專利名稱：遠(yuǎn)程智能抄表系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無(wú)線智能通訊，特別是涉及遠(yuǎn)程智能抄表系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前的水、電、煤三表的抄表方式還是采用人工抄表的方式，不僅給用戶帶來(lái)了不便，而目占用大量的人力資源，造成收費(fèi)難的問(wèn)題；新興的IC卡技術(shù)，較為徹底地解決以上問(wèn)題，但對(duì)用戶買“水、電、氣”來(lái)說(shuō)還不甚便利，同時(shí)與用戶的使用信息也無(wú)法得到實(shí)時(shí)溝通，因此智能抄表和安全監(jiān)控成為行業(yè)發(fā)展的方向。要進(jìn)行智能抄表和安全監(jiān)控就必須建造傳輸數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸主要有數(shù)傳電臺(tái)、電話撥號(hào)、衛(wèi)星通訊鋪設(shè)專線等， 這些傳輸方式存在覆蓋范圍小、實(shí)時(shí)性差、投資及運(yùn)行費(fèi)用高等問(wèn)題。GPRS技術(shù)及互聯(lián)網(wǎng) Internet技術(shù)的發(fā)展，為工業(yè)監(jiān)控、遙測(cè)遙控領(lǐng)域的數(shù)據(jù)傳輸及數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)化管理提供了廣闊的平臺(tái)。自動(dòng)抄表技術(shù)(Automatic Meter Reading)是將數(shù)據(jù)自動(dòng)采集、傳輸和處理應(yīng)用于自來(lái)水、電力、燃?xì)?以下簡(jiǎn)稱水、電、氣)供應(yīng)與管理系統(tǒng)中的一項(xiàng)新技術(shù)。它從根本上克服了傳統(tǒng)的人工抄表模式的弊端，給水、電、氣的管理現(xiàn)代化帶來(lái)新的希望。隨著水、電、氣市場(chǎng)管理改革的不斷深入，對(duì)自動(dòng)抄表技術(shù)的研究必將成為熱點(diǎn)與方向。在國(guó)外，對(duì)自動(dòng)抄表技術(shù)的研究起步較早、且比較深入，從標(biāo)準(zhǔn)的制定到抄表專用芯片的生產(chǎn)都已經(jīng)比較成熟。在北美、加拿大等北美國(guó)家，自動(dòng)抄表系統(tǒng)早已廣泛應(yīng)用于抄表管理系統(tǒng)之中。自動(dòng)抄表已成為一個(gè)新的產(chǎn)業(yè)部門，國(guó)外有不少著名廠商已生產(chǎn)出AMR 系列產(chǎn)品，而且對(duì)AMR的研究也越來(lái)越深入。美國(guó)于1986年就建立了自動(dòng)抄表技術(shù)協(xié)會(huì)(AMRA)，近些年又成立了歐洲自動(dòng)抄表技術(shù)協(xié)會(huì)(EUR0AMRA)和英國(guó)自動(dòng)抄表技術(shù)協(xié)會(huì) (UKAMRA)。自動(dòng)抄表技術(shù)的應(yīng)用在一些發(fā)達(dá)國(guó)家已基本形成了規(guī)模?？傮w來(lái)看，目前國(guó)內(nèi)外的抄表方式大體可分為手動(dòng)方式、預(yù)付費(fèi)方式(由用戶通過(guò)向管理部門預(yù)先購(gòu)買磁卡、IC卡等，按購(gòu)買額供電，無(wú)需操作人員到達(dá)現(xiàn)場(chǎng))、半自動(dòng)抄表、自動(dòng)抄表方式等。我國(guó)對(duì)自動(dòng)抄表技術(shù)的研究起步較晚，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)還不成熟，但國(guó)家對(duì)自動(dòng)抄表技術(shù)的發(fā)展非常重視。建設(shè)部《2000年小康型城鄉(xiāng)住宅科技產(chǎn)業(yè)工程城市示范小區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)準(zhǔn)則(修改稿)》中已明確提出“推廣應(yīng)用戶外計(jì)量(含水、電、暖、燃?xì)獗?技術(shù)”。在 《中國(guó)住宅產(chǎn)品發(fā)展綱要》中也明確提出“實(shí)現(xiàn)方便查表，不干擾住戶，使大量人工查表工作逐步過(guò)渡到數(shù)字化傳送，開(kāi)發(fā)智能化的水、電、氣、熱計(jì)量裝置及接口箱框”。就目前而言， 各種抄表方式在國(guó)內(nèi)都有不同的研究和使用，但手動(dòng)抄表方式仍為主要的抄表方式。雖然預(yù)付費(fèi)方式在我國(guó)很多地區(qū)已有使用，但該方式需要用戶自己充值，給用戶帶來(lái)了不便，而且在防竊電方面還存在一定的缺陷，不宜推廣；有些地區(qū)采用了配合手持式采集器的半自動(dòng)抄表方式，但仍需人工采集，自動(dòng)化程度不高；有人提出采用有線組網(wǎng)單表或多表集抄系統(tǒng)，這需要布設(shè)網(wǎng)線，成本太高，而且不利于已建小區(qū)抄表系統(tǒng)的加裝與改造；還有人提出電力載波通信自動(dòng)抄表方式，但由于電力載波通信信道的質(zhì)量較差，不適于遠(yuǎn)距離傳輸，限制了它的推廣與發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供遠(yuǎn)程智能抄表系統(tǒng)。