CN101436326B - 一种电能仪表数据通信显示仪 - Google Patents
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Abstract
一种电能仪表数据通信显示仪，本发明涉及电能表数据通信技术，它克服现有技术的不足，提供了一种电能表数据通信显示仪。所述的电能仪表数据通信显示仪由通信模块、中心数据处理单元、安全认证模块、显示单元、键盘输入单元和耦合变压器组成。所述的电能仪表数据通信显示仪通过电源插头插入用户的任一电源插座(或无线通信开关)，与电能仪表建立通信连接，即可读取并依次显示对应电能表的有功电能量、电流、费率状态以及剩余电量等数据，即插即用。本发明能够为用户实时提供用电状况、能够为预付费用户提供快捷的网络购电服务，还可以为用户提供照明功能，是一种便携式电能数据显示装置。
Description
技术领域：
本发明涉及电能表数据通信技术，特别是涉及一种电能表数据通信显示仪。
背景技术：
目前，我们国家由于城乡差别、地域差别的原因，电能表的安装方式无法统一，有的地区将电能表安装在用户不能随时看到的地方、还有的地区将电能表安装在电线杆上的配电箱中，由于以上原因，就存在相当一部分用户不能实时了解自己的用电情况；有些地区的用户需要到电力公司指定的地点缴纳电费，对于使用预付费功能的电能表的用户，余额不足时即断电，所以用户迫切需要及时了解自己的用电情况。
这种状况带来的问题是：一方面，对用户来说，用电计量数据不透明，有失公开、公正的原则；另一方面，对国家来说也不利于能源有效开发利用和节能减排。因此，根据用户的需求，本发明提供了一种能够让电能用户方便、快捷地了解自己用电消耗的实时状态，从而改变用电行为，实现电能的有效利用。对于预付费功能的电能用户。可以通过网络(电话、短信、internet)进行购电，使用本装置将购电数据输入到电能表中，实现足不出户的预付费功能，方便了使用者，特别是对于行动不便的用户。本装置既能方便用户购电，又能保证用电安全。本发明有利于电能的合理使用，为国家的经济建设服务。
发明内容：
本发明为了克服现有技术的不足之处，满足电能表用户的实际需求，本发明提供了一种电能表数据通信显示仪。所述的电能仪表数据通信显示仪由通信模块、中心数据处理单元、安全认证模块、显示单元、键盘输入单元和耦合变压器组成。所述的通信模块是指包括电力线载波模块或无线通信模块。所述的电能仪表数据通信显示仪通过电源插头插入用户的任一电源插座(或无线通信开关)，与电能仪表建立通信连接，即可读取并依次显示对应电能表的有功电能量、电流、费率状态以及剩余电量等数据，即插即用。
对于具有预付费功能的电能仪表，电力用户可以通过网络(电话、短信、internet)向电力公司购电，使用本装置将电力公司反馈的与购电金额相对应的一组电量数字传送到电能表中，实现远程付费流程，通过显示可以确认电能表接收状况。
本发明能够为用户实时提供用电状况、能够为预付费用户提供快捷的网络购电服务，还可以为用户提供照明功能，是一种便携式电能数据显示装置。本发明有利于电能计量的公开、公正，为电能的合理使用提供依据，促进全社会的节能减排工作。
附图说明
图1是本发明的原理框图；图2是本发明的使用电力线通信方式的工作原理框图；图3是本发明的使用无线通信方式的工作原理框图；图4是本发明的单功能数据显示的工作原理框图。
具体实施方式
具体实施方式一：本参照附图1、图2，本具体实施方式所述一种电能仪表数据通信显示仪由通信模块、中心数据处理单元、安全认证模块、显示单元、键盘输入单元和耦合变压器组成，所述的通信模块是采用电力线载波模块。所述的电能仪表数据通信显示仪通过电源插头插入用户的任一电源插座(或无线通信开关)，与电能仪表建立通信连接，即可读取并依次显示对应电能表的有功电能量、电流、费率状态以及剩余电量等数据，即插即用。
所述的电力线载波模块采用ES16U电力线载波模块，是专门应用于电力线通信介质的扩频通信和数据处理芯片。其核心技术采用了软件无线电的设计和开发方案，在信号的捕获、跟踪、和信号相关处理上，嵌入了模式识别、模糊控制和现代数字信号处理技术，其通信能力和可靠性达到了广泛实际应用的程度扩频通信技术；具有以下技术：
软件相关器和匹配滤波器，63位码序列；
高性能数字信号处理技术；
高效率前向纠错；
BFSK调制、半双工通信；
码速率高达20.8k波特；
高效率帧中继转发机制，支持3级中继深度；
可编程的网络地址；
接收信号强度权重参数指示，为中继搜索算法提供支持，提高通信系统稳定性；
三层网络结构(物理层、数据链路层、应用层)，其中，数据链路层协议规范是基于高级数据链路层协议HDLC，应用层通信协议完全兼容于
