CN106504502A - 智能电表、智能电表管理系统和集中抄表的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种智能电表、智能电表管理系统和集中抄表的方法，涉及电气仪表技术领域，其中，该智能电表包括：通信控制器、第二数据处理模块、电能计量模块、电源模块和外接显示设备；该通信控制器包括第一数据处理模块，命令收发模块和通讯模块；通信控制器与第二数据处理模块进行通讯；第二数据处理模块提取通信控制器传输的命令，控制电能计量模块做出响应的动作，并将数据返回至第一数据处理模块；第一数据处理模块将数据传输至主站管理系统。本发明提供的智能电表通过通信控制器直接与主站管理系统进行无线连接，避免了通过电力线路进行通讯而产生的电力线路受干扰导致通电不稳定的问题，也减少了用电户的经济损失，提高了电户的体验度。

Description

智能电表、智能电表管理系统和集中抄表的方法

技术领域

本发明涉及电气仪表技术领域，尤其是涉及一种智能电表、智能电表管理系统和集中抄表的方法。

背景技术

随着国家推行电力系统的一户一表工作的不断深入，以及供电管理现代化的需要，传统的电表越来越难以适应时代的发展和进步，特别是传统电表的抄表收费问题，严重限制了供电部门的经营发展，因此，传统的电表已逐渐被智能电表所代替。现有技术中的智能电表，虽然在一定程度上解决了传统电表的局限性，实现了集中抄表功能，但是，现有的集中抄表系统在实施过程中需要布设大量的电力线路来满足智能化的需求，特别是在环境复杂的区域或者用电密集区域，很容易对电力线路造成干扰，导致通电不稳定，也限制了供电部门集中抄表的效率，不仅给用电户造成了经济损失，也给社会经济效益带来负面影响。

针对上述集中抄表系统在实施过程中需要布设大量的电力线路，容易使电力线路收到干扰，导致通电不稳定，进而给用电户造成经济损失的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种智能电表、智能电表管理系统和集中抄表的方法，以缓解现有技术中集中抄表系统因为铺设大量线路而造成的电力传输收到干扰等技术问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种智能电表，包括：通信控制器、第二数据处理模块、电能计量模块、电源模块和外接显示设备；该通信控制器包括第一数据处理模块和与第一数据处理模块连接的命令收发模块和通讯模块；上述通信控制器通过通讯模块与第二数据处理模块进行通讯；上述通讯模块还包括无线通讯单元，用于与外接显示设备无线连接；上述命令收发模块包括无线传输单元和随机存储器，上述通信控制器通过命令收发模块与主站管理系统进行通信，接收并存储主站管理系统下发的命令；并将命令传输至第一数据处理模块；其中，上述命令包括抄表命令；第一数据处理模块包括MCU单元和数据存储单元，MCU单元用于对命令收发模块传输的命令进行解析，并存储在数据存储单元；并将解析后的命令经通讯模块传输至第二数据处理模块；第二数据处理模块提取通讯模块传输的解析后的命令，根据解析后的命令控制电能计量模块做出响应的动作，并将响应的动作的数据通过通讯模块返回至第一数据处理模块；第一数据处理模块将响应的动作的数据通过命令收发模块传输至主站管理系统；其中，上述第二数据处理模块还包括SPI接口，第二数据处理模块通过SPI接口与电能计量模块进行通讯；电源模块用于给智能电表提供电力供应；外接显示设备与智能电表物理分离，包括：液晶显示器、操作面板和与通信控制器无线连接的无线收发单元，用于向用电户显示智能电表的工作状态。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，上述智能电表还包括通讯接口，该通讯接口包括以下接口中的一种或多种：RS485接口、RS232接口、调制解调器接口和红外接口。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，上述智能电表还包括红外通讯模块；该红外通讯模块通过红外接口与第一数据处理模块连接，用于查询用户的用电信息。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，上述智能电表还包括无线通讯模块；该无线通讯模块与第二数据处理模块连接，用于当智能电表接收用电户通过移动终端发送的电量查询命令时，通过无线通讯模块将电量查询命令对应的电量信息发送至用户的智能终端。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，上述智能电表还包括显示模块；该显示模块与第二数据处理模块连接，包括LED显示屏，所述LED显示屏设置在智能电表上，用于按照用户的操作指令向用户展示操作指令对应的信息。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，上述智能电表还包括与第一数据处理模块连接的报警器，该报警器包括报警指示灯和/或蜂鸣器，用于当电能计量模块计算的电量大于设定阈值时触发指示灯和/或蜂鸣器进行报警提示，并将报警信息上报至主站管理系统。

