CN105021860B - 一种智能电表、电力收费系统 - Google Patents
一种智能电表、电力收费系统 Download PDFInfo
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Abstract
一种智能电表，包括进线、电能计量表、自锁式继电器、电流传感器、AC‑DC电源、储能模块、控制模块、存储模块、控温模块、GPS模块、短距无线通讯模块。一种电力收费系统，包括前述的智能电表、智能移动设备、服务器、互联网第三方支付系统。本发明方便、智能、安全性高。
Description
技术领域
本发明属于电力，尤其涉及一种智能电表、电力收费系统。
背景技术
现有的智能电表缴费不方便，客户在难以查看细分时段的用电明细，客户难以预测未来时段的电费，缴费也多有不便之处，SIM卡智能电表需要占有大量的无线通讯资源，IC卡需要到电力局实地充值比较麻烦。
发明内容
为解决技术背景中叙述的问题，本发明提出了一种智能电表、电力收费系统。
本发明具有如下技术内容。
1、一种智能电表，包括进线、电能计量表、自锁式继电器、电流传感器、AC-DC电源、储能模块、控制模块、存储模块、控温模块、GPS模块、短距无线 通讯模块；
GPS模块具有一个用于作为该GPS模块识别区分于其他同样功能的GPS模块的GPS模块编码；
GPS模块具有授时功能，GPS模块能够通过其接受到的GPS卫星的信号而计算出GPS模块所在时区的实时时间；
GPS模块具有定位功能，GPS模块能够通过其接受到的GPS卫星的信号而计算出GPS模块所在的地理位置的GPS卫星定位坐标；
存储模块用于储存数据，存储模块包含有数据库和加密算法库；
进线与电能计量表的输入端之间具有电学连接；
电能计量表的输出端经由自锁式继电器连接到用户家中线路；
电能计量表与控制模块之间具有用于传输数据的电学连接，控制模块能够从电能计量表获得当前的用电量总值；
进线与AC-DC电源的输入端之间具有用于传输交流电能的电学连接，进线能够向AC-DC电源输入交流电能；
AC-DC电源的输出端与储能模块之间具有用于传输直流电能的电学连接， AC-DC电源能够向储能模块充电；
AC-DC电源的输出端与控制模块之间具有用于传输直流电能的电学连接，AC-DC电源能够向控制模块提供电能；
AC-DC电源的输出端与控温模块之间具有用于传输直流电能的电学连接，AC-DC电源能够向控温模块提供电能；
AC-DC电源的输出端与GPS模块之间具有用于传输直流电能的电学连接，AC-DC电源能够向GPS模块提供电能；
AC-DC电源的输出端与短距无线通讯模块之间具有用于传输直流电能的电学连接，AC-DC电源能够向短距无线通讯模块提供电能；
储能模块的输出端与控制模块之间具有用于传输直流电能的电学连接，储能模块能够向控制模块提供电能；
储能模块的输出端与控温模块之间具有用于传输直流电能的电学连接，储能模块能够向控温模块提供电能；
储能模块的输出端与GPS模块之间具有用于传输直流电能的电学连接，储能模块能够向GPS模块提供电能；
储能模块的输出端与短距无线通讯模块之间具有用于传输直流电能的电学连接，储能模块能够向短距无线通讯模块提供电能；
电流传感器具有线圈P, 电流传感器具有线圈P靠近进线，电流传感器能够通过线圈P获得进线的电流大小的数据，电流传感器与控制模块之间具有用于传输信号的电学连接，控制模块能够通过电流传感器获得进线的电流大小的数据；
控制模块与存储模块之间具有用于交换数据的数据通道，控制模块能够向存储模块的数据库写入数据，控制模块能够从存储模块的数据库读取数据，控制模块能够向存储模块的加密算法库写入加密算法，控制模块能够从存储模块的加密算法库获得加密算法；
控制模块与GPS模块之间具有用于传输信号的电学连接，控制模块能够从GPS模块获得GPS模块编码，控制模块能够使用GPS模块的GPS授时功能获得GPS模块所在时区的实时时间，控制模块能够使用GPS模块的GPS定位功能获得GPS模块所在地理位置的GPS卫星定位坐标；
控制模块与短距无线通讯模块之间具有用于传输信号的电学连接，控制模块能够通过短距无线通讯模块与外部设备进行短距无线通讯；
