一種無線電表數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及其采集方法與流程

本發(fā)明屬于電表數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種無線電表數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及其采集方法。

背景技術(shù)：

目前我國正在大力建設(shè)堅強智能電網(wǎng)，其中智能電表集抄是堅強智能電網(wǎng)的重要組成部分。現(xiàn)有的智能抄表方式主要有有線和無線兩種，有線方式需要重新布線，成本較高，在某些場合，特別是農(nóng)村地區(qū)不太適合；無線方式主要基于gprs或者無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)，需要對用戶電表進行改裝，增加對應(yīng)的gprs模塊等，實現(xiàn)對各用戶電表數(shù)據(jù)的分別采集，成本較高且不易推廣；mcwill(multi-carrierwirelessinformationlocalloop)技術(shù)是我國自主研發(fā)的寬帶無線通信技術(shù)，可以采用它來組建電力無線專網(wǎng)，實現(xiàn)電力通信面的覆蓋，應(yīng)用于電表數(shù)據(jù)采集。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種無線電表數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及其采集方法，不必改裝原本的用戶電表，實現(xiàn)了電表數(shù)據(jù)全自動采集，提高了工作效率和可靠性，節(jié)省了人力資源。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：

一種無線電表數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，包括電表數(shù)據(jù)采集器和電表數(shù)據(jù)發(fā)送器，所述電表數(shù)據(jù)采集器包括處理器及與處理器連接的mcwill通信模塊、第二wifi模塊、存儲模塊，所述電表發(fā)送模塊包括低功耗單片機及與低功耗單片機連接的第一wifi模塊、電表數(shù)據(jù)模塊。

進一步的，所述電表數(shù)據(jù)采集器還包括與低功耗單片機相連的顯示模塊及第二電源模塊。

進一步的，所述電表數(shù)據(jù)發(fā)送器還包括用于向其供電的第一電源模塊。

一種無線電表數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的采集方法，包括以下步驟：

(1)電表數(shù)據(jù)采集器通過密碼驗證與電表數(shù)據(jù)發(fā)送器建立連接；

(2)電表數(shù)據(jù)采集器向電表數(shù)據(jù)傳送器發(fā)送查詢請求，并設(shè)置定時器；

(3)電表數(shù)據(jù)傳送器以數(shù)據(jù)包的形式向電表數(shù)據(jù)采集器發(fā)送電表數(shù)據(jù)、用戶編號和查詢密碼；

(4)電表數(shù)據(jù)采集器接收所述電表數(shù)據(jù)，并進行查詢密碼驗證，若電表數(shù)據(jù)采集器在定時器規(guī)定的時間內(nèi)收到電表數(shù)據(jù)發(fā)送器的數(shù)據(jù)包，且驗證查詢密碼成功后，則存儲用戶編碼和電表數(shù)據(jù)，并所將存儲的用戶編碼和電表數(shù)據(jù)進行顯示；若驗證查詢密碼不成功或定時器超時時，則循環(huán)向電表數(shù)據(jù)發(fā)送器發(fā)送查詢請求，若循環(huán)向電表數(shù)據(jù)發(fā)送器發(fā)送的循環(huán)次數(shù)超出預(yù)設(shè)值時，則忽略向電表數(shù)據(jù)發(fā)生器發(fā)送查詢請求。

上述方案中，步驟(1)中，所述電表數(shù)據(jù)采集器通過密碼驗證與電表數(shù)據(jù)采集器建立連接，具體包括以下步驟：

(11)電表數(shù)據(jù)采集器根據(jù)電表位置表，按照電表數(shù)據(jù)發(fā)送器的用戶編號順序依次向當(dāng)前位置的電表數(shù)據(jù)發(fā)送器發(fā)送呼叫請求和呼叫密碼，并設(shè)置定時器；

(12)電表數(shù)據(jù)發(fā)送器接收所述呼叫請求和呼叫密碼，并對呼叫密碼進行驗證，若呼叫密碼驗證成功后，則電表數(shù)據(jù)發(fā)送器從休眠狀態(tài)轉(zhuǎn)入工作狀態(tài)，并向電表數(shù)據(jù)采集器發(fā)送用戶編號和用戶密碼；否則，電表數(shù)據(jù)發(fā)送器繼續(xù)轉(zhuǎn)入休眠狀態(tài)；

