專利名稱：一種遠程智能抄表方法和遠程智能抄表系統的制作方法
技術領域：
本發明屬于一種遠程智能抄表系統領域。是一種用于電能表，水表，氣表遠程抄表、控制、雙向數據傳輸的方法及用該方法構成的遠程智能抄表系統。
背景技術：
數據通信是遠程抄表系統中的重要環節。目前遠程抄表系統從通訊方式分，有總線通訊(或專線通訊)，載波通訊和固定電話通訊，及無線通訊等。主要有下述的幾種方式1.有線抄表系統即總線通訊抄表系統住宅小區用戶電表，水表，氣表的有線抄表方式的一種是用總線通信方式(既常用的RS485總線)組成局域網絡連網，將數據傳給小區物業部門的計算機統一結算、收費，再由小區物業部門的計算機通過公用電話網或寬帶線路傳送到電力的收費部門的主機由小區物也部門再和電力部門結算，這樣不但增加了安裝成本，而且在用戶電表和小區物業部門需要拉專用線路到小區物業部門的計算機，故系統的安裝極為復雜，專用通訊線路的長期維護和維修潛在費用大。
2.低壓電力線載波通信方式電力線載波通訊以電力線路為傳輸通道，具有通道可靠性高、投資少、見效快、與電網建設同步等優點。電力線載波通訊是利用現有交流電源線作為通訊線路，省去了不切實際的鋪線工程。低壓電力線是為傳輸50Hz的工頻電能而鋪設的，由于不是為通信鋪設的，故其特性往往較難直接滿足載波通信的要求。這直接體現下述方面低壓電力線上的噪音干擾，制約了信號的傳輸質量。由于在低壓電力線上存在諸多使載波信號的信噪比急劇下降的因素，使得載波信號難以在一個供電區域內較好地傳輸。電力網絡的阻抗特性及其衰減，制約了信號的傳輸距離。目前供電電力變壓器二次端的電力載波通訊還無法作到長距離的數據傳輸，尤其是跨電力變壓器的數據傳輸。
3.固定電話通訊由于現代家庭電話使用頻繁，抄表呼入的成功率底，通訊效率無法保證。
4.無線抄表系統無線通訊有很多方式，目前主要使用的是利用公共移動通訊網絡。大用戶有在使用的是帶GSM無線網絡終端的電能表、水表、氣表，利用現有的GSM無線網絡的覆蓋和加裝了GSM調制解調器或GPRS調制解調器的服務器連網以達到遠程自動抄表的目的，雖說降低了建設周期和成本，但由于帶GSM無線網絡終端的電能表、水表、氣表由于目前因其價格昂貴，致使很難在居民用戶中大面積的推廣使用。
上述的方法在數據傳輸使用成本等方面都有局限性，而且要做到從局端抄表計算機直接從用戶表端進行雙向數據的傳輸除了抄表系統之外都還還需要人工參與操作。
發明內容
本發明《一種遠程智能抄表方法和遠程智能抄表系統》要解決的技術問題是克服上述不足，用新的數據傳輸方式通過公共移動通訊網絡(GSM網絡)3和低壓電力載波通訊5，在遠程自動抄表系統上實現局端抄表計算機1到用戶終端(用戶計量用表)6通過公共移動通訊網絡(GSM網絡)3，低壓電力載波通訊5，用智能數據采集集中器3作為不同通訊方式下數據的轉換，實現智能雙向數據傳輸的方法。以達到抄收用戶表計量數據和對用戶表進行遙遠控制的目的參見圖1。本發明的方法能使遠程自動抄表在公共移動通訊網絡(GSM網絡)3和低壓電力載波5兩種通訊之間進行互補，實現不同通訊方式的轉換，用公共移動通訊網絡(GSM網絡)3將低壓電力載波通訊5的距離延伸，以達到低成本數據的遠距離傳輸。
