一种智能信息采集装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种智能信息采集装置，设在电表箱内的采集器通过智能电表的RS-485接口对用电信息进行提取，并经ZigBee无线传感器网络传送至安装在用户家中的家居用电监视终端，家居用电监视终端显示并存储采集器传输的数据；家居用电监视终端构成由下述结构构成：终端单片机，终端单片机与数据存储模块、时钟电路、温湿度采集电路和终端ZigBee无线通信模块双向通信，终端单片机与EEPROM及电源管理模块双向通信，终端单片机向LED显示输出模块输出信号，终端单片机接收键盘输入模块的输入信号。优点效果：最终在家居用电信息监视终端显示用户的用电信息、电价信息及电费余额，实现用电信息实时方便地向用户发布。
【专利说明】一种智能信息采集装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种智能信息的采集，尤其涉及一种智能信息采集装置，属于电气自动化和信息采集与处理【技术领域】。
[0002]
【背景技术】
[0003]当前，国家电网公司对智能电网的研究、试点工作已在逐步展开。我国智能电网的基本特征就是在技术上体现信息化、自动化和互动化，管理上体现集团化、集约化、精益化和标准化，要具有坚强的网架结构，具备各类电源接入、送出的适应能力以及大范围资源优化配置能力和用户多样化服务能力，从而实现安全、可靠、优质、清洁、高效和互动的电力供应。
[0004]推进城市和农村电网智能化建设，需要依靠新技术、新设备的强力支持，同时加强重点技术研究与应用。研究和应用适合于电网的通信与自动化新技术，着力解决电网点多面广的分散通信难题，提高配电网自动化水平，研究中低压电网统一数据采集、调配集管一体化等关键技术。
[0005]低压客户智能用电管理通过安装智能表箱、智能电能表和智能低压终端实现对低压客户的远程控制、用电信息采集、停电故障智能判断、用户数据分析、实时低压线损分析和双向互动用电等功能，并研究和应用用电互动化技术。用户侧、小电源和电网的信息传递与互动是体现电网智能化水平的重要方面，需要加强电智能配电台区、智能用电终端等关键技术研究。但依据电网智能化建设的各种要求，还无法满足用户用于用电现场管理服务终端与居民抄表系统的智能采集。无法实现远程抄表、实时计费、负荷管理、电能质量检测、设备监测和用电故障查控等一系列功能。不能够及时掌握居民的用电情况，准确及时地为客户提供优质便捷的服务，提升电网营销管理技术水平。随着我国城镇小区物业的迅速发展及家庭用电需求量越来越大，给电能的计量工作提出了更高的要求，同时供电部门希望免去人工抄表计量环节，节省劳动力。因此，自动抄表系统的应用受到了有关部门越来越多的关注和重视，同时也满足了建设部提出的用电管理应集中、安全、严格的要求。传统的居民用户用电信息采集系统的主站一般设置在供电公司，系统可监测用户用电情况并进行用电信息管理。用户想了解当前的用电信息需采用账单查询、上网查询或电话查询等方式，这些方式不够便捷且难以满足所有用户的需求。智能电表的液晶屏能显示当前用电信息、电价信息及电费余额等，但智能电表通常是安装在统一的表箱内，不便于用户了解相关信息。
【发明内容】
[0006]为了解决上述技术问题本实用新型提供一种智能信息采集装置，目的是通过ZigBee无线传感器网络与家居用电信息监视终端进行数据交换，最终在家居用电信息监视终端显示用户的用电信息、电价信息及电费余额，实现用电信息实时方便地向用户发布。
[0007]为达上述目的本实用新型一种智能信息采集装置，设在电表箱内的采集器通过智能电表的RS-485接口对用电信息进行提取，并经ZigBee无线传感器网络传送至安装在用户家中的家居用电监视终端，家居用电监视终端显示并存储采集器传输的数据；家居用电监视终端构成由下述结构构成:终端单片机，终端单片机与数据存储模块、时钟电路、温湿度采集电路和终端ZigBee无线通信模块双向通信，终端单片机与EEPROM及电源管理模块双向通信，终端单片机向LED显示输出模块输出信号，终端单片机接收键盘输入模块的输入信号；采集器传送的数据以异步串行信号通过DIN引脚进入终端ZigBee无线通信模块，从终端ZigBee无线通信模块的DOUT引脚输出到终端单片机,终端ZigBee无线通信模块的RXD引脚和TXD引脚连接终端单片机的UART接口，终端ZigBee无线通信模块的LED引脚连接发光二级管的正极，发光二极管的负极连接电阻，终端ZigBee无线通信模块的VCC引脚接电压和接两个并联电容的负极；在采集器内设有采集器ZigBee无线通信模块，终端ZigBee无线通信模块与采集器ZigBee无线通信模块构成ZigBee无线传感器网络。
