專利名稱：一種基于無(wú)線網(wǎng)狀自組網(wǎng)的電能實(shí)時(shí)監(jiān)控及線損分析系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力配網(wǎng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控及線損分析系統(tǒng)，具體為一種基于無(wú)線網(wǎng)狀自組
網(wǎng)的電能實(shí)時(shí)監(jiān)控及線損分析系統(tǒng)。
(二)
背景技術(shù)：
目前，電能數(shù)據(jù)的采集主要采用電力線載波以及485通信+紅外掌機(jī)。電力線載 波的缺陷在于數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性較差，極端情況下需要24小時(shí)才能將數(shù)據(jù)傳回。485通信 +紅外掌機(jī)或者GPRS/CDMA系統(tǒng)的缺陷有兩個(gè)第一是增加施工量，第二是紅外掌機(jī)需要人 員到現(xiàn)場(chǎng)，實(shí)時(shí)性也較差。 電能監(jiān)控及分線分臺(tái)變線損分析系統(tǒng)主要采用關(guān)口表、集中器和配變監(jiān)測(cè)儀。由 于目前電能數(shù)據(jù)的采集還不能保證集中器能夠?qū)崟r(shí)地采集到低壓用戶的所有用電數(shù)據(jù)，因 此，將關(guān)口表、集中器和配變監(jiān)測(cè)儀這三者合在一起仍不足以完成實(shí)時(shí)線損分析以及配電 變壓器運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。另外，關(guān)口表、集中器和配變監(jiān)測(cè)儀是分開設(shè)置的，它們是分 別與主站系統(tǒng)進(jìn)行通信的，不能共用信道，通信成本和設(shè)備成本較高。
(三)

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種基于無(wú)線網(wǎng)狀自組網(wǎng)的電能實(shí)時(shí)監(jiān)控及線損分析 系統(tǒng)，該系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性好并且設(shè)備成本低。 其技術(shù)方案是這樣的其包括主站系統(tǒng)、配變監(jiān)測(cè)儀、集中器、關(guān)口表及采集器，所 述主站系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、通信服務(wù)器及WEB服務(wù)器；所述配變監(jiān)測(cè)儀、集中器及關(guān) 口表采用三合一配變監(jiān)測(cè)儀，所述三合一配變監(jiān)測(cè)儀包括計(jì)量監(jiān)測(cè)模塊、無(wú)線自組網(wǎng)模塊、 GPRS/CDMA通訊模塊、第一存儲(chǔ)器及第一微處理器，所述計(jì)量監(jiān)測(cè)模塊、無(wú)線自組網(wǎng)模塊、 GPRS/CDMA通訊模塊及第一存儲(chǔ)器分別與所述第一微處理器連接；所述采集器包括I型無(wú) 線電能表，所述I型無(wú)線電能表包括計(jì)量模塊、無(wú)線自組網(wǎng)模塊、第二存儲(chǔ)器及第二微處理 器，所述計(jì)量模塊、無(wú)線自組網(wǎng)模塊及第二存儲(chǔ)器分別與所述第二微處理器相連；所述三合 一配變監(jiān)測(cè)儀與所述I型無(wú)線電能表通過(guò)所述無(wú)線自組網(wǎng)模塊組成無(wú)線網(wǎng)狀自組網(wǎng)；所述 三合一配變監(jiān)測(cè)儀的GPRS/CDMA通訊模塊通過(guò)光纖或者GPRS/CDMA信道與所述主站系統(tǒng)的 通信服務(wù)器連接。 本發(fā)明進(jìn)一步的技術(shù)方案為 所述采集器還包括II型無(wú)線電能表，所述II型無(wú)線電能表通過(guò)無(wú)線自組網(wǎng)模塊 與所述I型無(wú)線電能表通訊；所述采集器還包括普通電能表，所述I型無(wú)線電能表還包括 RS485通訊模塊，所述普通電能表通過(guò)485總線與所述I型無(wú)線電能表的RS485通訊模塊連 接；所述無(wú)線自組網(wǎng)模塊包括無(wú)線通信芯片、第三存儲(chǔ)器及第三微處理器，所述無(wú)線通信芯 片、第三存儲(chǔ)器分別與所述第三微處理器相連。 本發(fā)明的技術(shù)效果在于三合一配變監(jiān)測(cè)儀將現(xiàn)有技術(shù)中的關(guān)口表的計(jì)量功能、 集中器的用電數(shù)據(jù)采集和配變監(jiān)測(cè)儀的配電變壓器運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)功能集于一身，很好地解
