一種基于ZigBee和GPRS的遠(yuǎn)程無線抄表系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種基于ZigBee和GPRS的遠(yuǎn)程無線抄表系統(tǒng)，所述系統(tǒng)若干計(jì)量表，其還包括數(shù)據(jù)集中收發(fā)器、數(shù)據(jù)控制中心以及后臺(tái)控制中心，所述計(jì)量表為智能計(jì)量表，若干智能計(jì)量表通過ZigBee網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)集中收發(fā)器數(shù)據(jù)相接，所述數(shù)據(jù)集中收發(fā)器通過ZigBee網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)控制中心數(shù)據(jù)相接，所述數(shù)據(jù)控制中心通過GPRS網(wǎng)絡(luò)與后臺(tái)控制中心數(shù)據(jù)相接。該系統(tǒng)避免大量布線，極大地降低施工難度，而數(shù)據(jù)傳輸準(zhǔn)確、穩(wěn)定可靠。
【專利說明】—種基于ZigBee和GPRS的遠(yuǎn)程無線抄表系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種抄表系統(tǒng)，尤其是指一種遠(yuǎn)程無線抄表系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著供水部門、供電部門、供氣部門對(duì)“一戶一表”工程改造的推進(jìn)，以及對(duì)自動(dòng)化的要求，遠(yuǎn)程無線抄表系統(tǒng)已成為水、電、氣自動(dòng)化管理和智能化控制不可缺少的組成部分。采用遠(yuǎn)程無線抄表系統(tǒng)可以杜絕人工抄表產(chǎn)生的誤抄、漏抄、估抄等人為錯(cuò)誤，還可以提高工作效率、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、減員增效，實(shí)現(xiàn)從數(shù)據(jù)采集到收費(fèi)單的打印都自動(dòng)完成。
[0003]但是現(xiàn)有的遠(yuǎn)程無線無線抄表系統(tǒng)基于現(xiàn)有的無線數(shù)據(jù)和有線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，普遍存在施工難度大、數(shù)據(jù)采集準(zhǔn)備、傳輸傳輸不穩(wěn)定以及維護(hù)不便等諸多問題。
[0004]ZigBee是一種低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本且數(shù)據(jù)可靠性高的雙向無線通信技術(shù)，主要用于自動(dòng)、遠(yuǎn)程控制領(lǐng)域及家用設(shè)備聯(lián)網(wǎng)。ZigBee依據(jù)IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)，在節(jié)點(diǎn)間相互協(xié)調(diào)實(shí)現(xiàn)通信。它可由多到65000個(gè)無線模塊組成I個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間的距離可以從標(biāo)準(zhǔn)的75m到擴(kuò)展后的幾百米，甚至幾千米。無線數(shù)據(jù)傳輸速率高達(dá)76.8Kb/s。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有遠(yuǎn)程無線抄表系統(tǒng)所存在的各項(xiàng)問題，而提供一種基于ZigBee和GPRS的遠(yuǎn)程無線抄表系統(tǒng)。該系統(tǒng)避免大量布線，極大地降低施工難度，而數(shù)據(jù)傳輸準(zhǔn)確、穩(wěn)定可靠。
[0006]為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用如下的技術(shù)方案:
[0007]一種基于ZigBee和GPRS的遠(yuǎn)程無線抄表系統(tǒng)，所述系統(tǒng)若干計(jì)量表，所述系統(tǒng)還包括數(shù)據(jù)集中收發(fā)器、數(shù)據(jù)控制中心以及后臺(tái)控制中心，所述計(jì)量表為智能計(jì)量表，若干智能計(jì)量表通過ZigBee網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)集中收發(fā)器數(shù)據(jù)相接，所述數(shù)據(jù)集中收發(fā)器通過ZigBee網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)控制中心數(shù)據(jù)相接，所述數(shù)據(jù)控制中心通過GPRS網(wǎng)絡(luò)與后臺(tái)控制中心數(shù)據(jù)相接。
[0008]進(jìn)一步的，所述智能計(jì)量表包括計(jì)量表、傳感器、信號(hào)處理電路、MCU、ZigBee模塊、電源部分，所述傳感器的探測(cè)端與計(jì)量表配合設(shè)置，其輸出端與信號(hào)處理電路的輸入端相接，所述信號(hào)處理電路的輸出端與MCU相接，所述MCU與ZigBee模塊相接，所述電源部分別與傳感器、信號(hào)處理電路、MCU以及ZigBee模塊電連接。
[0009]進(jìn)一步的，所述數(shù)據(jù)集中收發(fā)器包括包括ZigBee模塊、微控制器、存儲(chǔ)模塊，所述微控制器控制連接ZigBee模塊和存儲(chǔ)模塊。
[0010]再進(jìn)一步的，所述微控制器為單片機(jī)PIC18LF4620。
[0011]再進(jìn)一步的，所述ZigBee模塊為CC2430芯片。
[0012]進(jìn)一步的，所述數(shù)據(jù)控制中心由ZigBee模塊、32位的嵌入式微處理器、存儲(chǔ)模塊、GPRS模塊以及外圍部分組成，所述32位的嵌入式微處理器分別控制連接ZigBee模塊、存儲(chǔ)模塊、GPRS模塊以及外圍部分。[0013]再進(jìn)一步的，所述32位的嵌入式微處理器為S3C24110芯片。
