设置远程无线通信平台的用电现场服务与管理系统.pdf

本发明创造公开一种设置远程无线通信平台的用电现场服务与管理系统，属于远程无线通信与计算机应用技术。其主要特征是：该系统集数字通信、计算机软硬件、电能计量、负荷控制为一体，对用电负荷进行时间及用电量的合理分配及科学有序管理。该系统中前置机为一组软件，由通信主体程序、通信模块程序和前置机客户端程序构成，GSM无线通信调制解器发射与接收远程无线传输信号，用以控制与单片机连接的开关电路、开关执行电路及数显电路。脉冲输出电能计算集成电路连接单片机输入端并输入脉冲电能信号，开关执行电路连接电源与负载。单片机留置端口接驳电力载波通信模块及供SIM卡信号输入。本发明创造用以实现远程用电现场的监视、监控与限电。

1、  一种设置远程无线通信平台的用电现场服务与管理系统，其主要特征是：该系统由前置机、通信模块与接收机组成，接收机由GSM无线通信接口、电子式电能表脉冲输出电能计量集成电路输入接口、单片机及留置端口、开关电路、开关执行电路及接收机界面数字显示器逐级连接而成，开关执行电路与电源及用电负载相连接，控制其有序通断。

2、  根据权利要求1所述的设置远程无线通信平台的用电现场服务与管理系统，其特征在于：所述前置机是用电现场服务与管理系统中实现中继、存储和管理功能的一组软件，由通信主体程序、通信模块程序和前置机客户端程序构成。

3、  根据权利要求1所述的设置远程无线通信平台的用电现场服务与管理系统，其特征在于：所述GSM无线通信接口是单片机I/O端口的一个集合，用以接收GSM通信模块调制解调器提供的远程无线通信信号，通过单片机及软件系统，进而控制负载的工作状态。

4、  根据权利要求1所述的设置远程无线通信平台的用电现场服务与管理系统，其特征在于：所述电子式电能表脉冲输出电能计量集成电路输入接口是单片机I/O端口的一个集合，用以接收电子式电能表脉冲输出电能计量集成电路的输入脉冲信号，通过单片机及软件系统对其脉冲个数计数并与GSM通信模块调制解调器向单片机系统软件提供的电力负荷脉冲个数比较，进而控制负载的工作状态。

5、  根据权利要求1所述的设置远程无线通信平台的用电现场服务与管理系统，其特征在于：所述单片机由微处理器、计数器、比较器、静态存贮器和动态存贮器，并行、串行输入输出电路、驱动电路等电路及用于处理GSM无线通信信号、电子式电能表脉冲输出电能计量集成电路脉冲输入信号并实时控制负载工作状态的软件组成，其I/O接口集合与GSM通信模块调制解调器连接，计数器与电子式电能表脉冲输出电能计量集成电路的输出端相连接。

6、  根据权利要求1所述的设置远程无线通信平台的用电现场服务与管理系统，其特征在于：开关电路由1只三极管构成，三极管的输入端与单片机系统的输出端相连接，并受控于单片机输出信号，三极管的输出端与继电器线圈相连接。

7、  根据权利要求1所述的设置远程无线通信平台的用电现场服务与管理系统，其特征在于：所述开关执行电路由1只终端控制跳闸继电器构成，继电器线圈与三极管输出端相连接，并受控于三极管的开关状态，继电器的常开端或常闭端分别与受控电力开关的电磁线圈相连。

8、  根据权利要求1所述的设置远程无线通信平台的用电现场服务与管理系统，其特征在于：所述终端界面数字显示器由LCD液晶显示屏构成，与单片机I/O输出端或驱动电路相连接，受单片机软件或驱动电路控制，显示屏设有时钟显示、年、月、日、周显示、峰谷电量显示、允许使用电量显示、已使用电量显示、剩余电量显示、允许用电日、用电时间显不，受控于单片机软件控制；同时为用电客户和现场操作人员方便使用，接收机界面显示屏显示当前的状态、采集的信息和提示用户，作查询之间，设置功能通过手掌机或主站完成。

