本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)灌溉技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

目前農(nóng)業(yè)排灌電表數(shù)量多，現(xiàn)場(chǎng)安裝的是機(jī)械表或電子式表計(jì)，但隨著國家電網(wǎng)對(duì)智能農(nóng)網(wǎng)要求的提高，排灌電表實(shí)現(xiàn)正常采集、費(fèi)控已勢(shì)在必行。改造為載波方案，必須架設(shè)零線，成本較高，而且載波通訊由于自身存在的易受排灌電機(jī)諧波干擾，存在載波抄表不穩(wěn)定情況，尤其在部分排灌與低壓電表混合的綜合臺(tái)區(qū)，載波采集效果不理想的情況更加明顯。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種農(nóng)灌臺(tái)區(qū)無線采集處理系統(tǒng)，其成本低，使用方便，能有效提高電表采集的準(zhǔn)確率和采集效率，以便辨別有無竊電、合理配電，提高工作效率。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：

一種農(nóng)灌臺(tái)區(qū)無線采集處理系統(tǒng)，其特征在于：包括數(shù)據(jù)采集裝置、數(shù)據(jù)傳輸裝置和數(shù)據(jù)處理裝置，數(shù)據(jù)采集裝置包括采集器和電表，采集器和電表通過485接口相連，用來采集每個(gè)用戶的用電量，數(shù)據(jù)傳輸裝置包括網(wǎng)絡(luò)發(fā)射器和無線數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)裝置，數(shù)據(jù)處理裝置包括集中器和數(shù)據(jù)處理總站，采集器采集的信息通過數(shù)據(jù)傳輸裝置傳輸?shù)竭B接的集中器上，集中器再通過數(shù)據(jù)傳輸裝置傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理總站上。

作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，，所述數(shù)據(jù)處理總站包括工作站、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和售電單機(jī)系統(tǒng)裝置，均通過以太網(wǎng)連接到一起，負(fù)責(zé)總結(jié)處理用戶的用電信息。

作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述無線數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)裝置包括無線采集模塊、主控模塊和主機(jī)通信模塊，三個(gè)模塊依次連接在芯片上，負(fù)責(zé)在無線傳輸過程中數(shù)據(jù)的控制和轉(zhuǎn)發(fā)。

作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，，所述網(wǎng)絡(luò)發(fā)射器包括GPRS網(wǎng)絡(luò)發(fā)射器、CFDA網(wǎng)絡(luò)發(fā)射器和3G網(wǎng)絡(luò)發(fā)射器，能提供三種不同的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)來滿足系統(tǒng)需求。

作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述系統(tǒng)還包括泵，且所述泵通過遠(yuǎn)程遙控控制泵的開啟和關(guān)閉。

作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述系統(tǒng)還包括蜂鳴語音報(bào)警系統(tǒng)，自動(dòng)監(jiān)測(cè)故障電量實(shí)現(xiàn)異常信息報(bào)警，及時(shí)查處竊電行為。

作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述每個(gè)采集器都配有一個(gè)380V交流變壓器。

作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述集中器與數(shù)據(jù)處理總站之間設(shè)有光纖接入的路由器，用來連接兩個(gè)不同的網(wǎng)絡(luò)。

采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于：

采用智能電表與采集器相結(jié)合的方案，使得本發(fā)明的成本低，使用方便，能有效提高電表采集的準(zhǔn)確率和采集效率，以便辨別有無竊電、合理配電，提高工作效率。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是無線數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)裝置的電路示意圖。

圖中：1、數(shù)據(jù)采集裝置；2、數(shù)據(jù)傳輸裝置；3、數(shù)據(jù)處理裝置；4、蜂鳴語音報(bào)警系統(tǒng)；5、路由器；11、采集器；12、電表；21、網(wǎng)絡(luò)發(fā)射器；22、無線數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)裝置；31、集中器；32、數(shù)據(jù)處理總站；111、380V交流變壓器；221、無線采集模塊；222、主控模塊；223、主機(jī)通信模塊；321、工作站；322、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器；323、售電單機(jī)系統(tǒng)裝置。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對(duì)本發(fā)明的限制。

