專利名稱：基于Wi-Fi的無線抄表裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種無線抄表裝置，尤其是一種基于Wi-Fi的無線抄表裝置。利用 Wi-Fi無線網(wǎng)絡實現(xiàn)對具有Modbus-RTU (Modbus串行鏈路RTU模式)通信及數(shù)據(jù)輸出功能的數(shù)字型電表進行自動抄表、監(jiān)控的自動化抄表裝置。
背景技術(shù)：
隨著電力網(wǎng)絡向“信息化、數(shù)字化、自動化、互動化”的發(fā)展，智能電網(wǎng)應運而生，而智能電網(wǎng)的追求是對電網(wǎng)與客戶用電信息進行實時監(jiān)控和采集，且采用最經(jīng)濟與最安全的輸配電方式將電能輸送給終端用戶，實現(xiàn)對電能的最優(yōu)配置與利用。傳統(tǒng)的人工抄表系統(tǒng)弊端日益突出，主要表現(xiàn)在工作量大、準確性低、及時性差，無法滿足電網(wǎng)智能化的線損計算、電量平衡、負荷計算等方面的需求。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種基于Wi-Fi的無線抄表裝置，能夠提供實時、高速、可靠的電表抄表方式，實現(xiàn)電表數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡化自動抄收。為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是
一種基于Wi-Fi的無線抄表裝置，包括嵌入式處理器、存儲單元、時鐘模塊、下行通信模塊、上行通信模塊和電源模塊；所述時鐘模塊為所述嵌入式處理器運行提供時鐘頻率， 并為電表數(shù)據(jù)打上時間戳；所述下行通信模塊采用Modbus-RTU現(xiàn)場總線通信方式，連接多臺智能電表，負責完成與電表的數(shù)據(jù)交互，并將多個電表的數(shù)據(jù)采集至所述存儲單元，最多可連接32個電表；所述上行通信模塊采用Wi-Fi無線通信方式，能自動搜索并連接至特定 Wi-Fi無線網(wǎng)絡，并將所述存儲器中存放的電表的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡傳輸至管理中心。上述嵌入式處理器采用32位的高速ARM處理器，并移植嵌入式操作系統(tǒng)；移植 Modbus-RTU通信協(xié)議實現(xiàn)電表數(shù)據(jù)的采集，移植802. 11無線通信協(xié)議實現(xiàn)無線網(wǎng)絡通信； 所述嵌入式處理器外圍擴展RS-485總線和USB-Host接口，所述RS-485總線連接多個智能電表，所述USB-Host接口連接無線通信模塊。與上述抄表裝置連接的多個電表的地址標識，由所述抄表裝置上的Wi-Fi無線模塊的物理地址和所述裝置分配的Modbus總線地址兩部分組成，形成一個全球唯一的地址標識，實現(xiàn)遠程管理中心對電表的唯一識別。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有以下突出的優(yōu)點
基于Wi-Fi的無線抄表裝置實現(xiàn)了下行多臺電表數(shù)據(jù)同時采集，采用Modbus-RTU現(xiàn)場總線協(xié)議傳輸數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠；同時充分利用了 Wi-Fi高速率、組網(wǎng)方便的特點，保證了多臺電表大數(shù)據(jù)量數(shù)據(jù)傳輸高速可靠，大大減少了抄表時間，提高了抄表的效率和實時性。并且具有安裝簡單、組網(wǎng)方便、維護工作量小的特點。


圖1是本發(fā)明基于Wi-Fi無線抄表裝置的總體結(jié)構(gòu)圖。圖2是本發(fā)明所涉及自動抄表系統(tǒng)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明的實施例作進一步詳細的描述。如圖1所示，一種基于Wi-Fi的無線抄表裝置，包括嵌入式處理器、存儲單元、時鐘模塊、下行通信模塊、上行通信模塊和電源模塊；所述時鐘模塊為所述嵌入式處理器運行提供時鐘頻率，并為電表數(shù)據(jù)打上時間戳；所述下行通信模塊采用Modbus-RTU現(xiàn)場總線通信方式，連接多臺智能電表，負責完成與電表的數(shù)據(jù)交互，并將多個電表的數(shù)據(jù)采集至所述存儲單元，最多可連接32個電表；所述上行通信模塊采用Wi-Fi無線通信方式，能自動搜索并連接至特定Wi-Fi無線網(wǎng)絡，并將所述存儲器中存放的電表的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡傳輸至管理中心。上述嵌入式處理器采用32位的高速ARM處理器，并移植嵌入式操作系統(tǒng)；移植 Modbus-RTU通信協(xié)議實現(xiàn)電表數(shù)據(jù)的采集，移植802. 11無線通信協(xié)議實現(xiàn)無線網(wǎng)絡通信； 所述嵌入式處理器外圍擴展RS-485總線和USB-Host接口，所述RS-485總線連接多個智能電表，所述USB-Host接口連接無線通信模塊。與上述抄表裝置連接的多個電表的地址標識，由所述抄表裝置上的Wi-Fi無線模塊的物理地址和所述裝置分配的Modbus總線地址兩部分組成，形成一個全球唯一的地址標識，實現(xiàn)遠程管理中心對電表的唯一識別。所述抄表裝置通過現(xiàn)場總線連接多臺電表，并在Modbus-RTU總線中處于主機的地位，主動發(fā)送采集命令給各個電表，電表接收到命令后分析判斷命令是否發(fā)給自己，如果是則回應電數(shù)據(jù)。