控制模块在经由电能计量表采集到的电能消耗总量数据的同时通过GPS模块的GPS授时功能获取实时时间点数据，并将电能消耗总量数据和实时时间点数据储存到存储模块的数据库中；
控温模块可以控制智能电表各个部件的运行环境的温度，控制模块与控温模块之间具有用于传输信号的电学连接，控制模块能够通过控温模块获得各个部件的温度情况，控制模块能够控制控温模块以调节各个部件的运行环境的温度；
控制模块能够使用存储模块中的加密算法库中的加密算法对需要经过短距无线通讯传输的数据进行加密。
所述的短距无线通讯模块为蓝牙模块。
所述的储能模块为锂电池。
所述的储能模块为法拉电容。
所述的存储模块使用闪存作为存储介质。
一种电力收费系统，包括技术内容1所述的智能电表、智能移动设备、服务器、互联网第三方支付系统；
智能移动设备具有互联网通讯模块，智能移动设备能够通过互联网通讯模块连接到互联网；
智能移动设备具有短距无线通讯模块，智能移动设备能够通过短距无线通讯模块与其他设备进线短距无线通讯；
智能移动设备还包含一个智能电表APP，智能电表APP具有一个登录界面，智能电表APP的使用者能够在智能电表APP的登录界面上输入用户名和密码以登录和使用本电力收费系统，智能电表APP还包含操作程序，操作程序能够调用智能移动设备的互联网通讯模块，操作程序能够调用短距无线通讯模块，智能电表APP还具有数据显示界面，供用户查阅由智能电表或服务器提供的用电数据；
服务器具有互联网通讯模块、存储设备、主控程序；
服务器的存储设备设置有数据库和加密解密算法库；
服务器的主控程序与服务器的存储设备之间具有用户交换数据的数据通道，服务器的主控程序能够与服务器的存储设备交换数据；
服务器的主控程序具有身份识别功能、数据解密功能、计费功能、收费功能；
服务器的主控程序具有由辨别用名而实现的身份识别功能，也就是说服务对账户的权限进行了标记，权限标记包含但不限于用户、员工;
智能移动设备上的智能电表APP能够调用智能移动设备的短距无线通讯模块与智能电表的短距无线通讯模块共同构建短距无线通讯连接并通过共同构建的短距无线通讯连接交换数据；
智能移动设备上的智能电表APP能够调用智能移动设备的互联网通讯模块与服务器的互联网通讯模块共同构建互联网通讯连接并通过共同构建的互联网通讯连接交换数据；
智能移动设备上的智能电表APP能够调用智能移动设备的互联网通讯模块链接到互联网第三方支付系统；
服务器能够通过服务器的互联网通讯模块连接到互联网第三方支付系统。
智能移动设备为智能手机。
所述的智能手机的智能电表APP还具有导航地图功能，可帮助维修员迅速找到故障用户的地理位置。
服务器中的存储设备中的加密解密算法库中的加密算法能够通过互联网经由智能移动设备更新到智能电表的存储模块的加密算法库中。
只有特定权限的账户比如特定的员工才具有将服务器中存储设备中加密解密算法库中的加密算法更新到智能电表的存储模块的加密算法库中的权限。
技术内容说明及其有益效果。
技术内容说明：本发明的智能电表电流传感器可以用于故障判断，无电流代表说明断电，GPS模块提供的卫星定位方便维修师傅迅速找到故障用户的地理位置，GPS授时功能可以确保时间的准确性；由于本发明的智能电表可通过用户的智能移动设备连接到互联网，可以传输大量的数据而不用增加通讯费用，本发明的电力收费系统，用户可以迅捷的通过互联网经由互联网第三方支付系统进行电费支付；本发明中用户可以迅捷的查看分时段的电量使用明细，有利于用户分析用电情况，有利于用户改进用电习惯，有利于节约用电；本发明可以实现加密通讯，且加密数据库是可更新的保密性好，不容易被破解，被破解后容易被发现;智能电表的控温模块用于控制智能电表的表壳内整体温度，是现有技术。
本发明方便、智能、安全性高。
附图说明
附图1为实施实例1的示意图。
具体实施实例
下面将结合实施实例对本发明进行说明。
实施实例1、如图1所示，一种电力收费系统, 包括智能电表、智能移动设备、服务器、互联网第三方支付系统；
智能电表，包括进线、电能计量表、自锁式继电器、电流传感器、AC-DC电源、储能模块、控制模块、存储模块、控温模块、GPS模块、短距无线 通讯模块；
GPS模块具有一个用于作为该GPS模块识别区分于其他同样功能的GPS模块的GPS模块编码；