如圖1所示，為本發(fā)明一種農(nóng)灌臺(tái)區(qū)無線采集處理系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例，包括：數(shù)據(jù)采集裝置1、數(shù)據(jù)傳輸裝置2和數(shù)據(jù)處理裝置3，數(shù)據(jù)采集裝置1包括采集器11和電表12，采集器11和電表12直接相連，用來采集每個(gè)用戶的用電量，數(shù)據(jù)傳輸裝置2包括網(wǎng)絡(luò)發(fā)射器21和無線數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)裝置22，數(shù)據(jù)處理裝置3包括集中器31和數(shù)據(jù)處理總站32，采集器11采集的信息通過數(shù)據(jù)傳輸裝置2傳輸?shù)竭B接的集中器31上，集中器31再通過數(shù)據(jù)傳輸裝置2傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理總站32上。

優(yōu)選的，如圖2所示，數(shù)據(jù)處理總站32包括工作站321、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器322和售電單機(jī)系統(tǒng)裝置323，均通過以太網(wǎng)連接到一起，負(fù)責(zé)總結(jié)處理用戶的用電信息。

無線數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)裝置22包括無線采集模塊221、主控模塊222和主機(jī)通信模塊223，三個(gè)模塊依次連接在芯片上，負(fù)責(zé)在無線傳輸過程中數(shù)據(jù)的控制和轉(zhuǎn)發(fā)。

網(wǎng)絡(luò)發(fā)射器21包括GPRS網(wǎng)絡(luò)發(fā)射器211、CFDA網(wǎng)絡(luò)發(fā)射器212和3G網(wǎng)絡(luò)發(fā)射器213，能提供三種不同的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)來滿足系統(tǒng)需求。

優(yōu)選的，如圖3所示，數(shù)據(jù)采集裝置還包括泵13，且所述泵13可以通過遠(yuǎn)程遙控控制泵的開啟和關(guān)閉。系統(tǒng)還包括蜂鳴語音報(bào)警系統(tǒng)4，能準(zhǔn)確定位故障位置，方便維修人員故障維修。所述每個(gè)采集器11都配有一個(gè)380V交流變壓器111。所述集中器31與數(shù)據(jù)處理總站32之間設(shè)有光纖接入的路由器5，用來連接兩個(gè)不同的網(wǎng)絡(luò)。

對(duì)于智能電表的更換，主要有兩種方案：本實(shí)施例中，針對(duì)電子式表計(jì)，不更換電表，只需安裝380V采集器，電表通過485接口與采集器實(shí)現(xiàn)正常通訊；其他的，對(duì)于機(jī)械表，更換為三相四線智能電表，不需要架設(shè)零線，通過無線方式實(shí)現(xiàn)正常通訊。

