專利名稱：基于無線虛擬專網(wǎng)的通訊設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及的是電力監(jiān)控領(lǐng)域無線抄表終端設(shè)備，特別涉及的是利用現(xiàn)代的GPRS通信網(wǎng)絡(luò)、信息處理、存儲技術(shù)，實(shí)現(xiàn)關(guān)口數(shù)據(jù)對變電站、配電變壓器、大用戶等計(jì)量點(diǎn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程自動采集和監(jiān)控的抄表終端通訊設(shè)備。
背景技術(shù)：
目前，國內(nèi)臺區(qū)表數(shù)據(jù)的抄表一般采用兩種方式，一種方式是比較傳統(tǒng)的人工到現(xiàn)場讀取數(shù)據(jù)的抄表方式。該抄表方式存在數(shù)據(jù)不能夠及時反饋和抄表過程出現(xiàn)數(shù)據(jù)抄錯的現(xiàn)象，當(dāng)出現(xiàn)電力部門的線損現(xiàn)象，存在不能夠正確的分析等缺陷。
另一種方式是自動抄表方式，該自動抄表方式是由無線通訊傳輸電路組成的無線通訊終端設(shè)備替代了人工抄表。該無線通訊設(shè)備中的傳輸電路主要包括無線通訊模塊、用于與無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊的(網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控)單片機(jī)、看門狗電路和485通訊芯片等部分組成。此種傳輸方式只能時時采集數(shù)據(jù)，不能進(jìn)行數(shù)據(jù)的存儲，用戶不能查取原有數(shù)據(jù)，不能實(shí)現(xiàn)電力監(jiān)控、分析和比較，給管理人員的數(shù)據(jù)分析帶來了不便。由于線損或其他意外事故造成電量丟失不能及時監(jiān)控、分析和杜絕，這樣給國家經(jīng)濟(jì)帶來一定的損失。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于克服上述技術(shù)的不足，提供一種具有存儲功能結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，使用戶能隨時分析用電情況，并對變電站、配電變壓器、大用戶等遠(yuǎn)程自動采集和監(jiān)控計(jì)量點(diǎn)數(shù)據(jù)的基于無線虛擬專網(wǎng)的通訊設(shè)備。
解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案是一種基于無線虛擬專網(wǎng)的通訊設(shè)備，在該通訊設(shè)備外殼的內(nèi)部設(shè)置有電路，所述電路包括電源VCC；與電源VCC連接的單片機(jī)U1、無線通訊模塊GR47、SIM卡、485通訊芯片；由單片機(jī)U3構(gòu)成的竊電保護(hù)電路；與單片機(jī)U1連接的看門狗電路，還包括由單片機(jī)U2、時鐘芯片U4、存儲器構(gòu)成的電能表數(shù)據(jù)存儲電路；其中單片機(jī)U2分別與電源VCC、時鐘芯片U4、存儲器、485通訊芯片連接，時鐘芯片和存儲器與單片機(jī)U1雙向連接。
本實(shí)用新型的有益效果是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，具有存儲功能，使用戶能隨時分析用電情況，并能對變電站、配電變壓器、大用戶等遠(yuǎn)程自動采集和監(jiān)控計(jì)量點(diǎn)數(shù)據(jù)。本實(shí)用新型具有計(jì)量箱開箱報警功能，是否采用此功能由用戶自行定義。


圖1是本發(fā)明連接框圖；圖2是圖1中本發(fā)明基于無線虛擬專網(wǎng)的通訊設(shè)備電路連接框圖；圖3是圖2中電能表數(shù)據(jù)存儲電路1的電路連接圖；圖4是圖2中竊電保護(hù)電路90的電路連接圖；圖5是電源VDD與電源VCC之間轉(zhuǎn)換電路圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)一步說明。
