CN111579862B - 一种电测执行器及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电测执行器，包括：处理模块、通信模块和通断器；处理模块包括主控模块、电能处理模块和通断控制模块；电能处理模块，用于测量接入市电回路的电能数据，当电压过零时生成电压过零信号；通信模块，用于接收终端设备发送的抄表指令和通断控制指令；通断控制模块，用于响应通断控制指令，基于电压过零信号控制通断器，并返回通断器控制结果；通断器，用于断开或接通负载供电；主控模块，用于响应抄表指令，对电能数据进行处理，得到抄表应答数据；通信模块，用于将抄表应答数据、通断器控制结果及通断器状态上报至终端设备，实现电表设备集电能计量、有线抄表、无线抄表和拉闸功能为一体。本发明还公开了一种电测执行器的控制方法。

Description

一种电测执行器及其控制方法

技术领域

本发明涉及智能家居和建筑智能技术领域，尤其涉及一种电测执行器及其控制方法。

背景技术

随着现代化科技的发展，在智能家居和建筑智能中对智能电表也提出了新的要求。目前，传统有线电表，其抄表协议为DL/T645、Modbus，但无拉闸功能；有线预付费电表，其抄表协议为DL/T645、Modbus，有拉闸功能；Wi-Fi无线电表，其无线组网方式为星型，抄表协议为私有，但2.4GHz通信距离短；ZigBee无线电表，其无线组网方式为mesh，抄表协议为私有或标准ZCL；SubG无线集抄电表，其无线组网方式为星型，其抄表协议为私有协议，但一般无拉闸功能；LoRa私有协议无线电表，其无线组网方式为星型，抄表协议为私有协议，但一般无拉闸功能。因此，现有技术中缺少集电能计量、有线抄表、无线抄表和拉闸功能为一体的电测执行设备。

发明内容

本发明实施例提供一种电测执行器及其控制方法，能有效解决现有技术中缺少集电能计量、有线抄表、无线抄表和拉闸功能为一体的电测执行设备的问题。

本发明一实施例提供一种电测执行器，包括：处理模块、通信模块和通断器；其中，所述处理模块包括主控模块、电能处理模块和通断控制模块，所述通信模块包括无线通信模块和有线通信模块；

所述电能处理模块，与市电、所述主控模块、所述通断控制模块连接，用于测量所接入市电回路的电能数据后发送至所述主控模块，以及当检测到电压过零时生成电压过零信号，并发送至所述通断控制模块；

所述通信模块，与终端设备、所述主控模块连接，用于接收所述终端设备发送的抄表指令和通断控制指令后发送至所述主控模块；其中，所述终端设备包括服务器、近场设备和有线设备；

所述通断控制模块，与所述通断器、所述主控模块连接，用于响应来自所述主控模块的所述通断控制指令，基于所述电压过零信号控制所述通断器的动作，并向所述主控模块返回通断器控制结果；

所述通断器，用于连接负载以断开或接通负载供电；

所述主控模块，用于响应所述抄表指令，对所述电能数据进行处理，得到抄表应答数据，并将所述抄表应答数据、所述通断器控制结果及所述通断控制指令控制后的通断器状态发送至所述通信模块；

所述通信模块，还用于将所述抄表应答数据、所述通断器控制结果及所述通断器状态上报至所述终端设备。

作为上述方案的改进，所述电能处理模块包括电压传感器、电流传感器及电能测量模块；

所述电压传感器，用于测量所述市电回路中的电压信号；所述电压信号包括电压幅值、电压频率和电压相位；

所述电流传感器，用于测量所述市电回路中的电流信号；其中，所述电流信号包括电流大小、电流方向和电流相位；

所述电能测量模块，与所述电压传感器、所述电流传感器连接，用于接收来自所述电压传感器的所述电压信号以及来自所述电流传感器的所述电流信号，并生成对应的电能数据；其中，所述电能数据包括电压、电流、电压频率、电度、功率、功率因数；

