CN107664713A - 一种智能电表系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及智能化电表设备技术领域，涉及一种智能电表系统。包括：电源模块，电压电流采样模块，EMI滤波模块，控制器，防窃电模块，电力开关，报警模块，存储单元，应用工具模块，显示模块，网络模块。优点在于：采用上述方案后，通过电力开关控制智能电表系统的开关状态，通过电压电流采样模块得知系统工作的信息参数，并可定时自检及将检测的状态发给控制器，进而实时接收移动客户端、计算机终端和电力公司终端发出的命令并做出相应动作，可对电表箱进行智能化的监管，具有防窃电、远程停电送电的功能。为智能电表系统的控制提供了有效的保证，减少了误动作的概率，提高了智能电表系统运行的稳定性。

Description

一种智能电表系统

技术领域

本发明涉及智能化电表设备技术领域，涉及一种智能电表系统。

背景技术

随着社会的发展，家庭用电逐渐智能化，家庭网络逐步形成，使得家庭用电与家庭网络的协作性与安全性成为了智能家电的关键点。

电力工业的超大规模发展，带来了许多前所未有的挑战，智能电网已成为世界各国电力工业应对未来挑战的共同选择，是21世纪电力系统的发展方向。智能电表是智能电网数据采集的基本设备之一，承担着原始电能数据采集、计量和传输的任务，是实现信息集成、分析优化和信息展现的基础。

目前，由于智能电网的高速发展，对智能电能表的需求量急速增加。为保证智能电表的准确性和精确度，按照国家电网公司的要求，必须要严格根据智能电能表技术要求对即将投入使用的智能电表进行检测。然而，智能电表的需求数量非常庞大，在保证检测的准确和精度的前提下，各地计量检定机构如何面对如此大规模的智能电表检定任务，是当前亟待解决的难题。当前，对于智能电表检测采用一对一模式，即一台智能电表对应一台电压源和一台电流源，由一名工作人员进行检测。这种检测模式效率非常低，且容易出差错，无法记录历史检测数据，对大规模智能电表检测的需求无法较好的解决，严重影响了智能电网的发展。

随着无线通讯技术的发展和智能手机的普及，以智能电网技术为基础，创建开放的系统和建立共享的信息模式，通过移动终端形成网络互动以及即时连接，实现数据读取的高速、实时、双向的总体效果，已成为工业检测的发展趋势。基于此，现有的家庭网络与家庭用电的安全性问题还有待改进。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的相关问题，本发明方案提供了一种智能电表系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种智能电表系统，包括：

电源模块，用于向智能电表系统内各模块时时提供电源；分别连接于电压电流采样模块和控制器；

电压电流采样模块，用于时时采集用户电压、电流的数据，并将数据向智能电表系统内相应的模块传送；后路连接于EMI滤波模块；

EMI滤波模块，用于抑制谐波污染、精准计量用户电量；后路连接于控制器；

控制器，根据存储单元的信号和电价信息，接收并处理电能计量模块发送的电能信息，计算用户电费并存储，另外也用于控制显示模块、报警模块，并可以通过RS485通信接口与红外通信接口发送用电信息；控制器采用LPC176632位单片机；

防窃电模块，由传感器、CPU模块和动作模块依次电路连接构成，CPU模块与扬声器和通讯模块电路连接；连接于控制器；

电力开关，用于手动或者自动接通或者断开电路；

报警模块，分析电压电流采样模块采集的电压、电流或功率信息，在数据超值时具有自动报警功能；连接于控制器；

存储单元，用于用户的信号和电价信息存储与内置的数据存储器；连接于控制器；

应用工具模块，为电脑、智能手机或PAD终端设备；连接于控制器；

显示模块，用于时时显示用户用电数字信息、电价信息、用户设置信息；显示模块为触摸式液晶显示屏或带有独立按键的普通显示屏；连接于控制器；

网络模块，连接于控制器，包括有线模块和无线模块；有线模块连接于数据通信接口；无线模块经由APP数据应用连接于信号加密模块，信号加密模块分别连接于移动客户端，计算机终端和电力公司终端。