本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)一種遠(yuǎn)程智能抄表系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，數(shù)據(jù)服務(wù)中心，操作終端、集中器，采集器和客戶終端，其特征在于數(shù)據(jù)服務(wù)中心實(shí)時(shí)接受由監(jiān)控終端發(fā)送過(guò)來(lái)的各種數(shù)據(jù)，并經(jīng)過(guò)分揀進(jìn)行存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)發(fā)或顯示；而且也接受各個(gè)操作終端發(fā)送過(guò)來(lái)的充值、監(jiān)測(cè)、控制等各種指令，并把這些指令轉(zhuǎn)發(fā)給指定的監(jiān)控終端；數(shù)據(jù)服務(wù)中心和內(nèi)部的各個(gè)操作終端、服務(wù)器聯(lián)網(wǎng)，并和外部的GPRS網(wǎng)絡(luò)聯(lián)網(wǎng)；遠(yuǎn)程操作終端通過(guò)GPRS模塊與數(shù)據(jù)服務(wù)中心進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，由數(shù)據(jù)服務(wù)中心進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)的操作；集中器是一個(gè)以單片機(jī)為中心的信息處理系統(tǒng)，采用16位的微處理器設(shè)計(jì)。其內(nèi)置GSM /GPRS模塊和SIM卡；一個(gè)集中器可以與多個(gè)采集器相連；集中器從數(shù)據(jù)服務(wù)中心接收到的各種有效命令并響應(yīng)該命令，將客戶端的各種運(yùn)行信息發(fā)送給集中器，所述的能客戶端包括燃?xì)獗?、水表或電表。上述采集器采集器和客戶終端的數(shù)據(jù)采集器包括用戶用電量采集與顯示電路、 用戶用水量采集與顯示電路、用戶燃?xì)庥昧坎杉c顯示電路三種；采用了液晶顯示模塊 SMC1602A,客戶端的燃?xì)獗?、水表或電表的?shù)據(jù)采集器與集中器之間設(shè)有RS-485串口電路、無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊構(gòu)成的客戶端與無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊、RS-232串口電路?？蛻舳伺c管理端通過(guò)無(wú)線收發(fā)模塊構(gòu)成的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。手持終端是本系統(tǒng)的補(bǔ)充，在系統(tǒng)出現(xiàn)意外時(shí)進(jìn)行人工抄表。本發(fā)明遠(yuǎn)程智能抄表系統(tǒng)具體包括 1、數(shù)據(jù)服務(wù)中心
數(shù)據(jù)服務(wù)中心是整個(gè)北緯遠(yuǎn)程智能抄表系統(tǒng)的核心。它不僅實(shí)時(shí)接受由監(jiān)控終端發(fā)送過(guò)來(lái)的各種數(shù)據(jù)，并經(jīng)過(guò)分揀進(jìn)行存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)發(fā)或顯示；而且也接受各個(gè)操作終端發(fā)送過(guò)來(lái)的充值、監(jiān)測(cè)、控制等各種指令，并把這些指令轉(zhuǎn)發(fā)給指定的監(jiān)控終端。數(shù)據(jù)服務(wù)中心和內(nèi)部的各個(gè)操作終端、服務(wù)器聯(lián)網(wǎng)，并和外部的GPRS網(wǎng)絡(luò)聯(lián)網(wǎng)。 內(nèi)部的聯(lián)網(wǎng)比較簡(jiǎn)單，通過(guò)交換機(jī)或集線器組成一個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，并開(kāi)通一個(gè)端口啟動(dòng) SOCKET服務(wù)，和各個(gè)操作終端或服務(wù)器進(jìn)行通信。對(duì)于數(shù)據(jù)服務(wù)中心和GPRS網(wǎng)絡(luò)聯(lián)網(wǎng)的形式比較多，可根據(jù)不同的需要采取不同的方式。2、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器
數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器是采用SQL server 2000，負(fù)責(zé)存儲(chǔ)所有的用戶資料數(shù)據(jù)、“三表”運(yùn)行數(shù)據(jù)和各個(gè)監(jiān)控終端的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)，并向數(shù)據(jù)服務(wù)中心和操作終端提供數(shù)據(jù)服務(wù)。3、操作終端
操作終端通過(guò)局域網(wǎng)與數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、數(shù)據(jù)服務(wù)中心連接，.完成開(kāi)戶、傳遞參數(shù)、充值、監(jiān)測(cè)、控制、查詢、統(tǒng)計(jì)報(bào)表等各種操作；遠(yuǎn)程操作終端通過(guò)GPRS模塊與數(shù)據(jù)服務(wù)中心進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，由數(shù)據(jù)服務(wù)中心進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)的操作。操作終端以Windows系統(tǒng)為操作平臺(tái)， 采用圖形化界面，.操作簡(jiǎn)單、方便。4、集中器