第二方面，本发明实施例还提供一种智能电表管理系统，包括：多个第一方面所述的智能电表，还包括主站管理系统，该主站管理系统还包括服务器；上述智能电表与主站管理系统通过公共网络进行通信；上述主站管理系统用于向上述智能电表发送命令；当智能电表接收到命令后，对该命令进行解析和响应，并将响应命令的数据通过公共网络传回至主站管理系统。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，上述系统还包括设置在主站管理系统一侧，且与服务器连接的工作站；该工作站用于展示主站管理系统的工作状态。

第三方面，本发明实施例还提供了一种集中抄表的方法，该方法通过第二方面所述的智能电表管理系统实现，包括：智能电表的通信控制器通过命令收发模块接收主站管理系统发送的集中抄表命令；并将集中抄表命令传输至第一数据处理模块；第一数据处理模块通过MCU单元对集中抄表命令进行解析并存储在数据存储单元，并将解析后的集中抄表命令通过通讯模块传输至第二数据处理模块；第二数据处理模块接收到解析后的集中抄表命令后，控制电能计量模块进行电量计算，并将计算后的电量数据通过通讯模块传输至第一数据处理模块；第一数据处理模块通过命令收发模块将电量数据传输回主站管理系统，实现智能电表数据的抄收。

结合第三方面，本发明实施例提供了第三方面的第一种可能的实施方式，其中，上述方法还包括：主站管理系统根据接收到的指令对抄收的电量数据进行分析和处理，形成报表和/或电量分析曲线图。

本发明实施例带来了以下有益效果：

本发明实施例提供的智能电表通过通信控制器的通讯模块与主站管理系统进行无线连接，避免了铺设大量的电力线路进行通讯，减少了因为电力线路受干扰而导致的通电不稳定问题，同时本发明实施例提供的智能电表，还可以通过外接显示设备向用电户显示智能电表的工作状态，使用电户可以在室内就可以查看用电情况以及查询信息等，有助于用电户及时缴纳费用，有效避免了因为欠费而导致的停电现象，也进一步减少了用电户的经济损失，提高用电户的体验度。

进一步，本发明实施例提供的集中抄表的方法，通过智能电表的通信控制器直接接收主站管理系统的抄表命令，并将电能计量模块计算的用电量传输至主站服务器，避免了电力线传输数据时，因电力线路收到干扰而导致的时差问题，实现了智能远程抄表，也提高了电力公司的工作效率，也有助于提高社会经济效益。

本发明的其他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，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种智能电表的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的另一种智能电表的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种智能电表管理系统的结构框图；

图4为本发明实施例提供的一种集中抄表方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

考虑到现有技术中的集中抄表系统需要布设大量的电力线来满足智能化的需求，很容易使电力线路受到干扰，导致通电不稳定，限制供电部门集中抄表的效率，进而给用电户造成经济损失的问题，本发明实施例提供了一种智能电表、智能电表管理系统和集中抄表的方法，以缓解上述问题。

为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种智能电表进行详细介绍。

实施例一：

图1示出了本发明实施例所提供的一种智能电表的结构示意图，该智能电表包括通信控制器10、第二数据处理模块20、电能计量模块30电源模块50和外界显示器40；

上述通信控制器10包括第一数据处理模块101和与第一数据处理模块101连接的命令收发模块102和通讯模块103；通信控制器10通过通讯模块103与第二数据处理模20块进行通讯；通讯模块103还包括无线通讯单元104，用于与外接显示设备40无线连接；