(13)電表數(shù)據(jù)采集器接收所述用戶編號和用戶密碼，并對用戶密碼進行驗證，若用戶密碼驗證成功后，則進行下一步，否則，返回步驟(11)進行循環(huán)操作，若循環(huán)次數(shù)超出預(yù)設(shè)值時，則忽略向當(dāng)前電表數(shù)據(jù)發(fā)生器發(fā)送查詢請求，呼叫下一個電表數(shù)據(jù)發(fā)送器。

上述方案中，所述步驟(12)中，所述電表數(shù)據(jù)發(fā)送器轉(zhuǎn)入休眠狀態(tài)，包括以下步驟：

(121)電表數(shù)據(jù)采集器向電表數(shù)據(jù)發(fā)送器發(fā)送休眠指令和休眠密碼；

(122)電表數(shù)據(jù)發(fā)送器接收休眠指令，并驗證休眠密碼，當(dāng)休眠密碼驗證成功后轉(zhuǎn)入休眠狀態(tài)。

上述方案中，所述用戶編號采用六字節(jié)，其范圍為1～2⁴⁸，全0和全1不使用。

上述方案中，步驟(4)后還包括以下步驟：

(5)當(dāng)電表數(shù)據(jù)采集器到達mcwill網(wǎng)絡(luò)覆蓋的區(qū)域后，把存儲的所有用戶信息通過mcwill網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給遠程平臺。

由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明所述的無線電表數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及其采集方法，用電信息傳輸速度快、精確度高、實時性好，抄表過程全自動，保證可靠性的同時節(jié)省了人力資源。本發(fā)明不必改裝原有的用戶電表，直接安裝即可，易于推廣，根據(jù)電表位置表采用輪詢方式通信，解決了同一時間段內(nèi)多個電表數(shù)據(jù)發(fā)送器向一個電表數(shù)據(jù)采集器發(fā)送數(shù)據(jù)，有可能產(chǎn)生沖突導(dǎo)致數(shù)據(jù)接收出錯的問題。通過該方法對電表數(shù)據(jù)發(fā)送器分配唯一的用戶編號和用戶密碼，可以防止非法的電表數(shù)據(jù)發(fā)送器接入；同時使用呼叫指令和呼叫密碼、查詢指令和查詢密碼、休眠指令和休眠密碼，可以防止非法的對電表數(shù)據(jù)發(fā)送器的呼叫、查詢和休眠操作。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)框圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步說明：

如圖1所示，一種無線電表數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，包括電表數(shù)據(jù)采集器1和電表數(shù)據(jù)發(fā)送器2，該電表數(shù)據(jù)采集器1包括處理器11及與處理器11連接的mcwill通信模塊12、第二wifi模塊13、存儲模塊14、顯示模塊15及第二電源模塊16，該電表發(fā)送模塊2包括低功耗單片機21及與低功耗單片機21連接的第一wifi模塊22、電表數(shù)據(jù)模塊23及用于向電表數(shù)據(jù)發(fā)送器2供電的第一電源模塊24。電表數(shù)據(jù)發(fā)送器2安裝在用戶的電表上，電表數(shù)據(jù)采集器1可以采集多個電力數(shù)據(jù)采集器2中的電表數(shù)據(jù)。電表數(shù)據(jù)采集器2可以采集多個電力數(shù)據(jù)采集器中的電表數(shù)據(jù)。

該低功耗單片機21用于采集電表數(shù)據(jù)，并通過第一wifi模塊22將該電表數(shù)據(jù)以無線通信方式發(fā)送給該電表數(shù)據(jù)采集器1。該第二電源模塊16的輸出端連接處理器11的電源輸入端，用于向處理器11提供電源；處理器11用于通過第二wifi模塊13以無線通信方式接收電表數(shù)據(jù)，并將該電表數(shù)據(jù)處理后通過mcwill通信模塊12發(fā)送給遠程平臺，從而以較低成本實現(xiàn)了電表數(shù)據(jù)的遠程無線采集。該顯示模塊15，用于將接收到的電表數(shù)據(jù)處理后，顯示電表數(shù)據(jù)，工作人員和用戶均可以在顯示模塊上對電表數(shù)據(jù)進行查看和記錄，增加了電表數(shù)據(jù)采集的透明度。本實施例的，存儲模塊14采用flash存儲器，用于存儲處理器11所接收到的電表數(shù)據(jù)，以便即使在網(wǎng)絡(luò)信號不好時也不會造成電表數(shù)據(jù)的丟失。

在本發(fā)明的處理器11采用at91f40162；單片機采用msp430f133；第一wifi模塊22，第二wifi模塊13均采用zbt-wm8302rt；flash存儲器采用三星公司的大容量flash存儲器klm4g1yemd-b031。