集中器是一個(gè)以單片機(jī)為中心的小型信息處理系統(tǒng)，采用16位的微處理器設(shè)計(jì)。其內(nèi)置GSM /GPRS模塊，配一張開(kāi)通GPRS服務(wù)的SIM卡。一個(gè)集中器可以與多個(gè)采集器相連； 連接方式可以采用485總線或M-BUS總線，也可以采用小型的無(wú)線電臺(tái)進(jìn)行無(wú)線連接。集中器內(nèi)存儲(chǔ)與數(shù)據(jù)服務(wù)中心聯(lián)網(wǎng)的各種參數(shù)中心的IP地址、服務(wù)端口。集中器一加電便自動(dòng)運(yùn)行，搜索GPRS網(wǎng)絡(luò)，向數(shù)據(jù)服務(wù)中心進(jìn)行注冊(cè)并連接。如果沒(méi)有數(shù)據(jù)傳輸時(shí)可以進(jìn)入休眠狀態(tài)，一旦有數(shù)據(jù)需要發(fā)送或收到中心呼叫，便重新登陸數(shù)據(jù)服務(wù)中心進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。GSM短信作為備用通道，一旦GPRS網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障.立即啟動(dòng)GSM短信通道和數(shù)據(jù)服務(wù)中心進(jìn)行通信。5、采集器
接收集中器從數(shù)據(jù)服務(wù)中心接收到的各種有效命令并響應(yīng)該命令，將終端的各種運(yùn)行信息發(fā)送給集中器，并可隨時(shí)控制閥門的開(kāi)關(guān)，實(shí)時(shí)監(jiān)控計(jì)量用戶的使用情況或管網(wǎng)設(shè)備的運(yùn)行情況。本遠(yuǎn)程智能抄表系統(tǒng)硬件系統(tǒng)包括用戶三表數(shù)據(jù)采集顯示模塊、樓座單元數(shù)據(jù)集中模塊、RS-485串口電路、無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊構(gòu)成的客戶端與無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊、 RS-232串口電路、上位管理計(jì)算機(jī)構(gòu)成的管理端兩部分。客戶端與管理端通過(guò)無(wú)線收發(fā)模塊構(gòu)成的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。本發(fā)明遠(yuǎn)程智能抄表系統(tǒng)集成與性能分析
本發(fā)明三表計(jì)量電路及單元集中電路均采用STC89系列單片機(jī)，該系列單片機(jī)具有在線可編程功能(ISP)，通過(guò)ISP端口將軟件可執(zhí)行代碼寫入電路芯片。單元集中器與用戶 “三表”之間通信線采用帶屏蔽的雙絞電纜。由于GPRS模塊采用Saro3130P GPRS DTU，使用時(shí)只需將其作為一個(gè)采用RS232接口的通信器件使用即可。在用戶計(jì)量?jī)x表系統(tǒng)中，顯示電路的功耗設(shè)計(jì)是一個(gè)必須考慮的問(wèn)題。本發(fā)明中， “三表”顯示電路采用了液晶顯示模塊SMC1602A。正常情況下SMC1602A背光電源斷開(kāi)，其工作電流只有2mA，大大降低了系統(tǒng)功耗；另外，電能測(cè)量芯片ADE7751正常工作時(shí)其電流也只有3mA ；串行E2PR0M芯片AT24C04最大工作電流為3mA ；時(shí)鐘芯片DS1302最大工作電流為0. 3mA ；單片機(jī)芯片晶振為12M時(shí)在激活模式下工作電流約為20mA左右。綜合考慮各方面因素，整個(gè)系統(tǒng)的平均功耗約為0. 15W左右。在數(shù)據(jù)安全方面，系統(tǒng)中都采用了串行EEPR0M，來(lái)對(duì)重要的數(shù)據(jù)(用戶編號(hào)和用電量等)具有掉電保護(hù)功能。對(duì)于用戶燃?xì)?、用水?jì)量系統(tǒng)，本設(shè)計(jì)設(shè)有備用電源，保證了掉電情況下，計(jì)量系統(tǒng)能夠正常工作。在信號(hào)傳輸線路上，由于RS-485的通信距離較遠(yuǎn)，傳輸速率較低，所以在總線終端進(jìn)行了匹配，并采用帶屏蔽的雙絞電纜作為傳輸線。這樣就在一定程度上有效的防止了信號(hào)在傳輸過(guò)程中被干擾，使信號(hào)能夠精確的傳輸。系統(tǒng)通信過(guò)程中，由于信道上各種因素的影響，傳輸信號(hào)會(huì)受到一定程度的干擾， 又由于采用串行異步通信方式，僅靠奇偶校驗(yàn)是不夠的。所以本系統(tǒng)采用了 DL/T-645電表通信協(xié)議中規(guī)定的(CS)校驗(yàn)。本遠(yuǎn)程智能抄表系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)效益分析