所述电能测量模块，还用于对所述市电回路进行电压过零检测，当检测到电压过零时生成电压过零信号。

作为上述方案的改进，所述通信模块，与控制面板设备连接，用于接收所述控制面板设备发送的控制面板抄表指令和控制面板通断控制指令后发送至所述主控模块；

所述主控模块，用于接收所述控制面板抄表指令和所述控制面板控制指令；响应所述控制面板抄表指令，对所述电能数据进行处理，得到控制面板抄表应答数据，并发送至所述通信模块；

所述通断控制模块，用于响应来自所述主控模块的所述控制面板控制指令，在电压过零时控制所述通断器的动作，并向所述主控模块返回控制面板控制结果；

所述主控模块，还用于将所述控制面板控制结果及控制面板控制后的通断器状态发送至所述通信模块；

所述通信模块，还用于将所述控制面板抄表应答数据、所述控制面板控制结果及所述控制面板控制后的通断器状态上报至所述终端设备。

作为上述方案的改进，所述处理模块还包括事件处理模块；

所述事件处理模块，与所述电能处理模块、所述主控模块连接，用于根据来自所述电能处理模块的电能数据，判断当前的所述市电回路是否存在电能质量超标，以及判断当前的所述市电回路中电压值、电流值和功率值是否超过预设的报警阈值；若是，则生成报警信号，并发送至所述主控模块；

所述主控模块，用于将所述报警信号转发至所述通信模块；

所述通信模块，用于将所述报警信号发送至所述终端设备；

所述事件处理模块，还用于连接所述通断控制模块以当发生报警事件时，根据当前通断器状态判断是否生成通断器断开指令；若是，则向所述通断控制模块发送所述通断器断开指令；

所述通断控制模块，用于响应所述通断器断开指令，在电压过零时控制所述通断器断开；

所述处理模块还包括RTC模块；所述RTC模块，用于连接所述主控模块以向所述电测执行器提供实时时钟；

所述事件处理模块，还用于连接所述RTC模块以根据来自所述RTC模块的实时时钟，按时间冻结所述电能数据，生成并保存电能冻结数据。

作为上述方案的改进，所述处理模块还包括场景控制模块；

所述主控模块，用于通过所述通信模块接收来自所述终端设备或控制面板设备的场景操作指令；

所述场景控制模块，与所述主控模块、所述通断控制模块连接，用于获取所述场景操作指令，并从预设场景控制指令中调用所述场景操作指令对应的场景控制指令，将所述场景控制指令发送至所述通断控制模块；其中，所述预设场景控制指令为预设场景下通断器状态对应的控制指令；