上述命令收发模块包括无线传输单元105和随机存储器106，通信控制器10通过命令收发模块102与主站管理系统进行通信，接收并存储主站管理系统下发的命令；并将该命令传输至第一数据处理模块101；其中，该命令包括抄表命令；

具体实现时，上述第一数据处理模块101还包括MCU单元107和数据存储单元108，MCU单元107用于对上述命令收发模块102传输的命令进行解析，并存储在数据存储单元108；并将解析后的命令经通讯模块103传输至第二数据处理模块20；第二数据处理模块20提取通讯模块103传输的解析后的命令，根据解析后的命令控制电能计量模块30做出响应的动作，并将响应的动作的数据通过通讯模块103返回至第一数据处理模块101；第一数据处理模块101将响应的动作的数据通过命令收发模块102传输至主站管理系统；其中，上述第二数据处理模块20还包括SPI接口(Serial Peripheral Interface，串行外设接口)，该SPI接口在图1中未示出，上述第二数据处理模块20通过SPI接口与电能计量模块30进行通讯。

上述电源模块50用于给智能电表提供电力供应；具体实现时，上述外接显示设备40与智能电表物理分离，包括：液晶显示器401、操作面板402和与通信控制器10无线连接的无线收发单元403，用于向用电户显示智能电表的工作状态。在实际使用时，该外接显示设备40可以设置在用电户的室内，根据用电户的选择进行放置，当用电户需要查看用电情况时，只需通过该外界显示设备就可以进行查询，避免了以往需要去室外查看电表带来的不便，使得整个智能电表更加人性化，有助于提高用电户的体验度。

本发明实施例提供的智能电表通过通信控制器的通讯模块与主站管理系统进行无线连接，避免了铺设大量的电力线路进行通讯，减少了因为电力线路受干扰而导致的通电不稳定问题，同时本发明实施例提供的智能电表，还可以通过外接显示设备向用电户显示智能电表的工作状态，使用电户可以在室内就可以查看用电情况以及查询信息等，有助于用电户及时缴纳费用，有效避免了因为欠费而导致的停电现象，也进一步减少了用电户的经济损失，提高了用电户的体验度。

具体实现时，上述智能电表还包括通讯接口(图1中未示出)，该通讯接口包括以下接口中的一种或多种：RS485接口、RS232接口、调制解调器接口和红外接口。

图2示出了本发明实施例所提供的另一种智能电表的结构示意图，在实际使用时，除图1所示的结构外，上述智能电表还包括红外通讯模块60；红外通讯模块60通过红外接口与第一数据处理模块101连接，用于查询用户的用电信息，该红外通讯模块使智能电表具有红外传输的功能，当供电部门进行现场查询时，可以很方便的查询到用户信息。上述智能电表还包括无线通讯模块70，与第二数据处理模块20连接，用于当智能电表接收用电户通过移动终端发送的电量查询命令时，将电量查询命令对应的电量信息发送至用户的智能终端，例如，智能电表可以通过GPRS网络(General Packet Radio Service，通用分组无线服务技术)接收用电户通过手机短信发送的电量查询信息，并验证用电户的手机的唯一标识，当验证的唯一标识合法时，将用电户查询的信息发送至手机，供用电户查看，使用电户及时了解到当前的用电信息，以及时进行缴费操作。

具体实现时，上述智能电表还包括显示模块80，显示模块80与第二数据处理模块20连接，包括LED显示屏，该LED显示屏设置在智能电表上，用于按照用户的操作指令向用户展示操作指令对应的信息；进一步，上述智能电表还包括与第一数据处理模块101连接的报警器90，该报警器90包括报警指示灯和/或蜂鸣器，用于当电能计量模块30计算的电量大于设定阈值时触发指示灯和/或蜂鸣器进行报警提示，并将报警信息上报至主站管理系统。