本發明的另一目的是提供一種能實現上述方法，具有低成本、安裝簡易、系統建設周期短、無須重新拉線，無線路維護費用、直接由收費部門在裝有無線調制解調器(GSM調制解調器)(參見圖2)的局端抄表計算機通過公共移動通訊網絡(GSM網絡)、智能數據采集集中器(參見圖3)、低壓電力載波通訊組成的局域網直接抄收用戶電能表(參見圖4)計量數據并能對用戶電能表(參見圖4)實行遠距離控制的遠程智能自動抄表系統參見圖1。
下列結合附圖和實施對各部分加以詳細說明附圖1是整個系統的原理圖。
1.局端抄表計算機通 2.無線調制解調器(GSM調制解調器) 3.公共移動通訊網絡(GSM網絡) 4.智能數據采集集中器 5.電力載波通訊局域網 6.帶電力載波接口的用戶表附圖2是無線調制解調器(GSM調制解調器)的原理圖。主要由GSM模塊、單片機、RS232接口電路、開關電源等組成。
附圖3是智能數據采集集中器的原理圖。主要由GSM模塊、單片機、電力載波通訊電路、三相低壓電力載波通訊接口、斷相監測電路及開關電源等組成。
附圖4是帶電力載波接口的用戶表的原理圖。組要由電能表電路、電力載波通訊電路、單片機、開關電源等組成。
具體實施例方式
本發明的第一個目的是通過以下方法實現的一種智能遠程抄表方法。它的數據傳輸是通過公共移動通訊網絡(GSM網絡)和低壓電力載波通訊來實現的，分上層和底層兩層網絡結構。兩層網絡之間不同通訊方式的數據雙向數據傳輸、轉換、轉發的功能是靠本發明中的智能數據采集集中器來實現的。
上層網絡的數據傳輸是由裝有無線調制解調器(GSM調制解調器)2的局端抄表計算機1通過公共移動通訊網絡(GSM網絡)3與一個以上的智能數據采集集中器4進行雙向數據傳輸。可用于公共移動通訊網絡(GSM網絡)3進行數據通訊的傳輸方式有二種，GPRS和SMS(短消息)中的任一種方式進行通訊。GPRS具有實時性強，適合大容量數據傳輸。對于實時性、數據傳輸容量要求不大的可采用低成本數據傳輸的SMS(短消息)。
底層網絡是每一個智能數據采集集中器4通過供電電力變壓器二次端的低壓電力載波通訊5與一個以上的帶電力載波接口的用戶表6組成局域網，通過低壓電力載波通訊5來實現智能數據采集集中器4與多個帶電力載波接口的用戶表6之間的數據通訊。
在本發明中智能數據采集集中器是作為上層網絡和底層網絡數據傳輸的接口，它承擔著不同通訊方式數據轉換、處理、轉發的功能。公共移動通訊網絡(6SM網絡)和低壓電力載波通訊之間不同通訊方式數據的轉換和雙向傳輸是由智能數據采集集中器來實現的。該智能數據采集集中器主要是由無線調制解調器(GSM)模塊、單片機、電力載波通訊電路、三相低壓電力載波通訊接口、斷相監測電路及電源等構成。用以實現局端抄表計算機到用戶表在公共移動通訊網絡(GSM網絡)和供電電力變壓器二次端的低壓電力載波通訊之間的不同通訊方式數據的轉換和傳輸，以達到低成本的雙向數據遠傳的目的。在局端抄表計算機經上層網絡和底層網絡到帶電力載波接口的用戶表數據傳輸是按照傳輸協議進行的，傳輸的數據分地址信息、命令信息、數據信息。上層網絡中的智能數據采集集中器用移動通訊部門核定的唯一的號碼作為通訊地址，它與局端抄表計算機為主、從關系，局端抄表計算機為主機，智能數據采集集中器為從機。智能數據采集集中器開機后首先是處于接收公共移動通訊網絡(6SM網絡)信息的狀態。然后根據局端抄表計算機發來的指令決定下一步的操作。在底層網絡中智能數據采集集中器與帶電力載波接口的用戶表為主、從關系，智能數據采集集中器為主機，帶電力載波接口的用戶表為從機。帶電力載波接口的用戶表平時處于接收的工作狀態，它只有收到智能數據采集集中器發出的和自己機號相同的地址信息后才會接受后面傳輸過來的命令數據，然后根據收到的命令信息進行相應的操作。否則就將收到的數據丟棄。
