專利名稱：基于Wi-Fi的無線抄表裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無線抄表裝置，尤其是一種基于Wi-Fi的無線抄表裝置。利用 Wi-Fi無線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對(duì)具有Modbus-RTU (Modbus串行鏈路RTU模式)通信及數(shù)據(jù)輸出功能的數(shù)字型電表進(jìn)行自動(dòng)抄表、監(jiān)控的自動(dòng)化抄表裝置。
背景技術(shù)：
隨著電力網(wǎng)絡(luò)向“信息化、數(shù)字化、自動(dòng)化、互動(dòng)化”的發(fā)展，智能電網(wǎng)應(yīng)運(yùn)而生，而智能電網(wǎng)的追求是對(duì)電網(wǎng)與客戶用電信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和采集，且采用最經(jīng)濟(jì)與最安全的輸配電方式將電能輸送給終端用戶，實(shí)現(xiàn)對(duì)電能的最優(yōu)配置與利用。傳統(tǒng)的人工抄表系統(tǒng)弊端日益突出，主要表現(xiàn)在工作量大、準(zhǔn)確性低、及時(shí)性差，無法滿足電網(wǎng)智能化的線損計(jì)算、電量平衡、負(fù)荷計(jì)算等方面的需求。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種基于Wi-Fi的無線抄表裝置，能夠提供實(shí)時(shí)、高速、可靠的電表抄表方式，實(shí)現(xiàn)電表數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)化自動(dòng)抄收。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是
一種基于Wi-Fi的無線抄表裝置，包括嵌入式處理器、存儲(chǔ)單元、時(shí)鐘模塊、下行通信模塊、上行通信模塊和電源模塊；所述時(shí)鐘模塊為所述嵌入式處理器運(yùn)行提供時(shí)鐘頻率， 并為電表數(shù)據(jù)打上時(shí)間戳；所述下行通信模塊采用Modbus-RTU現(xiàn)場(chǎng)總線通信方式，連接多臺(tái)智能電表，負(fù)責(zé)完成與電表的數(shù)據(jù)交互，并將多個(gè)電表的數(shù)據(jù)采集至所述存儲(chǔ)單元，最多可連接32個(gè)電表；所述上行通信模塊采用Wi-Fi無線通信方式，能自動(dòng)搜索并連接至特定 Wi-Fi無線網(wǎng)絡(luò)，并將所述存儲(chǔ)器中存放的電表的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸至管理中心。上述嵌入式處理器采用32位的高速ARM處理器，并移植嵌入式操作系統(tǒng)；移植 Modbus-RTU通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)電表數(shù)據(jù)的采集，移植802. 11無線通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)通信； 所述嵌入式處理器外圍擴(kuò)展RS-485總線和USB-Host接口，所述RS-485總線連接多個(gè)智能電表，所述USB-Host接口連接無線通信模塊。與上述抄表裝置連接的多個(gè)電表的地址標(biāo)識(shí)，由所述抄表裝置上的Wi-Fi無線模塊的物理地址和所述裝置分配的Modbus總線地址兩部分組成，形成一個(gè)全球唯一的地址標(biāo)識(shí)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程管理中心對(duì)電表的唯一識(shí)別。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有以下突出的優(yōu)點(diǎn)
基于Wi-Fi的無線抄表裝置實(shí)現(xiàn)了下行多臺(tái)電表數(shù)據(jù)同時(shí)采集，采用Modbus-RTU現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議傳輸數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠；同時(shí)充分利用了 Wi-Fi高速率、組網(wǎng)方便的特點(diǎn)，保證了多臺(tái)電表大數(shù)據(jù)量數(shù)據(jù)傳輸高速可靠，大大減少了抄表時(shí)間，提高了抄表的效率和實(shí)時(shí)性。并且具有安裝簡(jiǎn)單、組網(wǎng)方便、維護(hù)工作量小的特點(diǎn)。