本遠(yuǎn)程智能抄表系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)抄表到戶，避免人為抄表誤差，減少客戶投訴，提高服務(wù)質(zhì)量；簡(jiǎn)化管理層次，減少管理費(fèi)用，降低成本；建立先進(jìn)的能源計(jì)量管理方式，提高水、電、氣行業(yè)管理企業(yè)的信息化管理水平；實(shí)時(shí)監(jiān)控，提高抄表率；根據(jù)獲得的準(zhǔn)確資料，分析小區(qū)內(nèi)損耗情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障及維修，降低損耗率；對(duì)于懷疑盜水的用戶實(shí)行長(zhǎng)期實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，及時(shí)處理，減少企業(yè)損失；為行業(yè)管理公司的成本分析、生產(chǎn)調(diào)度、損耗統(tǒng)計(jì)提供準(zhǔn)確的資料，實(shí)現(xiàn)合理調(diào)度，提高資源利用率； 本遠(yuǎn)程智能抄表系統(tǒng)特點(diǎn)
提高抄表效率，出戶自動(dòng)抄表，自動(dòng)計(jì)算費(fèi)用，實(shí)時(shí)監(jiān)控用電量，采集量大、模塊化。可靠性、精確性、先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)性、分散控制、集中管理，可以通過(guò)有線網(wǎng)為業(yè)主提供相應(yīng)數(shù)據(jù)。本遠(yuǎn)程智能抄表系統(tǒng)硬件功能，實(shí)時(shí)讀取表度數(shù)，凍結(jié)指定日期的度數(shù)，凍結(jié)指定時(shí)間段度數(shù)，停電后數(shù)據(jù)能可靠永久保存。本遠(yuǎn)程智能抄表系統(tǒng)軟件功能，
自動(dòng)遠(yuǎn)程抄表根據(jù)指定日期自動(dòng)抄表。費(fèi)用統(tǒng)計(jì)/打印按月進(jìn)行費(fèi)用計(jì)算。實(shí)時(shí)監(jiān)控計(jì)算實(shí)時(shí)功率，并以圖表顯示；停表提示；異常提示；用電量異常。讀數(shù)查詢/打印 可隨時(shí)查詢每月用電數(shù)，并可打印。權(quán)限控制根據(jù)不同角色設(shè)定不同的權(quán)限，使數(shù)據(jù)更加安全。數(shù)據(jù)備份/還原當(dāng)數(shù)據(jù)遭到毀壞性破壞時(shí)，可恢復(fù)最近備份的數(shù)據(jù)，將損失降低到最小。初始參數(shù)設(shè)定如設(shè)定集中器時(shí)間、集中器地址、采集器地址等。本遠(yuǎn)程智能抄表系統(tǒng)創(chuàng)新及優(yōu)點(diǎn)
本遠(yuǎn)程智能抄表系統(tǒng)是將非電量檢測(cè)技術(shù)、微電子控制技術(shù)、無(wú)線電技術(shù)、無(wú)線數(shù)字傳輸技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息安全技術(shù)和軟件技術(shù)于一體的高新技術(shù)產(chǎn)品，應(yīng)用且獨(dú)立于水、電、煤氣主干網(wǎng)上計(jì)量器具計(jì)量數(shù)據(jù)信息的提取和數(shù)據(jù)管理，提高了該行業(yè)的信息化管理水平，改變了水、電、煤氣的管理現(xiàn)狀，使之煥然一新。避免了目前抄表工作中人情用水、 電、煤氣，徇私舞弊等現(xiàn)象；解決了目前抄表難度大、勞動(dòng)強(qiáng)度高等問(wèn)題，特別是解決了管理系統(tǒng)中一直難以解決的高可靠性、高準(zhǔn)確性和低功耗問(wèn)題。本遠(yuǎn)程智能抄表系統(tǒng)采用GPRS技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無(wú)線遠(yuǎn)程傳輸，操作終端通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)與數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、數(shù)據(jù)服務(wù)中心連接，.完成開(kāi)戶、傳遞參數(shù)、充值、監(jiān)測(cè)、控制、查詢、統(tǒng)計(jì)報(bào)表等各種操作；可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)“水、電、氣”用量，并產(chǎn)生各種統(tǒng)計(jì)報(bào)表，為行業(yè)管理公司的成本分析、生產(chǎn)調(diào)度、損耗統(tǒng)計(jì)提供準(zhǔn)確的資料，實(shí)現(xiàn)合理調(diào)度，提高資源利用率，同時(shí)為市政決策、建設(shè)提供依據(jù)；對(duì)一些違章用戶停止供電、水、氣；根據(jù)獲得的準(zhǔn)確資料，分析小區(qū)內(nèi)損耗情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障及維修，降低損耗率。本遠(yuǎn)程智能抄表系統(tǒng)為使電池的使用壽命達(dá)到6年，結(jié)合電池的使用特點(diǎn)，采用軟、硬件配合，雙管齊下；硬件電路選用超低耗芯片和優(yōu)化電路設(shè)計(jì)，使得系統(tǒng)靜態(tài)電流小于3mA，無(wú)線收發(fā)電流小于50mA ；軟件主控系統(tǒng)采用間斷控制MCU休眠，使用戶在使用時(shí)既感覺(jué)不到停頓，又實(shí)現(xiàn)了本項(xiàng)目產(chǎn)品的節(jié)能效果。本遠(yuǎn)程智能抄表系統(tǒng)通過(guò)GPRS雙向系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)檢測(cè)儀表的遠(yuǎn)程控制，進(jìn)行參數(shù)調(diào)整、開(kāi)關(guān)等控制操作。且覆蓋范圍廣，能滿足山區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)和跨地區(qū)的接入需求。前期投資少、見(jiàn)效快，后期升級(jí)、維護(hù)成本低。本遠(yuǎn)程智能抄表系統(tǒng)為增強(qiáng)本無(wú)線抄表傳輸系統(tǒng)的抗干擾性，本項(xiàng)目首次在無(wú)線民用產(chǎn)品采433和470MHZ跳頻收發(fā)系統(tǒng)，使用雙信道傳輸，避免了無(wú)線通信的同頻干擾，增強(qiáng)了傳輸?shù)目煽啃院蜏?zhǔn)確性。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。如圖所示，本發(fā)明遠(yuǎn)程智能抄表系統(tǒng)，包括