[0014]本實(shí)用新型將CC2430芯片與微控制系統(tǒng)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)無線遠(yuǎn)程四表控制和對(duì)流量數(shù)據(jù)的讀取，結(jié)合ZigBee特點(diǎn)和系統(tǒng)各部分的功能，建立了系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。可以杜絕人工抄表產(chǎn)生的誤抄、漏抄、估抄等人為錯(cuò)誤，還可以提高工作效率、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、減員增效，實(shí)現(xiàn)從數(shù)據(jù)采集到收費(fèi)單的打印都自動(dòng)完成。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]以下結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】來進(jìn)一步說明本實(shí)用新型。
[0016]圖1為本實(shí)用新型的系統(tǒng)框圖；
[0017]圖2為本實(shí)用新型中智能表結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖3為本實(shí)用新型中數(shù)據(jù)集中收發(fā)器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖4為本實(shí)用新型中數(shù)據(jù)控制中心結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]為了使本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。
[0021]參見圖1，本實(shí)用新型提供的基于ZigBee和GPRS的遠(yuǎn)程無線抄表系統(tǒng)100主要包括若干前端智能計(jì)量表101、數(shù)據(jù)集中收發(fā)器102、數(shù)據(jù)控制中心103以及后臺(tái)控制中心104。其中，智能計(jì)量表101通過ZigBee網(wǎng)絡(luò)105與數(shù)據(jù)集中收發(fā)器102數(shù)據(jù)相接，而數(shù)據(jù)集中收發(fā)器102通過ZigBee網(wǎng)絡(luò)106與數(shù)據(jù)控制中心103數(shù)據(jù)相接，數(shù)據(jù)控制中心103通過GPRS網(wǎng)絡(luò)117與后臺(tái)控制中心104數(shù)據(jù)相接。
[0022]前端智能計(jì)量表101主要用于對(duì)計(jì)量對(duì)象的脈沖信號(hào)進(jìn)行采集，并采集的數(shù)據(jù)通過ZigBee進(jìn)行傳輸。
[0023]參見圖2，前端智能計(jì)量表101主要由計(jì)量表1011、傳感器1012、信號(hào)處理電路1013、MCU (1014)、ZigBee模塊1015、電源部分1016等組成。計(jì)量表1011用于計(jì)量相應(yīng)對(duì)象(如水、電、煤氣等)的流量,并形成相應(yīng)的脈沖信號(hào)。傳感器1012、信號(hào)處理電路1013、MCU (1014)、ZigBee模塊1015、電源部分1016具體設(shè)置在計(jì)量表上。其中傳感器1012的探測(cè)端與計(jì)量表配合設(shè)置，采集計(jì)量表的脈沖信號(hào)，其輸出端與信號(hào)處理電路1013的輸入端相接；信號(hào)處理電路1013對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，其輸出端與MCU (1014)相接；MCU (1014)與ZigBee模塊1015相接，將處理好的數(shù)據(jù)通過ZigBee模塊1015進(jìn)行傳輸；電源部分別與傳感器、信號(hào)處理電路、MCU以及ZigBee模塊電連接，為其提供穩(wěn)定工作電源。
[0024]該智能計(jì)量表中MCU通過傳感器、相應(yīng)的信號(hào)處理電路，對(duì)計(jì)量對(duì)象的脈沖信號(hào)進(jìn)行采集、處理并存儲(chǔ)。本實(shí)用新型中使用CC2430芯片完成數(shù)據(jù)處理和傳輸功能，即MCU和ZigBee模塊的功能，其它部分功能可由現(xiàn)有的脈沖表技術(shù)實(shí)現(xiàn)。
[0025]數(shù)據(jù)集中收發(fā)器102在本系統(tǒng)的無線通信網(wǎng)絡(luò)中主要充當(dāng)中繼器，如圖3所示，其主要由微控制器1021、ZigBee模塊1022、存儲(chǔ)模塊1023等部分組成。ZigBee模塊仍采用CC2430芯片。數(shù)據(jù)采集點(diǎn)需要先存儲(chǔ)接收的數(shù)據(jù)，再選擇路徑將數(shù)據(jù)發(fā)出去，需要足夠的存儲(chǔ)單元，存儲(chǔ)模塊1023保證數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。本系統(tǒng)采用納瓦技術(shù)單片機(jī)PIC18LF4620作為微控制器1021，在空閑和休眠狀態(tài)下，可以使系統(tǒng)功耗降到最低。其中PIC18LF4620和CC2430連接時(shí)，其接口簡(jiǎn)單且外圍器件少，簡(jiǎn)化了硬件調(diào)試的難度，增加了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
[0026]數(shù)據(jù)控制中心103是ZigBee網(wǎng)絡(luò)中的協(xié)調(diào)器，負(fù)責(zé)啟動(dòng)、配置、協(xié)調(diào)整個(gè)ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)以及整個(gè)小區(qū)與抄表中心的數(shù)據(jù)傳輸。如圖4所示，該數(shù)據(jù)控制中心103主要由32位的嵌入式微處理器1031 (具體為S3C24110)控制連接ZigBee模塊1032、存儲(chǔ)模塊1033、GPRS模塊1034及外圍部分1035等組成。其中ZigBee模塊1032采用CC2430芯片，其用于從ZigBee網(wǎng)絡(luò)中采集數(shù)據(jù)，而GPRS模塊1034負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)通過GPRS網(wǎng)絡(luò)傳至后臺(tái)控制中心 104。