所述抄表裝置通過Wi-Fi通信模塊連接至特定Wi-Fi無線網(wǎng)絡，并處于等待數(shù)據(jù)上傳狀態(tài)，一旦接收到遠程管理中心下發(fā)的數(shù)據(jù)上傳指令則將實時采集的多個電表數(shù)據(jù)打包加密后上傳至管理中心。所述抄表裝置實現(xiàn)了下行多臺電表數(shù)據(jù)同時采集，采用Modbus-RTU現(xiàn)場總線協(xié)議傳輸數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠；同時充分利用了 Wi-Fi高速率、組網(wǎng)方便的特點，保證了多臺電表大數(shù)據(jù)量數(shù)據(jù)傳輸高速可靠，大大減少了抄表時間，提高了抄表的效率和實時性。并且具有安裝簡單、組網(wǎng)方便、維護工作量小的特點。采用所述抄表裝置可以很方便的組網(wǎng)，形成一個自動抄表系統(tǒng)，實現(xiàn)較大范圍的自動抄表。具體實現(xiàn)過程如圖2所示，自動抄表系統(tǒng)主要包括管理中心3，電表1，和無線抄表裝置2。其中管理中心3是由服務器和管理終端組成，服務器通過hternet與Wi-Fi無線網(wǎng)絡通信，服務器安裝數(shù)據(jù)庫軟件，管理終端安裝抄表系統(tǒng)管理軟件及其相關組件，能夠?qū)崿F(xiàn)實時電信息顯示、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)查詢、電量統(tǒng)計、電量收費、統(tǒng)計報表及分配上下行數(shù)據(jù)傳輸速率等多項功能。電表1是具有通信輸出接口的數(shù)字型電表，該電表提供RS-485接口，通信協(xié)議為Modbus-RTU現(xiàn)場總線協(xié)議，可以與自動抄表裝置2的下行Modbus-RTU總線通信模塊實現(xiàn)通信交互。所述抄表裝置通過Modbus-RTU總線采集現(xiàn)場多個電表的數(shù)據(jù)，并通過無線傳輸至無線網(wǎng)絡，進一步傳輸至與無線網(wǎng)絡相連的有線網(wǎng)絡中，管理中心則將有線網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)獲取并存入服務器，管理終端上運行抄表系統(tǒng)管理軟件則可以實現(xiàn)對現(xiàn)場多個電表數(shù)據(jù)的顯示、查詢、管理等業(yè)務。這樣構(gòu)成一個自動抄表系統(tǒng)，實現(xiàn)遠程對現(xiàn)場電表數(shù)據(jù)的采集與管理。
權(quán)利要求
1.一種基于Wi-Fi的無線抄表裝置，其特征在于，包括嵌入式處理器、存儲單元、時鐘模塊、下行通信模塊、上行通信模塊和電源模塊；所述時鐘模塊為所述嵌入式處理器運行提供時鐘頻率，并為電表數(shù)據(jù)打上時間戳；所述下行通信模塊采用Modbus-RTU現(xiàn)場總線通信方式，連接多臺智能電表，負責完成與電表的數(shù)據(jù)交互，并將多個電表的數(shù)據(jù)采集至所述存儲單元；所述上行通信模塊采用Wi-Fi無線通信方式，能自動搜索并連接至特定Wi-Fi無線網(wǎng)絡，并將所述存儲器中存放的電表的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡傳輸至管理中心。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于Wi-Fi的無線抄表裝置，其特征在于，所述嵌入式處理器采用32位的高速ARM處理器，并移植嵌入式操作系統(tǒng)；移植Modbus-RTU通信協(xié)議實現(xiàn)電表數(shù)據(jù)的采集，移植802. 11無線通信協(xié)議實現(xiàn)無線網(wǎng)絡通信；所述嵌入式處理器外圍擴展RS-485總線和USB-Host接口，所述RS-485總線連接多個智能電表，所述USB-Host接口連接無線通信模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于Wi-Fi的無線抄表裝置，其特征在于，與所述抄表裝置連接的多個電表的地址標識，由所述抄表裝置上的Wi-Fi無線模塊的物理地址和所述裝置分配的Modbus總線地址兩部分組成，形成一個全球唯一的地址標識，實現(xiàn)遠程管理中心對電表的唯一識別。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于Wi-Fi的無線抄表裝置。包括嵌入式處理器、存儲單元、時鐘模塊、下行通信模塊、上行通信模塊和電源模塊；所述時鐘模塊為所述嵌入式處理器運行提供時鐘頻率，并為電表數(shù)據(jù)打上時間戳；所述下行通信模塊采用Modbus-RTU現(xiàn)場總線通信方式，連接多臺智能電表，負責完成與電表的數(shù)據(jù)交互，并將多個電表的數(shù)據(jù)采集至所述存儲單元；所述上行通信模塊采用Wi-Fi無線通信方式，能自動搜索并連接至特定Wi-Fi無線網(wǎng)絡，并將所述存儲器中存放的電表的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡傳輸至管理中心。本抄表裝置實現(xiàn)了下行多臺電表數(shù)據(jù)同時采集，數(shù)據(jù)傳輸高速可靠，大大減少了抄表時間，提高了抄表的效率和實時性。并且具有安裝簡單、組網(wǎng)方便、維護工作量小的特點。
文檔編號H04L29/06GK102157057SQ20111011789
公開日2011年8月17日 申請日期2011年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月9日
發(fā)明者侯維巖, 奚培鋒, 曾磊, 李乙, 李先茂, 王佳慧, 費敏銳 申請人:上海大學