实施例二：

为了便于对上述实施例提供的智能电表进一步理解，在上述实施例的基础上，本发明实施例还提供了一种智能电表管理系统，该系统包括多个上述实施例提供的智能电表，还包括主站管理系统，主站管理系统包括服务器；如图3所示的一种智能电表管理系统的结构框图，包括，主站管理系统200、服务器201和智能电表202，其中，图3中示出的智能电表202的个数为三个，应当理解，在其他实施例里，智能电表的数量还可以是其他的值，本实施例对此不进行限制。

上述智能电表202与主站管理系统200通过公共网络进行通信，该公共网络可以是无线通讯网，移动GSM网络(Global System for Mobile Communication，全球移动通信系统)，或者移动GPRS/CDMA网络。主站管理系统200用于向智能电表202发送命令；智能电表202接收到上述命令后，对上述命令进行解析和响应，并将响应该命令的数据通过公共网络传回至主站管理系统200。

具体实现时，上述系统还包括设置在主站管理系统200一侧，且与服务器201连接的工作站(图3中未示出)；该工作站用于展示主站管理系统200的工作状态。

本发明实施例提供的智能电表管理系统，使主站管理系统直接与智能电表通讯，避免了现有智能电表管理系统中需要铺设大量电力线路来实现主站管理系统与智能电表进行通讯的问题，也有效避免了电力线路中各种用电设备的使用对电力线造成的强干扰和用电不稳定的现象，进一步减少了用电户因为停电带来的经济损失，提高用电户的体验度。

本发明实施例提供的智能电表管理系统，与上述实施例提供的智能电表具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统的具体工作过程，可以参考前述实施例中的对应过程，在此不再赘述。

实施例三：

对应于上述实施例提供的智能电表管理系统，本发明实施例还提供了一种集中抄表的方法，该方法通过上述实施例提供的智能电表管理系统实现，如图4所示的一种集中抄表的方法的流程图，该方法包括以下步骤：

步骤S402，智能电表的通信控制器通过命令收发模块接收主站管理系统发送的集中抄表命令；并将集中抄表命令传输至第一数据处理模块；

步骤S404，第一数据处理模块通过MCU单元对集中抄表命令进行解析并存储在数据存储单元，并将解析后的集中抄表命令通过通讯模块传输至第二数据处理模块；

步骤S406，第二数据处理模块接收到解析后的集中抄表命令后，控制电能计量模块进行电量计算，并将计算后的电量数据通过通讯模块传输至所述第一数据处理模块；

步骤S408，第一数据处理模块通过命令收发模块将电量数据传输回主站管理系统，实现智能电表数据的抄收。

具体实现时，上述方法还包括：主站管理系统根据接收到的指令对抄收的电量数据进行分析和处理，形成报表和/或电量分析曲线图，在实际应用时，可以由电力公司的工作人员在主站管理系统的工作站上对抄收的电量数据进行数据分析和统计，例如，对某一地区的用电量进行分析，得出电量分析曲线图，进而可以得出该地区每个时段的用电量，实现在用电高峰时及时对该地区进行电量分配，保证用电户正常用电。

本发明实施例提供的集中抄表的方法，通过智能电表的通信控制器直接接收主站管理系统的抄表命令，并将电能计量模块计算的用电量传输至主站服务器，避免了电力线传输数据时，因电力线路收到干扰而导致的时差问题，实现了智能远程抄表，也提高了电力公司的工作效率，也有助于提高社会经济效益。

本发明实施例所提供的智能电表、智能电表管理系统和集中抄表的方法的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。

另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以具体情况理解上述术语的具体含义。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种智能电表，其特征在于，包括：通信控制器、第二数据处理模块、电能计量模块、电源模块和外接显示设备；

所述通信控制器包括第一数据处理模块和与所述第一数据处理模块连接的命令收发模块和通讯模块；所述通信控制器通过所述通讯模块与所述第二数据处理模块进行通讯；所述通讯模块还包括无线通讯单元，用于与所述外接显示设备无线连接；

所述命令收发模块包括无线传输单元和随机存储器，所述通信控制器通过所述命令收发模块与主站管理系统进行通信，接收并存储所述主站管理系统下发的命令；并将所述命令传输至所述第一数据处理模块；其中，所述命令包括抄表命令；

