一种农用配电变压器的电量远程抄收装置

1.一种农用配电变压器的电量远程抄收装置，其特征在于，包括至少具有远程通信功能的一个或多个三相电能表，至少用于存储系统配置信息文件、向用户提供与相应操作相匹配的短信命令表、遵循中国电力部DL/T 2007规约与一个或多个三相电能表进行通信从而读取相应用户的用电量、以及通过PC进行开发调试的嵌入式模块，至少用于实现远程通信的GSM通信模块，以及至少用于为各用电设备供电的电源模块；其中：
所述嵌入式模块、一个或多个三相电能表、GSM通信模块、以及电源模块，分别通过相应的通信接口与嵌入式模块连接。
2.根据权利要求1所述的农用配电变压器的电量远程抄收装置，其特征在于，所述电源模块，包括用于接收220V交流电输入的电源板，用于将220V交流电进行整流变换处理、输出用于为所需用电设备提供直流电的整流变换子模块，以及，用于在无220V交流电输入时进行供电的充电电池；
所述电源板，分别与整流变换子模块及充电电池连接；所述整流变换子模块及充电电池，分别与各用电设备连接；充电电池，在有220V交流电时通过电源板充电，在无220V交流电时通过至少包括太阳能电池板和/或蓄电池的外接蓄电装置充电。
3.根据权利要求2所述的农用配电变压器的电量远程抄收装置，其特征在于，所述充电电池，至少包括9.6V 镍氢充电电池；所述整流变换子模块，至少包括用于提供5V直流电的5V稳压芯片。
4.根据权利要求1所述的农用配电变压器的电量远程抄收装置，其特征在于，所述嵌入式模块，包括CPU，以及分别与所述CPU连接的非易失性存储器、第一RS232串口、第二RS232串口、RS485串口与多个数字量输入/输出端口，其中：
所述RS485串口，与一个或多个三相电能表连接；第一RS232串口，与GSM通信模块连接；第二RS232串口，与PC中用于调试、下载嵌入式模块所需应用程序的RS232串口连接。
5.根据权利要求2-4中任一项所述的农用配电变压器的电量远程抄收装置，其特征在于，所述嵌入式模块，还包括用于在预设周期结束时进行自动重启的定期自动重启子模块，所述定期自动重启子模块与CPU连接。
6.根据权利要求2-4中任一项所述的农用配电变压器的电量远程抄收装置，其特征在于，所述嵌入式模块，还包括用于检测配电变压器绕线的完整性、并在相应绕线出现断线时发出防盗报警信息的防盗报警子模块；所述防盗报警子模块，分别与配电变压器绕线及相应的数字量输入端口连接。
7.根据权利要求2-4中任一项所述的农用配电变压器的电量远程抄收装置，其特征在于，所述嵌入式模块，还包括用于检测电源板上是否有三相交流电、并在三相交流电丢失时发出变压器故障报警信息的故障报警子模块；所述故障报警子模块，分别与电源板及相应的数字量输入端口连接。
8.根据权利要求2-4中任一项所述的农用配电变压器的电量远程抄收装置，其特征在于，所述嵌入式模块，还包括用于驱动与配电变压器匹配设置的交流接触器的继电器输出子模块；所述继电器输出子模块，分别与电源模块及相应数字量输出端口连接。

一种农用配电变压器的电量远程抄收装置\n技术领域\n[0001] 本实用新型涉及农用配电技术领域，具体地，涉及一种农用配电变压器的电量远程抄收装置。\n背景技术\n[0002] 目前，农用配电变压器是农业生产必不可少的电力设备。随着农村各方面建设水平的不断提高，尤其是滴灌技术的大面积推广，越来越多的配电变压器被安装投入使用。\n[0003] 在当前广大的农业地区，配电变压器数量众多、地理位置分散、用电量大的特点已经逐步形成。然而，与之不相适应的是，农电部门仍然采用人工方式抄收配电变压器用电量，落后的抄表方式使得用电管理陷入效率瓶颈。\n[0004] 在农业生产季节里，电管员旷日驱车、长途跋涉抄收电量的现象早已司空见惯。人工抄表方式不仅严重影响工作效率、增加人力物力开销，而且在距离因素的限制下，对用户的偷电行为监管乏术。农电部门应对抄表工作已是捉襟见肘，面对偷电带来的电力损失更感无能为力。\n[0005] 如果为农用配电变压器加装电量远程抄收仪，则可通过手机短信方式随时随地时抄收变压器用电量；并且在用电数据的连续监测下，偷电行为变的无从遁形；该方式无疑可以提高农电部门的工作效率，并产生长远的经济回报。