本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)灌溉技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

目前農(nóng)業(yè)排灌電表數(shù)量多，現(xiàn)場安裝的是機械表或電子式表計，但隨著國家電網(wǎng)對智能農(nóng)網(wǎng)要求的提高，排灌電表實現(xiàn)正常采集、費控已勢在必行。改造為載波方案，必須架設(shè)零線，成本較高，而且載波通訊由于自身存在的易受排灌電機諧波干擾，存在載波抄表不穩(wěn)定情況，尤其在部分排灌與低壓電表混合的綜合臺區(qū)，載波采集效果不理想的情況更加明顯。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種農(nóng)灌臺區(qū)無線采集處理系統(tǒng)，其成本低，使用方便，能有效提高電表采集的準確率和采集效率，以便辨別有無竊電、合理配電，提高工作效率。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：

一種農(nóng)灌臺區(qū)無線采集處理系統(tǒng)，其特征在于：包括數(shù)據(jù)采集裝置、數(shù)據(jù)傳輸裝置和數(shù)據(jù)處理裝置，數(shù)據(jù)采集裝置包括采集器和電表，采集器和電表通過485接口相連，用來采集每個用戶的用電量，數(shù)據(jù)傳輸裝置包括網(wǎng)絡(luò)發(fā)射器和無線數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)裝置，數(shù)據(jù)處理裝置包括集中器和數(shù)據(jù)處理總站，采集器采集的信息通過數(shù)據(jù)傳輸裝置傳輸?shù)竭B接的集中器上，集中器再通過數(shù)據(jù)傳輸裝置傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理總站上。

作為進一步的技術(shù)方案，，所述數(shù)據(jù)處理總站包括工作站、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和售電單機系統(tǒng)裝置，均通過以太網(wǎng)連接到一起，負責(zé)總結(jié)處理用戶的用電信息。

作為進一步的技術(shù)方案，所述無線數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)裝置包括無線采集模塊、主控模塊和主機通信模塊，三個模塊依次連接在芯片上，負責(zé)在無線傳輸過程中數(shù)據(jù)的控制和轉(zhuǎn)發(fā)。

作為進一步的技術(shù)方案，，所述網(wǎng)絡(luò)發(fā)射器包括GPRS網(wǎng)絡(luò)發(fā)射器、CFDA網(wǎng)絡(luò)發(fā)射器和3G網(wǎng)絡(luò)發(fā)射器，能提供三種不同的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)來滿足系統(tǒng)需求。

作為進一步的技術(shù)方案，所述系統(tǒng)還包括泵，且所述泵通過遠程遙控控制泵的開啟和關(guān)閉。

作為進一步的技術(shù)方案，所述系統(tǒng)還包括蜂鳴語音報警系統(tǒng)，自動監(jiān)測故障電量實現(xiàn)異常信息報警，及時查處竊電行為。

作為進一步的技術(shù)方案，所述每個采集器都配有一個380V交流變壓器。

作為進一步的技術(shù)方案，所述集中器與數(shù)據(jù)處理總站之間設(shè)有光纖接入的路由器，用來連接兩個不同的網(wǎng)絡(luò)。

采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于：

采用智能電表與采集器相結(jié)合的方案，使得本發(fā)明的成本低，使用方便，能有效提高電表采集的準確率和采集效率，以便辨別有無竊電、合理配電，提高工作效率。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明另一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是無線數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)裝置的電路示意圖。

圖中：1、數(shù)據(jù)采集裝置；2、數(shù)據(jù)傳輸裝置；3、數(shù)據(jù)處理裝置；4、蜂鳴語音報警系統(tǒng)；5、路由器；11、采集器；12、電表；21、網(wǎng)絡(luò)發(fā)射器；22、無線數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)裝置；31、集中器；32、數(shù)據(jù)處理總站；111、380V交流變壓器；221、無線采集模塊；222、主控模塊；223、主機通信模塊；321、工作站；322、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器；323、售電單機系統(tǒng)裝置。

具體實施方式

下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對本發(fā)明的限制。

如圖1所示，為本發(fā)明一種農(nóng)灌臺區(qū)無線采集處理系統(tǒng)的一個實施例，包括：數(shù)據(jù)采集裝置1、數(shù)據(jù)傳輸裝置2和數(shù)據(jù)處理裝置3，數(shù)據(jù)采集裝置1包括采集器11和電表12，采集器11和電表12直接相連，用來采集每個用戶的用電量，數(shù)據(jù)傳輸裝置2包括網(wǎng)絡(luò)發(fā)射器21和無線數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)裝置22，數(shù)據(jù)處理裝置3包括集中器31和數(shù)據(jù)處理總站32，采集器11采集的信息通過數(shù)據(jù)傳輸裝置2傳輸?shù)竭B接的集中器31上，集中器31再通過數(shù)據(jù)傳輸裝置2傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理總站32上。