圖1是本發(fā)明基于Wi-Fi無線抄表裝置的總體結(jié)構(gòu)圖。圖2是本發(fā)明所涉及自動(dòng)抄表系統(tǒng)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。如圖1所示，一種基于Wi-Fi的無線抄表裝置，包括嵌入式處理器、存儲(chǔ)單元、時(shí)鐘模塊、下行通信模塊、上行通信模塊和電源模塊；所述時(shí)鐘模塊為所述嵌入式處理器運(yùn)行提供時(shí)鐘頻率，并為電表數(shù)據(jù)打上時(shí)間戳；所述下行通信模塊采用Modbus-RTU現(xiàn)場(chǎng)總線通信方式，連接多臺(tái)智能電表，負(fù)責(zé)完成與電表的數(shù)據(jù)交互，并將多個(gè)電表的數(shù)據(jù)采集至所述存儲(chǔ)單元，最多可連接32個(gè)電表；所述上行通信模塊采用Wi-Fi無線通信方式，能自動(dòng)搜索并連接至特定Wi-Fi無線網(wǎng)絡(luò)，并將所述存儲(chǔ)器中存放的電表的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸至管理中心。上述嵌入式處理器采用32位的高速ARM處理器，并移植嵌入式操作系統(tǒng)；移植 Modbus-RTU通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)電表數(shù)據(jù)的采集，移植802. 11無線通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)通信； 所述嵌入式處理器外圍擴(kuò)展RS-485總線和USB-Host接口，所述RS-485總線連接多個(gè)智能電表，所述USB-Host接口連接無線通信模塊。與上述抄表裝置連接的多個(gè)電表的地址標(biāo)識(shí)，由所述抄表裝置上的Wi-Fi無線模塊的物理地址和所述裝置分配的Modbus總線地址兩部分組成，形成一個(gè)全球唯一的地址標(biāo)識(shí)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程管理中心對(duì)電表的唯一識(shí)別。所述抄表裝置通過現(xiàn)場(chǎng)總線連接多臺(tái)電表，并在Modbus-RTU總線中處于主機(jī)的地位，主動(dòng)發(fā)送采集命令給各個(gè)電表，電表接收到命令后分析判斷命令是否發(fā)給自己，如果是則回應(yīng)電數(shù)據(jù)。所述抄表裝置通過Wi-Fi通信模塊連接至特定Wi-Fi無線網(wǎng)絡(luò)，并處于等待數(shù)據(jù)上傳狀態(tài)，一旦接收到遠(yuǎn)程管理中心下發(fā)的數(shù)據(jù)上傳指令則將實(shí)時(shí)采集的多個(gè)電表數(shù)據(jù)打包加密后上傳至管理中心。所述抄表裝置實(shí)現(xiàn)了下行多臺(tái)電表數(shù)據(jù)同時(shí)采集，采用Modbus-RTU現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議傳輸數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠；同時(shí)充分利用了 Wi-Fi高速率、組網(wǎng)方便的特點(diǎn)，保證了多臺(tái)電表大數(shù)據(jù)量數(shù)據(jù)傳輸高速可靠，大大減少了抄表時(shí)間，提高了抄表的效率和實(shí)時(shí)性。并且具有安裝簡(jiǎn)單、組網(wǎng)方便、維護(hù)工作量小的特點(diǎn)。采用所述抄表裝置可以很方便的組網(wǎng)，形成一個(gè)自動(dòng)抄表系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)較大范圍的自動(dòng)抄表。具體實(shí)現(xiàn)過程如圖2所示，自動(dòng)抄表系統(tǒng)主要包括管理中心3，電表1，和無線抄表裝置2。其中管理中心3是由服務(wù)器和管理終端組成，服務(wù)器通過hternet與Wi-Fi無線網(wǎng)絡(luò)通信，服務(wù)器安裝數(shù)據(jù)庫軟件，管理終端安裝抄表系統(tǒng)管理軟件及其相關(guān)組件，能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)電信息顯示、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)查詢、電量統(tǒng)計(jì)、電量收費(fèi)、統(tǒng)計(jì)報(bào)表及分配上下行數(shù)據(jù)傳輸速率等多項(xiàng)功能。電表1是具有通信輸出接口的數(shù)字型電表，該電表提供RS-485接口，通信協(xié)議為Modbus-RTU現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議，可以與自動(dòng)抄表裝置2的下行Modbus-RTU總線通信模塊實(shí)現(xiàn)通信交互。