专利名称：一种无线远程监控系统及方法
技术领域：
本发明涉及通信技术领域，更具体地说，涉及一种无线远程监控系统及方法。
背景技术：
随着智能化城市的发展，低碳生活的普及，而节能减排的目标的强制执行，如果能够科学、精确、明晰的监测和管理水、电、气、热等能源的消耗，可对智能化城市的快速建设，节能减排的达标提供科学数据和理论指导。在现有技术中，人工上门入户抄表方式与社会发展的不相适应显得日益明显，抄表入户难、劳动强度大、效率低，且容易造成纠纷，给用户与公共事业管理部门都造成很多的困扰。为了解决的这种困扰，无线抄表技术得到了快速发展，但是现有的抄表技术中，计量仪仅通过一个固定频率与远程监测中心通信连接，当该固定频率受到干扰时，将严重影响抄表数值的稳定性。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的无线抄表技术采用单一固定频率与远程监测中心连接，容易受干扰导致监测不准确的缺陷，提供一种稳定性高、抗干扰的无线远程监控系统及方法。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:构造一种无线远程监控系统，包括:无线监测终端、无线集中器和监控服务器；所述无线监测终端安装在待监测设备上；所述无线监测终端包括监测计量模块及与所述监测计量模块连接的跳频工作的第一无线信号通信模块；所述监测计量模块用于监测所述待监测设备的运行状态和计量待监测设备的计量值，并将监测结果传送给第一无线信号通信模块；所述跳频工作的第一无线信号通信模块将从监测计量模块接收的监测结果发送给无线集中器；所述无线集中器包括一个第二无线信号通信模块；所述第二无线信号通信模块多核同时接收所述无线监测终端通过第一无线信号通信模块发送的监测结果，并将所述监测结果发送给所述监控服务器(30 )的第三无线信号通信模块。在本发明所述的无线远程监控系统中，所述无线监测终端每隔一预设时间或在所述监测结果达到预设数值时，将预设时间所监测的监测结果或达到预设数值时的监测结果通过第一无线信号通信模块发送给所述无线集中器。在本发明所述的无线远程监控系统中，第一无线信号通信模块是随机跳频发射；无线集中器的第二无线信号通信模块是多接收核同时接收，其多核工作频率完全覆盖第一无线信号通信模块跳频的所有频率。在本发明所述的无线远程监控系统中，所述系统还包括无线中继器，所述无线中继器分别与所述无线监测终端、无线集中器连接；所述无线中继器包括一个第四无线信号通信模块，所述第四无线信号通信模块接收所述无线监测终端通过第一无线信号通信模块发送的监测结果，并将所述监测结果发送给所述无线集中器的第二无线信号通信模块；所述无线中继器用于扩展所述无线监测终端与所述无线集中器之间的传输距离。在本发明所述的无线远程监控系统中，所述无线远程监控系统还包括与所述无线监测终端、无线中继器、监控服务器分别连接的PDA设备，所述PDA设备具体包括:设置模块，用于设置所述无线监测终端的参数及用于设置所述无线中继器的发射功率;第五无线信号通信模块，用于接收所述无线监测终端通过第一无线信号通信模块发送的监测结果和向所述无线监测终端发送所述参数，及用于向所述无线中继器发送发射功率设直命令；USB接口，与所述监控服务器连接，用于将所述监测结果传送给所述监控服务器。本发明还构造一种无线远程监控方法，包括以下步骤:S1、无线监测终端的监测计量模块监测待监测设备的运行状态和计量待监测设备的计量值，并将监测结果传送给所述无线监测终端的跳频工作的第一无线信号通信模块，所述跳频工作的第一无线信号通信模块将接收的监测结果发送给无线集中器；所述无线监测终端安装在所述待监测设备上；S2、所述无线集中器的第二无线信号通信模块多核同时接收所述无线监测终端通过第一无线信号通信模块发送的监测结果，并将所述监测结果发送给监控服务器的第三无线信号通信模块。