優(yōu)選的，如圖2所示，數(shù)據(jù)處理總站32包括工作站321、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器322和售電單機系統(tǒng)裝置323，均通過以太網(wǎng)連接到一起，負責(zé)總結(jié)處理用戶的用電信息。

無線數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)裝置22包括無線采集模塊221、主控模塊222和主機通信模塊223，三個模塊依次連接在芯片上，負責(zé)在無線傳輸過程中數(shù)據(jù)的控制和轉(zhuǎn)發(fā)。

網(wǎng)絡(luò)發(fā)射器21包括GPRS網(wǎng)絡(luò)發(fā)射器211、CFDA網(wǎng)絡(luò)發(fā)射器212和3G網(wǎng)絡(luò)發(fā)射器213，能提供三種不同的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)來滿足系統(tǒng)需求。

優(yōu)選的，如圖3所示，數(shù)據(jù)采集裝置還包括泵13，且所述泵13可以通過遠程遙控控制泵的開啟和關(guān)閉。系統(tǒng)還包括蜂鳴語音報警系統(tǒng)4，能準確定位故障位置，方便維修人員故障維修。所述每個采集器11都配有一個380V交流變壓器111。所述集中器31與數(shù)據(jù)處理總站32之間設(shè)有光纖接入的路由器5，用來連接兩個不同的網(wǎng)絡(luò)。

對于智能電表的更換，主要有兩種方案：本實施例中，針對電子式表計，不更換電表，只需安裝380V采集器，電表通過485接口與采集器實現(xiàn)正常通訊；其他的，對于機械表，更換為三相四線智能電表，不需要架設(shè)零線，通過無線方式實現(xiàn)正常通訊。

數(shù)據(jù)采集裝置1也可稱為智能井房，還包括智能開關(guān)和閘，能控制泵13的開關(guān)進而控制水的上下流動。

工作站321、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器322和售電單機系統(tǒng)裝置323均連接到以太網(wǎng)上，然后是通過光纖接入的路由器5來分隔網(wǎng)絡(luò)，路由器5與集中器31之間的局域網(wǎng)可以為GPRS網(wǎng)絡(luò)、CDMA網(wǎng)絡(luò)或3G網(wǎng)絡(luò)，而集中器31與采集器11之間的網(wǎng)絡(luò)為CFDA小無線網(wǎng)絡(luò)，CFDA是微蜂窩-傳感式固定無線數(shù)據(jù)接入平臺，CFDA工作于無線抄表頻段，屬于微功率免申請業(yè)余頻段，無需額外授權(quán)費用或網(wǎng)絡(luò)第三方支持;CFDA支持分組多頻點的頻率空間復(fù)用及跳頻技術(shù)，采用蜂窩結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)組織方式，提高了頻率利用效率和網(wǎng)絡(luò)擴展性;并且在每個蜂窩小區(qū)范圍內(nèi)支持自組織多跳傳輸技術(shù)，使得每個蜂窩小區(qū)的現(xiàn)實場地有效覆蓋，并且較好的解決了網(wǎng)絡(luò)覆蓋盲區(qū)問題;CFDA提供了RS232(TTL-232、RS-485、標準232)和UART兩種通用的設(shè)備接口，可分別以"外掛"或者"嵌入"方式與用戶設(shè)備相連，具有良好的通用性。CFDA兼具分布式和集中式系統(tǒng)的特征，具有網(wǎng)絡(luò)覆蓋率高、結(jié)構(gòu)靈活、可靠性高、通用性強、施工鋪設(shè)簡單、維護方便、工程總成該低等特點;適用于遠程數(shù)據(jù)采集、特殊惡劣環(huán)境下的數(shù)據(jù)傳輸及接入等方面，如住宅小區(qū)安防報警系統(tǒng)、水電氣自動抄表系統(tǒng)、地下井坑及管線的監(jiān)控系統(tǒng)等。

