本發(fā)明涉及智能電表領(lǐng)域，尤其為一種基于物聯(lián)網(wǎng)與ZigBee的智能電表抄送系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，家居設(shè)施、工業(yè)控制的智能化、自動(dòng)化水平越來(lái)越高，將室內(nèi)家用計(jì)量?jī)x表、工業(yè)自動(dòng)化控制儀表中的數(shù)據(jù)自動(dòng)抄收已逐漸成為人們追求的目標(biāo)。水、電、氣、熱等公共事業(yè)管理部門(mén)也希望新技術(shù)的應(yīng)用能解決長(zhǎng)期困擾他們的抄表難、收費(fèi)難等問(wèn)題，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)省人力、減少企業(yè)流動(dòng)資金占用、方便用戶及提高管理水平的目的?，F(xiàn)有國(guó)內(nèi)外抄表方式主要有人工抄表、IC卡預(yù)付費(fèi)抄表、有線抄表系統(tǒng)及無(wú)線抄表系統(tǒng)。人工抄表、人工收費(fèi)、手工結(jié)算，效率低、誤差大，已不適應(yīng)企業(yè)管理現(xiàn)代化的要求。用戶、收費(fèi)人員竊氣、竊水、竊電、作弊、拒交費(fèi)用時(shí)有發(fā)生，造成各類(lèi)費(fèi)用不能及時(shí)準(zhǔn)確的收繳。IC卡預(yù)付費(fèi)抄表也存在一些問(wèn)題：IC卡表具直接與用戶接觸，極易造成人為破壞；不能及時(shí)監(jiān)控，未能完全解決盜用及表具損壞、故障問(wèn)題：管理部門(mén)不能準(zhǔn)確知道用戶的實(shí)際使用情況。有線抄表系統(tǒng)也存在很多自身無(wú)法解決的問(wèn)題，涉及布管問(wèn)題、穿線問(wèn)題，需要預(yù)先設(shè)計(jì)；施工周期長(zhǎng)、工程安裝成本及維護(hù)成本高:系統(tǒng)的擴(kuò)展升級(jí)和與其他網(wǎng)絡(luò)的兼容等問(wèn)題。由于線路的鋪設(shè)和維護(hù)都十分麻煩，因而，這種系統(tǒng)也受到很大的限制；人們開(kāi)始考慮使用無(wú)線的方案，然而，由于現(xiàn)有一般無(wú)線方案的成本，以及工作的可靠性都還存在著相當(dāng)?shù)膯?wèn)題，無(wú)線方案的實(shí)施當(dāng)然也就難以普及；低成本的Zigbee無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的出現(xiàn)，無(wú)疑將為小區(qū)物業(yè)管理實(shí)現(xiàn)真正智能化做出具重要的貢獻(xiàn)。基于此，研究基于物聯(lián)網(wǎng)與ZigBee的智能電表抄送系統(tǒng)顯得尤為重要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是解決目前有線抄電表系統(tǒng)布線麻煩、維護(hù)不方便、不夠智能化等缺點(diǎn)，提出一種基于物聯(lián)網(wǎng)與ZigBee的智能電表抄送系統(tǒng)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種基于物聯(lián)網(wǎng)與ZigBee的智能電表抄送系統(tǒng)，涉及到電表，包括電壓電流采集電路、負(fù)載、220V交流電源、電能數(shù)據(jù)采集模塊、ZigBee節(jié)點(diǎn)、阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)與射頻天線，所述電壓電流采集電路與負(fù)載、220V交流電源組成一個(gè)閉合回路，所述電壓電流采集電路上集成有電能傳感器，所述電能傳感器與電表相連，所述電能傳感器接收電表的電能數(shù)據(jù)信息，所述電壓電流采集電路與電能數(shù)據(jù)采集模塊相連，所述電能數(shù)據(jù)采集模塊與ZigBee節(jié)點(diǎn)與阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)相連并通過(guò)射頻天線向外界輸送信號(hào)。

進(jìn)一步的，所述ZigBee網(wǎng)絡(luò)包括Sink節(jié)點(diǎn)、傳感器節(jié)點(diǎn)、網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，所述傳感器節(jié)點(diǎn)安裝在電能傳感器上，所述網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)與傳感器節(jié)點(diǎn)互相通信，所述Sink節(jié)點(diǎn)通過(guò)網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)接收傳感器節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)信息，所述Sink節(jié)點(diǎn)與電能數(shù)據(jù)采集模塊相連。

進(jìn)一步的，還包括遠(yuǎn)程用戶終端，所述遠(yuǎn)程用戶終端通過(guò)射頻天線接收電能數(shù)據(jù)信號(hào)。

進(jìn)一步的，所述電能數(shù)據(jù)采集模塊為高精度單相有功電能計(jì)量芯片ADE7753。

進(jìn)一步的，所述電能計(jì)量芯片ADE7753芯片集成了數(shù)字積分、參考電壓源和溫度傳感器，并有功能量成比例的脈沖輸出(CF)和數(shù)字系統(tǒng)校準(zhǔn)誤差電路。