1、數(shù)據(jù)服務(wù)中心
數(shù)據(jù)服務(wù)中心是整個(gè)北緯遠(yuǎn)程智能抄表系統(tǒng)的核心。它不僅實(shí)時(shí)接受由監(jiān)控終端發(fā)送過(guò)來(lái)的各種數(shù)據(jù)，并經(jīng)過(guò)分揀進(jìn)行存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)發(fā)或顯示；而且也接受各個(gè)操作終端發(fā)送過(guò)來(lái)的充值、監(jiān)測(cè)、控制等各種指令，并把這些指令轉(zhuǎn)發(fā)給指定的監(jiān)控終端。數(shù)據(jù)服務(wù)中心和內(nèi)部的各個(gè)操作終端、服務(wù)器聯(lián)網(wǎng)，并和外部的GPRS網(wǎng)絡(luò)聯(lián)網(wǎng)。 內(nèi)部的聯(lián)網(wǎng)比較簡(jiǎn)單，通過(guò)交換機(jī)或集線器組成一個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，并開(kāi)通一個(gè)端口啟動(dòng) SOCKET服務(wù)，和各個(gè)操作終端或服務(wù)器進(jìn)行通信。對(duì)于數(shù)據(jù)服務(wù)中心和GPRS網(wǎng)絡(luò)聯(lián)網(wǎng)的形式比較多，可根據(jù)不同的需要采取不同的方式。系統(tǒng)功能主要有
(1)通過(guò)hternet連接到移動(dòng)的GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)或通過(guò)移動(dòng)的APN專用GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)對(duì)集中器的GPRS模塊提供數(shù)據(jù)通訊服務(wù)，可以對(duì)GPRS模塊呼叫、數(shù)據(jù)通訊、合法性檢查；
(2)SOCKET服務(wù)和操作終端連接進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊、合法性檢查；
(3)數(shù)據(jù)庫(kù)操作將通訊記錄存入日志信息庫(kù)；
(4)接收用戶的報(bào)警，并做相應(yīng)的處理。2、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器
數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器是采用SQL server 2000，負(fù)責(zé)存儲(chǔ)所有的用戶資料數(shù)據(jù)、“三表”運(yùn)行數(shù)據(jù)和各個(gè)監(jiān)控終端的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)，并向數(shù)據(jù)服務(wù)中心和操作終端提供數(shù)據(jù)服務(wù)。3、操作終端
操作終端通過(guò)局域網(wǎng)與數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、數(shù)據(jù)服務(wù)中心連接，.完成開(kāi)戶、傳遞參數(shù)、充值、監(jiān)測(cè)、控制、查詢、統(tǒng)計(jì)報(bào)表等各種操作；遠(yuǎn)程操作終端通過(guò)GPRS模塊與數(shù)據(jù)服務(wù)中心進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，由數(shù)據(jù)服務(wù)中心進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)的操作。操作終端以Windows系統(tǒng)為操作平臺(tái)， 采用圖形化界面，.操作簡(jiǎn)單、方便，有以下特點(diǎn)
(1)直觀的用戶地圖。用戶管理界而采用數(shù)字地圖，界面可放大縮小。在此界面上可觀察到各個(gè)用戶的運(yùn)行情況。通過(guò)點(diǎn)擊用戶即可進(jìn)入該用戶實(shí)時(shí)曲線界面。(2)完善的報(bào)表功能。系統(tǒng)可以針對(duì)某一用戶、某一站點(diǎn)或者整個(gè)系統(tǒng)自動(dòng)做出日?qǐng)?bào)表、月報(bào)表、年度報(bào)表等匯總報(bào)表。日?qǐng)?bào)表統(tǒng)計(jì)一天M h小時(shí)的運(yùn)行參數(shù)和累計(jì)流量以及用氣、用電、用水情況；月報(bào)表統(tǒng)計(jì)每天的運(yùn)行數(shù)據(jù)，列出每天的用氣、用電、用水情況； 年度報(bào)表統(tǒng)計(jì)一年12個(gè)月每月的用氣、用電、用水情況。報(bào)表可按照用戶要求定制，直接進(jìn)行預(yù)覽、打印。(3)實(shí)用的圖表曲線功能。系統(tǒng)可以針對(duì)某一站點(diǎn)、某一用戶或者整個(gè)系統(tǒng)自動(dòng)做出日用氣、用電、用水量直方圖、趨勢(shì)曲線；月用氣、用電、用水量直方圖趨勢(shì)曲線；年用氣、 用電、用水量直方圖、趨勢(shì)曲線。直觀的反映出各個(gè)用戶的使用情況；曲線可任意放大、縮小和拖動(dòng)。