CFDA小無線網(wǎng)絡(luò)由三類節(jié)點：GPRS網(wǎng)關(guān)，微蜂窩接入中心CAC、分布接入單元DAU組成。分布接入單元(DAU):安裝在每個用戶數(shù)據(jù)采集點上，與用戶的數(shù)據(jù)采集設(shè)備相連，構(gòu)成CFDA中的分布式數(shù)據(jù)采集接入的基礎(chǔ)設(shè)備，負責(zé)將采集到的用戶數(shù)據(jù)以多跳的方式發(fā)送到指定的微蜂窩接入數(shù)據(jù)中心CAC。微蜂窩接入中心(Cellular Access Center-CAC):安裝在用戶的數(shù)據(jù)處理設(shè)備上，構(gòu)成在一定地理區(qū)域范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)中心接入點，負責(zé)接收該區(qū)域內(nèi)所有的分布接入單元DAU發(fā)送的用戶數(shù)據(jù)，以進行后續(xù)處理。GPRS網(wǎng)關(guān):安裝在用戶的數(shù)據(jù)處理設(shè)備上，它下行聯(lián)接CAC，上行連接MIS收費平臺，構(gòu)成整個網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)。

如圖4所示，無線數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)裝置22包括無線采集模塊221、主控模塊222和主機通信模塊223，三個模塊依次連接在芯片上，負責(zé)在無線傳輸過程中數(shù)據(jù)的控制和轉(zhuǎn)發(fā)。無線串行接口電路由MICRF102 單片發(fā)射器芯片 MICRF007 單片接收器芯片組成。工作在300~440MHz ISM 頻段，具有 ASK 調(diào)制和解調(diào)能力，抗干擾能力強，適合工業(yè)控制應(yīng)用，采用PLL 頻率合成技術(shù)，頻率穩(wěn)定性好，可用于單片機之間的串行數(shù)據(jù)無線傳輸也可在單片機數(shù)據(jù)采集，遙測遙控等系統(tǒng)中應(yīng)用。無線發(fā)射電路以MICRF102 為核心，MICRF102 是Micrel 公司推出的單片UHF ASK 發(fā)射器，采用SOP(M)-8 封裝，芯片內(nèi)包含由基準振蕩器、相位、檢波器、分頻器、帶通濾波器、壓控振蕩器構(gòu)成的合成器，發(fā)射偏置控制 RF 功率放大器，天線調(diào)諧控制和變?nèi)荻O管等電，其特征在于，無線采集模塊221、主控模塊222、主機通信模塊223 依次連接。主控模塊222 通過控制無線采集模塊221 獲取現(xiàn)場的電能數(shù)據(jù)信息后通過主機通信模塊223 將現(xiàn)場采集的各電能數(shù)據(jù)傳輸?shù)街鳈C中。電能表自動抄收系統(tǒng)通過該數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)器可以實現(xiàn)主機與電表抄表器的數(shù)據(jù)交換，是一個多通道計算機數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。無線串行接口電路由MICRF102 單片發(fā)射器芯片 MICRF007 單片接收器芯片組成。工作在300~440MHz ISM 頻段，具有 ASK 調(diào)制和解調(diào)能力，抗干擾能力強，適合工業(yè)控制應(yīng)用，采用PLL 頻率合成技術(shù)，頻率穩(wěn)定性好，可用于單片機之間的串行數(shù)據(jù)無線傳輸也可在單片機數(shù)據(jù)采集，遙測遙控等系統(tǒng)中應(yīng)用。無線發(fā)射電路以MICRF102 為核心，MICRF102 是Micrel 公司推出的單片UHF ASK 發(fā)射器，采用SOP(M)-8 封裝，芯片內(nèi)包含由基準振蕩器、相位、檢波器、分頻器、帶通濾波器、壓控振蕩器構(gòu)成的合成器，發(fā)射偏置控制 RF 功率放大器，天線調(diào)諧控制和變?nèi)荻O管等電路，是一個真正的數(shù)據(jù)輸入、無線輸出的單片無線發(fā)射器件。UHF 合成器產(chǎn)生載頻和正交信號輸出輸入相位信號，用來驅(qū)動RF 功率放大器，天線調(diào)諧正交信號用來比較天線信號相位，天線調(diào)諧控制部分檢測天線通道中發(fā)射信號的相位和控制變?nèi)荻O管的電容，以調(diào)諧天線實現(xiàn)天線自動調(diào)諧，功率放大器輸出受發(fā)射偏置控制單元控制 ASK/OOK 調(diào)制，提供低功耗模式，數(shù)據(jù)傳輸速率為20kb/s。無線接收電路以MICRF007 為核心，MICRF007 是Micrel 公司推出的單片UHF ASK/OOK( 導(dǎo)通- 關(guān)斷鍵控) 超外差無線電接收芯片，MICRF007 采用SOP(M)-8 封裝，芯片內(nèi)電路可分為UHF 下變換器 OOK 解調(diào)器和基準控制三部分 UHF 下變換器包含RF 放大器混頻器、中頻放大器、帶通濾波器、峰值檢波器、合成器、AGC 控制電路、OOK 解調(diào)器包含低通濾波器、比較器、基準控制電路包含基準振蕩器和控制邏輯電路，僅需外接 2 個電容器CAGC 和CTH 1 個晶振以及電源去耦電容即可構(gòu)成1 個UHF ASK 接收器，所有的RF 和IF 調(diào)諧都在芯片內(nèi)自動完成，是一個真正無線輸入- 數(shù)據(jù)輸出的單片器件。MSP430F149 通過RS232 通信模塊與主機進行數(shù)據(jù)通信。本發(fā)明的主控模塊采用的MSP430F149 單片機屬于德州儀器公司MSP430 系列， MSP430 系列是一組超低功耗的微控制器，由多種針對不同應(yīng)用目標而以不同模塊組成的型號組成，微控制器設(shè)計成可使用電池長期工作，電源電壓范圍1.8~3.6V。MSP430F149 有60KB 的Flash 和2KB的RAM 其中Flash 又分為120 段主存儲器( 每段512B) 和兩段信息存儲器( 每段128B)Flash 可以整個擦除也可以分段擦除這給系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計帶來了極大的便利和靈活鑒于單片機存儲器的容量和特點，外部不用擴展存儲器和I/O 口外圍設(shè)備得到了簡化。MSP430F149 的工作電壓是3.3V 因此其I/O 電平也是3.3V 邏輯電平并且與5V TTL 電平兼容 MSP430F149 有兩個串行異步通信口，MSP430F149 與主機的數(shù)據(jù)通信是通過RS232通信模塊實現(xiàn)的 RS232 模塊主要由Maxim 公司的MAX232/MAX232A 接收/ 發(fā)送器組成，是Maxim 公司特別為滿足EIA/TEA 232E 的標準而設(shè)計的。它們在EIA/TIA 232E 標準串行通信接口中日益得到廣泛的應(yīng)用，功耗低，工作電源為單電源，外接電容僅為0.1 F 或1 F采用雙列直插封裝形式，接收器輸出為三態(tài)TTL COMS 等優(yōu)越性，為雙組RS232 接收/ 發(fā)送器工作電源為+5V 波特率高，價格低，可在一般需要串行通信的系統(tǒng)中使用。

