一种无线计量采集报警控制装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种无线计量采集报警控制装置及方法。
【背景技术】
[0002]长期以来，能源表计数据抄送和报警电磁阀控制问题都是能源供应部门亟需解决而又得不到切实解决的问题。在行业信息化过程之中，能源表计数据的自动化抄送具有非常重大的意义，因为能源表计数据是能源部门销售过程中的最原始的数据，这个数据的准确度和及时性，直接影响了行业内部的信息化水平。
[0003]传统的手工抄表，费时，费力，准确性和及时性得不到可靠的保障；传统远传抄表系统(即脉冲远传、脉冲无线和直读远传)虽然能够克服以上局部问题，但也存在无法传送报警信息，不支持进行远程电磁阀控制功能，不能及时有效解决断水断电等困难。这些导致了能源信息控制管理不能更好的实现。
[0004]目前，对电表、水表、燃气表和热力表的智能化抄读和控制具有十分重要的意义。目前，国内的抄表方式主要有人工、红外、射频识别、485总线、电力线载波、移动通信技术(CDMA、GPRS、3G、LTE等)、以太网和微功率无线自组网抄表等。其中，人工抄表人力成本高、抄读误差大，逐渐被淘汰；红外抄表和射频识别抄表依然需要专人或专车挨家挨户或逐个小区的抄读，效率有待提高；485总线抄表方式需要布线，而且只能在小范围内实施；移动通信抄表方式由于基带芯片和移动业务的成本较高，目前仅适合于大用户的表类集抄，或作为集中器的上行通信方式；以太网抄表方式由于其接入点分布不够广泛，因此仅适合于集中器的上行通信方式；电力线载波抄表方式由于受目前国内电网的客观条件限制，目前还存在许多技术难题。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是提供一种可大幅度降低燃气管理部门运营成本，方便了广大用户，提高了无线燃气表效率的操作效率的无线计量采集报警控制装置及方法。
[0006]本发明是通过以下技术方案来实现的:一种无线计量采集报警控制装置，包括一无线采集器、无线直读表和抄表数据管理系统，所述无线采集器的输入输出端分别与抄表数据管理系统和无线直读表通信连接，所述无线直读表的输入输出端分别连接一报警设备和电磁控制阀，所述无线直读表通过有线的方式连接报警设备和电磁控制阀。
[0007]作为优选的技术方案，所述无线采集器包括ZigBee无线通信单元、GPRS通信单元、报警转换单元、存储单元、电磁阀单元、电源单元和时钟单元，所述无线采集器还包括一微控制器，所述ZigBee无线通信单元、GPRS通信单元、报警转换单元、存储单元、电磁阀单元、电源单元和时钟单元分别与微控制器连接，GPRS通信注册，Zigbee通信自组网；承担存储、转发、遇错重发功能；报警转换及转发；电磁阀转换控制；32路字节单元信息存储。
[0008]抄表数据管理系统接收无线采集器的注册信息、报警信息和抄表数据，并向已注册的采集器发送采集命令、电磁控制阀开关命令等；无线采集器在上电初始化后主动发送注册信息到指定域名的抄表数据管理系统，在接收到抄表数据管理系统传送过来的采集和控制命令后，向该命令中的地址码所代表的无线直读表发送采集控制命令。无线直读表解析命令，并通过有线方式控制电磁阀开关和传送报警信息。
[0009]电源单元提供总线电源输入过压，短路保护，可抑制600W瞬间过电压，保护电路不受损害，可防止因单个电路短路拉低总线电源电压；总线电源输入防反接电路，可防止电源反接损害其他电路；并提供了看门狗电路为单片机提供上电复位，电源掉电复位及监控单片机运行状态，防止死机。
[0010]作为优选的技术方案，所述无线采集器通过ZigBee无线通信单元与无线直读表进行通信连接，所述无线采集器通过GPRS通信单元与抄表数据管理系统通信连接，GPRS通信单元提供了采集器向抄表数据管理系统的注册功能，数据发送和接收功能，数据的转发处理。。
[0011]作为优选的技术方案，所述微控制器以AT89S52单片机为核心，外加外围电路组成，微控制器是本装置的核心运算部分，负责报警信息转换接收、存储信息读取和写入、电磁阀控制驱动、GPRS数据推送和读取，主要是以AT89S52单片机为核心，外加外围电路组成的。