在本发明所述的无线远程监控系统中，所述步骤SI进一步包括:S11、所述无线监测终端每隔一预设时间或在所述监测结果达到预设数值时，将预设时间所监测的监测结果或达到预设数值时的监测结果通过第一无线信号通信模块发送给所述无线集中器。在本发明所述的无线远程监控系统中，所述第一无线信号通信模块是随机跳频发射；无线集中器的第二无线信号通信模块是多接收核同时接收，其多核工作频率完全覆盖第一无线信号通信模块跳频的所有频率。在本发明所述的无线远程监控系统中，所述步骤Sll进一步包括以下步骤:S12、所述无线监测终端每隔一预设时间或在所述监测结果达到预设数值时，将预设时间所监测的监测结果或达到预设数值时的监测结果通过第一无线信号通信模块发送给无线中继器的第四无线信号通信模块；S13、所述无线中继器的第四无线信号通信模块接收所述无线监测终端发送的所述监测结果，并将所述监测结果发送给所述无线集中器的第二无线信号通信模块。在本发明所述的无线远程监控系统中，还包括以下步骤:S3、当所述无线监测终端与所述无线集中器出现漏报数据或PDA设备向所述无线监测终端发送请求需要获得监测结果时，所述无线监测终端将所述监测结果通过第一无线信号通信模块发送给所述PDA设备的第五无线信号通信模块；S4、所述PDA设备通过USB接口将所述监测结果传送给所述监控服务器(30)。实施本发明的无线远程监控系统，具有以下有益效果:无线监测终端监测待检测设备的运行状态和计量待监测设备的计量值，并将监测结果通过跳频工作的第一无线信号通信模块发送给无线集中器或PDA设备，所述无线集中器、PDA设备将接收的监测结果发送给监控服务器；可大大提高无线远程监测系统的稳定性、抗干扰能力。
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中:图1是本发明的无线远程监控系统的结构框图；图2是本发明的无线远程监控方法流程图。
具体实施例方式为了使本发明的目的更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。如图1所示，在本发明的无线远程监控系统的结构框图中，包括:无线监测终端
10、无线集中器20和监控服务器30 ;该无线监测终端10安装在待监测设备上；该无线监测终端10包括监测计量模块11及与监测计量模块连接的跳频工作的第一无线信号通信模块12，该监测计量模块11用于监测该待监测设备的运行状态和计量待监测设备的计量值，并将监测结果传送给第一无线信号通信模块12 ;该跳频工作的第一无线信号通信模块12将从监测计量模块11接收的监测结果发送给无线集中器20 ；该无线集中器20包括一个第二无线信号通信模块21 ;该第二无线信号通信模块21多核同时接收该无线监测终端10通过第一无线信号通信模块发送的监测结果，并将该监测结果发送给该监控服务器30的第三无线信号通信模块31。第一无线信号通信模块12是随机跳频发射；无线集中器20的第二无线信号通信模块21是多接收核同时接收，其多核工作频率完全覆盖第一无线信号通信模块12跳频的所有频率。在该实施例中，该无线远程监测系统可包括多个无线监测终端10，各个无线监测终端10具有相同的结构。无线监测终端10包含的跳频工作的第一无线信号通信模块12可以根据实际需要设置跳频的频率数量，如可设置一个无线监测终端的第一无线信号通信模块12包括N个(N>3)跳频的频率数量，第一无线信号通信模块12工作在频段Ftl Fn ;监测计量模块11可将监测计量结果通过第一无线信号通信模块12随机跳频发送数据，每组数据可以分η个时间片，分别在Ftl Fn的频点上发射，发射频点的顺序可以随机排列。该频段Ftl — Fn可为475Mhz 495Mhz。通过在无线监测终端10上采用随机跳频发射的第一无线信号通信模块随机跳频发射，可大大的提高抗干扰能力；且单个第一无线信号通信模块成本低，每个无线监测终端采用I个跳频的第一无线信号通信模块，得到了采用η个固定频率无线信号通信模块的通信效果，大大降低了系统成本。