所述通断控制模块，用于响应所述场景控制指令，在电压过零时控制所述通断器的动作，并向所述主控模块返回场景控制结果；

所述主控模块，用于将所述场景控制结果及场景控制后的通断器状态发送至所述通信模块；

所述通信模块，用于将所述场景控制结果及所述场景控制后的通断器状态上报至所述终端设备。

作为上述方案的改进，所述处理模块还包括计划任务模块；

所述计划任务模块，与所述RTC模块及所述场景控制模块连接，用于获取所述实时时钟；当所述实时时钟到达预设的计划任务时间点时，向所述场景控制模块发出任务控制请求；

所述场景控制模块，用于调用所述任务控制请求对应的预设场景控制指令，作为任务控制指令，并将所述任务控制指令发送至所述通断控制模块；

所述通断控制模块，用于响应所述任务控制指令，在电压过零时控制所述通断器的动作，并向所述主控模块返回任务控制结果；

所述主控模块，用于将所述任务控制结果及任务控制后的通断器状态发送至所述通信模块；

所述通信模块，用于将所述任务控制结果及所述任务控制后的通断器状态上报至所述终端设备。

作为上述方案的改进，所述处理模块还包括OTA模块；

所述主控模块，还用于通过所述通信模块接收来自所述终端设备的固件升级指令；

所述OTA模块，用于连接所述主控模块以获取所述固件升级指令，并基于所述固件升级指令进行升级。

作为上述方案的改进，所述电测执行器还包括人机交互模块；其中，所述人机交互模块包括显示设备、按键及二维码处理模块；

所述按键，与所述显示设备、所述主控模块连接，用于获取用户操作按键行为对应的按键控制指令和参数配置指令，并发送至所述主控模块；控制所述显示设备的显示内容；

所述二维码处理模块，与所述主控模块、所述显示设备连接，用于从所述主控模块获取所述电测执行器的参数信息，并形成二维码数据，将所述二维码数据发送至所述显示设备；

所述显示设备，用于根据按键行为切换显示内容；接收并显示所述二维码数据；

所述主控模块，用于响应所述参数配置指令，对所述电测执行器进行参数配置，并向所述显示设备发送参数配置信息；转发所述按键控制指令至所述通断控制模块；

所述通断控制模块，用于响应所述按键控制指令，在电压过零时控制所述通断器的动作，并向所述主控模块返回按键控制结果；

所述主控模块，还用于根据所述按键控制结果，得到按键控制后的通断器状态，并发送至所述通信模块；

所述通信模块，用于将所述按键控制后的通断器状态上报至所述终端设备。

作为上述方案的改进，所述有线通信模块包括无线协议转换模块；

所述无线通信模块，用于连接所述服务器、所述控制面板设备及所述近场设备以接收无线数据并发送至所述主控模块；

所述主控模块，与所述无线协议转换模块连接，用于将所述无线数据发送至所述无线协议转换模块；

所述无线协议转换模块，与所述有线设备连接，用于将所述无线数据发送至所述有线设备，并接收所述有线设备返回的有线数据，将所述有线数据发送至所述主控模块；

所述主控模块，还用于接收所述有线数据，并通过所述无线通信模块将所述有线数据发送至所述服务器及所述近场设备。

本发明另一实施例对应提供了一种电测执行器的控制方法，适用于上述的电测执行器，包括步骤：

处理模块的电能处理模块测量接入市电回路的电能数据后发送至所述处理模块的主控模块，以及当检测到电压过零时生成电压过零信号，并发送至所述处理模块的通断控制模块；

通信模块接收终端设备发送的抄表指令和通断控制指令后发送至所述主控模块；其中，所述通信模块包括无线通信模块和有线通信模块，所述终端设备包括服务器、近场设备和有线设备；

所述通断控制模块响应来自所述主控模块的所述通断控制指令，基于所述电压过零信号控制通断器的动作，并向所述主控模块返回通断器控制结果；

所述通断器连接负载以断开或接通负载供电；

所述主控模块响应所述抄表指令，对所述电能数据进行处理，得到抄表应答数据，并将所述抄表应答数据、所述通断器控制结果及所述通断控制指令控制后的通断器状态发送至所述通信模块，以使所述通信模块将所述抄表应答数据、所述通断器控制结果及所述通断器状态上报至所述终端设备。