\n[0006] 在实现本实用新型的过程中，实用新型人发现现有技术中至少存在人工劳动量大、工作效率低、工作可靠性低与经济效益差等缺陷。 \n实用新型内容\n[0007] 本实用新型的目的在于，针对上述问题，提出一种农用配电变压器的电量远程抄收装置，以实现人工劳动量小、工作效率高、工作可靠性高与经济效益好的优点。\n[0008] 为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种农用配电变压器的电量远程抄收装置，包括至少具有远程通信功能的一个或多个三相电能表，至少用于存储系统配置信息文件、向用户提供与相应操作相匹配的短信命令表、遵循中国电力部DL/T 2007规约与一个或多个三相电能表进行通信从而读取相应用户的用电量、以及通过PC进行开发调试的嵌入式模块，至少用于实现远程通信的GSM通信模块，以及至少用于为各用电设备供电的电源模块；其中：\n[0009] 所述嵌入式模块、一个或多个三相电能表、GSM通信模块、以及电源模块，分别通过相应的通信接口与嵌入式模块连接。\n[0010] 进一步地，所述电源模块，包括用于接收220V交流电输入的电源板，用于将220V交流电进行整流变换处理、输出用于为所需用电设备提供直流电的整流变换子模块，以及，用于在无220V交流电输入时进行供电的充电电池；\n[0011] 所述电源板，分别与整流变换子模块及充电电池连接；所述整流变换子模块及充电电池，分别与各用电设备连接；充电电池，在有220V交流电时通过电源板充电，在无220V交流电时通过至少包括太阳能电池板和/或蓄电池的外接蓄电装置充电。\n[0012] 进一步地，所述充电电池，至少包括9.6V 镍氢充电电池；所述整流变换子模块，至少包括用于提供5V直流电的5V稳压芯片。\n[0013] 进一步地，所述嵌入式模块，包括CPU，以及分别与所述CPU连接的非易失性存储器、第一RS232串口、第二RS232串口、RS485串口与多个数字量输入/输出端口，其中：\n[0014] 所述RS485串口，与一个或多个三相电能表连接；第一RS232串口，与GSM通信模块连接；第二RS232串口，与PC中用于调试、下载嵌入式模块所需应用程序的RS232串口连接；该应用程序遵循中国电力部DL/T 2007规约，用于与一个或多个三相电能表进行通信、并读取相应用户的用电量。\n[0015] 进一步地，所述嵌入式模块，还包括用于在预设周期结束时进行自动重启的定期自动重启子模块，所述定期自动重启子模块与CPU连接。\n[0016] 进一步地，所述嵌入式模块，还包括用于检测配电变压器绕线的完整性、并在相应绕线出现断线时发出防盗报警信息的防盗报警子模块；所述防盗报警子模块，分别与配电变压器绕线及相应的数字量输入端口连接。\n[0017] 进一步地，所述嵌入式模块，还包括用于检测电源板上是否有三相交流电、并在三相交流电丢失时发出变压器故障报警信息的故障报警子模块；所述故障报警子模块，分别与电源板及相应的数字量输入端口连接。\n[0018] 进一步地，所述嵌入式模块，还包括用于驱动与配电变压器匹配设置的交流接触器的继电器输出子模块；所述继电器输出子模块，分别与电源模块及相应数字量输出端口连接。\n[0019] 进一步地，所述嵌入式模块中存储的系统配置信息文件，至少包括保存有系统配置信息的config.ini文件。\n[0020] 进一步地，所述系统配置信息，至少包含与各用户电表相对于的电表地址号、与管理各用户电表的管理人员相对于的管理人员手机号码表；所述嵌入式模块，在远程抄表时，根据系统配置信息中的电表地址号读取相应用户电表的电量，并将相应信息反馈至管理人员手机号码表中的相应手机号码。