在无线集中器20中包括的第二无线信号通信模块21是一个多频率通信模块，其可接收无线监测终端通过频率Ftl - Fn发送的数据，实现多个发射对I个接收。该第二无线信号通信模块21因可以接收多个频率信号，结构比较复杂，成本高，但是因为一个第二无线信号通信模块可以接收上千个无线监测终端，所以整个无线远程监测系统构成成本就非常低。在该实施例中，该待监测设备是水表、燃气表或热计量表。进一步的，该无线监控终端10的第一无线信号通信模块12每隔一预设时间或监测结果达到预设数值时，将预设时间所监测的监测结果或达到预设数值时的监测结果通过第一无线信号通信模块12发送给该无线集中器20。在具体实施过程，当待监测设备为水表时，该预设数值可以为计量值为0.5m3，相应的，当待监测设备为燃气表或热计量表时，也可以设置相应的预设设置。该预设时间可以为4小时。进一步的，该无线远程监控系统还包括无线中继器40，该无线中继器40分别与该无线监测终端10、无线集中器20连接，用于扩展无线监测终端10与无线集中器20之间的传输距离；该无线中继器40包括一个第四无线信号通信模块41，该第四无线信号通信模块41接收无线监测终端通过第一无线信号通信模块发送的监测结果，并将该监测结果发送给该无线集中器20的第二无线信号通信模块21。该无线中继器40用于扩展无线监测终端10与无线集中器20之间的传输距离。进一步的，该无线远程监测系统还包括与无线监测终端10、无线中继器40、监控服务器30分别连接的PDA设备50，该PDA设备50具体包括:设置模块51，用于设置该无线监测终端10的参数及用于设置该无线中继器40的发射功率；第五无线信号通信模块52，用于接收无线监测终端10通过第一无线信号通信模块发送的监测结果发送的监测结果和向该无线监测终端10发送所述参数，及用于向该无线中继器40发送发射功率设置命令；USB接口 53，与该监控服务器30连接，用于将该监测结果传送给监控服务器。进一步的，该无线集中器20通过GPRS网络与该监控服务器30通信连接。进一步的，该无线监测终端10采用双脉冲、单脉冲或直读式获取待监测设备的计量值。进一步的，该无线监测终端10的第一无线信号通信模块12可通过4个信道组发射监测结果；该4个信道组均包括一个高速工作信道和两个低速工作通道；该无线监测终端10通过低速工作通道与该无线集中器20通信连接，该无线监测终端10通过高速工作通道与该PDA设备50通信连接。在具体实施过程中，PDA设备50通过设置模块51设置无线监测终端10的参数包括设置无线监测终端的ID、初始化读数、脉冲常数等，还用于设置无线中继器40的发射功率，可将无线中继器40的发射功率设置为50mW或500mW ;PDA设备50通过第五无线信号通信模块52接收无线监测终端10发送的监测结果，用于补抄与无线中继器40或无线集中器20无法直接通信的无线监测终端10。无线监测终端10集成采集、计量、无线通信、软时钟、超低功耗、电源管理，断线检测、防磁攻击，防拆卸等功能于一体；该无线监测终端10的发射模式包括高速发射模式、低速发射模式、跳频扩频模式:高速发射模式，25-40秒随机发射一次，可视通信距离大于1000米，配套手持机完全解决通信盲区；低速发射模式，4小时或计量到0.5M3发射一次，可视通信距离大于2500米，配套集中器和中继器完成定点抄读，方便能源监控管理；跳频扩频模式，解决单一频率同频干扰问题。该无线监控终端10提供4个可设信道组，更加有效的避免可能产生的频点干扰。该无线监控终端10支持单、双干脉冲计量，也可选购直读计量方式，出厂前固定计量方式。该无线监测终端10具有:电源管理功能，检测发射状态电压并上报；磁攻击检测功能，检测恶意磁攻击时产生报警标志；预留防拆卸功能，检测恶意拆卸时产生震动报警标志(需外接滚珠开关)；防断线功能，检测在恶意剪断线路时产生报警标志，适合外接式安装。