[0027]后臺(tái)控制中心104作為整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理中心，用于對(duì)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)、核對(duì)等，并形成相應(yīng)的賬單。
[0028]基于上述方案形成的遠(yuǎn)程無線抄表系統(tǒng)的具體應(yīng)用如下:
[0029]針對(duì)某居民小區(qū)的電表進(jìn)行遠(yuǎn)程抄表，需要針對(duì)每戶居民安置一個(gè)智能電表，同時(shí)在該小區(qū)內(nèi)安置一個(gè)數(shù)據(jù)集中收發(fā)器以及數(shù)據(jù)控制中心，它們之間的具體連接配合方式如上所述。
[0030]智能電表將采集的用戶用電數(shù)據(jù)通過Zigbee模塊傳送到本小區(qū)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)集中收發(fā)器，該數(shù)據(jù)集中收發(fā)器主要充當(dāng)中繼器起到傳輸延時(shí)的作用，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到數(shù)據(jù)控制中心，數(shù)據(jù)控制中心是個(gè)zigbee協(xié)調(diào)器，負(fù)責(zé)管理數(shù)據(jù)和協(xié)調(diào)zigbee，將接收數(shù)據(jù)通過GPRS網(wǎng)絡(luò)傳至后臺(tái)控制中心，后臺(tái)控制中心根據(jù)接收的數(shù)據(jù)形成對(duì)應(yīng)的賬單。
[0031]以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理、主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【權(quán)利要求】
1.一種基于ZigBee和GPRS的遠(yuǎn)程無線抄表系統(tǒng)，所述系統(tǒng)若干計(jì)量表，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括數(shù)據(jù)集中收發(fā)器、數(shù)據(jù)控制中心以及后臺(tái)控制中心，所述計(jì)量表為智能計(jì)量表，若干智能計(jì)量表通過ZigBee網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)集中收發(fā)器數(shù)據(jù)相接，所述數(shù)據(jù)集中收發(fā)器通過ZigBee網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)控制中心數(shù)據(jù)相接，所述數(shù)據(jù)控制中心通過GPRS網(wǎng)絡(luò)與后臺(tái)控制中心數(shù)據(jù)相接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于ZigBee和GPRS的遠(yuǎn)程無線抄表系統(tǒng)，其特征在于，所述智能計(jì)量表包括計(jì)量表、傳感器、信號(hào)處理電路、MCU、ZigBee模塊、電源部分，所述傳感器的探測(cè)端與計(jì)量表配合設(shè)置，其輸出端與信號(hào)處理電路的輸入端相接，所述信號(hào)處理電路的輸出端與MCU相接，所述MCU與ZigBee模塊相接，所述電源部分別與傳感器、信號(hào)處理電路、MCU以及ZigBee模塊電連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于ZigBee和GPRS的遠(yuǎn)程無線抄表系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)集中收發(fā)器包括包括ZigBee模塊、微控制器、存儲(chǔ)模塊，所述微控制器控制連接ZigBee模塊和存儲(chǔ)模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于ZigBee和GPRS的遠(yuǎn)程無線抄表系統(tǒng)，其特征在于，所述微控制器為單片機(jī)PIC18LF4620。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于ZigBee和GPRS的遠(yuǎn)程無線抄表系統(tǒng)，其特征在于，所述ZigBee模塊為CC2430芯片。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于ZigBee和GPRS的遠(yuǎn)程無線抄表系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)控制中心由ZigBee模塊、32位的嵌入式微處理器、存儲(chǔ)模塊、GPRS模塊以及外圍部分組成，所述32位的嵌入式微處理器分別控制連接ZigBee模塊、存儲(chǔ)模塊、GPRS模塊以及外圍部分。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于ZigBee和GPRS的遠(yuǎn)程無線抄表系統(tǒng)，其特征在于，所述32位的嵌入式微處理器為S3C24110芯片。
【文檔編號(hào)】H04L29/08GK203465831SQ201320516093
【公開日】2014年3月5日 申請(qǐng)日期:2013年8月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月21日
【發(fā)明者】陳海龍 申請(qǐng)人:上海寬岱電訊科技發(fā)展有限公司