\n[0021] 本实用新型各实施例的农用配电变压器的电量远程抄收装置，由于包括至少具有远程通信功能的一个或多个三相电能表，至少用于存储系统配置信息文件、向用户提供与相应操作相匹配的短信命令表、遵循中国电力部DL/T 2007规约与一个或多个三相电能表进行通信从而读取相应用户的用电量、以及通过PC进行开发调试的嵌入式模块，至少用于实现远程通信的GSM通信模块，以及至少用于为各用电设备供电的电源模块；嵌入式模块、一个或多个三相电能表、GSM通信模块、以及电源模块，分别通过相应的通信接口与嵌入式模块连接；农电部门只需一次性投入用以安装该农用配电变压器的电量远程抄收装置，在实际运行期间只需支付短信费用；而短信费用是相对低廉的，不会给农电部门带来经济负担；而采用手机短信方式远程抄收变压器用电量，一个人就可以管理一两百台变压器；采用短信群发方式，几分钟内就可以抄收数量众多的变压器用电量；这种方式会大大节约人力成本，提高工作效率；从而可以克服现有技术中人工劳动量大、工作效率低、工作可靠性低与经济效益差的缺陷，以实现人工劳动量小、工作效率高、工作可靠性高与经济效益好的优点。\n[0022] 本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。\n[0023] 下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。\n附图说明\n[0024] 附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：\n[0025] 图1为根据本实用新型农用配电变压器的电量远程抄收装置的工作原理示意图；\n[0026] 图2为根据本实用新型农用配电变压器的电量远程抄收装置中应用程序的流程示意图。\n具体实施方式\n[0027] 以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。\n[0028] 根据本实用新型实施例，提供了一种农用配电变压器的电量远程抄收装置。如图\n1-图2所示，本实施例包括至少具有远程通信功能的一个或多个三相电能表，至少用于存储系统配置信息文件、向用户提供与相应操作相匹配的短信命令表、遵循中国电力部DL/T \n2007规约与一个或多个三相电能表进行通信从而读取相应用户的用电量、以及通过个人计算机（personal computer，简称PC）进行开发调试的嵌入式模块，至少用于实现远程通信的GSM通信模块，以及至少用于为各用电设备供电的电源模块；其中：嵌入式模块、一个或多个三相电能表、GSM通信模块、以及电源模块，分别通过相应的通信接口与嵌入式模块连接。\n[0029] 这里，PC仅起到开发调试作用，开发调试结束后即脱离该农用配电变压器的电量远程抄收装置，因此不属于该农用配电变压器的电量远程抄收装置的一部分。开发调试时，PC通过使用编程语言（如C++程序）为嵌入式模块开发所需应用程序，以及与嵌入式模块进行信息交互（调试和/或下载所需应用程序），该应用程序遵循中国电力部DL/T 2007规约与三相电能表之间进行通信、并读取相应用户的用电量。嵌入式模块中存储的系统配置信息文件，至少包括保存有系统配置信息的config.ini文件；该系统配置信息，至少包含与各用户电表相对于的电表地址号、与管理各用户电表的管理人员相对于的管理人员手机号码表。\n[0030] 通过上述嵌入式模块，在远程抄表时，根据系统配置信息中的电表地址号读取相应用户电表的电量，并将相应信息反馈至管理人员手机号码表中的相应手机号码。\n[0031] 其中，上述电源模块，包括用于接收220V交流电输入的电源板，用于将220V交流电进行整流变换处理、输出用于为所需用电设备提供直流电的整流变换子模块，以及，用于在无220V交流电输入时进行供电的充电电池；电源板，分别与整流变换子模块及充电电池连接；所述整流变换子模块及充电电池，分别与各用电设备连接；充电电池，在有220V交流电时通过电源板充电，在无220V交流电时通过至少包括太阳能电池板和/或蓄电池的外接蓄电装置充电。\n[0032] 这里，充电电池，至少包括9.6V 镍氢充电电池；所述整流变换子模块，至少包括用于提供5V直流电的5V稳压芯片。