(4)故障處理和報(bào)警功能。主控系統(tǒng)對(duì)出現(xiàn)的通信故障和數(shù)據(jù)超限會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生報(bào)警，并將產(chǎn)生報(bào)警的時(shí)間和原因記錄入數(shù)據(jù)庫(kù)。報(bào)警方式為窗口提示、聲音報(bào)警等。(5)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫(kù)查詢功能。操作員可通過(guò)設(shè)置不同的查詢條件(包括時(shí)間、用戶、數(shù)據(jù)范圍等)從數(shù)據(jù)庫(kù)中獲得各種歷史數(shù)據(jù)，顯示當(dāng)前時(shí)刻的瞬時(shí)流量、累計(jì)流量等參數(shù)。也可查詢報(bào)警記錄，獲得產(chǎn)生報(bào)警的時(shí)間和原因。數(shù)據(jù)庫(kù)可方便的進(jìn)行維護(hù)。數(shù)據(jù)庫(kù)采用SQL SERVER網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)，可對(duì)各種數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并在權(quán)限范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)或遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)共享。(6)完整的設(shè)備數(shù)據(jù)庫(kù)。軟件中可錄入每個(gè)站點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)所用設(shè)備、管徑等，以及現(xiàn)場(chǎng)聯(lián)系人的名字和電話，使用起來(lái)更方便。(7)系統(tǒng)安全設(shè)置。系統(tǒng)設(shè)置多級(jí)權(quán)限，不同權(quán)限的功能有所不同。系統(tǒng)管理員可以使用所有的功能。對(duì)一般用戶限制進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)、系統(tǒng)維護(hù)等一些涉及系統(tǒng)內(nèi)部安全的功能操作。4、集中器
集中器是一個(gè)以單片機(jī)為中心的小型信息處理系統(tǒng)，采用16位的微處理器設(shè)計(jì)。其內(nèi)置GSM /GPRS模塊，配一張開(kāi)通GPRS服務(wù)的SIM卡。一個(gè)集中器可以與多個(gè)采集器相連； 連接方式可以采用485總線或M-BUS總線，也可以采用小型的無(wú)線電臺(tái)進(jìn)行無(wú)線連接。集中器內(nèi)存儲(chǔ)與數(shù)據(jù)服務(wù)中心聯(lián)網(wǎng)的各種參數(shù)中心的IP地址、服務(wù)端口。集中器一加電便自動(dòng)運(yùn)行，搜索GPRS網(wǎng)絡(luò)，向數(shù)據(jù)服務(wù)中心進(jìn)行注冊(cè)并連接。如果沒(méi)有數(shù)據(jù)傳輸時(shí)可以進(jìn)入休眠狀態(tài)，一旦有數(shù)據(jù)需要發(fā)送或收到中心呼叫，便重新登陸數(shù)據(jù)服務(wù)中心進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。GSM短信作為備用通道，一旦GPRS網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障.立即啟動(dòng)GSM短信通道和數(shù)據(jù)服務(wù)中心進(jìn)行通信。5、采集器
接收集中器從數(shù)據(jù)服務(wù)中心接收到的各種有效命令并響應(yīng)該命令，將客戶終端的各種運(yùn)行信息發(fā)送給集中器，并可隨時(shí)控制閥門的開(kāi)關(guān)，實(shí)時(shí)監(jiān)控計(jì)量用戶的使用情況或管網(wǎng)設(shè)備的運(yùn)行情況。本發(fā)明遠(yuǎn)程智能抄表系統(tǒng)單元電路結(jié)構(gòu)包括 1、數(shù)據(jù)采集顯示模塊
數(shù)據(jù)采集顯示模塊包括用戶用電量采集與顯示電路、用戶用水量采集與顯示電路、用戶燃?xì)庥昧坎杉c顯示電路三種形式。(1)用戶用電量采集電路方案
采用ADI公司推出的單片電能計(jì)量專用芯片ADE7751與微處理器設(shè)計(jì)成的全電子式多費(fèi)率電能表來(lái)實(shí)現(xiàn)用戶用電量數(shù)據(jù)采集。(2)用戶用水量采集電路方案