用該方法實現的遠程智能抄表系統由于是建立在移動通訊網提供的公共數據傳輸平臺上，利用已有的公共移動通訊網絡(GSM網絡)和已有的電力線路構建電力載波通訊局域網達到遠程數據的雙向傳輸，無需另建通訊線路，投資成本少，抄表系統建設周期短，線路不需維護，如利用移動通訊廉價的短消息業務(SMS)運營成本更少。且移動通訊在各地城鎮已經作到了無縫覆蓋，在低壓電力線路建立短距離局域網的載波數據通訊，目前的技術比較成熟、可靠，因此通訊質量有保證，這樣就等同于每一個用戶表都具有了一個廉價的GSM通訊接口。
本發明的第二個目的是用本發明的方法實現的遠程智能抄表系統。它通過以下方案實現的包括裝有無線調制解調器(GSM調制解調器)2的局端抄表計算機1、一個以上智能數據采集集中器4、一個以上用戶終端(帶電力載波接口的電能表)6。其特征是裝有無線調制解調器(GSM調制解調器)2的局端抄表計算機1和包括一個以上的智能數據采集集中器4通過公共移動通訊網絡(GSM網絡)3相互連接，每個智能數據采集集中器4又通過供電電力變壓器二次端的低壓電力載波通訊5和一個以上的帶電力載波接口的電能表6進行相互連接。其工作原理是裝有無線調制解調器(GSM調制解調器)2局端抄表計算機1通過公共移動通訊網絡(GSM網絡)3以短消息(SMS)或GPRS的方式向一個以上的智能數據采集集中器4發出指令，每個智能數據采集集中器4按接收到的指令經過數據格式的轉換在通過低壓電力載波通訊向局域網內的一個以上的帶電力載波接口的電能表6發出相應指令，每個帶電力載波接口的電能表6根據收到的指令進行操作，將抄表信息通過低壓電力載波通訊5發給智能數據采集集中器4或根據指令切斷用戶的供電，智能數據采集集中器4將收到每個帶電力載波接口的電能表6的抄表信息經過數據處理后以短消息(SMS)或GPRS的方式通過公共移動通訊網絡(GSM網絡)傳輸給裝有GSM調制解調器2的局端抄表計算機1，在局端抄表計算機1對用戶的相應數據進行處理、結算費用，完成整個抄表工作。
權利要求
1.一種遠程智能抄表方法；它的現場設備包括局端抄表計算機、GSM調制解調器、一個以上的智能數據采集集中器、一個以上的帶載波通訊接口的用戶表，它是由裝有無線調制解調器(GSM調制解調器)的局端抄表計算機通過公共移動通訊網絡(GSM網絡)、智能數據采集集中器、低壓電力載波通訊組成的局域網直接抄收用戶表計量數據并能對用戶表實行遠距離控制的遠程智能自動抄表系統，其特征是它是通過公共移動通訊網絡(GSM網絡)與一個以上的智能數據采集集中器連接，智能數據采集集中器在通過低壓電力載波通訊和一個以上的帶電力載波通訊接口的用戶表連接，組成數據傳輸的通訊網絡；它的數據傳輸是通過用數據采集集中器在公共移動通訊網絡(GSM網絡)與低壓電力載波通訊混合的數據通訊的方式來實現的，從而達到數據傳輸的目的。在公共移動通訊網絡(GSM網絡)與低壓電力載波通訊不同通訊方式轉換的每一節點處設有智能數據采集集中器，公共移動通訊網絡(GSM網絡)與低壓電力載波通訊之間不同通訊方式的雙向數據傳輸和轉換是由智能數據采集集中器來實現的，該智能數據采集集中器對通信數據包具有從公共移動通訊網絡(GSM網絡)到智能數據采集集中器以及智能數據采集中器到低壓電力載波通訊雙向轉發的功能，及按收到局端抄表計算機發來的指令進行相應操作。