本发明还具有以下附加技术特征：

作为进一步优化的，存储单元定时汇总智能电表的数据，并把汇总到的数据存储到其自身附带的数据存储器中。

作为进一步优化的，控制器与电力公司之间的通讯采用公用的数据通信网络作为通讯媒介；有线模块的通讯主要是通过通信网络数据线和调制解调器，借助现有的数据通信网和使用电力载波进行数据传输的低压电力网进行数据传输，实现远程服务器和用户之间的数据通信功能。

作为进一步优化的，移动客户端，计算机终端和电力公司终端向智能电表系统发送电表查询请求信号时，智能电表系统内的控制器采集电表当前的数据，并存储于存储单元，通过无线模块或有线模块将电表当前的数据发送至移动客户端，计算机终端和电力公司终端。

本发明和现有技术相比，其优点在于：

1.采用上述方案后，通过电力开关控制智能电表系统的开关状态，通过电压电流采样模块得知系统工作的信息参数，并可定时自检及将检测的状态发给控制器，进而实时接收移动客户端、计算机终端和电力公司终端发出的命令并做出相应动作，可对电表箱进行智能化的监管，具有防窃电、远程停电送电的功能；

2.控制器能够对监测到的数据进行标准化的处理，并对数据进行缓存和转发，从而提高了智能电表系统的状态数据的处理和传送的可靠性和稳定性，为智能电表系统的控制提供了有效的保证，减少了误动作的概率，提高了智能电表系统运行的稳定性。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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为本发明的主体结构原理示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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，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。

一种智能电表系统，如图1所示，包括：电源模块，电压电流采样模块，EMI滤波模块，控制器，防窃电模块，电力开关，报警模块，存储单元，应用工具模块，显示模块，网络模块。

其中，电源模块，用于向智能电表系统内各模块时时提供电源。分别连接于电压电流采样模块和控制器。电压电流采样模块，用于时时采集用户电压、电流的数据，并将数据向智能电表系统内相应的模块传送，后路连接于EMI滤波模块。EMI滤波模块，用于抑制谐波污染、精准计量用户电量。

控制器，根据存储单元的信号和电价信息，接收并处理电能计量模块发送的电能信息，计算用户电费并存储，另外也用于控制显示模块、报警模块，并可以通过RS485通信接口与红外通信接口发送用电信息，控制器采用LPC176632位单片机。

防窃电模块，由传感器、CPU模块和动作模块依次电路连接构成，CPU模块与扬声器和通讯模块电路连接，连接于控制器。电力开关，用于手动或者自动接通或者断开电路。报警模块，分析电压电流采样模块采集的电压、电流或功率信息，在数据超值时具有自动报警功能。存储单元，用于用户的信号和电价信息存储与内置的数据存储器。存储单元定时汇总智能电表的数据，并把汇总到的数据存储到其自身附带的数据存储器中。

应用工具模块为电脑、智能手机或PAD终端设备，直接连接于控制器。显示模块用于时时显示用户用电数字信息、电价信息、用户设置信息，显示模块为触摸式液晶显示屏或带有独立按键的普通显示屏，直接连接于控制器。网络模块直接连接于控制器，包括有线模块和无线模块。其中，有线模块连接于数据通信接口；无线模块经由APP数据应用连接于信号加密模块，信号加密模块分别连接于移动客户端，计算机终端和电力公司终端。移动客户端，计算机终端和电力公司终端向智能电表系统发送电表查询请求信号时，智能电表系统内的控制器采集电表当前的数据，并存储于存储单元，通过无线模块或有线模块将电表当前的数据发送至移动客户端，计算机终端和电力公司终端。

控制器与电力公司之间的通讯采用公用的数据通信网络作为通讯媒介。有线模块的通讯主要是通过通信网络数据线和调制解调器，借助现有的数据通信网和使用电力载波进行数据传输的低压电力网进行数据传输，实现远程服务器和用户之间的数据通信功能。

通过上述的方案和附图进一步的详细说明本方案的使用或操作方法。

电压电流采样模块用于采集用户电压、电流数据，将电表中的用电模拟信息转换成用电数字信息，电压电流采样模块与EMI滤波模块电连接。EMI滤波模块用于抑制谐波污染，精准计量用户电量，经过EMI滤波模块过滤的用电信息发送给电能计量模块，电能计量模块基于单片机控制技术，对采样的电压和电流进行统计，得到相关的数据信息。