相比于现有技术，本发明实施例公开的一种电测执行器及其控制方法，具有如下有益效果：

通过设置处理模块、通信模块和通断器，其中，所述处理模块包括主控模块、电能处理模块和通断控制模块，所述通信模块包括无线通信模块和有线通信模块，所述电能处理模块，与市电、所述主控模块、所述通断控制模块连接，用于测量所接入市电回路的电能数据后发送至所述主控模块，以及当检测到电压过零时生成电压过零信号，并发送至所述通断控制模块；所述通信模块，与终端设备、所述主控模块连接，用于接收所述终端设备发送的抄表指令和通断控制指令后发送至所述主控模块；其中，所述终端设备包括服务器、近场设备和有线设备；所述通断控制模块，与所述通断器、所述主控模块连接，用于响应来自所述主控模块的所述通断控制指令，基于所述电压过零信号控制所述通断器的动作，并向所述主控模块返回通断器控制结果；所述通断器，用于连接负载以断开或接通负载供电；所述主控模块，用于响应所述抄表指令，对所述电能数据进行处理，得到抄表应答数据，并将所述抄表应答数据、所述通断器控制结果及所述通断控制指令控制后的通断器状态发送至所述通信模块；所述通信模块，还用于将所述抄表应答数据、所述通断器控制结果及所述通断器状态上报至所述终端设备，这样能有效解决现有技术中缺少集电能计量、有线抄表、无线抄表和拉闸功能为一体的电测执行设备的问题，实现指令控制应答及感知当前通断器状态，实现快速批量控制负载供电，且为物联平台提供恶性负载识别的数据凭据，具有多功能复合的特点，大大降低现场硬件部署的复杂度，具有很高的性价比。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的一种电测执行器的结构示意图；

图2是本发明实施例二提供的一种电测执行器的控制方法的流程示意图；

图3是本发明实施例二提供的电测执行器的控制面板设备控制方法的流程示意图；

图4是本发明实施例二提供的电测执行器的场景控制方法的流程示意图；

图5是本发明实施例二提供的电测执行器的任务计划控制方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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，本领域普通技术人员在没有作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。

实施例一

参见图1，是本发明实施例一提供的一种电测执行器1的结构示意图，包括：处理模块11、通信模块12和通断器13；其中，所述处理模块11包括主控模块111、电能处理模块112和通断控制模块113，所述通信模块12包括无线通信模块121和有线通信模块122；

所述电能处理模块112，与市电3、所述主控模块111、所述通断控制模块113连接，用于测量所接入市电回路的电能数据后发送至所述主控模块111，以及当检测到电压过零时生成电压过零信号，并发送至所述通断控制模块113；

所述通信模块12，与终端设备2、所述主控模块111连接，用于接收所述终端设备2发送的抄表指令和通断控制指令后发送至所述主控模块111；其中，所述终端设备2包括服务器21、近场设备22和有线设备23；

所述通断控制模块113，与所述通断器13、所述主控模块111连接，用于响应来自所述主控模块111的所述通断控制指令，基于所述电压过零信号控制所述通断器13的动作，并向所述主控模块111返回通断器控制结果；

所述通断器13，用于连接负载4以断开或接通负载4供电；

所述主控模块111，用于响应所述抄表指令，对所述电能数据进行处理，得到抄表应答数据，并将所述抄表应答数据、所述通断器控制结果及所述通断控制指令控制后的通断器状态发送至所述通信模块12；

所述通信模块12，还用于将所述抄表应答数据、所述通断器控制结果及所述通断器状态上报至所述终端设备2。

本实施例中，请参见图1，无线通信模块121包括远程通信模块1211和近场通信模块1212，近场设备22可以是手机、电脑或手持设备等智能终端设备，近场通信模块1212与近场设备22无线通信连接，以实现电测执行器1与近场设备22进行数据交互。其中，近场通信模块1212可以是支持ZigBee、Wi-Fi、蓝牙等无线近场通信技术的模块。另外，远程通信模块1211与服务器21无线通信连接，以实现电测执行器1与服务器21进行数据交互。其中，远程通信模块1211可以是支持LoRa、NB-IoT、CAT.1、2G等无线远程通信技术的模块。进一步，优选的，远程通信模块1211可以是LoRa射频模块，配置有LoRa天线，支持标准LoRaWAN通信协议，同时可兼容朗威自定义的LoRaPMAC通信协议，可通过LoRaWAN或LoRaPMAC通信方式将电能参数上发到服务器。优选的，LoRaPMAC协议能够将Modbus指令透传发送，实现无线通信应用Modbus指令。优选的，通信模块12支持广播或组播通信，实现快速批量控制负载供电。