圖1是本發(fā)明連接框圖。如圖所示，本發(fā)明基于無線虛擬專網(wǎng)的通訊設(shè)備30通過485通訊芯片3的通訊接口與用戶電能表20之間用485線相接，讀取用戶電能表20的數(shù)據(jù)并定時存貯。存貯后定時通過通用分組無限交換技術(shù)通訊網(wǎng)絡(luò)(簡稱GPRS通訊網(wǎng)絡(luò))50發(fā)送到用戶PC機(jī)40的主站。
本發(fā)明基于無線虛擬專網(wǎng)的通訊設(shè)備30的外部是一個機(jī)殼(未圖示)，在所述機(jī)殼的面膜上有網(wǎng)絡(luò)通訊指示燈、電源正常工作指示燈(未圖示)。通過面膜上的指示燈可以判斷本發(fā)明的工作狀態(tài)和網(wǎng)絡(luò)的信號情況。
圖2是本發(fā)明基于無線虛擬專網(wǎng)的通訊設(shè)備的電路連接框圖。如圖所示，本發(fā)明的電路包括電源VCC；與電源VCC連接的單片機(jī)U1、無線通訊模塊GR47、SIM卡6、485通訊芯片3(電源VCC連接未圖示)；由單片機(jī)U3構(gòu)成的竊電保護(hù)電路90。單片機(jī)U1雙向連接竊電保護(hù)電路90和無線通訊模塊GR47；單片機(jī)U1連接看門狗電路11；無線通訊模塊GR47連接SIM卡6。
上述電源VCC是由220交流電源通過AC/DC轉(zhuǎn)換成的5V電源，供本發(fā)明所述電路中單片機(jī)使用。單片機(jī)U1用于與無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，單片機(jī)U1的型號為AT89C51；SIM卡6是為設(shè)備提供IP地址；485通訊芯片3是與用戶電能表20進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊；竊電保護(hù)電路90主要由單片機(jī)U3構(gòu)成，用于與電能表計(jì)量箱接近開關(guān)100連接，單片機(jī)U3的型號為P89LPC922。
如圖2所示，本發(fā)明的電路還包括由單片機(jī)U2、時鐘芯片U4、存儲器12構(gòu)成的電能表數(shù)據(jù)存儲電路1，其中單片機(jī)U2分別與時鐘芯片U4、存儲器12、485通訊芯片3、電源VCC連接，時鐘芯片4和存儲器12與單片機(jī)U1雙向連接。
上述單片機(jī)U2的型號為AT89C51；時鐘芯片U4的型號為RX-8025SA；存儲器12的型號為24C256；單片機(jī)U3的型號為P89LPC922。
圖3是圖2中電能表數(shù)據(jù)存儲電路1的電路連接圖。如圖3所示，所述電能表數(shù)據(jù)存儲電路1中單片機(jī)U2的腳40和腳20分別接電源VCC和地GND；腳1和腳2分別接存儲器12的腳6和腳5；腳5和腳6分別接時鐘芯片U4的時序腳2和信號腳13；腳10和腳11分別接485通訊芯片3的發(fā)送端RX2和接收端TX2；腳18和腳19分別連接晶振電路60的輸入端1和輸出端2。上述晶振電路60是觸動單片機(jī)U2工作通用的晶振電路，在此不詳述。
所述電能表數(shù)據(jù)存儲電路1中的時鐘芯片U4的腳6連接由電源電路80和電池供電電路70并聯(lián)組成的電源，腳5和腳6連接后的結(jié)點(diǎn)與地之間連接電容C18；時鐘芯片U4腳13還與單片機(jī)U1的腳8SDAT連接，腳13與電源VCC之間連接電阻R66，腳2與單片機(jī)U1的腳7SCLT連接，腳2與電源VCC之間連接電阻R65；其中電源電路80是由電源VCC和地之間串聯(lián)二極管D1和電容C16組成。
所述電能表數(shù)據(jù)存儲電路1中的存儲器12的腳8接電源VCC，腳1至腳4和腳7分別接地，腳6接單片機(jī)U1的腳39 SCL，腳6與電源VCC之間連接電阻R37，腳5與單片機(jī)U1的腳38 SDA，腳5與電源VCC之間連接電阻R36，電源VCC與地之間并聯(lián)電容C30和C31。