GPS模块具有授时功能，GPS模块能够通过其接受到的GPS卫星的信号而计算出GPS模块所在时区的实时时间；
GPS模块具有定位功能，GPS模块能够通过其接受到的GPS卫星的信号而计算出GPS模块所在的地理位置的GPS卫星定位坐标；
存储模块用于储存数据，存储模块包含有数据库和加密算法库；
进线与电能计量表的输入端之间具有电学连接；
电能计量表的输出端经由自锁式继电器连接到用户家中线路；
电能计量表与控制模块之间具有用于传输数据的电学连接，控制模块能够从电能计量表获得当前的用电量总值；
进线与AC-DC电源的输入端之间具有用于传输交流电能的电学连接，进线能够向AC-DC电源输入交流电能；
AC-DC电源的输出端与储能模块之间具有用于传输直流电能的电学连接， AC-DC电源能够向储能模块充电；
AC-DC电源的输出端与控制模块之间具有用于传输直流电能的电学连接，AC-DC电源能够向控制模块提供电能；
AC-DC电源的输出端与控温模块之间具有用于传输直流电能的电学连接，AC-DC电源能够向控温模块提供电能；
AC-DC电源的输出端与GPS模块之间具有用于传输直流电能的电学连接，AC-DC电源能够向GPS模块提供电能；
AC-DC电源的输出端与短距无线通讯模块之间具有用于传输直流电能的电学连接，AC-DC电源能够向短距无线通讯模块提供电能；
储能模块的输出端与控制模块之间具有用于传输直流电能的电学连接，储能模块能够向控制模块提供电能；
储能模块的输出端与控温模块之间具有用于传输直流电能的电学连接，储能模块能够向控温模块提供电能；
储能模块的输出端与GPS模块之间具有用于传输直流电能的电学连接，储能模块能够向GPS模块提供电能；
储能模块的输出端与短距无线通讯模块之间具有用于传输直流电能的电学连接，储能模块能够向短距无线通讯模块提供电能；
电流传感器具有线圈P, 电流传感器具有线圈P靠近进线，电流传感器能够通过线圈P获得进线的电流大小的数据，电流传感器与控制模块之间具有用于传输信号的电学连接，控制模块能够通过电流传感器获得进线的电流大小的数据；
控制模块与存储模块之间具有用于交换数据的数据通道，控制模块能够向存储模块的数据库写入数据，控制模块能够从存储模块的数据库读取数据，控制模块能够向存储模块的加密算法库写入加密算法，控制模块能够从存储模块的加密算法库获得加密算法；
控制模块与GPS模块之间具有用于传输信号的电学连接，控制模块能够从GPS模块获得GPS模块编码，控制模块能够使用GPS模块的GPS授时功能获得GPS模块所在时区的实时时间，控制模块能够使用GPS模块的GPS定位功能获得GPS模块所在地理位置的GPS卫星定位坐标；
控制模块与短距无线通讯模块之间具有用于传输信号的电学连接，控制模块能够通过短距无线通讯模块与外部设备进行短距无线通讯；
控制模块在经由电能计量表采集到的电能消耗总量数据的同时通过GPS模块的GPS授时功能获取实时时间点数据，并将电能消耗总量数据和实时时间点数据储存到存储模块的数据库中；
控温模块可以控制智能电表各个部件的运行环境的温度，控制模块与控温模块之间具有用于传输信号的电学连接，控制模块能够通过控温模块获得各个部件的温度情况，控制模块能够控制控温模块以调节各个部件的运行环境的温度；
控制模块能够使用存储模块中的加密算法库中的加密算法对需要经过短距无线通讯传输的数据进行加密。
所述的短距无线通讯模块为蓝牙模块。
所述的储能模块为锂电池。
所述的存储模块使用闪存作为存储介质。
智能移动设备具有互联网通讯模块，智能移动设备能够通过互联网通讯模块连接到互联网；
智能移动设备具有短距无线通讯模块，智能移动设备能够通过短距无线通讯模块与其他设备进线短距无线通讯；
智能移动设备还包含一个智能电表APP，智能电表APP具有一个登录界面，智能电表APP的使用者能够在智能电表APP的登录界面上输入用户名和密码以登录和使用本电力收费系统，智能电表APP还包含操作程序，操作程序能够调用智能移动设备的互联网通讯模块，操作程序能够调用短距无线通讯模块，智能电表APP还具有数据显示界面，供用户查阅由智能电表或服务器提供的用电数据；
服务器具有互联网通讯模块、存储设备、主控程序；