该无线监测终端10可以集成在待监测设备中，也可以加外壳安装在待监测设备的合适位置。该无线监测终端10的监测计量模块11监测待监测设备的运行状态和计量待监测设备的计量值，并将监测结果传递给第一无线信号通信模块12 ;该待监测设备的运行状态包括待监测设备的电池电量、拆卸状态、断线状态、磁攻击状态、倒装状态、滴漏状态、测试状态、设备故障状态以及其他状态信息。该监测计量模块11磁攻击检测端MR1，MR2:为干簧管SI和干簧管S2接入端；双干簧管计量时，只有分别出现交错低脉冲后为I个计量脉冲，如果同时为低，不计量，提示磁攻击报警状态；单干簧管时，SI为脉冲计量，S2可以做为磁攻击检测输入端。该监测计量模块在出厂时已确定是采用双干簧管计量还是单干簧管计量方式，所有计量低脉冲的最小宽度为100ms。该监测计量模块11的断线检测接入端:连接和其他信号线一起并行的信号线，另一端接地，如果用户把此信号线剪断，就提示断线报警状态；如果没有接此线，用户就不需要处理断线标志位。该监测计量模块11的拆卸检测接入端:用户需要拆卸功能报警(震动标志报警)时，可以外接滚珠开关或水银开关，注:安装时，静态开关应该处于开路状态，安装方向和位置，不能在外界环境有轻微震动就触发报
警该无线监测终端10提供4个信道组可供选择，可通过PDA设备远程设置，默认采用O信道组，如果现场O信道组的所有频率都有干扰，可以通过PDA设备设置信道组，同时需要修改无线中继器、无线集中器、PDA设备的工作信道组。该无线监测终端10的4个信道组如下:每个信道组包括3个信道，CHO为高速工作信道，CHl和CH2为低速工作信道；
权利要求
1.一种无线远程监控系统，其特征在于，包括:无线监测终端(10)、无线集中器(20)和监控服务器(30);所述无线监测终端(10)安装在待监测设备上； 所述无线监测终端(10 )包括监测计量模块(11)及与所述监测计量模块(11)连接的跳频工作的第一无线信号通信模块(12);所述监测计量模块(11)用于监测所述待监测设备的运行状态和计量待监测设备的计量值，并将监测结果传送给第一无线信号通信模块(12);所述跳频工作的第一无线信号通信模块(12)将从监测计量模块(11)接收的监测结果发送给无线集中器(20); 所述无线集中器(20 )包括一个第二无线信号通信模块(21);所述第二无线信号通信模 块(21)多核同时接收所述无线监测终端(10)通过第一无线信号通信模块(12)发送的监测结果，并将所述监测结果发送给所述监控服务器(30 )的第三无线信号通信模块(31)。
2.根据权利要求1所述的无线远程监控系统，其特征在于，所述无线监测终端(10)每隔一预设时间或在所述监测结果达到预设数值时，将预设时间所监测的监测结果或达到预设数值时的监测结果通过第一无线信号通信模块(12)发送给所述无线集中器(20)。
3.根据权利要求1所述的无线远程监控系统，其特征在于，第一无线信号通信模块(12)是随机跳频发射；无线集中器(20)的第二无线信号通信模块(21)是多接收核同时接收，其多核工作频率完全覆盖第一无线信号通信模块(12)跳频的所有频率。
4.根据权利要求3所述的无线远程监 控系统，其特征在于，所述系统还包括无线中继器(40)，所述无线中继器(40)分别与所述无线监测终端(10)、无线集中器(20)连接； 所述无线中继器(40)包括一个第四无线信号通信模块(41)，所述第四无线信号通信模块(41)接收所述无线监测终端(10)通过第一无线信号通信模块(12)发送的监测结果，并将所述监测结果发送给所述无线集中器(20)的第二无线信号通信模块(21);所述无线中继器(40)用于扩展所述无线监测终端(10)与所述无线集中器(20)之间的传输距离。