9、  根据权利要求1所述的设置远程无线通信平台的用电现场服务与管理系统，其特征在于：所述负载为接触器、空气开关等具有电磁线圈的电力开关，其电磁线圈与开关执行电路的终端控制跳闸继电器常开或常闭触点串联，电磁线圈受控于继电器的触点的开闭，电力开关的进线端接电源进线，出线端连接受控电器。

10、  根据权利要求1所述的设置远程无线通信平台的用电现场服务与管理系统，其特征在于：所述单片机系统留有I/O留置端口，供接驳电力载波通信模块及K₁-K_N个轻触按键，备有SIM卡输入端口，用以更新软件后的功能扩展。

设置远程无线通信平台的用电现场服务与管理系统
技术领域    本发明创造属于远程无线通信与计算机应用技术领域，特别涉及远程无线通信技术、计算机软硬件、电能计量及负荷控制技术的计算机应用技术领域。
背景技术    用电现场服务与管理系统也称电力负荷管理系统。本发明创造申请日前，用电管理部门不采用远程无线通信远程无线通信技术手段给用电单位或所控电器设备下达用电量指标及用电时间指标，在用电资源不足的情况下，往往采用超负荷拉闸限电的方法，平衡供电需求。其缺陷是由于线路的原因，拉闸限电同时对居民、国家机关、学校、交通指挥、医院等单位的正常用电带来负面影响。申请日之前的低压载波电能表集中抄表系统虽能实现从电量采集、电费核算、线损计算到报表生成等一系列用电管理的微机化管理，但不能对用电单位的用电量及用电时间进行实时监控及管理。
发明内容    本发明创造将低压载波电能表集中抄表系统与基于远程无线通信技术的用电现场服务与管理系统有机结合，使之不仅具有从电量采集、电费核算、线损计算到报表生成等一系列用电管理的微机化管理，同时也能实现用电管理管理部门对用电单位的用电量及用电时间进行实时监控及管理，后者对有序用电的科学管理提供平台。同时为用电客户和现场操作人员方便使用，接收机界面显示屏显示当前的状态、采集的信息和提示用户，作查询之用，设置功能，通过手掌机或主站完成。
本发明创造的优点是具有低压载波电能表集中抄表系统与基于远程无线通信技术的用电现场服务与管理系统的双重功能，同时在接驳电力载波通信模块后实现远程全数字化路灯照明监控，构成本发明创造的新颖性与创造性的必要特征。
本发明创造有利于加强电力需求侧管理，有利于推广应用电力用户错峰、避峰、移峰用电技术手段，做好有序用电工作，实现供用电秩序的稳定，为供用电工作服务。
本发明创造解决其技术问题所采用的技术方案是：该系统集数字通信、计算机软、硬件、电能计量、负荷控制为一体，接收机由GSM无线通信接口、电子式电能表脉冲输出电能计量集成电路脉冲输入接口、单片机及留置端口、开关电路、开关执行电路及数字显示电路逐级连接而成。开关执行电路串接于电源与负载之间并控制其通断。GSM通信模块调制解调器接收GSM通信模块调制解调器发射的信号，与单片机系统相连接，实现对开关电路及开关执行电路的控制；或通过双向通信将单片机资源传输给管理中心。电子式电能表脉冲输出电能计量集成电路输出的脉冲信号输入单片机系统的I/O端口集合，其输入脉冲量与管理中心通过GSM通信模块传输给单片机系统的脉冲输入量相比较，从而实现单片机对开关执行电路及用电负载的实时控制。前置机提供的电子日历与远程时钟校准信号通过GSM通信模块向单片机系统提供并在显示电路中显示。
