基于智能家庭网关的电表监测系统

基于智能家庭网关的电表监测系统,可同时采集多路脉冲量和模拟量,集数据采集与无线通讯为一体。该系统的家庭网关采用嵌入式芯片,利用蓝牙技术的无线传输,先将计费电表的信号传输到智能家庭网关中,再通过Internet 网络,可直接传输到物业公司或电业管理的调度部门的计算机中。该家庭网关的软件系统采用当今比较流行的linux 系统,图形界面可以自行编译安装。linux 系统的内核可裁剪,设备驱动完备,应用程序可移植性好,开发成本低,周期短。该家庭网关技术成熟稳定,成本低,其市场前景广阔。

引言

传统的电表抄表都是人工操作,费时费力,增加了统计计量的工作量。如果能够利用网络技术,将抄表功能集成于家庭网关中,实现远程智能抄表。

电表监测系统功能主要由数据采集、用户查询、时段分析、故障监控等几个部分组成。数据采集主要进行单表数据抄表,并对数据进行加工处理。用户查询主要进行日用量日、月、年查询,月用量月、年查询,年用量年查询,冻结数据查询分析。故障监控主要进行查询分析用户表计各种故障, 电表监测系统各种故障及网络通信故障、信号线故障等。

家庭网关采用linux 系统,由于源代码开放等特性,使得开发人员更加便利的扩展家庭网关的功能, 更可以在现有的网关的基础上将电表监测系统模块添加进去, 使得用户的家庭网关得到增值服务。

利用蓝牙技术的无线传输、传输距离短(10m 之内)和抗干扰性强的特点,先将计费电表的直流信号通过加载的BlueTooth 芯片无线传输到智能家庭网关中,通过Internet 网络,直接传输到物业公司或电业管理的调度部门后, 便可输入到计算机中完成网上任一用户的电费自动查询。也以与现有的电费收费网络系统相连接,以及与电网的调度指挥中心相连接成一个完整的用电管理网络。蓝牙芯片仅为9mm×9mm,可以直接嵌入数字电表中。其工作采用2400~2483.5MHz 的ISM(工业、科学和医学)频段,该频段内没有其它系统的固定信号干扰,同时该频段向公众开放,频段在全球范围内有效。但同时ISM 频段作为开放频段, 使用其中的任何频段都会遇到不可预测的随机干扰源(如某些家用电器、无绳电话和汽车开门器等)。因此,对外部和其它蓝牙用户的干扰源要不同的技术加以处理。

蓝牙技术实现了设备的无线连接工作,提供了接入数据网的功能,并且具有外围设备接口。蓝牙系统采用基于包的传输:将信息流分片(组)打包,在每一时隙内只发送一个数据包。所有数据包格式均相同,开始为一接入码,接下来是包头,最后是负载数据。远程智能抄的便利性能够有效提高电力公司的工作效率,必将带来较大的经济效益。

1 硬件设计