\n[0033] 上述嵌入式模块，包括高性能的CPU，分别与CPU连接的非易失性存储器、第一RS232串口、第二RS232串口、RS485串口、多个数字量输入/输出端口与定期自动重启子模块；RS485串口，与一个或多个三相电能表连接；第一RS232串口，与GSM通信模块连接；第二RS232串口，与PC中用于调试、下载嵌入式模块所需应用程序的RS232串口连接；该应用程序遵循中国电力部DL/T 2007规约，用于与一个或多个三相电能表进行通信、并读取相应用户的用电量；定期自动重启子模块，用于在预设周期结束时进行自动重启。\n[0034] 在嵌入式模块内部的非易失性存储器，用于存储config.ini文件（该config.ini文件中保存有系统配置信息），还用于给用电用户提农用配电变压器的电量远程抄收装置的短信命令表。\n[0035] 上述嵌入式模块，还包括防盗报警子模块、故障报警子模块与继电器输出子模块，其中：\n[0036] 防盗报警子模块，分别与配电变压器绕线及相应的数字量输入端口连接，用于检测配电变压器绕线的完整性、并在相应绕线出现断线时发出防盗报警信息的防盗报警子模块；例如，通过该防盗报警子模块，可以检测变压器饶线是否完好，如果出现短线，则发出防盗报警短信；\n[0037] 故障报警子模块，分别与电源板及相应的数字量输入端口连接，用于检测电源板上是否有三相交流电、并在三相交流电丢失时发出变压器故障报警信息；例如，通过该故障报警子模块，可以检测电源板上三相交流是否存在，如果丢失，则发出变压器故障报警短信；\n[0038] 继电器输出子模块，分别与电源模块及相应数字量输出端口连接，用于驱动与配电变压器匹配设置的交流接触器；例如，可以在嵌入式模块的数字量输出端口外接一路继电器输出，用以驱动交流接触器。\n[0039] 在上述实施例中，农用配电变压器的电量远程抄收装置需配备具有远程通信功能的三相电能表，该三相电能表采用RS485通信方式，通信协议必须符合中国电力部DL/T \n2007规约；可以根据现场需求，可配置一块或者多块三相电能表。GSM通信模块，可以选用工业级GSM通信模块，具有GPRS、SMS功能。通信方式为RS232，通信协议符合标准AT指令集。电源模块可输入220V交流电，经过整流变化输出5V直流电，为农用配电变压器的电量远程抄收装置其他用电部分供电；当外界无220V交流电时，电源模块可以提供9.6V 镍氢充电电池给农用配电变压器的电量远程抄收装置供电；当具有220V交流电时，电源模块可给充电电池充电；同时，如果外接太阳能电池板，也可给充电电池充电。\n[0040] 可见，可以在PC上使用C++语言，为嵌入式模块开发应用程序；该应用程序遵循中国电力部DL/T 2007规约，可以与三相电能表通信，读取电量；同时，该应用程序使用标准AT指令与GSM通信模块进行通信，以实现收发短信功能；为提高该应用程序的健壮性，可以通过定期自动重启子模块，使该应该程序每24小时自动重新启动该嵌入式模块。\n[0041] 上述实施例的农用配电变压器的电量远程抄收装置，加装于农用配电变压器时，可以通过手机短信方式，随时随地时抄收变压器用电量；还可以通过农用配电变压器的电量远程抄收装置对用电数据的连续监测，使偷电行为变的无从遁形；可见，使用该农用配电变压器的电量远程抄收装置，无疑可以提高农电部门的工作效率，并产生长远的经济回报。\n[0042] 上述实施例的农用配电变压器的电量远程抄收装置，所用的应用程序，采用ANSI标准C++语言开发；程序不断检测是否有短信到来，如果来信手机位于配置文件的手机号码列表中，则判断短信内容，根据短信内容开始相应操作。该应用程序的流程示意图参见图\n2。\n[0043] 在图2中，上述应用程序的流程包括：\n[0044] 步骤100：初始化相应变量后，执行步骤101；\n[0045] 步骤101：读取cinfig.ini文件，执行步骤102；\n[0046] 步骤102：判断是否有短信，若是，则执行步骤103；否则，执行步骤104；\n[0047] 步骤103：根据短信内容执行相应动作（参见表1中所示的短信命令表），转至步骤\n104；\n[0048] 步骤104：判断变压器绕线是否已断开，若是，则执行步骤105；否则，执行步骤\n106；\n[0049] 步骤105：发出报警信息，转至步骤106；\n[0050] 步骤106：判断电源板是否有220V交流地输入，若是，则执行步骤107；否则，执行步骤108；\n[0051] 步骤107：发出断电提示短信，转至步骤108；\n[0052] 步骤108：判断是否已连续运行24h，若是，则执行步骤109；否则，返回步骤102；\n[0053] 步骤109：重新启动农用配电变压器的电量远程抄收装置所在的系统。