3決了信道共用問(wèn)題，降低了通信成本和設(shè)備成本；三合一配變監(jiān)測(cè)儀與I型無(wú)線電能表組 成無(wú)線網(wǎng)狀自組網(wǎng)，能夠保證實(shí)時(shí)地采集到用電數(shù)據(jù)，可以很好地完成分線分臺(tái)變實(shí)時(shí)線 損分析和配電變壓器運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
(四)


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖； 圖2為本發(fā)明中的I型無(wú)線電能表的結(jié)構(gòu)框圖； 圖3為本發(fā)明中的三合一配變監(jiān)測(cè)儀的結(jié)構(gòu)框圖； 圖4為本發(fā)明中的無(wú)線自組網(wǎng)模塊的結(jié)構(gòu)框圖； 圖5為本發(fā)明中的IEC62056協(xié)議中間件的使用示意圖； 圖6為本發(fā)明中的IEC62056協(xié)議中間件軟件的流程圖。
(五)
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，本發(fā)明包括主站系統(tǒng)、配變監(jiān)測(cè)儀、集中器、關(guān)口表及采集器。主站系 統(tǒng)包括數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、通信服務(wù)器及WEB服務(wù)器。 本發(fā)明中的配變監(jiān)測(cè)儀、集中器、關(guān)口表采用三合一配變監(jiān)測(cè)儀。如圖3所示，三 合一配變監(jiān)測(cè)儀包括計(jì)量監(jiān)測(cè)模塊、無(wú)線自組網(wǎng)模塊、GPRS/CDMA通訊模塊、第一存儲(chǔ)器及 第一微處理器，所述計(jì)量監(jiān)測(cè)模塊、無(wú)線自組網(wǎng)模塊、GPRS/CDMA通訊模塊及第一存儲(chǔ)器分 別與第一微處理器連接。三合一配變監(jiān)測(cè)儀還可以包括與第一微處理器連接紅外通訊模塊 及RS485通訊模塊。其中，無(wú)線自組網(wǎng)模塊、GPRS/CDMA通訊模塊及第一微處理器由電源供 電，還可以設(shè)置備用電源。三合一配變監(jiān)測(cè)儀將現(xiàn)有技術(shù)中的關(guān)口表的計(jì)量功能、集中器的 用電數(shù)據(jù)采集和配變監(jiān)測(cè)儀的配電變壓器運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)功能集于一身，很好地解決了信道 共用問(wèn)題，降低了通信成本和設(shè)備成本，同時(shí)能夠很好地完成分線分臺(tái)變實(shí)時(shí)線損分析和 配電變壓器運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。 采集器包括I型無(wú)線電能表。如圖2所示，I型無(wú)線電能表包括計(jì)量模塊、無(wú)線自 組網(wǎng)模塊、第二存儲(chǔ)器及第二微處理器，所述計(jì)量模塊、無(wú)線自組網(wǎng)模塊及第二存儲(chǔ)器分別 與第二微處理器相連。I型無(wú)線電能表還包括RS485通訊模塊。I型無(wú)線電能表具有組網(wǎng) 能力。 采集器還可以包括II型無(wú)線電能表，II型無(wú)線電能表不具備組網(wǎng)功能，只能通過(guò) 無(wú)線自組網(wǎng)模塊與I型無(wú)線電能表通訊。I型無(wú)線電能表和II型無(wú)線電能表的功能主要有 計(jì)量、預(yù)付費(fèi)控制。 為了兼容現(xiàn)有的設(shè)備，采集器還可以包括普通電能表，普通電能表通過(guò)485總線 與I型無(wú)線電能表的RS485通訊模塊連接。 三合一配變監(jiān)測(cè)儀與所述的I型無(wú)線電能表通過(guò)無(wú)線自組網(wǎng)模塊組成無(wú)線網(wǎng)狀 自組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了無(wú)線網(wǎng)狀自組網(wǎng)通信，能夠保證實(shí)時(shí)地采集到所有低壓用戶的用電數(shù)據(jù)，并 通過(guò)這個(gè)網(wǎng)絡(luò)將用戶的用電數(shù)據(jù)上傳給三合一配變監(jiān)測(cè)儀。