[0008]终端单片机型号为MSP430，时钟电路为DS1302，数据存储模块型号为AT45D041，温湿度采集电路为SHT11，ZigBee无线通信模块采用XBee Pro模块。
[0009]电阻接3.3V电压，终端ZigBee无线通信模块VCC引脚的电压为3.3V，两个并联电容的正极接地。
[0010]采集器采集用电信息、电价信息和电费余额，温湿度采集电路采集温湿度信息，在LED显示输出模块显示温湿度、时间信息、用电信息、电价信息和电费余额。
[0011]采集方法:对家居用电监视终端进行初始化，温湿度采集电路采集温湿度环境量，读取DS1302芯片的时间量，通过IXD显示温湿度和时间，家居用电监视终端检测按键是否动作，判断是否调整时间，如是做出相应调整，否则继续，是否有查询以往用电信息的动作，如果是则通过终端ZigBee无线通信模块发送请求帧至采集器，采集用户所需求智能电表的用电信息，家居用电监视终端等待接收采集器发送的应答帧，如网络连接失败时，终端ZigBee无线通信模块延时一段时间后再进行网络连接，若连续三次网络连接失败，复位终端ZigBee无线通信模块，延时一段时间后再次尝试连接，当收到应答帧时，对接收到的应答帧进行解析，并把用户所需的信息显示在LED显示输出模块上。
[0012]按键无动作返回再进行读取时间量，没有查询以往用电信息的动作则返回再进行读取时间量。
[0013]本实用新型的优点效果:通过ZigBee无线传感器网络与家居用电信息监视终端进行数据交换，最终在家居用电信息监视终端显示用户的用电信息、电价信息及电费余额，实现用电信息实时方便地向用户发布，并对温湿度进行监视，提供时间显示、温湿度提示等人性化功能。本实用新型ZigBee无线传感器网络具有低成本、低功耗、超强通信能力、通信距离远和抗干扰能力强的。无需布线，安装成本低，自组织网络可以寻找射频范围内所有的无线节点，不受电力线拓扑网络的影响。在一定条件下，节点越多，可选择的路由路径越多，网络可靠性就越高；通信质量不受配电网质量的影响，容易保证信道长期可靠性，相应地较能适应现场不同配电网环境的新旧城市和农村社区情况；ZigBee Pro网络采用2个安全钥匙、I个信任中心及128位AES加密等保证数据通信的安全。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是本实用新型的结构框图。
[0015]图2是家居用电信息监视终端结构框图。
[0016]图3是家居用电信息监视终端与采集器通信示意图。
[0017]图4是终端ZigBee无线通信模块的原理图。
[0018]图中:1、智能电表；2、米集器；3、豕居用电监视终端；4、终端单片机；5、数据存储模块；6、时钟电路；7、温湿度采集电路；8、终端ZigBee无线通信模块；9、EEPR0M及电源管理模块；10、LED显示输出模块；11、键盘输入模块；R1、电阻。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
[0020]如图所示本实用新型一种智能信息采集装置，设在电表箱内的采集器2通过智能电表1的RS-485接口对用电信息进行提取，并经ZigBee无线传感器网络传送至安装在用户家中的家居用电监视终端3，家居用电监视终端3显示并存储采集器2传输的数据；家居用电监视终端3构成由下述结构构成:终端单片机4，终端单片机4与数据存储模块5、时钟电路6、温湿度采集电路7和终端ZigBee无线通信模块8双向通信，终端单片机4与EEPR0M及电源管理模块9双向通信，终端单片机4向LED显示输出模块10输出信号，终端单片机4接收键盘输入模块11的输入信号；采集器2传送的数据以异步串行信号通过DIN引脚进入终端ZigBee无线通信模块8，从终端ZigBee无线通信模块8的D0UT引脚输出到终端单片机4，终端ZigBee无线通信模块8的RXD引脚和TXD引脚连接终端单片机4的UART接口，终端ZigBee无线通信模块8的LED引脚连接发光二级管的正极，发光二极管LED0的负极连接电阻R1，终端ZigBee无线通信模块8的VCC弓丨脚接电压和接两个并联电容(Cl、C2)的负极；在采集器2内设有采集器ZigBee无线通信模块12，终端ZigBee无线通信模块8与采集器ZigBee无线通信模块12构成ZigBee无线传感器网络。