\n[0054] 例如，在上述实施例中，包含有系统配置信息的config.ini文件，具体可以为：\n[0055] [CONFIG]\n[0056] PhoneNumber1=xxxxxxxxxx\n[0057] PhoneNumber2= xxxxxxxxxx\n[0058] PhoneNumber3= xxxxxxxxxx\n[0059] PhoneNumber4= xxxxxxxxxx\n[0060] PhoneNumber5= xxxxxxxxxx\n[0061] meter1= xxxxxxxxxx\n[0062] meter2= xxxxxxxxxx\n[0063] meter3= xxxxxxxxxx\n[0064] 其中PhoneNumberX为具有管理权限的用户手机号码；meterX为本抄收仪所附带的三相电能表的表地址。\n[0065] 在上述实施例中，农用配电变压器的电量远程抄收装置的短信命令表参见下面的表1。\n[0066] 表1：短信命令表\n[0067] \n[0068] 上述各实施例的农用配电变压器的电量远程抄收装置，将嵌入式模块与三相电能表通过RS485总线相连，该三相电能表具有远程通信功能，通信协议符合中国电力部DL/T2007规约；如果现场需要多块三相电能表，可通过RS485总线将它们一起与嵌入式模块相连，再将嵌入式模块与GSM通信模块通过RS232串口相连；嵌入式模块在应用程序的控制下具有短信收发功能，并能根据短信内容执行相应操作。\n[0069] 可以使用C++语言为嵌入式模块编写应用程序，使该嵌入式模块具有读取三相电能表电量、管理配置文件、收发短信的功能；其中，嵌入式模块使用符合电力部规约的通信协议与电表通信，读取电表电量；使用AT指令与GSM通信模块交互，利用GSM 公共网络与农电部门进行短信通信。在嵌入式模块中存有配置文件，其中包含电表地址号、管理人员手机号码表；嵌入式模块可根据电表地址号读取电表电量，并只对配置文件中的手机号码做出回应。\n[0070] 农电部门通过发送短信命令实时抄收用电量、在线修改配置文件、重新启动农用配电变压器的电量远程抄收装置；嵌入式模块接收到短信后，判断来信手机号码是否存在于配置文件中的手机号码表中；如果存在则根据命令内容采取相应操作，嵌入式模块操作的结果也通过手机短信方式发送给农电部门。\n[0071] 使用上述实施例的农用配电变压器的电量远程抄收装置，至少可以达到以下有益效果：\n[0072] ⑴现有的人工抄表方式不仅会带来较大人力成本、交通费用等经济损失，而且严重影响了农电部门的工作效率；\n[0073] 而使用该农用配电变压器的电量远程抄收装置，采用手机短信方式远程抄收变压器用电量，一个人就可以管理一两百台变压器；采用短信群发方式，几分钟内就可以抄收数量众多的变压器用电量；这种方式会大大节约人力成本，提高工作效率；\n[0074] ⑵农电部门只需一次性投入用以安装远程抄收仪，在实际运行期间只需支付短信费用；而短信费用是相对低廉的，不会给农电部门带来经济负担；\n[0075] ⑶由于地理上的限制，农电部门不可能经常到变压器使用现场检查，因此难以察觉用户私改线路等偷电行为；\n[0076] 而使用农用配电变压器的电量远程抄收装置，可随时获得变压器实时用电量，据此可判断用户是否在偷电；然后可以采取针对性行动，从而减少电力损失；\n[0077] ⑷农用配电变压器的电量远程抄收装置也具有防盗报警功能，可以减少变压器用户在防盗方面的投入。\n[0078] 最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。