CN107422161A - 一种基于NB‑IoT的智能电表 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于NB‑IoT的智能电表，涉及智能电表领域；一种基于NB‑IoT的智能电表，包括本体，所述本体上设置有电能计量单元、时钟电路、状态监测单元、物联通信单元、电源和处理器；所述电源与电能计量单元、时钟电路、状态监测单元、物联通信单元和处理器电性连接；所述电能计量单元、时钟电路、状态监测单元和物联通信单元与处理器电性连接；本发明电表实时进行状态监测且通过物联网通信单元进行传输，避免故障导致的数据传输不准确、有延时的缺点，便于国家电网正确分析用电数据，便于后期管理的效果。
Description
技术领域
本发明涉及智能电表领域，尤其是一种基于NB-IoT的智能电表。
背景技术
物联网是指利用局部网络或互联网等通信技术把传感器、控制器、机器、人员和物等通过新的方式联在一起，形成人与物、物与物相联，实现信息化、远程管理控制和智能化的网络。
基于蜂窝的窄带物联网(Narrow Band Internet of Things，NB-IoT)成为万物互联网络的一个重要分支；NB-IoT构建于蜂窝网络，只消耗大约180KHz的带宽，可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络，以降低部署成本、实现平滑升级；NB-IoT具备四大特点：一是广覆盖，将提供改进的室内覆盖，在同样的频段下，NB-IoT比现有的网络增益20dB，相当于提升了100倍覆盖区域的能力；二是具备支撑海量连接的能力，NB-IoT一个扇区能够支持10万个连接，支持低延时敏感度、超低的设备成本、低设备功耗和优化的网络架构；三是更低功耗，NB-IoT终端模块的待机时间可长达10年；四是更低的模块成本，企业预期的单个接连模块不超过5美元。
智能电表是智能电网的智能终端，智能电表除了具备传统电能表基本用电量的计量功能以外，为了适应智能电网和新能源的使用还具有双向多种费率计量功能、用户端控制功能、多种数据传输模式的双向数据通信功能、防窃电功能等智能化的功能，智能电表代表着未来节能型智能电网最终用户智能化终端的发展方向。现有网络发展逐渐完善，但目前电表发生故障时采用上报的方式与统计点进行通讯，具有一定的延时性，同时若故障直接导致电表损坏，则无法上报故障情况，导致电网公司收到的故障情况有误，从而分析数据不准确。
发明内容
本发明的目的在于：本发明提供了一种基于NB-IoT的智能电表，通过设置状态监测单元和时钟单元实时检测电表状态，设置物联通信单元响应主站进行状态信息的传输；解决了现有电表故障发生时才上报故障导致主站接收故障情况有延时且数据不完整导致接收的故障信息不准确的问题，达到了电表实时进行状态监测且通过物联网通信单元进行传输，避免故障导致的数据传输不准确、有延时的缺点，便于国家电网正确分析用电数据，便于后期管理的效果。
本发明采用的技术方案如下：
一种基于NB-IoT的智能电表，包括本体，所述本体上设置有电能计量单元、时钟电路、状态监测单元、物联通信单元、电源和处理器；所述电源与电能计量单元、时钟电路、状态监测单元、物联通信单元和处理器电性连接；所述电能计量单元、时钟电路、状态监测单元和物联通信单元与处理器电性连接。
优选地，所述本体上还设置有ESAM单元；所述ESAM单元与处理器和物联通信单元电性连接。
优选地，所述本体上还设置有继电器，所述继电器与处理器电性连接。
优选地，所述物联通信单元包括NB-IoT通信模块和滤波电路，所述滤波电路与NB-IoT通信模块电性连接，所述NB-IoT通信模块与处理器电性连接。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
(1)本发明通过设置状态监测单元和时钟单元实时检测电表状态，设置物联通信单元响应主站进行状态信息的传输；解决了现有电表故障发生时才上报故障导致主站接收故障情况有延时且数据不完整导致接收的故障信息不准确的问题，达到了电表实时进行状态监测且通过物联网通信单元进行传输，避免故障导致的数据传输不准确、有延时的缺点，便于国家电网正确分析用电数据，便于后期管理的效果；
(2)本发明通过设置时钟单元、继电器、电能计量单元和物联通信单元实现智能电表的远程抄送、停送电、催费和费控基本功能；同时设置ESAM单元，对数据进行加密，提高数据传输安全性，进一步保证传输数据的可靠性，进一步保证电网企业接收可靠数据进行后期分析；
(3)本发明物联通信单元包括NB-IoT通信模块和滤波电路；滤波电路采用四阶滤波电路从硬件基础上进一步加强传输的稳定性，进一步保证电网企业接收可靠数据进行后期分析。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1是本发明的系统框图；
图2是本发明的滤波电路图。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
下面结合图1-2对本发明作详细说明。
一种基于NB-IoT的智能电表，包括本体，本体上设置有电能计量单元、时钟电路、状态监测单元、物联通信单元、电源和处理器；电源与电能计量单元、时钟电路、状态监测单元、物联通信单元和处理器电性连接；电能计量单元、时钟电路、状态监测单元和物联通信单元与处理器电性连接。
本体上还设置有ESAM单元；ESAM单元与处理器和物联通信单元电性连接。
本体上还设置有继电器，继电器与处理器电性连接。
物联通信单元包括NB-IoT通信模块和滤波电路，滤波电路与NB-IoT通信模块电性连接，NB-IoT通信模块与处理器电性连接。
实施例1