[0021 ] 终端单片机4型号为MSP430，时钟电路6为DS1302，数据存储模块5型号为AT4OT041，温湿度采集电路7为SHT11，ZigBee无线通信模块8采用XBee Pro模块。
[0022]电阻R1接3.3V电压，终端ZigBee无线通信模块8VCC引脚的电压为3.3V，两个并联电容的正极接地。
[0023]采集器2采集用电信息、电价信息和电费余额，温湿度采集电路采集温湿度信息，在LED显不输出模块10显不温湿度、时间信息、用电信息、电价信息和电费余额。
[0024]一种智能信息采集装置的采集方法，对家居用电监视终端进行初始化，温湿度采集电路采集温湿度环境量，读取DS1302芯片的时间量，通过LCD显示温湿度和时间，家居用电监视终端检测按键是否动作，判断是否调整时间，如是做出相应调整，否则继续，是否有查询以往用电信息的动作，如果是则通过终端ZigBee无线通信模块发送请求帧至采集器，采集用户所需求智能电表的用电信息，家居用电监视终端等待接收采集器发送的应答帧，如网络连接失败时，终端ZigBee无线通信模块延时一段时间后再进行网络连接，若连续三次网络连接失败，复位终端ZigBee无线通信模块，延时一段时间后再次尝试连接，当收到应答帧时，对接收到的应答帧进行解析，并把用户所需的信息显示在LED显示输出模块上。
[0025]按键无动作返回再进行读取时间量，没有查询以往用电信息的动作则返回再进行读取时间量。
【权利要求】
1.一种智能信息采集装置，其特征在于:设在电表箱内的采集器通过智能电表的RS-485接口对用电信息进行提取，并经ZigBee无线传感器网络传送至安装在用户家中的家居用电监视终端，家居用电监视终端显示并存储采集器传输的数据；家居用电监视终端构成由下述结构构成:终端单片机，终端单片机与数据存储模块、时钟电路、温湿度采集电路和终端ZigBee无线通信模块双向通信，终端单片机与EEPROM及电源管理模块双向通信，终端单片机向LED显示输出模块输出信号，终端单片机接收键盘输入模块的输入信号；采集器传送的数据以异步串行信号通过DIN引脚进入终端ZigBee无线通信模块，从终端ZigBee无线通信模块的DOUT引脚输出到终端单片机，终端ZigBee无线通信模块的RXD引脚和TXD引脚连接终端单片机的UART接口，终端ZigBee无线通信模块的LED引脚连接发光二级管的正极，发光二极管的负极连接电阻，终端ZigBee无线通信模块的VCC引脚接电压和接两个并联电容的负极；在采集器内设有采集器ZigBee无线通信模块，终端ZigBee无线通信模块与采集器ZigBee无线通信模块构成ZigBee无线传感器网络。
2.根据权利要求1所述的一种智能信息采集装置，其特征在于终端单片机型号为MSP430,时钟电路为DS1302，数据存储模块型号为AT4OT041，温湿度采集电路为SHT11，ZigBee无线通信模块采用XBee Pro模块。
3.根据权利要求1所述的一种智能信息采集装置，其特征在于电阻接3.3V电压，终端ZigBee无线通信模块VCC引脚的电压为3.3V，两个并联电容正极接地。
4.根据权利要求1所述的一种智能信息采集装置，其特征在于采集器采集用电信息、电价信息和电费余额，温湿度采集电路采集温湿度信息，在LED显示输出模块显示温湿度、时间信息、用电信息、电价信息和电费余额。
【文档编号】G08C17/02GK204066378SQ201420615405
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2014年10月23日 优先权日:2014年10月23日
【发明者】隋合轼, 祝丹, 蒋伟娜, 商亚明, 盛永刚, 左琳琳, 杨东升, 孙徐, 梁雪 申请人:国网辽宁省电力有限公司营口供电公司, 国家电网公司, 东北大学