圖4是圖2中竊電保護(hù)電路90的電路連接圖。如圖4所示，所述竊電保護(hù)電路90主要包括單片機(jī)U3，單片機(jī)U3的腳15接電源VDD，腳5接地，腳11連接三極管Q12的發(fā)射極，三極管Q12基極和集電極連接后的結(jié)點(diǎn)w與單片機(jī)U1的腳21連接，結(jié)點(diǎn)w與地之間接電阻R54，結(jié)點(diǎn)w與電源VCC之間接電阻R53；單片機(jī)U3腳1接三極管Q10的發(fā)射極，該發(fā)射極和地之間接電阻R46，三極管Q10的基極串聯(lián)電阻R44后接單片機(jī)U1的腳35，三極管Q10的集電極接電阻R45后接電源VCC；單片機(jī)U3的腳19與三極管Q11的發(fā)射極連接，該發(fā)射極和地之間接電阻R49，三極管Q11的基極串聯(lián)電阻R47后接單片機(jī)U1的腳34，三極管Q11的集電極接電阻R48后接電源VCC；單片機(jī)U3的腳20接并聯(lián)的電阻R51和電容C32后接電源VDD；單片機(jī)U3的腳20還串聯(lián)電阻R52后連接電能表計(jì)量箱接近開關(guān)100。
圖5是電源VDD與電源VCC之間轉(zhuǎn)換電路圖。如圖5所示，所述電源VDD是由電源VCC轉(zhuǎn)換過來的，該轉(zhuǎn)換電路在電源VCC和電源VDD之間串聯(lián)兩個二極管D4、D3，在兩個二極管D4、D3之間的結(jié)點(diǎn)和地之間連接并聯(lián)電容C20、C21，電源VDD和地之間連接并聯(lián)電容C22、C23。
下面對本發(fā)明的工作過程做如下說明具有數(shù)據(jù)存貯功能的單片機(jī)U2通過485通訊芯片3讀取用戶電能表20的各種參數(shù)，并將參數(shù)及當(dāng)前的時間(通過讀取時鐘芯片U4取得)一同存貯在存儲器12中。
用于與無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊的連接的單片機(jī)U1通過無線通訊模塊GR47連接到移動的GPRS網(wǎng)絡(luò)50中，單片機(jī)U1接收用戶40通過GPRS通訊網(wǎng)絡(luò)50發(fā)送過來的指令并判斷將該指令所取時間段的數(shù)據(jù)通過存儲器12讀取，并通過移動的GPRS通訊網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給用戶PC機(jī)40。單片機(jī)U1同時也讀取單片機(jī)U3的信號判斷是否電能表計(jì)量箱接近開關(guān)100有非法操作。
單片機(jī)U3負(fù)責(zé)對計(jì)量箱開關(guān)量的監(jiān)控，當(dāng)計(jì)量箱被非法打開時，單片機(jī)U3將數(shù)據(jù)及時發(fā)送給單片機(jī)U1，單片機(jī)U1再通過無線發(fā)送給用戶PC機(jī)40主站。用戶通過上位機(jī)即可以觀察到計(jì)量箱的狀態(tài)。
電源VCC是交流電源轉(zhuǎn)換后的5V電源，電源VDD是5V電源轉(zhuǎn)換后的3.6V電源。
權(quán)利要求1.一種基于無線虛擬專網(wǎng)的通訊設(shè)備，在該通訊設(shè)備外殼的內(nèi)部設(shè)置有電路，所述電路包括電源VCC；與電源VCC連接的單片機(jī)U1、無線通訊模塊GR47、SIM卡(6)、485通訊芯片(3)；由單片機(jī)U3構(gòu)成的竊電保護(hù)電路(90)；與單片機(jī)U1連接的看門狗電路(11)，其特征在于，還包括由單片機(jī)U2、時鐘芯片U4、存儲器(12)構(gòu)成的電能表數(shù)據(jù)存儲電路(1)；其中單片機(jī)U2分別與電源VCC、時鐘芯片U4、存儲器(12)、485通訊芯片(3)連接，時鐘芯片(U4)和存儲器(12)與單片機(jī)U1雙向連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的通訊設(shè)備，其特征在于，所述電能表數(shù)據(jù)存儲電路(1)中單片機(jī)U2的腳40和腳20分別接電源VCC和地GND；腳1和腳2分別接存儲器(12)的腳6和腳5；腳5和腳6分別接時鐘芯片U4的時序腳2和信號腳13；腳10和腳11分別接485通訊芯片(3)的發(fā)送端RX2和接收端TX2；腳18和腳19分別連接晶振電路(60)的輸入端和輸出端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的通訊設(shè)備，其特征在于，所述電能表數(shù)據(jù)存儲電路(1)中的時鐘芯片U4的腳6連接由電源電路(80)