三合一配變監(jiān)測(cè)儀的GPRS/ CDMA通訊模塊通過(guò)光纖或者GPRS/CDMA信道與主站系統(tǒng)的通信服務(wù)器連接，將數(shù)據(jù)上傳到 電力企業(yè)的信息平臺(tái)。主站系統(tǒng)的軟件通過(guò)信息平臺(tái)獲得這些現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)，然后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn) 行各種處理，以實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)、查詢、統(tǒng)計(jì)和其它高級(jí)功能，包括實(shí)時(shí)線損分析。
通過(guò)無(wú)線網(wǎng)狀自組網(wǎng)通信技術(shù)以及實(shí)現(xiàn)了關(guān)口表、集中器和配變監(jiān)測(cè)儀三合一功 能的嵌入式開發(fā)技術(shù)，本發(fā)明降低了制造、施工、運(yùn)行成本，提高了通信實(shí)時(shí)性；可實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn) 程預(yù)付費(fèi)、電能數(shù)據(jù)采集、配變實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和分線分臺(tái)變實(shí)時(shí)線損分析。 如圖4所示，I型無(wú)線電能表、11型無(wú)線電能表及三合一配變監(jiān)測(cè)儀中的無(wú)線自組 網(wǎng)模塊包括無(wú)線通信芯片、第三存儲(chǔ)器及第三微處理器，無(wú)線通信芯片、第三存儲(chǔ)器分別與 第三微處理器相連。 為了更好地將系統(tǒng)統(tǒng)一起來(lái)，本發(fā)明還研究并實(shí)現(xiàn)了 IEC62056協(xié)議中間件，圖5
所示為該中間件的使用示意圖。需要和遵循IEC62056協(xié)議設(shè)備通信的軟件，可以通過(guò)調(diào)用
中間件，在不用深入了解IEC62056協(xié)議細(xì)節(jié)的情況下，完成軟件的通信功能。 中間件符合軟件標(biāo)準(zhǔn)，可以很容易地被各種編程工具調(diào)用。在使用時(shí)，通過(guò)簡(jiǎn)
易的調(diào)用接口，只要將需要通信的內(nèi)容作為調(diào)用參數(shù)傳遞給中間件，中間件會(huì)自動(dòng)根據(jù)
IEC62056協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)通信數(shù)據(jù)或解析數(shù)據(jù)，完成命令下發(fā)或數(shù)據(jù)采集工作，然后將反饋
信息傳遞給調(diào)用者。 完善的協(xié)議需要考慮很多可能出現(xiàn)的情況，因此非常繁瑣。IEC62056包含了很多 的內(nèi)容，用中間件的形式加以實(shí)現(xiàn)，最大的好處就是可以重復(fù)使用，且可以對(duì)其協(xié)議符合性 進(jìn)行充分的測(cè)試。 圖6所示為本發(fā)明中的IEC62056協(xié)議中間件軟件的流程圖，其流程如下
1)首先判斷是否有通信，若有，接收數(shù)據(jù)；
2)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)；
3)從數(shù)據(jù)中截取信息標(biāo)識(shí)； 4)從標(biāo)準(zhǔn)文件中讀取標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容，作為解析依據(jù)； 5)判斷信息從哪個(gè)方向來(lái)的，若是軟件下發(fā)參數(shù)和命令，則按標(biāo)準(zhǔn)拼接數(shù)據(jù)幀，并 下發(fā)，同時(shí)處理和底層設(shè)備的握手應(yīng)答流程；直到通信成功，通過(guò)軟件接口，向調(diào)用軟件流 程返回信息； 6)若是底層設(shè)備上傳數(shù)據(jù)，則按標(biāo)準(zhǔn)解析，并按流程和底層設(shè)備握手應(yīng)答；解析 完成后通過(guò)軟件接口向調(diào)用程序返回?cái)?shù)據(jù)。
權(quán)利要求
