶用熱量表的M-BUS通信模塊通過M-BUS總線與所述采集器的M-BUS通信模塊連接并傳輸數(shù)據(jù)；所述采集器的電力線載波通信模塊通過電力線與所述集中器的電力線載波通信模塊連接并傳輸數(shù)據(jù)，所述集中器的無線通信模塊通過無線網(wǎng)絡(luò)與所述供熱管理中心服務(wù)器的無線通信模塊無線連接并傳輸數(shù)據(jù)。本發(fā)明能夠及時、準確、安全且綜合成本低地實現(xiàn)熱計量信息遠程傳輸，適合熱量表的集中抄表與收費管理。
文檔編號G08C17/02GK102708668SQ20121018526
公開日2012年10月3日 申請日期2012年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月7日
發(fā)明者任國強, 盧立蘋, 盧露, 姜鐵強, 高東海 申請人:天津萬華股份有限公司