电能计量模块得出的用电数据信息通过控制器数据处理，将数据信息通过有线模块或者无线模块将内部数据传送给电脑、智能手机或PAD终端设备，实时显示智能电表的运行状态。同时，电脑、智能手机或PAD终端设备也可也通过有线模块或者无线模块给控制器发出一系列的控制命令。

报警模块与控制器电连接，使得智能电表具有分析电压电流采样模块采集的电压、电流或功率信息，在数据超值时具有自动报警功能。防窃电模块由传感器、CPU模块和动作模块依次电路连接构成，CPU模块与扬声器和通讯模块电路连接，连接于控制器，可以有效的防止其他的用户恶意的窃取电能使用。

存储单元用于用户的信号和电价信息存储与内置的数据存储器，定时汇总智能电表的数据，并把汇总到的数据存储到其自身附带的数据存储器中，可以使用户方便的随时查询当月或往月的消费记录。

信号加密模块可以将电脑、智能手机或PAD终端设备与控制器之间的控制命令进行加密处理，防止家庭用户的信心泄露，保护了用户的隐私。显示模块提供电能信息查询、电价信息查询的相关操作，良好的人机交互界面设计使得电表查询、设置操作更加方便、简洁。

采用上述方案后，通过电力开关控制智能电表系统的开关状态，通过电压电流采样模块得知系统工作的信息参数，并可定时自检及将检测的状态发给控制器，进而实时接收移动客户端、计算机终端和电力公司终端发出的命令并做出相应动作，可对电表箱进行智能化的监管，具有防窃电、远程停电送电的功能。

控制器能够对监测到的数据进行标准化的处理，并对数据进行缓存和转发，从而提高了智能电表系统的状态数据的处理和传送的可靠性和稳定性，为智能电表系统的控制提供了有效的保证，减少了误动作的概率，提高了智能电表系统运行的稳定性。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种智能电表系统，其特征在于，包括：

电源模块，用于向智能电表系统内各模块时时提供电源；分别连接于电压电流采样模块和控制器；

电压电流采样模块，用于时时采集用户电压、电流的数据，并将数据向智能电表系统内相应的模块传送；后路连接于EMI滤波模块；

EMI滤波模块，用于抑制谐波污染、精准计量用户电量；后路连接于控制器；

控制器，根据存储单元的信号和电价信息，接收并处理电能计量模块发送的电能信息，计算用户电费并存储，另外也用于控制显示模块、报警模块，并可以通过RS485通信接口与红外通信接口发送用电信息；所述控制器采用LPC176632位单片机；

防窃电模块，由传感器、CPU模块和动作模块依次电路连接构成，CPU模块与扬声器和通讯模块电路连接；连接于控制器；

电力开关，用于手动或者自动接通或者断开电路；

报警模块，分析电压电流采样模块采集的电压、电流或功率信息，在数据超值时具有自动报警功能；连接于控制器；

存储单元，用于用户的信号和电价信息存储与内置的数据存储器；连接于控制器；

应用工具模块，为电脑、智能手机或PAD终端设备；连接于控制器；

显示模块，用于时时显示用户用电数字信息、电价信息、用户设置信息；所述显示模块为触摸式液晶显示屏或带有独立按键的普通显示屏；连接于控制器；

网络模块，连接于控制器，包括有线模块和无线模块；所述有线模块连接于数据通信接口；所述无线模块经由APP数据应用连接于信号加密模块，所述信号加密模块分别连接于移动客户端，计算机终端和电力公司终端。

2.根据权利要求1所述的智能电表系统，其特征在于，所述存储单元定时汇总智能电表的数据，并把汇总到的数据存储到其自身附带的数据存储器中。

3.根据权利要求1所述的智能电表系统，其特征在于，所述控制器与电力公司之间的通讯采用公用的数据通信网络作为通讯媒介；所述有线模块的通讯主要是通过通信网络数据线和调制解调器，借助现有的数据通信网和使用电力载波进行数据传输的低压电力网进行数据传输，实现远程服务器和用户之间的数据通信功能。

4.根据权利要求1所述的智能电表系统，其特征在于，移动客户端，计算机终端和电力公司终端向智能电表系统发送电表查询请求信号时，智能电表系统内的控制器采集电表当前的数据，并存储于存储单元，通过无线模块或有线模块将电表当前的数据发送至移动客户端，计算机终端和电力公司终端。