采用南京迪泰爾儀表機(jī)電設(shè)備有限公司(中文網(wǎng)址迪泰爾.中國(guó))生產(chǎn)的脈沖式智能渦街流量計(jì)傳感器與微處理器設(shè)計(jì)成的數(shù)字式水表，直接利用流量傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，這種數(shù)據(jù)采集方式是通過(guò)傳感器直接將水量轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字脈沖或相應(yīng)大小的輸出電流，采集的數(shù)據(jù)可通過(guò)相應(yīng)的控制芯片實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)積算、存儲(chǔ)并驅(qū)動(dòng)LED或LCD顯示。(3)用戶燃?xì)庥昧坎杉娐贩桨?br> 采用南京迪泰爾儀表機(jī)電設(shè)備有限公司(中文網(wǎng)址迪泰爾.中國(guó))生產(chǎn)的脈沖式智能渦街流量計(jì)傳感器與微處理器設(shè)計(jì)成的數(shù)字式燃?xì)獗韺?shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)、積算、顯示、傳輸?shù)纫蟆?br> 2、單元集中器模塊
在每個(gè)樓座的每個(gè)單元中加入一個(gè)單元集中器。單元集中器與每個(gè)數(shù)據(jù)采集部件通過(guò) RS-485通信串口線相連，用來(lái)實(shí)現(xiàn)每個(gè)客戶終端“三表”數(shù)據(jù)的定時(shí)接收與存儲(chǔ)，它是“三表”與無(wú)線收發(fā)模塊的一個(gè)緩沖部分。單元集中器與無(wú)線收發(fā)模塊之間的數(shù)據(jù)傳輸則是通過(guò)RS-232串口完成。(1)無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊
本系統(tǒng)中，客戶端的單元集中器管理端的PC機(jī)之間數(shù)據(jù)傳輸是通過(guò)GPRS通信方式實(shí)現(xiàn)無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸方式實(shí)現(xiàn)的。(2)數(shù)據(jù)通信方案
單元集中器與用戶“三表”的通信屬于多機(jī)通信。單元集中器為主機(jī)，各用戶的數(shù)字式“三表”是從機(jī)，主、從機(jī)之間通過(guò)串口 T)(D和RXD采用RS-485通信。主機(jī)發(fā)送的信息可以傳送到所有的從機(jī)，也可以指定單一的從機(jī)接收，而從機(jī)發(fā)送的信息只能被主機(jī)接收， 各從機(jī)之間不能進(jìn)行通信。本發(fā)明系統(tǒng)中，三表計(jì)量電路及單元集中電路均采用STC89系列單片機(jī)，該系列單片機(jī)具有在線可編程功能(ISP)，通過(guò)ISP端口將軟件可執(zhí)行代碼寫入電路芯片。單元集中器與用戶“三表”之間通信線采用帶屏蔽的雙絞電纜。由于GPRS模塊采用SarO3130P GPRS DTU，使用時(shí)只需將其作為一個(gè)采用RS232接口的通信器件使用即可。在用戶計(jì)量?jī)x表系統(tǒng)中，顯示電路的功耗設(shè)計(jì)是一個(gè)必須考慮的問(wèn)題。本系統(tǒng)中， “三表”顯示電路采用了液晶顯示模塊SMC1602A。正常情況下SMC1602A背光電源斷開(kāi)，其工作電流只有2mA，大大降低了系統(tǒng)功耗；另外，電能測(cè)量芯片ADE7751正常工作時(shí)其電流也只有3mA ；串行E2PR0M芯片AT24C04最大工作電流為3mA ；時(shí)鐘芯片DS1302最大工作電流為0. 3mA ；單片機(jī)芯片晶振為12M時(shí)在激活模式下工作電流約為20mA左右。綜合考慮各方面因素，整個(gè)系統(tǒng)的平均功耗約為0. 15W左右。在數(shù)據(jù)安全方面，系統(tǒng)中都采用了串行EEPR0M，來(lái)對(duì)重要的數(shù)據(jù)(用戶編號(hào)和用電量等)具有掉電保護(hù)功能。對(duì)于用戶燃?xì)?、用水?jì)量系統(tǒng)，本設(shè)計(jì)設(shè)有備用電源，保證了掉電情況下，計(jì)量系統(tǒng)能夠正常工作。在信號(hào)傳輸線路上，由于RS-485的通信距離較遠(yuǎn)，傳輸速率較低，所以在總線終端進(jìn)行了匹配，并采用帶屏蔽的雙絞電纜作為傳輸線。這樣就在一定程度上有效的防止了信號(hào)在傳輸過(guò)程中被干擾，使信號(hào)能夠精確的傳輸。系統(tǒng)通信過(guò)程中，由于信道上各種因素的影響，傳輸信號(hào)會(huì)受到一定程度的干擾， 又由于采用串行異步通信方式，僅靠奇偶校驗(yàn)是不夠的。所以本系統(tǒng)采用了 DL/T-645電表通信協(xié)議中規(guī)定的(CS )校驗(yàn)。本發(fā)明遠(yuǎn)程智能抄表系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo) A、系統(tǒng)容量
采集器容量最多接255塊電表；
系統(tǒng)容量原則上不受每表一號(hào)的限制，實(shí)際可根據(jù)需要和主站電腦的容量確定；B、通信距離
采集器與電表采用RS-485接口及屏蔽雙絞線，距離彡500m。
主站與采集器采用GPRS網(wǎng)絡(luò)作為通信介質(zhì)，距離不受限制；
C、通信成功率主站與采集器之間，采用基于可靠連接的TCP/IP協(xié)議，通信成功率為 100% ；
D、完全符合IEC1107標(biāo)準(zhǔn)及國(guó)電公司DL/T645《多功能電能表通訊規(guī)約》；
E、工作電源交流220V士 20%，50Hz ；
F、通信速率1200bps 33. 6kbps ；
G、采集器功耗<1.5W ；
H、工作環(huán)境條件
溫度-10°C 50°C，相對(duì)濕度彡90% ；
I、耐壓強(qiáng)度2KV；絕緣電阻2M歐姆；
