專利名稱：無線遙控電能數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到對(duì)高、低壓供配電網(wǎng)絡(luò)線路提供遠(yuǎn)距離指示的電路裝置或系統(tǒng)，具體而言是一種無線遙控電能數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
電能量數(shù)據(jù)采集及電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控，是供配電管理的主要工作和重要技術(shù)內(nèi)容。目前已有多種電能計(jì)量儀表及相應(yīng)的電能量數(shù)據(jù)采集裝置，并且也有了一些電網(wǎng)監(jiān)控報(bào)警裝置。但是，它們只具有“數(shù)據(jù)采集”或“監(jiān)控報(bào)警”單一功能，不能同時(shí)完成對(duì)各支線路電能量的數(shù)據(jù)采集、實(shí)時(shí)監(jiān)控、開關(guān)操作、各類故障報(bào)警及綜合分析。還因大部分高、低壓電能計(jì)量終端裝置都安裝在桿頂上，需要人工爬桿抄表。為了防止盜電，只能采用人工巡邏方式，不但人為誤差大，工效低，而且不方便，有危險(xiǎn)。經(jīng)檢索專利文獻(xiàn)，發(fā)現(xiàn)三篇弱相貫對(duì)比文獻(xiàn)電能表數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(申請(qǐng)?zhí)?2102131.7)、無線電力自動(dòng)化管理系統(tǒng)雙向終端裝置(申請(qǐng)?zhí)?4240985.X)和電力網(wǎng)絡(luò)終端的信號(hào)采集裝置(申請(qǐng)?zhí)?1274653.3)。它們雖然各有所長，但與本發(fā)明的技術(shù)特征有顯著的不同，功能也有差別。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)時(shí)的目的就在于提供一種與眾不同的無線遙控電能數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)能同時(shí)完成對(duì)各支線路的電能量采集、實(shí)時(shí)監(jiān)控、開關(guān)操作、各類故障報(bào)警及綜合分析，進(jìn)一步提高供配電管理技術(shù)水平。
上述目的是由下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明包括主站部分和子站部分。主站部分由數(shù)據(jù)服務(wù)器、WEB服務(wù)器、交換機(jī)/集線器、NT工作站(可多個(gè))、主站天線、主站通信部分、多輸出端口卡(摩沙卡)、NT采集部分、報(bào)警音箱和打印機(jī)組成。子站部分由終端采集部分、報(bào)警音箱、子站天線組成。子站中的終端采集部分由電流電壓互感器、整流濾波穩(wěn)壓電路、中間繼電器、控制繼電器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、中央處理器、鎖存器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、485轉(zhuǎn)換芯片、語音芯片、調(diào)制解調(diào)器、與非門、數(shù)傳電臺(tái)、全電子式電能表、備用電源等組成。其連關(guān)系是，主站部分的主站天線連接主站通信部分，主站通信部分連接摩沙卡，摩沙卡連接NT采集部分，NT采集部分連接數(shù)據(jù)服務(wù)器和WEB服務(wù)器，數(shù)據(jù)服務(wù)器和WEB服務(wù)器通過交換機(jī)/集線器與NT工作站連接，報(bào)警音箱、打印機(jī)與NT采集部分連接。子站部分的子站天線和報(bào)警音箱都與終端采集部分連接。終端采集部分的電流電壓互感器通過整流濾波穩(wěn)壓電路與模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接中央處理器CPU1、鎖存器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。中央處理器CPU1連接中央處理器CPU2、485轉(zhuǎn)換芯片、與非門、調(diào)制解調(diào)器、控制繼電器、語音芯片和電源芯片。CPU2連接與非門。與非門連接調(diào)制解調(diào)器、485轉(zhuǎn)換芯片。485轉(zhuǎn)換芯片連接電能表。中間繼電器連接到三相電源上。
本系統(tǒng)用于低壓供電線路時(shí)，其子站的終端采集部分不用電壓互感器，只用電流互感器。