一種無線電表數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的采集方法，包括以下步驟：

s1：電表數(shù)據(jù)采集器1通過密碼驗證與電表數(shù)據(jù)發(fā)送器2建立連接：

s11：電表數(shù)據(jù)采集器1根據(jù)電表位置表，按照電表數(shù)據(jù)發(fā)送器2的用戶編號順序依次向當(dāng)前位置的電表數(shù)據(jù)發(fā)送器2發(fā)送呼叫請求和呼叫密碼，并設(shè)置定時器；該用戶編號采用六字節(jié)，電表數(shù)據(jù)發(fā)送器2的用戶編號是唯一的，其范圍為1～2⁴⁸，全0和全1不使用。

s12：電表數(shù)據(jù)發(fā)送器2接收上述步驟的呼叫請求和呼叫密碼后，并對呼叫密碼進行驗證，若呼叫密碼驗證成功后，則電表數(shù)據(jù)發(fā)送器2從休眠狀態(tài)轉(zhuǎn)入工作狀態(tài)，并向電表數(shù)據(jù)采集器1發(fā)送用戶編號和用戶密碼；否則，電表數(shù)據(jù)發(fā)送器2繼續(xù)轉(zhuǎn)入休眠狀態(tài)。該電表數(shù)據(jù)采集器1休眠電表的過程，具體包括如下步驟：

s211：電表數(shù)據(jù)采集器1向電表數(shù)據(jù)發(fā)送器2發(fā)送休眠指令和休眠密碼；

s212：電表數(shù)據(jù)發(fā)送器2接收休眠指令，并驗證休眠密碼，當(dāng)休眠密碼驗證成功后轉(zhuǎn)入休眠狀態(tài)。

s13：電表數(shù)據(jù)采集器1接收所述用戶編號和用戶密碼，并對用戶密碼進行驗證，若用戶密碼驗證成功后，則進行下一步，否則，返回步驟(11)進行n次循環(huán)操作，若循環(huán)n次數(shù)后扔未驗證成功，則忽略向當(dāng)前電表數(shù)據(jù)發(fā)生器2發(fā)送查詢請求，呼叫下一個電表數(shù)據(jù)發(fā)送器2。

s2：電表數(shù)據(jù)采集器1向電表數(shù)據(jù)傳送器2發(fā)送查詢請求，并設(shè)置定時器；

s3：電表數(shù)據(jù)傳送器2以數(shù)據(jù)包的形式向電表數(shù)據(jù)采集器發(fā)送電表數(shù)據(jù)、用戶編號和查詢密碼；

s4：電表數(shù)據(jù)采集器1接收所述電表數(shù)據(jù)，并進行查詢密碼驗證，若電表數(shù)據(jù)采集器1在定時器規(guī)定的時間內(nèi)收到電表數(shù)據(jù)發(fā)送器2的數(shù)據(jù)包，且驗證查詢密碼成功后，則存儲用戶編碼和電表數(shù)據(jù)，并所將存儲的用戶編碼和電表數(shù)據(jù)進行顯示；若驗證查詢密碼不成功，則循環(huán)向電表數(shù)據(jù)發(fā)送器2發(fā)送n次查詢請求，若連續(xù)n次驗證查詢密碼不成功，則忽略向電表數(shù)據(jù)發(fā)生器2發(fā)送查詢請求，若定時器超時時，則循環(huán)向該電表數(shù)據(jù)發(fā)送器2發(fā)送n次查詢請求，若連續(xù)n次超時，則忽略向電表數(shù)據(jù)發(fā)生器2發(fā)送查詢請求；

s5：當(dāng)電表數(shù)據(jù)采集器1到達mcwill網(wǎng)絡(luò)覆蓋的區(qū)域后，把存儲的所有用戶信息通過mcwill通信模塊12發(fā)送給遠程平臺。

本實施例的，采用電表位置表記錄電表發(fā)送器位置和相應(yīng)的用戶編號，用于電表數(shù)據(jù)采集器呼叫電表發(fā)送器的過程。在電表數(shù)據(jù)采集器1與電表建立連接過程、采集電表數(shù)據(jù)過程和休眠電表過程，由遠程平臺向電表數(shù)據(jù)采集器1發(fā)送命令，控制該電表數(shù)據(jù)采集器1執(zhí)行確認電表過程、采集電表數(shù)據(jù)過程和休眠電表過程。

以上所述的實施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行描述，并非對本發(fā)明的范圍進行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變形和改進，均應(yīng)落入本發(fā)明權(quán)利要求書確定的保護范圍內(nèi)。