服务器的存储设备设置有数据库和加密解密算法库；
服务器的主控程序与服务器的存储设备之间具有用户交换数据的数据通道，服务器的主控程序能够与服务器的存储设备交换数据；
服务器的主控程序具有身份识别功能、数据解密功能、计费功能、收费功能；
服务器的主控程序具有由辨别用名而实现的身份识别功能，也就是说服务对账户的权限进行了标记，权限标记包含但不限于用户、员工;
智能移动设备上的智能电表APP能够调用智能移动设备的短距无线通讯模块与智能电表的短距无线通讯模块共同构建短距无线通讯连接并通过共同构建的短距无线通讯连接交换数据；
智能移动设备上的智能电表APP能够调用智能移动设备的互联网通讯模块与服务器的互联网通讯模块共同构建互联网通讯连接并通过共同构建的互联网通讯连接交换数据；
智能移动设备上的智能电表APP能够调用智能移动设备的互联网通讯模块链接到互联网第三方支付系统；
服务器能够通过服务器的互联网通讯模块连接到互联网第三方支付系统。
智能移动设备为智能手机。
所述的智能手机的智能电表APP还具有导航地图功能，可帮助维修员迅速找到故障用户的地理位置。
服务器中的存储设备中的加密解密算法库中的加密算法能够通过互联网经由智能移动设备更新到智能电表的存储模块的加密算法库中。
只有特定权限的账户（比如特定的员工）才具有将服务器中存储设备中加密解密算法库中的加密算法更新到智能电表的存储模块的加密算法库中的权限。
电流传感器的线圈套在进线的连接到电能计量表的输入端的支路上，用于采集进线的连接到电能计量表的输入端的支路上的电流。
图1中J1为电能连接结点，其存在的意义是使得图示简洁、表述清晰。
图1中J2为互联网连接结点，其存在的意义是使得图示简洁、表述清晰。
Claims (10)
1.一种智能电表，其特征在于：包括进线、电能计量表、自锁式继电器、电流传感器、AC-DC电源、储能模块、控制模块、存储模块、控温模块、GPS模块、短距无线 通讯模块；
GPS模块具有一个用于作为该GPS模块识别区分于其他同样功能的GPS模块的GPS模块编码；
GPS模块具有授时功能，GPS模块能够通过其接受到的GPS卫星的信号而计算出GPS模块所在时区的实时时间；
GPS模块具有定位功能，GPS模块能够通过其接受到的GPS卫星的信号而计算出GPS模块所在的地理位置的GPS卫星定位坐标；
存储模块用于储存数据，存储模块包含有数据库和加密算法库；
进线与电能计量表的输入端之间具有电学连接；
电能计量表的输出端经由自锁式继电器连接到用户家中线路；
电能计量表与控制模块之间具有用于传输数据的电学连接，控制模块能够从电能计量表获得当前的用电量总值；
进线与AC-DC电源的输入端之间具有用于传输交流电能的电学连接，进线能够向AC-DC电源输入交流电能；
AC-DC电源的输出端与储能模块之间具有用于传输直流电能的电学连接， AC-DC电源能够向储能模块充电；
AC-DC电源的输出端与控制模块之间具有用于传输直流电能的电学连接，AC-DC电源能够向控制模块提供电能；
AC-DC电源的输出端与控温模块之间具有用于传输直流电能的电学连接，AC-DC电源能够向控温模块提供电能；
AC-DC电源的输出端与GPS模块之间具有用于传输直流电能的电学连接，AC-DC电源能够向GPS模块提供电能；
AC-DC电源的输出端与短距无线通讯模块之间具有用于传输直流电能的电学连接，AC-DC电源能够向短距无线通讯模块提供电能；
储能模块的输出端与控制模块之间具有用于传输直流电能的电学连接，储能模块能够向控制模块提供电能；
储能模块的输出端与控温模块之间具有用于传输直流电能的电学连接，储能模块能够向控温模块提供电能；
储能模块的输出端与GPS模块之间具有用于传输直流电能的电学连接，储能模块能够向GPS模块提供电能；
储能模块的输出端与短距无线通讯模块之间具有用于传输直流电能的电学连接，储能模块能够向短距无线通讯模块提供电能；
电流传感器具有线圈P, 电流传感器具有线圈P靠近进线，电流传感器能够通过线圈P获得进线的电流大小的数据，电流传感器与控制模块之间具有用于传输信号的电学连接，控制模块能够通过电流传感器获得进线的电流大小的数据；