J、電表數(shù)據(jù)抄收率、可靠性和讀數(shù)準(zhǔn)確率達(dá)到100%。
權(quán)利要求
1.遠(yuǎn)程智能抄表系統(tǒng)，其特征在于，包括數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，數(shù)據(jù)服務(wù)中心，操作終端、集中器，采集器和客戶終端，其特征在于數(shù)據(jù)服務(wù)中心實(shí)時(shí)接受由監(jiān)控終端發(fā)送過(guò)來(lái)的各種數(shù)據(jù)，并經(jīng)過(guò)分揀進(jìn)行存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)發(fā)或顯示；而且也接受各個(gè)操作終端發(fā)送過(guò)來(lái)的充值、監(jiān)測(cè)、控制等各種指令，并把這些指令轉(zhuǎn)發(fā)給指定的監(jiān)控終端；數(shù)據(jù)服務(wù)中心和內(nèi)部的各個(gè)操作終端、服務(wù)器聯(lián)網(wǎng)，并和外部的GPRS網(wǎng)絡(luò)聯(lián)網(wǎng)；遠(yuǎn)程操作終端通過(guò)GPRS模塊與數(shù)據(jù)服務(wù)中心進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，由數(shù)據(jù)服務(wù)中心進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)的操作；集中器是一個(gè)以單片機(jī)為中心的信息處理系統(tǒng)，采用16位的微處理器設(shè)計(jì)，其內(nèi)置GSM /GPRS模塊和SIM卡；一個(gè)集中器可以與多個(gè)采集器相連；集中器從數(shù)據(jù)服務(wù)中心接收到的各種有效命令并響應(yīng)該命令，將客戶端的各種運(yùn)行信息發(fā)送給集中器，所述的能客戶端包括燃?xì)獗?、水表或電表?br> 2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)程智能抄表系統(tǒng)，其特征在于所述采集器采集器和客戶終端是數(shù)據(jù)采集顯示模塊，包括用戶用電量采集與顯示電路、用戶用水量采集與顯示電路、用戶燃?xì)庥昧坎杉c顯示電路三種；采用了液晶顯示模塊SMC1602A，客戶端的燃?xì)獗怼?水表或電表的數(shù)據(jù)采集器采集器與集中器之間設(shè)有RS-485串口電路、無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊構(gòu)成的客戶端與無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊、RS-232串口電路，客戶端與管理端通過(guò)無(wú)線收發(fā)模塊構(gòu)成的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的遠(yuǎn)程智能抄表系統(tǒng)，其特征在于所述采集器和客戶終端是用戶用電量采集電路，是采用ADI公司推出的單片電能計(jì)量專用芯片ADE7751與微處理器設(shè)計(jì)成的全電子式多費(fèi)率電能表。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的遠(yuǎn)程智能抄表系統(tǒng)，其特征在于所述采集器和客戶終端是用戶用水量采集電路，是用脈沖式智能渦街流量計(jì)傳感器與微處理器設(shè)計(jì)成的數(shù)字式水表，采集的數(shù)據(jù)可通過(guò)相應(yīng)的控制芯片實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)積算、存儲(chǔ)并驅(qū)動(dòng)LED或LCD顯示。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的遠(yuǎn)程智能抄表系統(tǒng)，其特征在于所述采集器和客戶終端是用戶燃?xì)庥昧坎杉娐?，是用脈沖式智能渦街流量計(jì)傳感器與微處理器設(shè)計(jì)成的數(shù)字式燃?xì)獗怼?br> 全文摘要
本發(fā)明遠(yuǎn)程智能抄表系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，數(shù)據(jù)服務(wù)中心，操作終端、集中器，采集器和客戶終端，一個(gè)集中器可以與多個(gè)采集器相連；集中器從數(shù)據(jù)服務(wù)中心接收到的各種有效命令并響應(yīng)該命令，將客戶端的各種運(yùn)行信息發(fā)送給集中器，所述的能客戶端包括燃?xì)獗怼⑺砘螂姳?。本發(fā)明遠(yuǎn)程智能抄表系統(tǒng)是將非電量檢測(cè)技術(shù)、微電子控制技術(shù)、無(wú)線電技術(shù)、無(wú)線數(shù)字傳輸技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息安全技術(shù)和軟件技術(shù)于一體應(yīng)用且獨(dú)立于水、電、煤氣主干網(wǎng)上計(jì)量器具計(jì)量數(shù)據(jù)信息的提取和數(shù)據(jù)管理，提高了行業(yè)的信息化管理水平。
文檔編號(hào)H04L29/08GK102270383SQ201110227760
公開(kāi)日2011年12月7日 申請(qǐng)日期2011年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月10日
發(fā)明者李蓉 申請(qǐng)人:李蓉