本系統(tǒng)主站通信部分采用GPRS、CDMA、GSM其中任一種無線通信網(wǎng)絡(luò)作為通信信道，子站終端采集部分采用數(shù)傳電臺(tái)，進(jìn)行無線遙控和無線數(shù)據(jù)傳輸。
本發(fā)明的主要功能是及時(shí)準(zhǔn)確地采集各供配電線路的用電量，并對(duì)各供配電線路進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控；能對(duì)高、低壓開關(guān)進(jìn)行遙控分閘、合閘；能將得到的數(shù)據(jù)及時(shí)發(fā)布到WEB服務(wù)器上，供整個(gè)局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)瀏覽；還能實(shí)現(xiàn)限額用電和限時(shí)用電，即在用電前將電量定額輸入到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中，當(dāng)用電量接近設(shè)定數(shù)額時(shí)，即發(fā)出語音報(bào)警，可防止大量電能無計(jì)量而流失；能對(duì)高、低壓分支線路進(jìn)行綜合分析，若出現(xiàn)某些情況，子站和主站都會(huì)有相應(yīng)的語音報(bào)警；主站不加中繼臺(tái)可在20公里以內(nèi)，利用掌上電腦可在5公里以內(nèi)無線遙控抄表和無線遙控分、合閘，提高了工效，減少了人為誤差，既方便又安全。該系統(tǒng)為供電管理自動(dòng)化提供了先進(jìn)的技術(shù)手段。
附圖1是本發(fā)明的主要組成部分及主站、子站工作原理框圖。
附圖2是子站的組成部分及工作原理框圖。
附圖3是子站的終端采集部分電路原理圖(以低壓為例)。
具體實(shí)施方式
結(jié)合
一個(gè)實(shí)施例如圖1所示，本發(fā)明包括主站部分和子站部分。主站和子站的組成部分及其互相連接關(guān)系也如圖1所示。其中主站部分的主站天線連接主站通信部分，主站通信部分連接摩沙卡(MOXA)，摩沙卡連接NT采集部分，NT采集部分連接數(shù)據(jù)服務(wù)器和WEB服務(wù)器，數(shù)據(jù)服務(wù)器與WEB服務(wù)器通過交換機(jī)/集線器與多個(gè)NT工作站連接。報(bào)警音箱、打印機(jī)與NT采集部分連接。子站部分的子站天線和報(bào)警音箱都與終端采集部分連接。
如圖2、3所示，子站的終端采集部分的電流電壓互感器通過整流濾波穩(wěn)壓電路與A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接，A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接中央處理器CPU1、鎖存器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。中央處理器CPU1連接中央處理器CUP2、485轉(zhuǎn)換芯片、與非門、調(diào)制解調(diào)器TDK、控制繼電器J1、語音芯片和電源芯片。CPU2連接與非門。與非門連接調(diào)制解調(diào)器TDK、485轉(zhuǎn)換芯片。485芯片連接電能表。中間繼電器JZ連接到三相電源。
該系統(tǒng)各種功能的工作原理分別闡述如下電能數(shù)據(jù)采集由圖3所示，電表中的用電能量數(shù)據(jù)通過485轉(zhuǎn)換芯片和CPU1讀寫到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中，當(dāng)子站電臺(tái)接收機(jī)RXA收到抄表信號(hào)時(shí)，經(jīng)調(diào)制解調(diào)器TDK解調(diào)成數(shù)字信號(hào)，再經(jīng)與非門傳送到CPU2。CPU2確認(rèn)為是自己的表號(hào)或標(biāo)識(shí)號(hào)，輸出高電平向CPU1的INTO引腳申請(qǐng)中斷，CPU1控制與非門導(dǎo)通，并將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中的電能數(shù)據(jù)經(jīng)調(diào)制解調(diào)器TDK調(diào)制后，由子站電臺(tái)發(fā)射機(jī)TXA發(fā)射出去。圖1中的電臺(tái)(主站通信部分)收到此信號(hào)后再經(jīng)摩沙卡傳送給NT采集部分，經(jīng)過控制程序處理，再將電能數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)服務(wù)器內(nèi)，完成對(duì)一個(gè)子站的抄表。上述過程不停循環(huán)，完成對(duì)供電網(wǎng)絡(luò)各支線子站的無線遙控電能數(shù)據(jù)采集。