數(shù)據(jù)采集裝置1也可稱為智能井房，還包括智能開關(guān)和閘，能控制泵13的開關(guān)進(jìn)而控制水的上下流動(dòng)。

工作站321、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器322和售電單機(jī)系統(tǒng)裝置323均連接到以太網(wǎng)上，然后是通過光纖接入的路由器5來分隔網(wǎng)絡(luò)，路由器5與集中器31之間的局域網(wǎng)可以為GPRS網(wǎng)絡(luò)、CDMA網(wǎng)絡(luò)或3G網(wǎng)絡(luò)，而集中器31與采集器11之間的網(wǎng)絡(luò)為CFDA小無線網(wǎng)絡(luò)，CFDA是微蜂窩-傳感式固定無線數(shù)據(jù)接入平臺(tái)，CFDA工作于無線抄表頻段，屬于微功率免申請(qǐng)業(yè)余頻段，無需額外授權(quán)費(fèi)用或網(wǎng)絡(luò)第三方支持;CFDA支持分組多頻點(diǎn)的頻率空間復(fù)用及跳頻技術(shù)，采用蜂窩結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)組織方式，提高了頻率利用效率和網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展性;并且在每個(gè)蜂窩小區(qū)范圍內(nèi)支持自組織多跳傳輸技術(shù)，使得每個(gè)蜂窩小區(qū)的現(xiàn)實(shí)場(chǎng)地有效覆蓋，并且較好的解決了網(wǎng)絡(luò)覆蓋盲區(qū)問題;CFDA提供了RS232(TTL-232、RS-485、標(biāo)準(zhǔn)232)和UART兩種通用的設(shè)備接口，可分別以"外掛"或者"嵌入"方式與用戶設(shè)備相連，具有良好的通用性。CFDA兼具分布式和集中式系統(tǒng)的特征，具有網(wǎng)絡(luò)覆蓋率高、結(jié)構(gòu)靈活、可靠性高、通用性強(qiáng)、施工鋪設(shè)簡(jiǎn)單、維護(hù)方便、工程總成該低等特點(diǎn);適用于遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集、特殊惡劣環(huán)境下的數(shù)據(jù)傳輸及接入等方面，如住宅小區(qū)安防報(bào)警系統(tǒng)、水電氣自動(dòng)抄表系統(tǒng)、地下井坑及管線的監(jiān)控系統(tǒng)等。

CFDA小無線網(wǎng)絡(luò)由三類節(jié)點(diǎn)：GPRS網(wǎng)關(guān)，微蜂窩接入中心CAC、分布接入單元DAU組成。分布接入單元(DAU):安裝在每個(gè)用戶數(shù)據(jù)采集點(diǎn)上，與用戶的數(shù)據(jù)采集設(shè)備相連，構(gòu)成CFDA中的分布式數(shù)據(jù)采集接入的基礎(chǔ)設(shè)備，負(fù)責(zé)將采集到的用戶數(shù)據(jù)以多跳的方式發(fā)送到指定的微蜂窩接入數(shù)據(jù)中心CAC。微蜂窩接入中心(Cellular Access Center-CAC):安裝在用戶的數(shù)據(jù)處理設(shè)備上，構(gòu)成在一定地理區(qū)域范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)中心接入點(diǎn)，負(fù)責(zé)接收該區(qū)域內(nèi)所有的分布接入單元DAU發(fā)送的用戶數(shù)據(jù)，以進(jìn)行后續(xù)處理。GPRS網(wǎng)關(guān):安裝在用戶的數(shù)據(jù)處理設(shè)備上，它下行聯(lián)接CAC，上行連接MIS收費(fèi)平臺(tái)，構(gòu)成整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)。

