CN104660293A - 终端、智能用电系统及用电信息的获取方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种终端、智能用电系统及用电信息的获取方法，其中，上述终端包括：第一通信模块，与智能电表耦合连接，用于接收智能电表发送的第一用电信息；主控制模块，与所述第一通信模块耦合连接，用于控制第一通信模块和人机交互模块，并在将第一通信模块接收的所述第一用电信息进行处理后将处理后的第一用电信息转发至人机交互模块；人机交互模块，与主控制模块耦合连接，用于输出并显示处理后的所述第一用电信息；用于提供工作电源的电源模块。采用本发明提供的技术方案，解决了相关技术中，智能用电系统（智能电网）中不能实现与用户侧的互动等技术问题，从而使得用户可以方便地查看电表信息，实现了智能电表和用户侧的互动。

Description

终端、智能用电系统及用电信息的获取方法

技术领域

本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种终端、智能用电系统及用电信息的获取方法。

背景技术

随着生活水平的提高，用户的服务需求不断升级，对电网企业的服务理念、服务方式、服务内容和服务质量不断提出新的更高的要求，除希望降低用电成本、安全可靠用电外，还希望享受更加个性化、多样化、便捷化、互动化的服务。

而用电用户关于各种用电信息（例如费用等信息）的关注度越来越高，而电能表一般都是安装在室外，所以通过查询电能表的来达到此目的方式过于繁琐且不便。

智能电网正在普及，高速大容量的信息采集系统也在建设中。目前，已有许多地区实现了智能化远程集中抄表系统，有部份省市使用了预付费的方案。但是用户侧的智能用电互动系统并不完备。

传统收电费的方式是：需要专门的人员按时每家每户去登记用电量，计算完电费后，又需要逐一去收取电费。工作比较复杂，时间较长。

电力用电信息采集系统普及的地区，用电管理比较先进。实现了远程抄表，网上缴费，预付费等，极大方便了用户和电力公司。

但是，上述方案存在以下问题：智能电网已经进行了一段时间，智能电网的互动性没有得到很好的体现；市场上没有很好的智能用电互动终端来实现智能电网的互动性；在使用预付费方案的过程中，有一个直接困扰用户的问题，即表计余额的查询；在现有的用电信息采集系统建设模式下，系统不支持与用户的互动。

针对相关技术中的上述问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术中，智能用电系统（智能电网）中不能实现与用户侧的互动等技术问题，本发明提供了一种终端、智能用电系统及用电信息的获取方法，以至少解决上述问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种终端，包括：第一通信模块，与智能电表耦合连接，用于接收智能电表发送的第一用电信息；主控制模块，与所述第一通信模块耦合连接，用于控制所述第一通信模块和人机交互模块，并在将所述第一通信模块接收的所述第一用电信息进行处理后将处理后的所述第一用电信息转发至人机交互模块；所述人机交互模块，与所述主控制模块耦合连接，用于输出并显示所述处理后的所述第一用电信息；用于提供工作电源的电源模块。

所述第一通信模块包括以下之一：RS485通信模块，电力线载波通信模块、微功率无线通信模块。

上述终端还包括：第二通信模块，与外界电力公司的用电信息采集系统连接，用于接收来自所述用电信息采集系统的用户的第二用电信息并将所述第二用电信息转发至所述主控制模块。

所述第二通信模块，包括：通用分组无线业务（General Packet Radio Service，简称为GPRS）通信模块。

所述主控制模块，包括：第一控制模块，用于控制所述第一通信模块和人机交互模块，并在将所述第一通信模块接收的所述第一用电信息进行处理后将处理后的所述第一用电信息转发至人机交互模块；第二控制模块，与所述第一控制模块耦合连接，用于检测所述第一用电信息指示的用电余额，并在所述用电余额小于预设阈值时产生告警信号；所述终端还包括：报警模块，与所述第二控制模块耦合连接，用于在所述告警信号的触发下进行报警。

根据本发明的另一个方面，提供了一种智能用电系统，包括：用于对用户的用电电量进行计量的第一智能电表和以上所述的终端，其中，所述终端位于用户侧，所述第一智能电表和所述终端耦合连接。