一種基于無(wú)線網(wǎng)狀自組網(wǎng)的電能實(shí)時(shí)監(jiān)控及線損分析系統(tǒng)，包括主站系統(tǒng)、配變監(jiān)測(cè)儀、集中器、關(guān)口表及采集器，其特征在于所述主站系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、通信服務(wù)器及WEB服務(wù)器；所述配變監(jiān)測(cè)儀、集中器及關(guān)口表采用三合一配變監(jiān)測(cè)儀，所述三合一配變監(jiān)測(cè)儀包括計(jì)量監(jiān)測(cè)模塊、無(wú)線自組網(wǎng)模塊、GPRS/CDMA通訊模塊、第一存儲(chǔ)器及第一微處理器，所述計(jì)量監(jiān)測(cè)模塊、無(wú)線自組網(wǎng)模塊、GPRS/CDMA通訊模塊及第一存儲(chǔ)器分別與所述第一微處理器連接；所述采集器包括I型無(wú)線電能表，所述I型無(wú)線電能表包括計(jì)量模塊、無(wú)線自組網(wǎng)模塊、第二存儲(chǔ)器及第二微處理器，所述計(jì)量模塊、無(wú)線自組網(wǎng)模塊及第二存儲(chǔ)器分別與所述第二微處理器相連；所述三合一配變監(jiān)測(cè)儀與所述I型無(wú)線電能表通過(guò)所述無(wú)線自組網(wǎng)模塊組成無(wú)線網(wǎng)狀自組網(wǎng)；所述三合一配變監(jiān)測(cè)儀的GPRS/CDMA通訊模塊通過(guò)光纖或者GPRS/CDMA信道與所述主站系統(tǒng)的通信服務(wù)器連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于無(wú)線網(wǎng)狀自組網(wǎng)的電能實(shí)時(shí)監(jiān)控及線損分析系統(tǒng)， 其特征在于所述采集器還包括II型無(wú)線電能表，所述II型無(wú)線電能表通過(guò)無(wú)線自組網(wǎng)模 塊與所述I型無(wú)線電能表通訊。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于無(wú)線網(wǎng)狀自組網(wǎng)的電能實(shí)時(shí)監(jiān)控及線損分析系統(tǒng)， 其特征在于所述采集器還包括普通電能表，所述I型無(wú)線電能表還包括RS485通訊模塊， 所述普通電能表通過(guò)485總線與所述I型無(wú)線電能表的RS485通訊模塊連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的一種基于無(wú)線網(wǎng)狀自組網(wǎng)的電能實(shí)時(shí)監(jiān)控及線 損分析系統(tǒng)，其特征在于所述無(wú)線自組網(wǎng)模塊包括無(wú)線通信芯片、第三存儲(chǔ)器及第三微處 理器，所述無(wú)線通信芯片、第三存儲(chǔ)器分別與所述第三微處理器相連。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于無(wú)線網(wǎng)狀自組網(wǎng)的電能實(shí)時(shí)監(jiān)控及線損分析系統(tǒng)，其包括主站系統(tǒng)、配變監(jiān)測(cè)儀、集中器、關(guān)口表及采集器；配變監(jiān)測(cè)儀、集中器及關(guān)口表采用三合一配變監(jiān)測(cè)儀，三合一配變監(jiān)測(cè)儀包括計(jì)量監(jiān)測(cè)模塊、無(wú)線自組網(wǎng)模塊、GPRS/CDMA通訊模塊、第一存儲(chǔ)器及第一微處理器；采集器包括I型無(wú)線電能表，I型無(wú)線電能表包括計(jì)量模塊、無(wú)線自組網(wǎng)模塊、第二存儲(chǔ)器及第二微處理器；三合一配變監(jiān)測(cè)儀與I型無(wú)線電能表組成無(wú)線網(wǎng)狀自組網(wǎng)；三合一配變監(jiān)測(cè)儀與主站系統(tǒng)連接。本發(fā)明通過(guò)無(wú)線網(wǎng)狀自組網(wǎng)通信技術(shù)以及實(shí)現(xiàn)了關(guān)口表、集中器和配變監(jiān)測(cè)儀三合一功能的嵌入式開發(fā)技術(shù)，降低了成本，提高了實(shí)時(shí)性。
文檔編號(hào)H02J13/00GK101702540SQ20091025365
公開日2010年5月5日 申請(qǐng)日期2009年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月4日
發(fā)明者吳濱, 吳錫生, 秦冬雷 申請(qǐng)人:無(wú)錫市恒通電器有限公司