2.根據權利1所述的遠程智能抄表方法其特征是它的數據傳輸是通過公共移動通訊網絡(GSM網絡)和低壓電力載波通訊來實現的，分上層和底層兩層網絡結構，上層網絡為公共移動通訊網絡(GSM網絡)，底層網絡為低壓電力載波通訊網。
3.根據權利1，2所述的遠程智能抄表方法其特征是所述的公共移動通訊網絡(GSM網絡)為無線蜂窩移動通訊網，其通訊方式可以是GPRS或SMS短消息的任一種，低壓電力載波通訊是在電力供電變壓器二次端的低壓電力線路的載波通訊。
4.根據權利1遠程智能抄表方法其特征是所述的局端抄表計算機與智能數據采集集中器之間采用主從命令通訊方式，局端抄表計算機為主機，智能數據采集集中器為從機，智能數據采集集中器與帶載波通訊接口的用戶表之間也是采用主從命令通訊方式，智能數據采集集中器為主機，帶載波通訊接口的用戶表為從機。
5.根據權利1，2，3，4所述的無線調制解調器(GSM調制解調器)其特征是該無線調制解調器(GSM調制解調器)主要由GSM模塊、單片機、RS232接口電路、電源電路組成，它作為局端抄表機算機和公共移動通訊網絡(GSM網絡)的連接設備。
6.根據權利1，2，3，4所述的智能數據采集集中器其特征是具有公共移動通訊網絡(GSM網絡)和低壓三相電力線路電力載波通訊的接口，主要由無線調制解調器(GSM)模塊、單片機、電力載波通訊電路、三相低壓電力載波通訊接口、斷相監測電路及電源等構成，無線調制解調器(GSM)模塊作為公共移動通訊網絡(GSM網絡)通訊的接口，三相低壓電力載波通訊接口，作為低壓電力載波通訊的接口，該智能數據采集集中器對通信數據包具有從公共移動通訊網絡(GSM網絡)與低壓電力載波通訊之間不同通訊方式的雙向數據傳輸、轉換，轉發的功能，其通信數據包在低壓三相電力線路的載波通訊中具有跨相線路的全方位雙向數據傳輸功能。
7.根據權利1所述的帶電力載波的用戶表其特征是帶電力載波的用戶表可以是帶電力載波通訊接口的電能表、水表、氣表的任一種。
8.根據權利1，7所述的帶電力載波的用戶表，其特征是帶電力載波的用戶表它可以包括不帶自動開關管理器和帶自動開關管理器兩種類型，帶自動開關管理器的可以對被計量的管線按照智能數據采集集中器轉發來的指令進行開關控制。
全文摘要
本發明屬于遠程智能抄表系統領域。是一種用于電能表，水表，氣表遠程抄表、控制、雙向數據傳輸的方法所構成的遠程智能抄表系統。用新的數據傳輸方式通過公共移動通訊網絡和低壓電力載波通訊，實現局端抄表計算機到用戶終端智能雙向數據的傳輸，以達到遙控和抄收用戶表的目的。能在公共移動通訊網絡和低壓電力載波兩種通訊之間進行互補，實現不同通訊方式數據的雙向傳輸、轉換、轉發。直接由局端抄表計算機通過公共移動通訊網絡、智能數據采集集中器、低壓電力載波通訊組成的局域網直接抄收用戶電能表、氣表、水表的計量數據，并能對電能表、氣表、水表實行遠距離控制的遠程智能自動抄表系統。
文檔編號G08C19/00GK101055663SQ20061007684
公開日2007年10月17日 申請日期2006年4月16日 優先權日2006年4月16日
發明者姜建國 申請人:姜建國