5.根据权利要求4所述的无线远程监控系统，其特征在于，所述无线远程监控系统还包括与所述无线监测终端(10)、无线中继器(40)、监控服务器(30)分别连接的PDA设备(50)，所述PDA设备(50)具体包括: 设置模块(51)，用于设置所述无线监测终端(10)的参数及用于设置所述无线中继器(40)的发射功率； 第五无线信号通信模块(52)，用于接收所述无线监测终端(10)通过第一无线信号通信模块(12)发送的监测结果和向所述无线监测终端(10)发送所述参数，及用于向所述无线中继器(40)发送发射功率设置命令； USB接口( 53)，与所述监控服务器(30)连接，用于将所述监测结果传送给所述监控服务器(30)。
6.一种无线远程监控方法，其特征在于，包括以下步骤: · 51、无线监测终端(10)的监测计量模块(11)监测待监测设备的运行状态和计量待监测设备的计量值，并将监测结果传送给所述无线监测终端(10)的跳频工作的第一无线信号通信模块(12)，所述跳频工作的第一无线信号通信模块(12)将接收的监测结果发送给无线集中器(20);所述无线监测终端(10)安装在所述待监测设备上； · 52、所述无线集中器(20)的第二无线信号通信模块(21)多核同时接收所述无线监测终端(10)通过第一无线信号通信模块发送的监测结果，并将所述监测结果发送给监控服务器(30)的第三无线信号通信模块(31)。
7.根据权利要求6所述的无线远程监控方法，其特征在于，所述步骤SI进一步包括: 511、所述无线监测终端(10)每隔一预设时间或在所述监测结果达到预设数值时，将预设时间所监测的监测结果或达到预设数值时的监测结果通过第一无线信号通信模块(12)发送给所述无线集中器(20)。
8.根据权利要求6所述的无线远程监控方法，其特征在于，所述第一无线信号通信模块(12)是随机跳频发射；无线集中器(20)的第二无线信号通信模块(21)是多接收核同时接收，其多核工作频率完全覆盖第一无线信号通信模块(12)跳频的所有频率。
9.根据权利要求8所述的无线远程监控方法，其特征在于，所述步骤Sll进一步包括以下步骤: S12、所述无线监测终端(10)每隔一预设时间或在所述监测结果达到预设数值时，将预设时间所监测的监测结果或达到预设数值时的监测结果通过第一无线信号通信模块(12)发送给无线中继器(40)的第四无线信号通信模块(41)； S13、所述无线中继器(40)的第四无线信号通信模块(41)接收所述无线监测终端(10)发送的所述监测结果，并将所述监测结果发送给所述无线集中器(20)的第二无线信号通信模块(21)。
10.根据权利要求8所述的无线远程监控方法，其特征在于，还包括以下步骤: S3、当所述无线监测终端(10)与所述无线集中器(20)出现漏报数据或PDA设备(50)向所述无线监测终端(10) 发送请求需要获得监测结果时，所述无线监测终端(10)将所述监测结果通过第一无线信号通信模块(12)发送给所述PDA设备(50)的第五无线信号通信模块(52)；S4、所述PDA设备(50)通过USB接口(53)将所述监测结果传送给所述监控服务器(30)。
全文摘要
本发明涉及一种无线远程监控系统及方法，其中，该无线远程监控系统包括无线监测终端、无线集中器和监控服务器；无线监测终端包括监测计量模块及与监测计量模块连接的跳频工作的第一无线信号通信模块，监测计量模块用于监测待监测设备的运行状态和计量待监测设备的计量值，并将监测结果传送给第一无线信号通信模块；第一无线信号通信模块将接收的监测结果发送给无线集中器；无线集中器包括一个多核同时接收的第二无线信号通信模块；第二无线信号通信模块接收无线监测终端通过第一无线信号通信模块发送的监测结果，并将监测结果发送给监控服务器的第三无线信号通信模块。实施本发明，具有稳定性高、抗干扰能力强等优点。
文档编号G08C17/02GK103164941SQ20131006702
公开日2013年6月19日 申请日期2013年3月1日 优先权日2013年3月1日
发明者曹辉, 雷兆军 申请人:深圳市华奥通通信技术有限公司