如圖4所示，無線數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)裝置22包括無線采集模塊221、主控模塊222和主機(jī)通信模塊223，三個(gè)模塊依次連接在芯片上，負(fù)責(zé)在無線傳輸過程中數(shù)據(jù)的控制和轉(zhuǎn)發(fā)。無線串行接口電路由MICRF102 單片發(fā)射器芯片 MICRF007 單片接收器芯片組成。工作在300~440MHz ISM 頻段，具有 ASK 調(diào)制和解調(diào)能力，抗干擾能力強(qiáng)，適合工業(yè)控制應(yīng)用，采用PLL 頻率合成技術(shù)，頻率穩(wěn)定性好，可用于單片機(jī)之間的串行數(shù)據(jù)無線傳輸也可在單片機(jī)數(shù)據(jù)采集，遙測(cè)遙控等系統(tǒng)中應(yīng)用。無線發(fā)射電路以MICRF102 為核心，MICRF102 是Micrel 公司推出的單片UHF ASK 發(fā)射器，采用SOP(M)-8 封裝，芯片內(nèi)包含由基準(zhǔn)振蕩器、相位、檢波器、分頻器、帶通濾波器、壓控振蕩器構(gòu)成的合成器，發(fā)射偏置控制 RF 功率放大器，天線調(diào)諧控制和變?nèi)荻O管等電，其特征在于，無線采集模塊221、主控模塊222、主機(jī)通信模塊223 依次連接。主控模塊222 通過控制無線采集模塊221 獲取現(xiàn)場(chǎng)的電能數(shù)據(jù)信息后通過主機(jī)通信模塊223 將現(xiàn)場(chǎng)采集的各電能數(shù)據(jù)傳輸?shù)街鳈C(jī)中。電能表自動(dòng)抄收系統(tǒng)通過該數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)器可以實(shí)現(xiàn)主機(jī)與電表抄表器的數(shù)據(jù)交換，是一個(gè)多通道計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。無線串行接口電路由MICRF102 單片發(fā)射器芯片 MICRF007 單片接收器芯片組成。工作在300~440MHz ISM 頻段，具有 ASK 調(diào)制和解調(diào)能力，抗干擾能力強(qiáng)，適合工業(yè)控制應(yīng)用，采用PLL 頻率合成技術(shù)，頻率穩(wěn)定性好，可用于單片機(jī)之間的串行數(shù)據(jù)無線傳輸也可在單片機(jī)數(shù)據(jù)采集，遙測(cè)遙控等系統(tǒng)中應(yīng)用。無線發(fā)射電路以MICRF102 為核心，MICRF102 是Micrel 公司推出的單片UHF ASK 發(fā)射器，采用SOP(M)-8 封裝，芯片內(nèi)包含由基準(zhǔn)振蕩器、相位、檢波器、分頻器、帶通濾波器、壓控振蕩器構(gòu)成的合成器，發(fā)射偏置控制 RF 功率放大器，天線調(diào)諧控制和變?nèi)荻O管等電路，是一個(gè)真正的數(shù)據(jù)輸入、無線輸出的單片無線發(fā)射器件。UHF 合成器產(chǎn)生載頻和正交信號(hào)輸出輸入相位信號(hào)，用來驅(qū)動(dòng)RF 功率放大器，天線調(diào)諧正交信號(hào)用來比較天線信號(hào)相位，天線調(diào)諧控制部分檢測(cè)天線通道中發(fā)射信號(hào)的相位和控制變?nèi)荻O管的電容，以調(diào)諧天線實(shí)現(xiàn)天線自動(dòng)調(diào)諧，功率放大器輸出受發(fā)射偏置控制單元控制 ASK/OOK 調(diào)制，提供低功耗模式，數(shù)據(jù)傳輸速率為20kb/s。無線接收電路以MICRF007 為核心，MICRF007 是Micrel 公司推出的單片UHF ASK/OOK( 導(dǎo)通- 關(guān)斷鍵控) 超外差無線電接收芯片，MICRF007 采用SOP(M)-8 封裝，芯片內(nèi)電路可分為UHF 下變換器 OOK 解調(diào)器和基準(zhǔn)控制三部分 UHF 下變換器包含RF 放大器混頻器、中頻放大器、帶通濾波器、峰值檢波器、合成器、AGC 控制電路、OOK 解調(diào)器包含低通濾波器、比較器、基準(zhǔn)控制電路包含基準(zhǔn)振蕩器和控制邏輯電路，僅需外接 2 個(gè)電容器CAGC 和CTH 1 個(gè)晶振以及電源去耦電容即可構(gòu)成1 個(gè)UHF ASK 接收器，所有的RF 和IF 調(diào)諧都在芯片內(nèi)自動(dòng)完成，是一個(gè)真正無線輸入- 數(shù)據(jù)輸出的單片器件。MSP430F149 通過RS232 通信模塊與主機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。本發(fā)明的主控模塊采用的MSP430F149 單片機(jī)屬于德州儀器公司MSP430 系列， MSP430 系列是一組超低功耗的微控制器，由多種針對(duì)不同應(yīng)用目標(biāo)而以不同模塊組成的型號(hào)組成，微控制器設(shè)計(jì)成可使用電池長(zhǎng)期工作，電源電壓范圍1.8~3.6V。MSP430F149 有60KB 的Flash 和2KB的RAM 其中Flash 又分為120 段主存儲(chǔ)器( 每段512B) 和兩段信息存儲(chǔ)器( 每段128B)Flash 可以整個(gè)擦除也可以分段擦除這給系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)帶來了極大的便利和靈活鑒于單片機(jī)存儲(chǔ)器的容量和特點(diǎn)，外部不用擴(kuò)展存儲(chǔ)器和I/O 口外圍設(shè)備得到了簡(jiǎn)化。MSP430F149 的工作電壓是3.3V 因此其I/O 電平也是3.3V 邏輯電平并且與5V TTL 電平兼容 MSP430F149 有兩個(gè)串行異步通信口，MSP430F149 與主機(jī)的數(shù)據(jù)通信是通過RS232通信模塊實(shí)現(xiàn)的 RS232 模塊主要由Maxim 公司的MAX232/MAX232A 接收/ 發(fā)送器組成，是Maxim 公司特別為滿足EIA/TEA 232E 的標(biāo)準(zhǔn)而設(shè)計(jì)的。它們?cè)贓IA/TIA 232E 標(biāo)準(zhǔn)串行通信接口中日益得到廣泛的應(yīng)用，功耗低，工作電源為單電源，外接電容僅為0.1 F 或1 F采用雙列直插封裝形式，接收器輸出為三態(tài)TTL COMS 等優(yōu)越性，為雙組RS232 接收/ 發(fā)送器工作電源為+5V 波特率高，價(jià)格低，可在一般需要串行通信的系統(tǒng)中使用。