上述系统还包括：与所述第一智能电表相邻的第二智能电表，与所述第一智能电表耦合连接，接收所述第一智能电表发送的所述用户的用电信息并转发给所述终端。

根据本发明的又一个方面，提供了一种用电信息的获取方法，通过位于用户侧的终端实现，所述方法包括：通过所述终端接收来自智能电表的用户的用电信息；输出并显示所述用电信息。

通过所述终端接收来自智能电表的用电信息包括：通过所述终端接收来自所述智能电表的抄表帧，其中，所述抄表帧中携带有所述用电信息。

通过所述终端接收来自智能电表的用电信息之后包括：统计所述用户的在预定时间段内的历史用电情况并输出显示。

通过本发明，采用能够接收智能电表发送的用电信息的技术手段，解决了相关技术中，智能用电系统（智能电网）中不能实现与用户侧的互动等技术问题，从而使得用户可以方便地查看电表信息，实现了智能电表和用户侧的互动。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为根据本发明实施例的终端的结构框图；

图2为根据本发明实施例的终端的另一结构框图；

图3为根据本发明优选实施例的终端的结构框图；

图4为根据本发明实施例的智能用电系统的结构框图；

图5为根据本发明实施例的智能用电系统的另一结构框图；

图6为根据本发明优选实施例的智能用电系统的又一结构框图；

图7为根据本发明实施例的用电信息的获取方法的流程图；

图8为根据本发明优选实施例的通信协议结构示意图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

图1为根据本发明实施例的终端的结构框图。如图1所示，该终端包括：

第一通信模块10，与智能电表耦合连接，用于接收智能电表发送的第一用电信息；第一通信模块10可以包括但不限于以下之一：RS485通信模块，电力线载波通信模块、微功率无线通信模块（微功率无线指使用433MHz/470MHz/780MHz/2.4GHz频率、发射功率小于等于50mW的无线射频通信，在国内电工仪表业俗称小无线，用电信息采集系统中利用无线传感网络技术的通信组网方式叫做微功率无线组网。微功率无线通信的特点是微功耗、自组网、双向通信、标准化、安全性好、便于移动、适合嵌入式安装，可方便地嵌入到抄表设备、电能表及用电电器中）。在实际应用中，由于RS485或者载波的通信方式，均需要智能电表通讯方式的支持，另外这两者存在着以下缺陷：采用RS485方式，需要很大的布线工程，另外操作时必须连接RS485线，使用非常不方便；如采用电力线载波的通信方式，使用时必须固定安装在墙面上，操作比较麻烦，用户容易接触到强电，容易造成触电危险，不安全，另外电力线载波通信方式对电网会产生一定的影响，因此，在本实施例的一个优选实施方式中，优选采用微功率无线通信模块进行通信。

主控制模块12，与第一通信模块10耦合连接，用于控制第一通信模块10和人机交互模块14，并在将第一通信模块10接收的上述第一用电信息进行处理后将处理后的第一用电信息转发至人机交互模块14。

在本实施例中，如图2所示，主控制模块12，包括：第一控制模块120，用于控制第一通信模块10和人机交互模块14，并在将第一通信模块10接收的第一用电信息进行处理后将处理后的第一用电信息转发至人机交互模块14；第二控制模块122，与第一控制模块120耦合连接，用于检测第一用电信息指示的用电余额，并在用电余额小于预设阈值时产生告警信号；相应地，如图2所示，本实施例的终端还可以包括：报警模块18，与第二控制模块122耦合连接，用于在该告警信号的触发下进行报警。

人机交互模块14，与主控制模块12耦合连接，用于输出并显示上述处理后的上述第一用电信息；以及用于提供工作电源的电源模块16。

本实施例提供的终端还可以接收电力公司的一些信息，因此，如图2所示，上述终端还可以包括：

第二通信模块20，与外界电力公司的用电信息采集系统连接，用于接收来自上述用电信息采集系统的用户的第二用电信息并将上述第二用电信息转发至上述主控制模块12。该第二通信模块20可以采用GPRS通信模块。