所述第一数据处理模块包括MCU单元和数据存储单元，所述MCU单元用于对所述命令收发模块传输的命令进行解析，并存储在所述数据存储单元；并将解析后的命令经所述通讯模块传输至第二数据处理模块；

所述第二数据处理模块提取所述通讯模块传输的所述解析后的命令，根据所述解析后的命令控制所述电能计量模块做出响应的动作，并将所述响应的动作的数据通过所述通讯模块返回至所述第一数据处理模块；

所述第一数据处理模块将所述响应的动作的数据通过所述命令收发模块传输至所述主站管理系统；

其中，所述第二数据处理模块还包括SPI接口，所述第二数据处理模块通过所述SPI接口与所述电能计量模块进行通讯；

所述电源模块用于给所述智能电表提供电力供应；

所述外接显示设备与所述智能电表物理分离，包括：液晶显示器、操作面板和与所述通信控制器无线连接的无线收发单元，用于向用电户显示所述智能电表的工作状态。

2.根据权利要求1所述的智能电表，其特征在于，所述智能电表还包括通讯接口，所述通讯接口包括以下接口中的一种或多种：RS485接口、RS232接口、调制解调器接口和红外接口。

3.根据权利要求2所述的智能电表，其特征在于，所述智能电表还包括红外通讯模块；

所述红外通讯模块通过所述红外接口与所述第一数据处理模块连接，用于查询用户的用电信息。

4.根据权利要求1所述的智能电表，其特征在于，所述智能电表还包括无线通讯模块；

所述无线通讯模块与所述第二数据处理模块连接，用于当所述智能电表接收用电户通过移动终端发送的电量查询命令时，通过所述无线通讯模块将所述电量查询命令对应的电量信息发送至所述用户的智能终端。

5.根据权利要求1所述的智能电表，其特征在于，所述智能电表还包括显示模块；

所述显示模块与所述第二数据处理模块连接，包括LED显示屏，所述LED显示屏设置在所述智能电表上，用于按照所述用户的操作指令向所述用户展示所述操作指令对应的信息。

6.根据权利要求1所述的智能电表，其特征在于，所述智能电表还包括与所述第一数据处理模块连接的报警器，所述报警器包括报警指示灯和/或蜂鸣器，用于当所述电能计量模块计算的电量大于设定阈值时触发所述指示灯和/或蜂鸣器进行报警提示，并将报警信息上报至所述主站管理系统。

7.一种智能电表管理系统，其特征在于，所述系统包括多个权利要求1～6任一项所述的智能电表，还包括主站管理系统，所述主站管理系统包括服务器；

所述智能电表与所述主站管理系统通过公共网络进行通信；

所述主站管理系统用于向所述智能电表发送命令；

所述智能电表接收到所述命令后，对所述命令进行解析和响应，并将响应所述命令的数据通过所述公共网络传回至所述主站管理系统。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述系统还包括设置在所述主站管理系统一侧，且与所述服务器连接的工作站；

所述工作站用于展示所述主站管理系统的工作状态。

9.一种集中抄表的方法，其特征在于，所述方法通过权利要求7或8所述的智能电表管理系统实现，所述方法包括：

智能电表的通信控制器通过命令收发模块接收主站管理系统发送的集中抄表命令；并将所述集中抄表命令传输至第一数据处理模块；

所述第一数据处理模块通过MCU单元对所述集中抄表命令进行解析并存储在数据存储单元，并将解析后的集中抄表命令通过通讯模块传输至第二数据处理模块；

所述第二数据处理模块接收到所述解析后的集中抄表命令后，控制电能计量模块进行电量计算，并将计算后的电量数据通过所述通讯模块传输至所述第一数据处理模块；

所述第一数据处理模块通过所述命令收发模块将所述电量数据传输回所述主站管理系统，实现智能电表数据的抄收。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述主站管理系统根据接收到的指令对抄收的电量数据进行分析和处理，形成报表和/或电量分析曲线图。