分、合閘開關(guān)操作由圖1所示，主站發(fā)出分、合閘操作指令信號(hào)到達(dá)NT采集部分，再經(jīng)過摩沙卡到達(dá)主站通信部分，此指令信號(hào)由主站天線發(fā)射出去。如圖3所示，子站天線收到此指令信號(hào)經(jīng)子站電臺(tái)接收機(jī)RXA傳送給調(diào)制解調(diào)器TDK，再經(jīng)與非門到中央處理器。若判斷為本子站的供電指令信號(hào)，則將CPU1中的P0.7置于低電平，使開關(guān)管G導(dǎo)通，繼電器J吸合并控制中間繼電器JZ吸合，控制主開關(guān)J1閉合供電，并將此“合閘”狀態(tài)讀入CPU1，同時(shí)將“成功合閘”信息返回給主站，形成記錄存入數(shù)據(jù)服務(wù)器相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫中。若子站終端判斷為本子站的斷電指令信號(hào)，則將CPU1中的P0.7置于高電平，使開關(guān)管G截止，繼電器J斷開，中間繼電器JZ斷開，主開關(guān)J1斷開停電，并將此“分閘”狀態(tài)讀入CPU1，同時(shí)將“成功分閘”信息返回給主站，形成記錄存入數(shù)據(jù)服務(wù)器相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫中。
實(shí)時(shí)監(jiān)控如圖1所示，由主站發(fā)出實(shí)時(shí)監(jiān)控信號(hào)到達(dá)NT采集部分，再經(jīng)過摩沙卡到達(dá)主站通信部分，此信號(hào)由主站天線發(fā)射出去。如圖2、3所示，當(dāng)子站的終端采集部分接收到此信號(hào)，并判斷為本子站的實(shí)時(shí)監(jiān)控信號(hào)后，由CPU1控制A/D轉(zhuǎn)換器，將當(dāng)時(shí)的電流電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并讀入CPU1中，然后經(jīng)調(diào)制解調(diào)器TDK調(diào)制后由發(fā)射機(jī)YXA發(fā)回主站。
當(dāng)供電線路一次側(cè)(子站入口處)失壓造成停電時(shí)，如圖3所示，由子站終端采集部分中備用電源H供電，將一次側(cè)失壓信息讀入CPU1，并通過TDK和子站電臺(tái)發(fā)射機(jī)TXA將此信息返回主站，由CPU1控制其語音芯片進(jìn)行語音報(bào)警(包括一次側(cè)停電及解決方法)，每隔一段時(shí)間語音報(bào)警一次，直到一次側(cè)恢復(fù)供電。主站在收到子站此信息后，進(jìn)行判斷并通過報(bào)警音箱給出相應(yīng)報(bào)警(包括注意，XXX號(hào)線路高壓側(cè)停電)，每收到子站一次側(cè)停電信息即報(bào)一次警(也可控制其報(bào)警次數(shù))，并形成記錄存入數(shù)據(jù)服務(wù)器數(shù)據(jù)庫中。
當(dāng)線路二次側(cè)(子站出口處)斷電時(shí)，如圖3所示，子站工作電源由220V市電提供，將二次側(cè)失壓停電信息讀入CPU1，并將停電信息返回給主站，由CPU1控制語音芯片進(jìn)行語音報(bào)警(包括二次側(cè)停電及解決方法)，每隔一段時(shí)間語音報(bào)警一次，直到二次側(cè)恢復(fù)供電。主站在收到子站此信息后，進(jìn)行判斷并通過報(bào)警音箱給出相應(yīng)報(bào)警(包括XXX號(hào)線路低壓側(cè)停電)，每收到子站二次側(cè)停電信息即報(bào)一次警(也可控制其報(bào)警次數(shù))，并形成記錄存入數(shù)據(jù)服務(wù)器數(shù)據(jù)庫中。
當(dāng)主站、子站各自在正?；ぷ鳡顟B(tài)，而兩者不能由各自的通信部分來互換信息時(shí)，主站也會(huì)給出相應(yīng)的報(bào)警提示，并形成記錄存入數(shù)據(jù)服務(wù)器數(shù)據(jù)庫中。
在完成以上各種操作時(shí)，附圖1中WEB服務(wù)器會(huì)將數(shù)據(jù)服務(wù)器數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并發(fā)布，通過交換機(jī)/集線器和NT工作站，即可通過瀏覽器來瀏覽此系統(tǒng)所有的數(shù)。對(duì)各供電支路電能數(shù)據(jù)采集、開關(guān)遙控操作也可用掌上電腦來完成。
該系統(tǒng)既可用于低壓又可用于高壓供電線路。附圖3是用于低壓時(shí)子站的終端采集部分電原理圖。若用于高壓供電線路時(shí)，在變壓器B1、B2、B3前再增電壓互感器即可，其它相同。