为了更好地理解上述实施例，以下结合终端的一个优选实施例详细说明，在本实施例中，第一无线通信模块10采用微功率无线通信模块实现。

在目前的智能电网系统中，还没有通过微功率无线与智能电表进行绑定的智能用电互动终端的成功案例，本实施例提出的终端造价低廉、使用简便，采用微功率无线通信方式，与安装在电力用户测的智能电表进行数据交互。通过采集智能电表内的用电信息，主要包括电量、电压、电流、功率、阶梯状况,并对电费临界值进行提示等功能。实现足不出户，即可掌控自家用电情况。解决电表信息不方便查看的问题，为电力用户提供数据支持，实现用电信息资源共享，提升智能用电服务水平。

如图3所示，该智能用电互动终端包括：微功率无线通信模块10、存储模块22、主控制模块12和人机交互模块14。

本实施例中，采用微功率无线通信模块10，通过无线电磁波（450-510MHZ）与微功率无线智能电能表进行通信，两者之间进行数据的交互，将电能表中的数据和信息经过终端主控制模块12进行分析处理后，由人机交互模块14中的液晶屏幕进行显示。存储模块22可以对各种设置参数、智能电表中的信息、历史数据、分析结果进行存储，在不与电能表进行通信时，可以直接查看。电源模块16为终端中各模块提供纯洁的电源，采用可充电式3.7V锂离子电池，所以本实施例提供的终端为移动式掌上型，外形小巧、使用方便。

本实施例中的智能用电互动终端可以实现以下功能：

智能用电互动终端的基本功能包括用电信息显示、能耗统计、购电提示和增值服务。

实时或定时抄表，显示电表的实时用电信息。包括电流、电压、视在功率、能耗、剩余金额、电价等用电信息。

根据历史的用电情况，统计家庭的用电能耗，以柱状图的形式直观的展现出来。提供上一日24整点冻结柱状图、上一月每日零点冻结柱状图和上一年月冻结柱状图查询。

对于预付费智能电表用户，可设置用电的余额阀值。当余额低于阀值时，智能用电互动终端会通过声光报警提示用户余额不足，以便用户及时购电。用户购电成功后，可通过智能用电互动终端查询。

可以接收并显示电力公司通过用电信息采集系统发送的停电通知、缴费通知等信息。

智能用电互动终端可对软件升级、界面个性化定制。提供了一系列增值服务，帮助用户改善用电习惯，节约用电。

在本实施例中，还提供了一种智能用电系统，如图4所示，该系统包括：用于对用户的用电电量进行计量的第一智能电表40和以上所述的终端42，其中，终端42位于用户侧，第一智能电表40和终端42耦合连接。

如图5所示，本实施例提供的智能用电系统还包括：与第一智能电表40相邻的第二智能电表44，与第一智能电表40耦合连接，接收第一智能电表40发送的上述用户的用电信息并转发给终端42。需要说明的是，该第二智能电表的数量可以为多个。

为了更好地理解上述实施例，以下结合智能用电系统的一个优选实施例详细说明。

如图6所示，该智能用电系统包括：智能用电互动终端42、预付费智能电表40、集中器60、主站62。

如图6所示，智能用电互动终端42（即上述实施例提到的终端）处于用户侧。用电智能互动终端42通过自身的微功率无线通信模块，接入现场的微功率无线抄表网络，与其绑定的智能电表40进行通讯，可以接收来自集中器60的信息，其中，集中器可以和主站62通过GPRS或码分多址（Code Division Multiple Access，简称为CDMA）无线公网进行通信。

在本实施例中，还提供了一种用电信息的获取方法，该方法通过位于用户侧的终端实现，如图7所示，该方法包括：

步骤S702，通过终端接收来自智能电表的用户的用电信息。该步骤可以通过以下处理过程实现：通过终端接收来自上述智能电表的抄表帧，其中，上述抄表帧中携带有上述用电信息。

对现运行的智能电表用户，通信协议不支持互联互通，智能用电互动终端通信协议只能与电表模块协议绑定。本实施例中可以采用微功率无线通信协议实现，具体地：

智能用电互动终端与智能电表之间的数据交换只有抄表数据，因此，将DL/T645-2007抄表帧封装在微功率无线的数据帧的应用层帧载荷域。智能用电互动终端不参与微功率无线网络的组网过程，因此协议部分只需要实现抄表帧即可。