控制模块与存储模块之间具有用于交换数据的数据通道，控制模块能够向存储模块的数据库写入数据，控制模块能够从存储模块的数据库读取数据，控制模块能够向存储模块的加密算法库写入加密算法，控制模块能够从存储模块的加密算法库获得加密算法；
控制模块与GPS模块之间具有用于传输信号的电学连接，控制模块能够从GPS模块获得GPS模块编码，控制模块能够使用GPS模块的GPS授时功能获得GPS模块所在时区的实时时间，控制模块能够使用GPS模块的GPS定位功能获得GPS模块所在地理位置的GPS卫星定位坐标；
控制模块与短距无线通讯模块之间具有用于传输信号的电学连接，控制模块能够通过短距无线通讯模块与外部设备进行短距无线通讯；
控制模块在经由电能计量表采集到的电能消耗总量数据的同时通过GPS模块的GPS授时功能获取实时时间点数据，并将电能消耗总量数据和实时时间点数据储存到存储模块的数据库中；
控温模块可以控制智能电表各个部件的运行环境的温度，控制模块与控温模块之间具有用于传输信号的电学连接，控制模块能够通过控温模块获得各个部件的温度情况，控制模块能够控制控温模块以调节各个部件的运行环境的温度；
控制模块能够使用存储模块中的加密算法库中的加密算法对需要经过短距无线通讯传输的数据进行加密。
2.如权利要求1所述的一种智能电表，其特征在于：所述的短距无线通讯模块为蓝牙模块。
3.如权利要求1所述的一种智能电表，其特征在于：所述的储能模块为锂电池。
4.如权利要求1所述的一种智能电表，其特征在于：所述的储能模块为法拉电容。
5.如权利要求1所述的一种智能电表，其特征在于：所述的存储模块使用闪存作为存储介质。
6.一种电力收费系统，其特征在于：包括权利要求1所述的智能电表、智能移动设备、服务器、互联网第三方支付系统；
智能移动设备具有互联网通讯模块，智能移动设备能够通过互联网通讯模块连接到互联网；
智能移动设备具有短距无线通讯模块，智能移动设备能够通过短距无线通讯模块与其他设备进线短距无线通讯；
智能移动设备还包含一个智能电表APP，智能电表APP具有一个登录界面，智能电表APP的使用者能够在智能电表APP的登录界面上输入用户名和密码以登录和使用本电力收费系统，智能电表APP还包含操作程序，操作程序能够调用智能移动设备的互联网通讯模块，操作程序能够调用短距无线通讯模块，智能电表APP还具有数据显示界面，供用户查阅由智能电表或服务器提供的用电数据；
服务器具有互联网通讯模块、存储设备、主控程序；
服务器的存储设备设置有数据库和加密解密算法库；
服务器的主控程序与服务器的存储设备之间具有用户交换数据的数据通道，服务器的主控程序能够与服务器的存储设备交换数据；
服务器的主控程序具有身份识别功能、和数据解密功能、和计费功能、和收费功能；
服务器的主控程序具有由辨别用名而实现的身份识别功能，也就是说服务对账户的权限进行了标记，权限标记包含但不限于用户、员工;
智能移动设备上的智能电表APP能够调用智能移动设备的短距无线通讯模块与智能电表的短距无线通讯模块共同构建短距无线通讯连接并通过共同构建的短距无线通讯连接交换数据；
智能移动设备上的智能电表APP能够调用智能移动设备的互联网通讯模块与服务器的互联网通讯模块共同构建互联网通讯连接并通过共同构建的互联网通讯连接交换数据；
智能移动设备上的智能电表APP能够调用智能移动设备的互联网通讯模块链接到互联网第三方支付系统；
服务器能够通过服务器的互联网通讯模块连接到互联网第三方支付系统。
7.如权利要求6所述的一种电力收费系统，其特征在于：智能移动设备为智能手机。
8.如权利要求7所述的一种电力收费系统，其特在于：所述的智能手机的智能电表APP还具有导航地图功能，可帮助维修员迅速找到故障用户的地理位置。
9.如权利要求6所述的一种电力收费系统，其特征在于：服务器中的存储设备中的加密解密算法库中的加密算法能够通过互联网经由智能移动设备更新到智能电表的存储模块的加密算法库中。
10.如权利要求8所述的一种电力收费系统，其特征在于：只有特定权限的账户才具有将服务器中存储设备中加密解密算法库中的加密算法更新到智能电表的存储模块的加密算法库中的权限。
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