數(shù)據(jù)處理總站32包括工作站321、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器322和售電單機(jī)系統(tǒng)裝置323，均通過以太網(wǎng)連接到一起，負(fù)責(zé)總結(jié)處理用戶的用電信息，售電單機(jī)系統(tǒng)裝置323負(fù)責(zé)對(duì)用戶用電信息進(jìn)行記錄匯總運(yùn)算，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器322負(fù)責(zé)存儲(chǔ)用戶的用電信息，方便以后調(diào)用，工作站321可以實(shí)時(shí)的、直觀的了解項(xiàng)目地點(diǎn)及周圍設(shè)施的詳情，這些大數(shù)據(jù)量的作業(yè)也只有在具有專業(yè)圖形處理能力的工作站上才能高效率地運(yùn)行。該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)抄錄電能表設(shè)置參數(shù)，包括區(qū)域代碼、電價(jià)、倍率、報(bào)警金額，核對(duì)電價(jià)信息，規(guī)避電價(jià)執(zhí)行錯(cuò)誤造成的投訴和減收；抄錄凍結(jié)電量，并在主站至少保存12個(gè)月的凍結(jié)電量；抄錄和故障監(jiān)測(cè)電量，故障電量為未交費(fèi)使用電量為竊電電量，針對(duì)虧損和重點(diǎn)臺(tái)區(qū)，可以自動(dòng)的監(jiān)測(cè)故障電量并實(shí)現(xiàn)異常信息報(bào)警，及時(shí)查處竊電行為；抄錄用戶刷卡記錄、刷卡掛起記錄、刷卡故障記錄；遠(yuǎn)抄核心功能，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)電費(fèi)盤庫，包括用戶購用記錄及平衡分析，單臺(tái)機(jī)井售電及刷卡電費(fèi)平衡分析，臺(tái)區(qū)機(jī)井售電及刷卡電費(fèi)平衡分析，供電所和全公司售電及刷卡電費(fèi)平衡分析，徹底解決農(nóng)排預(yù)付費(fèi)管理難題。

采用智能電表與采集器相結(jié)合的方案，使得本發(fā)明的成本低，使用方便，能有效提高電表采集的準(zhǔn)確率和采集效率，以便辨別有無竊電、合理配電，提高工作效率。

盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同限定。