DL/T645-1997规范；
电力线载波模块建立与载波电能表的电气连接。将中心数据处理单元发送读取数据的指令传输到指定电能表中，该模块和电能表中的模块应为同型号，内部具有电压自动控制和电流自动控制，通过耦合变压器等将信号通过电力网进行传送。模块提供了看门狗、过零检测、运算放大器、时钟输出、超时溢出输出、+5V电源和+5V电源状态输出等。
为适应不同电能表的电气特性，本仪表的载波模块在设计时采用标准插口以便能与尽量多的载波模块相配置。
所述的安全认证模块为电力部门提供的加密模块，当发生费率调节、资费变动时需要对本仪表与用户的电能表的同时进行重置。
所述的中心数据处理单元主要是负责处理协议转换，实现DL/T645或IEC62056协议，将本仪表发送的指令进行协议转换，发送到电能表。将从电能表得到的协议帧进行分解，提出电能量等数据，发送到本仪表的显示单元。并对本仪表的键盘单元输入的读数指令和电能预置数进行处理。
所述的显示单元将中心数据处理单元发送来的数据进行显示，并具有微光显示功能，即在黑暗的环境中可视。
所述的键盘输入单元具有1到9个数字键、“#”、“*”、“下一键”。用于数字输入和数据显示。
所述的耦合变压器，将信号进行正确耦合，并隔离电网杂波。同时还需要提供装置的正确运行的用电功率。
所述的信号耦合电路将载波通信单元与电力线连接的关键单元。
其主要功能包括：
滤除220VAC/50Hz(或110VAC/60Hz)的交流信号；
抑制瞬时电压冲击(如：雷击造成的过电压、电网电压的浪涌和尖峰电压、及静电放电电压等)；
能够高效率地将发射信号注入电力线，保证在电力线上的有效信号功率。满足相关标准对输出信号电平和谐波电平的要求；
对来自电力线上的有用信号实现最小的衰减和最佳接收；
最大限度地抑制来自电力线上的噪声干扰，具有良好的带通滤波的功能。
工作流程：
本仪表插入用户家中的任一交流220V电源插座，本仪表即开始上电，进入正常工作初始状态，通过电力线向电能表发送读取电能量的数据指令，电能表接到指令后，确认指令的正确，包括表号是否正确，如正确则反馈电能表示数数据帧到本仪表，数据处理单元对该数据帧进行分解，提出电能量数值发送到显示单元，进行显示，数据每1秒种更新一次。按下一键，将根据电能表功能可提供的可读数据进行读取，如电流、费率等，依次显示。
对于预付费电能表，可以通过网络(电话、短信、internet)向电力公司购电，电力公司通过银行卡或者话费中扣款，电力公司会反馈一个加密的购电金额相对应的一组加密电能量数字到手机或者电脑中，本仪表将这组数字通过键盘输入，中心处理单元将该数据进行协议转换并发送到电能表中，电能表对该指令进行密钥认证，认证通过则接受该指令，完成购电程序。
本仪表可以一一对应，或一多对应，即一个装置可以显示多个仪表的数据，通过输入仪表的表号予以设置。
显示单元具有微光功能，如果需要可以当作夜灯使用。
具体实施方式二：本参照附图3，本具体实施方式与具体实施方式一的不同点是：所述的通信模块是采用无线通信模块，与电能仪表建立通信连接，使用电池供电，打开电源开关，即可读取并依次显示对应电能表的有功电能量、电流、费率状态以及剩余电量等数据。
具体实施方式三：本参照附图4，本具体实施方式与具体实施方式一的不同点是：本装置只具有电能表数据显示功能，结构简单，成本低。
Claims (2)
1.一种电能表数据通信显示仪，由通信模块、中心数据处理单元、安全认证模块、显示单元、键盘输入单元和耦合变压器组成，所述通信模块是指电力线载波模块，所述电能表数据通信显示仪通过电源插头插入用户的任一电源插座与电能表建立通信连接，即可读取并依次显示对应电能表的有功电能量、电流、费率状态以及剩余电量，其特征在于对于具有付费功能的电能表，居民通过电话短信或者internet网络将电费交到电力公司，同时将电力公司反馈的与缴费金额对等的一组加密数字通过电能表数据通信显示仪输入到电能表中，即实现电能量的预置，完成远程付费流程。
2.一种电能表数据通信显示仪，由通信模块、中心数据处理单元、安全认证模块、显示单元、键盘输入单元和电池组成，所述通信模块是指无线通信模块，所述电能表数据通信显示仪使用电池供电，打开电源开关，与电能表建立通信连接，即可读取并依次显示对应电能表的有功电能量、电流、费率状态以及剩余电量，其特征在于对于具有付费功能的电能表，居民通过电话短信或者internet网络将电费交到电力公司，同时将电力公司反馈的与缴费金额对等的一组加密数字通过电能表数据通信显示仪输入到电能表中，即实现电能量的预置，完成远程付费流程。
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