電源芯片接到CPU1的RST引腳上，其作用是控制CPU1復(fù)位。與語音芯片連接的三極管G2、G3、G4、G5及電阻、電容、揚(yáng)聲器等，構(gòu)成語音報(bào)警電路，實(shí)現(xiàn)子站語音報(bào)警。
權(quán)利要求
1.一種無線遙控電能數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控系統(tǒng)，包括主站部分和子站部分，其特征是主站部分由數(shù)據(jù)服務(wù)器、WEB服務(wù)器、交換機(jī)/集線器、NT工作站(可多個(gè))、主站天線、主站通信部分、多輸出端口卡(摩沙卡)、NT采集部分、報(bào)警音箱和打印機(jī)組成，子站部分由終端采集部分、報(bào)警音箱和子站天線組成，子站中的終端采集部分由電流電壓互感器、整流濾波穩(wěn)壓電路、中間繼電器、控制繼電器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、中央處理器、鎖存器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、485轉(zhuǎn)換芯片、語音芯片、調(diào)制解調(diào)器、與非門、數(shù)傳電臺(tái)、全電子式電能表、備用電源組成，其連接關(guān)系是，主站部分的主站天線連接主站通信部分，主站通信部分連接摩沙卡，摩沙卡連接NT采集部分，NT采集部分連接數(shù)據(jù)服務(wù)器和WEB服務(wù)器，數(shù)據(jù)服務(wù)器和WEB服務(wù)器通過交換機(jī)/集線器與NT工作站連接，報(bào)警音箱、打印機(jī)與NT采集部分連接，子站部分的子站天線和報(bào)警音箱都與終端采集部分連接，終端采集部分的電流電壓互感器通過整流濾波穩(wěn)壓電路與模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接中央處理器CPU1、鎖存器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，中央處理器CPU1連接中央處理器CPU2、485轉(zhuǎn)換芯片、與非門、調(diào)制解調(diào)器、控制繼電器、語音芯片和電源芯片，CPU2連接與非門，與非門連接調(diào)制解調(diào)器、485轉(zhuǎn)換芯片，485轉(zhuǎn)換芯片連接電能表，中間繼電器連接到三相電源上。
2.根椐權(quán)利要求1所述的無線遙控電能數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是用于低壓供電路時(shí)，子站的終端采集分不用電壓互感器，只用電流互感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線遙控電能數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是主站通信部分采用GPRS、CDMA、GSM其中任一種無線通信網(wǎng)絡(luò)作為通信信道，終端采集部分采用數(shù)傳電臺(tái)。
全文摘要
本發(fā)明是一種無線遙控電能數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控系統(tǒng)，是為高、低壓供配電網(wǎng)絡(luò)線路提供遠(yuǎn)距離指示的電路裝置或系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括主站部分和子站部分。主站部分由數(shù)據(jù)服務(wù)器、WEB服務(wù)器、交換機(jī)/集線器、NT工作站、天線、通信部分、摩沙卡、NT采集部分、報(bào)警音箱和打印機(jī)組成。子站部分由終端采集部分、報(bào)警音箱和天線組成。主站天線連接主站通信部分，通信部分連接摩沙卡，摩沙卡連接NT采集部分，NT采集部分連接數(shù)據(jù)服務(wù)器和WEB服務(wù)器，服務(wù)器通過交換機(jī)/集線器與NT工作站連接。子站天線、報(bào)警音箱都與終端采集部分連接。該系統(tǒng)能及時(shí)準(zhǔn)確地采集各供電線路的用電量，并對(duì)線路實(shí)時(shí)監(jiān)控和綜合分析，還能無線遙控分閘、合閘，工效高、誤差小、方便安全。
文檔編號(hào)H04B7/00GK1450709SQ0311239
公開日2003年10月22日 申請(qǐng)日期2003年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月9日
發(fā)明者巴銀華, 楊濤, 周志曉, 陳小國 申請(qǐng)人:巴銀華