如图8所示，通信协议结构如下：应用层数据是DL/T645—2007《多功能电能表通信协议》的数据帧；数据链路层是微功率无线通信的数据帧，包括国网制定的《电力用户用电信息采集系统通信协议：微功率无线通信标准》和北京地区常用的非标准的通信协议；智能用电互动终端工作频段为：470MHz～510Mhz。调制方式采用频移键控（Frequency-shift keying，简称为FSK），基带信号高斯滤波（GFSK）方式。符号“0”用f0-Δf表示，符号”1”用f0+Δf表示。调制信号的频率相对于载波频率的摆动幅度值，频率偏差值为25±5kHz。

基于上述通信协议，为了增加通信距离，智能用电互动终端可以通过临近的电表作为中继。本实施例中的智能用电互动终端实现了一级路由中继功能。

步骤S704，输出并显示上述用电信息。

在本实施例中，通过上述终端接收来自智能电表的用电信息之后还可以统计上述用户的在预定时间段内的历史用电情况并输出显示。

综上所述，本发明提供的上述实施例实现了以下有益效果：

让用户主动参与电力市场的管理，根据实时电价来选择用电，淘汰耗能的设备，这样能够同时给电网、用户和环境带来效益，减少电力输送成本，增加资源利用率；提供分时电价供用户选择，灵活开展电力交易，不同时间区段不同收费标准，避开用电高峰期，可减少对电网冲击，减少对电网的损坏，同时也可节约用电，实现资源优化配置，从而保证电能质量，降低用电成本；电力公司可以通过电力用电用户信息采集系统的通信网络，向用户发送停电通知、缴费通知等信息。节省了电力公司的运营成本；上述实施例可以通过微功率无线方式作为数据通信传输方式，可以将该终端与用户微功率无线智能电表进行一对一绑定，使它们之间可以通过微功率无线通信方式进行数据的交互，从而实现用电用户在足不出户的条件下，可以实时查询用户用电信息以及历史数据。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种终端，其特征在于，包括：

第一通信模块，与智能电表耦合连接，用于接收智能电表发送的第一用电信息；

主控制模块，与所述第一通信模块耦合连接，用于控制所述第一通信模块和人机交互模块，并在将所述第一通信模块接收的所述第一用电信息进行处理后将处理后的所述第一用电信息转发至所述人机交互模块；

所述人机交互模块，与所述主控制模块耦合连接，用于输出并显示所述处理后的所述第一用电信息；

用于提供工作电源的电源模块。

2.根据权利要求1所述的终端，其特征在于，所述第一通信模块包括以下之一：

RS485通信模块，电力线载波通信模块、微功率无线通信模块。

3.根据权利要求1所述的终端，其特征在于，还包括：

第二通信模块，与外界电力公司的用电信息采集系统连接，用于接收来自所述用电信息采集系统的用户的第二用电信息并将所述第二用电信息转发至所述主控制模块。

4.根据权利要求3所述的终端，其特征在于，所述第二通信模块，包括：

通用分组无线业务GPRS通信模块。

5.根据权利要求1所述的终端，其特征在于，

所述主控制模块，包括：

第一控制模块，用于控制所述第一通信模块和人机交互模块，并在将所述第一通信模块接收的所述第一用电信息进行处理后将处理后的所述第一用电信息转发至人机交互模块；

第二控制模块，与所述第一控制模块耦合连接，用于检测所述第一用电信息指示的用电余额，并在所述用电余额小于预设阈值时产生告警信号；

所述终端还包括：报警模块，与所述第二控制模块耦合连接，用于在所述告警信号的触发下进行报警。

6.一种智能用电系统，其特征在于，包括：用于对用户的用电电量进行计量的第一智能电表和权利要求1至5任一项所述的终端，其中，所述终端位于用户侧，所述第一智能电表和所述终端耦合连接。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，还包括：与所述第一智能电表相邻的第二智能电表，与所述第一智能电表耦合连接，接收所述第一智能电表发送的所述用户的用电信息并转发给所述终端。

8.一种用电信息的获取方法，其特征在于，通过位于用户侧的终端实现，所述方法包括：

通过所述终端接收来自智能电表的用户的用电信息；

输出并显示所述用电信息。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，通过所述终端接收来自智能电表的用电信息包括：

通过所述终端接收来自所述智能电表的抄表帧，其中，所述抄表帧中携带有所述用电信息。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，通过所述终端接收来自智能电表的用电信息之后包括：

统计所述用户的在预定时间段内的历史用电情况并输出显示。