所述抄表裝置通過Modbus-RTU總線采集現(xiàn)場(chǎng)多個(gè)電表的數(shù)據(jù)，并通過無線傳輸至無線網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)一步傳輸至與無線網(wǎng)絡(luò)相連的有線網(wǎng)絡(luò)中，管理中心則將有線網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)獲取并存入服務(wù)器，管理終端上運(yùn)行抄表系統(tǒng)管理軟件則可以實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)多個(gè)電表數(shù)據(jù)的顯示、查詢、管理等業(yè)務(wù)。這樣構(gòu)成一個(gè)自動(dòng)抄表系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程對(duì)現(xiàn)場(chǎng)電表數(shù)據(jù)的采集與管理。
權(quán)利要求
1.一種基于Wi-Fi的無線抄表裝置，其特征在于，包括嵌入式處理器、存儲(chǔ)單元、時(shí)鐘模塊、下行通信模塊、上行通信模塊和電源模塊；所述時(shí)鐘模塊為所述嵌入式處理器運(yùn)行提供時(shí)鐘頻率，并為電表數(shù)據(jù)打上時(shí)間戳；所述下行通信模塊采用Modbus-RTU現(xiàn)場(chǎng)總線通信方式，連接多臺(tái)智能電表，負(fù)責(zé)完成與電表的數(shù)據(jù)交互，并將多個(gè)電表的數(shù)據(jù)采集至所述存儲(chǔ)單元；所述上行通信模塊采用Wi-Fi無線通信方式，能自動(dòng)搜索并連接至特定Wi-Fi無線網(wǎng)絡(luò)，并將所述存儲(chǔ)器中存放的電表的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸至管理中心。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于Wi-Fi的無線抄表裝置，其特征在于，所述嵌入式處理器采用32位的高速ARM處理器，并移植嵌入式操作系統(tǒng)；移植Modbus-RTU通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)電表數(shù)據(jù)的采集，移植802. 11無線通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)通信；所述嵌入式處理器外圍擴(kuò)展RS-485總線和USB-Host接口，所述RS-485總線連接多個(gè)智能電表，所述USB-Host接口連接無線通信模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于Wi-Fi的無線抄表裝置，其特征在于，與所述抄表裝置連接的多個(gè)電表的地址標(biāo)識(shí)，由所述抄表裝置上的Wi-Fi無線模塊的物理地址和所述裝置分配的Modbus總線地址兩部分組成，形成一個(gè)全球唯一的地址標(biāo)識(shí)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程管理中心對(duì)電表的唯一識(shí)別。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于Wi-Fi的無線抄表裝置。包括嵌入式處理器、存儲(chǔ)單元、時(shí)鐘模塊、下行通信模塊、上行通信模塊和電源模塊；所述時(shí)鐘模塊為所述嵌入式處理器運(yùn)行提供時(shí)鐘頻率，并為電表數(shù)據(jù)打上時(shí)間戳；所述下行通信模塊采用Modbus-RTU現(xiàn)場(chǎng)總線通信方式，連接多臺(tái)智能電表，負(fù)責(zé)完成與電表的數(shù)據(jù)交互，并將多個(gè)電表的數(shù)據(jù)采集至所述存儲(chǔ)單元；所述上行通信模塊采用Wi-Fi無線通信方式，能自動(dòng)搜索并連接至特定Wi-Fi無線網(wǎng)絡(luò)，并將所述存儲(chǔ)器中存放的電表的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸至管理中心。本抄表裝置實(shí)現(xiàn)了下行多臺(tái)電表數(shù)據(jù)同時(shí)采集，數(shù)據(jù)傳輸高速可靠，大大減少了抄表時(shí)間，提高了抄表的效率和實(shí)時(shí)性。并且具有安裝簡(jiǎn)單、組網(wǎng)方便、維護(hù)工作量小的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)H04L29/06GK102157057SQ20111011789
公開日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2011年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月9日
發(fā)明者侯維巖, 奚培鋒, 曾磊, 李乙, 李先茂, 王佳慧, 費(fèi)敏銳 申請(qǐng)人:上海大學(xué)