數(shù)據(jù)處理總站32包括工作站321、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器322和售電單機系統(tǒng)裝置323，均通過以太網(wǎng)連接到一起，負責(zé)總結(jié)處理用戶的用電信息，售電單機系統(tǒng)裝置323負責(zé)對用戶用電信息進行記錄匯總運算，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器322負責(zé)存儲用戶的用電信息，方便以后調(diào)用，工作站321可以實時的、直觀的了解項目地點及周圍設(shè)施的詳情，這些大數(shù)據(jù)量的作業(yè)也只有在具有專業(yè)圖形處理能力的工作站上才能高效率地運行。該系統(tǒng)可以實現(xiàn)抄錄電能表設(shè)置參數(shù)，包括區(qū)域代碼、電價、倍率、報警金額，核對電價信息，規(guī)避電價執(zhí)行錯誤造成的投訴和減收；抄錄凍結(jié)電量，并在主站至少保存12個月的凍結(jié)電量；抄錄和故障監(jiān)測電量，故障電量為未交費使用電量為竊電電量，針對虧損和重點臺區(qū)，可以自動的監(jiān)測故障電量并實現(xiàn)異常信息報警，及時查處竊電行為；抄錄用戶刷卡記錄、刷卡掛起記錄、刷卡故障記錄；遠抄核心功能，實現(xiàn)實時電費盤庫，包括用戶購用記錄及平衡分析，單臺機井售電及刷卡電費平衡分析，臺區(qū)機井售電及刷卡電費平衡分析，供電所和全公司售電及刷卡電費平衡分析，徹底解決農(nóng)排預(yù)付費管理難題。

采用智能電表與采集器相結(jié)合的方案，使得本發(fā)明的成本低，使用方便，能有效提高電表采集的準確率和采集效率，以便辨別有無竊電、合理配電，提高工作效率。

盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同限定。