[0012]作为优选的技术方案，所述报警转换单元提供32路报警接口，光电隔离，过压过流保护，接口为无源开关信号，采集器平时自动监控端口状态，如有报警，记下报警时间并同时转发到总线上，上传给系统软件。
[0013]作为优选的技术方案，所述时钟单元为ZigBee无线通信单元、GPRS通信单元、报警转换单元、存储单元、电磁阀单元提供时间信息。
[0014]作为优选的技术方案，所述ZigBee无线通信单元的网络采用可靠的对等网络，网状拓扑结构，每个模块都是相同的，都具有路由功能，没有单独的路由器，施工安装非常简单，真正即插即用，组网过程自动或选择人为完成，理论上支持无限个无线直读表。
[0015]电磁阀单元提供电磁阀控制及检测接口，光电隔离，过压过流保护，如有报警，在接收到报警信息自动发布关闭该电磁阀命令到采集器，采集器接收抄表数据管理系统的各种报警和人为开关电磁阀命令并执行相应端口电磁阀开/关动作。并返回执行结果。
[0016]一种无线计量采集报警控制方法，包括以下几个具体步骤:
[0017]步骤一、无线采集装置上电并初始化各个通信单元；
[0018]步骤二、向上位机PC或抄表数据管理系统上传GPRS注册信息，所传注册信息进行加密处理；
[0019]步骤三、接收到注册成功信息，则进入下一步；
[0020]步骤四、检查是否有报警信息或对报警存储器中的信息进行检索，检查是否存在未处理报警，如有，则将报警信息通过GPRS通信单元进行上传；
[0021]步骤五、检索是否接收到命令，没有则返回到检查是否有报警信息；
[0022]步骤六、如果是路由解析命令，则进行路由地址解析，判断是否为本采集器的直读表，如果是，则进行相应的命令操作处理；
[0023]步骤七、如果是采集直读表命令，则解析直读表地址，并向该地址码发送无线采集命令，接收返回的无线采集数据，完成后将数据存储到存储单元中，通过GPRS通信单元上传到抄表数据管理系统中；
[0024]步骤八、如果是电磁阀控制命令，则解析电磁阀对应的直读表地址，并向该地址码发送开关命令，接收处理结果，并将结果发送给抄表数据管理系统；
[0025]步骤九、如果是ZigBee组网命令，则通过Zigbee无线通信单元发送组网命令，接收处理结果，并将结果发送给抄表数据管理系统；
[0026]步骤十、以上工作处理完毕，进入下一个循环。
[0027]本发明的有益效果是:本无线采集器基于GPRS网络与ZigBee无线通信技术采集数据并实现无线远传，信号质量高，信号覆盖面广，并且配有报警处理和电磁阀通讯功能，解决了远距离数据传输控制和报警信息传递的问题。可大幅度降低燃气管理部门运营成本，方便了广大用户，提高了无线燃气表效率的操作效率。
[0028]本无线采集器按照工业产品的要求设计制造；可在任何新表安装和旧表更换时大批量使用，促进自动抄表行业和能源管理的科技进步。
【附图说明】
[0029]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0030]图1为本发明的系统框图；
[0031]图2为无线采集器的系统框图；
[0032]图3为本发明的系统流程图。
【具体实施方式】
[0033]本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
[0034]本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
[0035]如图1所示，本发明的一种无线计量采集报警控制装置，包括一无线采集器、无线直读表和抄表数据管理系统，所述无线采集器的输入输出端分别与抄表数据管理系统和无线直读表通信连接，所述无线直读表的输入输出端分别连接一报警设备和电磁控制阀，所述无线直读表通过有线的方式连接报警设备和电磁控制阀。
[0036]如图2所示，无线采集器包括ZigBee无线通信单元、GPRS通信单元、报警转换单元、存储单元、电磁阀单元、电源单元和时钟单元，所述无线采集器还包括一微控制器，所述ZigBee无线通信单元、GPRS通信单元、报警转换单元、存储单元、电磁阀单元、电源