本发明创造前置机为一组软件，实现中继、存储和管理功能，由通信主体程序、通信模块程序和前置机客户端程序构成。涉及包括操作系统、开发环境、数据库的管理中心运行软件中涉及的地图管理与维护子系统、控制管理子系统、数据库管理与维护子系统、信息查询与统计分析及系统配置与管理子系统。包括前置机通信监视、系统参数设置、系统安全管理及账号管理及账号管理软件。也包括已有技术涉及的GSM通信模块调制解调技术及双向通讯包括CDMAIX、GPRS通讯方式，短消息通讯方式的实现，上述技术涉及GSM无线通信技术、地理信息系统图形显示技术及自组织理论的通信技术。
附图说明    图1为本发明创造的电路结构框图。图中(1)为单片机及留置端口，(2)为脉冲输出的电能计量集成电路无源脉冲输出信号源，(3)为GSM通信模块调制解调器，(4)为开关电路，(5)为开关执行电路，(6)为数字显示电路。
图2为本发明创造接收机实施例电原理图。图中单片机硬件系统包括微处理器CPU或MCU、静态存贮器和动态存贮器，也包括并行、串行输入输出I/O电路、计数器、比较器、驱动电路等电路。I/O₍₁₎、I/O₍₂₎为计量集成电路AD7755无源脉冲输出信号接口，I/O₍₃₎至I/O_(N)为GSM通信模块调制解调器的输入端口I/O集合，G为三极管，J为继电器。
图3为本发明创造与负载电力开关的连接图。K₁、K₂、K₃为电力开关的常开或常闭触点，KL为电力开关的电磁线圈，N为零线，L₁、L₂、L₃为相线(火线)，其中IN为进线端，OUT为出线端。G为三极管，J为终端控制跳闸继电器。
与负荷相连接。
本发明创造涉及的元器件中主控CPU、MCU采用32位或16位微控制器(或DSP)，如菲利普PHLIPS/LPC2104B、PHILIPS/PXAS30KFA、EPSON公司的EPSON/SIC33209FOIEI、MOTOROLA公司的DSP56F827等。也可直接采用MICRCHIP公司的16位或8位单片机。存储器采用日立公司的HM628512CLFP-S、ATMEL公司的AT45DB081B、HYUNDAL公司的HY628512CLFP-S、ATMEL公司的AT45DB081B、HYUNDAI公司的H628400A、HY29F800TT、AMD公司的AM29F800BT、SAMSUNG公司的K6T4008CIB/C、TOSHIBA公司的TC554001等。GSM通讯模块采用索尼爱立信GSM/GPRS无线调制解调器GR47/48、WAVE COM公司的Q2403A、SIEMENS的MC35等。数字显示屏采用LCD液晶屏为点阵图形式，背光显示，工作温度范围为-20℃～70℃。时钟芯片采用DS32KHZ-N、PCE8563T、R8025、PCF8583P、RS5C372A等。时钟电池采用SAFTLS14205C型3.6V/1.2Ah、TEKCELL 3.6V型SB-AA02P电池或VARTA公司的同类型电池。电解电容采用红宝石(Rubycon)YXF105℃长寿命电容或Nichicon同规格电容。终端控制跳闸继电器采用NATIONAL松下公司的N∧STDSPI-DC^*V继电器，接点容量为AC5A、250V。计量芯片采用AD7755，AD73360、ATT7022、CS5406A等。
本发明创造中单片机或计算机系统中的I/O留置端口，供接驳电力载波通信模块及K₁-K_N个轻触按键，备有SIM卡输入接口，用以更新软件后的功能扩展。
本发明创造中所述前置机是用电现场服务与管理系统中实现中继、存储和管理功能的一组软件，由通信主体程序、通信模块程序和前置机客户端程序构成。通信主体模块和通信模块程序主要完成通讯功能，实现命令的上传和下达。界面主要体现通信相关的信息如各模块连接情况，通信命令监视等，前置机客户端程序主要实现对前置机的操作和对终端地简易操作功能。