和電池供電電路(70)并聯(lián)組成的電源，腳5和腳6連接后的結(jié)點(diǎn)與地之間連接電容C18；時鐘芯片U4腳13還與單片機(jī)U1的腳8(SDAT)連接，腳13與電源VCC之間連接電阻R66，腳2與單片機(jī)U1的腳7(SCLT)連接，腳2與電源VCC之間連接電阻R65；其中電源電路(80)是由電源VCC和地之間串聯(lián)二極管D1和電容C16組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的通訊設(shè)備，其特征在于，所述電能表數(shù)據(jù)存儲電路(1)中的存儲器(12)的腳8接電源VCC，腳1至腳4和腳7分別接地，腳6接單片機(jī)U1的腳39(SCL)，腳6與電源VCC之間連接電阻R37，腳5與單片機(jī)U1的腳38(SDA)，腳5與電源VCC之間連接電阻R36，電源VCC與地之間并聯(lián)電容C30和C31。
5.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的通訊設(shè)備，其特征在于，所述竊電保護(hù)電路(90)主要包括單片機(jī)U3，單片機(jī)U3的腳15接電源VDD，腳5接地，腳11連接三極管Q12的發(fā)射極，三極管Q12基極和集電極連接后的結(jié)點(diǎn)(w)與單片機(jī)U1的腳21連接，結(jié)點(diǎn)(w)與地之間接電阻R54，結(jié)點(diǎn)(w)與電源VCC之間接電阻R53；單片機(jī)U3的腳1接三極管Q10的發(fā)射極，該發(fā)射極和地之間接電阻R46，三極管Q10的基極串聯(lián)電阻R44后接單片機(jī)U1的腳35，三極管Q10的集電極接電阻R45后接電源VCC；單片機(jī)U3的腳19與三極管Q11的發(fā)射極連接，該發(fā)射極和地之間接電阻R49，三極管Q11的基極串聯(lián)電阻R47后接單片機(jī)U1的腳34，三極管Q11的集電極接電阻R48后接電源VCC；單片機(jī)U3的腳20接并聯(lián)的電阻R51和電容C32后接電源VDD；單片機(jī)U3的腳20還串聯(lián)電阻R52后連接電能表計(jì)量箱接近開關(guān)(100)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5中所述的通訊設(shè)備，其特征在于，所述電源VDD是由電源VCC轉(zhuǎn)換過來的，該轉(zhuǎn)換電路在電源VCC和電源VDD之間串聯(lián)兩個二極管D4、D3，在兩個二極管D4、D3之間的結(jié)點(diǎn)和地之間連接并聯(lián)電容C20、C21，電源VDD和地之間連接并聯(lián)電容C22、C23。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種基于無線虛擬專網(wǎng)的通訊設(shè)備，在該通訊設(shè)備外殼的內(nèi)部設(shè)置有電路，所述電路包括電源VCC；與電源VCC連接的單片機(jī)U1、無線通訊模塊GR47、SIM卡、485通訊芯片；由單片機(jī)U3構(gòu)成的竊電保護(hù)電路；與單片機(jī)U1連接的看門狗電路，還包括由單片機(jī)U2、時鐘芯片U4、存儲器構(gòu)成的電能表數(shù)據(jù)存儲電路；其中單片機(jī)U2分別與電源VCC、時鐘芯片U4、存儲器、485通訊芯片連接，時鐘芯片和存儲器與單片機(jī)U1雙向連接。本實(shí)用新型的有益效果是結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，具有存儲功能，使用戶能隨時分析用電情況，并能對變電站、配電變壓器、大用戶等遠(yuǎn)程自動采集和監(jiān)控計(jì)量點(diǎn)數(shù)據(jù)。本實(shí)用新型具有計(jì)量箱開箱報警功能。
文檔編號G08C17/00GK2898772SQ200620026069
公開日2007年5月9日 申請日期2006年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月18日
發(fā)明者石岱, 董偉, 劉弘靖, 李守寬, 殷淑萍, 朱赫 申請人:天津市三源電力設(shè)備制造有限公司