使用原理：一种基于NB-IoT的智能电表包括本体，本体上设置有电能计量单元、时钟电路、状态监测单元、物联通信单元、电源和处理器；电源为电能计量单元、时钟电路、状态监测单元、物联通信单元和处理器供电；电能计量单元、时钟电路、状态监测单元和物联通信单元与处理器电性连接；通过电能计量单元检测电量使用情况，时钟单元获取系统时间，状态监测单元获取智能电表的状态参数，比如连接情况、状态参数和故障参数等，电能计量单元、时钟单元和状态监测单元将获取数据发送给处理器，处理器触发物联通信单元，物联通信单元包括NB-IoT通信模块和滤波电路，NB-IoT通信模块与电网平台或者云端等第三方平台进行通信连接，连接成功之后NB-IoT通信模块发送数据，第三方平台通过NB-IoT通信模块接收数据，例如电网公司等可根据时段数据结合所有智能电表使用情况分析用电情况，避免现有分析数据时无法获取智能电表使用状态参数来进行用电数据导致得出错误分析数据的缺点；物联通信单元的滤波电路连接关系如下：运放U2A的3脚连接电容C11接地，运放U2A的3脚同时还经由电阻R11和电容C12连接运放U2A的1脚，运放U2A的2脚连接电阻R12接地，运放U2A的2脚还连接电阻R13连接运放U2A的1脚，运放U2A的4脚连接VCC，运放U2A的4脚还连接电容C13接地，运放U2A的11脚连接-VCC，运放U2A的11脚还连接电容C14接地；U2A的1脚连接电阻R14和R15连接U3A的3脚，电阻R14还连接电容C15至U3A的1脚，电阻R15经由电容C16接地，U3A的2脚经由电阻R16接地，U3A的2脚还连接电阻R17至U3A的1脚；U3A的4脚连接VCC，U3A的1脚还连接电容C17至地，U3A的11脚连接-VCC，U3A的1脚还连接电容C18至地；采用四阶滤波器，电路利用运放U2A和U3A的高阻抗、低偏置电流的特点组成四阶有源滤波器，滤除干扰保证高频通信的稳定性；本体上还设置有ESAM单元，ESAM单元与处理器和物联通信单元电性连接，实现对数据的再次加密，使用电网数据传输的加密算法SM1，ESAM单元加密方式仅以IP内核形式存在于芯片中，进一步提高传输安全性；本体上还设置有继电器，处理器根据电能计量单元的结果通过NB-IoT通信模块，统计单位可以通过终端与该智能电表连接实现远程抄表，根据抄表数据通过NB-IoT通信模块反馈给智能电表的NB-IoT通信模块，处理器根据反馈结果做出相应处理，若电费余额低到一定阈值则通过NB-IoT通信模块发送给用户终端的NB-IoT通信模块进行提醒；若电量已超过电费，处理器则触发继电器进行关闸实现停电，当充值成功后则进行送电；本发明通过设置时钟单元、继电器、电能计量单元和物联通信单元实现智能电表的远程抄送、停送电、催费和费控基本功能；通过设置状态监测单元和时钟单元实时检测电表状态，设置物联通信单元响应主站进行状态信息的传输；解决了现有电表故障发生时才上报故障导致主站接收故障情况有延时且数据不完整导致接收的故障信息不准确的问题，达到了电表实时进行状态监测且通过物联网通信单元进行传输，避免故障导致的数据传输不准确、有延时的缺点，便于国家电网正确分析用电数据，便于后期管理的效果。
Claims (4)
1.一种基于NB-IoT的智能电表，包括本体，其特征在于：所述本体上设置有电能计量单元、时钟电路、状态监测单元、物联通信单元、电源和处理器；所述电源与电能计量单元、时钟电路、状态监测单元、物联通信单元和处理器电性连接；所述电能计量单元、时钟电路、状态监测单元和物联通信单元与处理器电性连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于NB-IoT的智能电表，其特征在于：所述本体上还设置有ESAM单元；所述ESAM单元与处理器和物联通信单元电性连接。
3.根据权利要求1所述的一种基于NB-IoT的智能电表，其特征在于：所述本体上还设置有继电器，所述继电器与处理器电性连接。
4.根据权利要求1所述的一种基于NB-IoT的智能电表，其特征在于：所述物联通信单元包括NB-IoT通信模块和滤波电路，所述滤波电路与NB-IoT通信模块电性连接，所述NB-IoT通信模块与处理器电性连接。
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| CN201710831224.0A CN107422161A (zh) | 2017-09-15 | 2017-09-15 | 一种基于NB‑IoT的智能电表 |
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| CN201710831224.0A CN107422161A (zh) | 2017-09-15 | 2017-09-15 | 一种基于NB‑IoT的智能电表 |
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107818675A (zh) * | 2017-12-07 | 2018-03-20 | 国网重庆市电力公司客户服务中心 | 用电信息采集系统及nb‑iot微功无线通信装置 |
| CN108334643A (zh) * | 2018-03-24 | 2018-07-27 | 嘉兴市信达电子科技有限公司 | 一种基于窄带物联网的企业能源管理系统 |
| CN110300386A (zh) * | 2018-03-21 | 2019-10-01 | 苏州格联威智能科技有限公司 | 一种基于NB-IoT技术实现的物联网终端 |
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| CN112866989A (zh) * | 2019-11-28 | 2021-05-28 | 北京亚华意诺斯新能源科技有限公司 | 一种基于窄带物联网的通信设备 |
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2017
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20171201 |
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