有益效果

本發(fā)明采用Zigbee的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，將數(shù)據(jù)收集到一個(gè)Zigbee網(wǎng)關(guān)中，然后借助射頻天線的無(wú)線通訊技術(shù)，把獲得的數(shù)據(jù)送到遠(yuǎn)程的服務(wù)器，同時(shí)，遠(yuǎn)程用戶終端可以訪問(wèn)和控制任何一個(gè)在Zigbee網(wǎng)絡(luò)中的電表設(shè)備，來(lái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制等功能，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、網(wǎng)絡(luò)搭建方便、高效率、低功耗，具有很好的應(yīng)用前景。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意框圖。

具體實(shí)施方式

為使對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特征及所達(dá)成的功效有更進(jìn)一步的了解與認(rèn)識(shí)，用以較佳的實(shí)施例及附圖配合詳細(xì)的說(shuō)明，說(shuō)明如下：

結(jié)合圖1，一種基于物聯(lián)網(wǎng)與ZigBee的智能電表抄送系統(tǒng)，涉及到電表，包括電壓電流采集電路、負(fù)載、220V交流電源、電能數(shù)據(jù)采集模塊、ZigBee節(jié)點(diǎn)、阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)與射頻天線，所述電壓電流采集電路與負(fù)載、220V交流電源組成一個(gè)閉合回路，所述電壓電流采集電路上集成有電能傳感器，所述電能傳感器與電表相連，所述電能傳感器接收電表的電能數(shù)據(jù)信息，所述所述電壓電流采集電路與電能數(shù)據(jù)采集模塊相連，所述電能數(shù)據(jù)采集模塊與ZigBee節(jié)點(diǎn)與阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)相連并通過(guò)射頻天線向外界輸送信號(hào)。

進(jìn)一步的，所述ZigBee網(wǎng)絡(luò)包括Sink節(jié)點(diǎn)、傳感器節(jié)點(diǎn)、網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，所述傳感器節(jié)點(diǎn)安裝在電能傳感器上，所述網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)與傳感器節(jié)點(diǎn)互相通信，所述Sink節(jié)點(diǎn)通過(guò)網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)接收傳感器節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)信息，所述Sink節(jié)點(diǎn)與電能數(shù)據(jù)采集模塊相連。

進(jìn)一步的，還包括遠(yuǎn)程用戶終端，所述遠(yuǎn)程用戶終端通過(guò)射頻天線接收電能數(shù)據(jù)信號(hào)。

進(jìn)一步的，所述電能數(shù)據(jù)采集模塊為高精度單相有功電能計(jì)量芯片ADE7753。

進(jìn)一步的，所述電能計(jì)量芯片ADE7753芯片集成了數(shù)字積分、參考電壓源和溫度傳感器，并有功能量成比例的脈沖輸出(CF)和數(shù)字系統(tǒng)校準(zhǔn)誤差電路。

本發(fā)明的工作原理：無(wú)線抄電表模塊兩部分構(gòu)成：電能測(cè)量與處理部分和無(wú)線接收/發(fā)送部分。無(wú)線抄表系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)電能數(shù)據(jù)采集模塊的核心是美國(guó)ADI公司的一款高精度單相有功電能計(jì)量芯片ADE7753。該芯片集成了數(shù)字積分、參考電壓源和溫度傳感器。它提供了一個(gè)和有功能量成比例的脈沖輸出(CF)和數(shù)字系統(tǒng)校準(zhǔn)誤差電路(通道偏置校準(zhǔn)、相位校準(zhǔn)及能量校準(zhǔn))。該芯片適用于單相電路中有功功率、無(wú)功功率和視在功率的測(cè)量。ADE7753有電流和電壓兩個(gè)通道，共兩路模擬量輸入，分別是電流通道V1P、V1N和電壓通道V2P、V2N。電壓信號(hào)經(jīng)可編程放大器(PGA)放大和模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，然后，電流信號(hào)經(jīng)電流通道內(nèi)的高通濾波器HPF濾除DC分量并數(shù)字積分后，與經(jīng)相位校正后的電壓信號(hào)相乘，產(chǎn)生瞬時(shí)功率；此信號(hào)經(jīng)低通濾波LPF2產(chǎn)生瞬時(shí)有功功率信號(hào)。利用功率偏差校準(zhǔn)寄存器的值對(duì)有功功率進(jìn)行校準(zhǔn)，放入采樣波形數(shù)據(jù)寄存器中，然后對(duì)采樣波形數(shù)據(jù)寄存器的值進(jìn)行累加，將功率累加值(電能值)存放在電能寄存器中，經(jīng)DOUT引腳輸出。電流和電壓采集電路把交流電變?yōu)榭晒〢DE7753輸入的電壓。在電流通道中，通過(guò)di/dt微分電流傳感器實(shí)現(xiàn)電流/電壓變換，然后經(jīng)ZigBee與射頻天線發(fā)射出去，遠(yuǎn)程用戶終端接收無(wú)線信號(hào)。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍內(nèi)。本發(fā)明要求的保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其等同物界定。