在一种优选的实施例中，为实现近场设备22通过近场通信模块1212无线抄表及控制通断器13的动作，所述近场通信模块1212，与近场设备22连接，用于接收所述近场设备22发送的近场无线抄表指令和近场通断控制指令后发送至所述主控模块111；

所述主控模块111，用于接收所述近场无线抄表指令和所述近场通断控制指令；响应所述近场无线抄表指令，对所述电能数据进行处理，得到近场无线抄表应答数据，并发送至所述近场通信模块1212；

所述通断控制模块113，用于响应来自所述主控模块111的所述近场通断控制指令，在电压过零时控制所述通断器13的动作，并向所述主控模块111返回近场控制结果；

所述主控模块111，还用于将所述近场控制结果及近场控制后的通断器状态发送至所述近场通信模块1212；

所述近场通信模块1212，还用于将所述近场无线抄表应答数据、所述近场控制结果及所述近场控制后的通断器状态上报至所述近场设备22。

因此，通过近场设备22与近场通信模块1212连接，实现无线对电测执行器1进行通断器控制、感知通断器状态、场景控制、计划任务场景控制、参数配置查询、无线抄表、电能冻结数据查询等。同时，通过近场通信模块1212将近场控制后的通断器状态上报至近场设备22，实现近场设备控制结果答复，从而，能有效避免在远程通信异常的情况下，避免完全失联，此时可采用手机、电脑、手持设备等近场设备进行维护控制。

在一种优选的实施例中，为实现服务器通过远程通信模块1211无线抄表及控制通断器的动作，所述远程通信模块1211，与服务器21连接，用于接收所述服务器21发送的远程无线抄表指令和远程通断控制指令后发送至所述主控模块111；

所述主控模块111，用于接收所述远程无线抄表指令和所述远程通断控制指令；响应所述远程无线抄表指令，对所述电能数据进行处理，得到远程无线抄表应答数据，并发送至所述远程通信模块1211；

所述通断控制模块113，用于响应来自所述主控模块111的所述远程通断控制指令，在电压过零时控制所述通断器13的动作，并向所述主控模块111返回远程控制结果；

所述主控模块111，还用于将所述远程控制结果及远程控制后的通断器状态发送至所述远程通信模块1211；

所述远程通信模块1211，还用于将所述远程无线抄表应答数据、所述远程控制结果及所述远程控制后的通断器状态上报至所述服务器21。

因此，通过服务器21与远程通信模块1211连接，实现无线对电测执行器1进行通断器控制、感知通断器状态、场景控制、计划任务场景控制、参数配置查询、无线抄表、电能冻结数据查询等。同时，通过远程通信模块1211将远程控制后的通断器状态上报至服务器21，实现远程控制结果答复。

在一种优选的实施例中，请参见图1，有线通信模块122与有线设备23有线通信连接，以实现电测执行器1与有线设备23进行数据交互。其中，有线通信模块122优选为RS485模块，支持RS485串口通讯协议，有线设备23通过接线端子连接电测执行器1的RS-485端口，以有线的方式发送有线抄表指令，实现有线抄表。

具体的，所述有线通信模块122，与有线设备23连接，用于接收所述有线设备23发送的有线抄表指令和有线通断控制指令后发送至所述主控模块111；

所述主控模块111，用于接收所述有线抄表指令和所述有线通断控制指令；响应所述有线抄表指令，对所述电能数据进行处理，得到有线抄表应答数据，并发送至所述有线通信模块122；

所述通断控制模块113，用于响应来自所述主控模块111的所述有线通断控制指令，在电压过零时控制所述通断器13的动作，并向所述主控模块111返回有线控制结果；

所述主控模块111，还用于将所述有线控制结果及有线控制后的通断器状态发送至所述有线通信模块122；

所述有线通信模块122，还用于将所述有线抄表应答数据、所述有线控制结果及所述有线控制后的通断器状态上报至所述有线设备23。

在一种优选的实施例中，所述主控模块111，还用于将所述电能数据和当前通断器状态形成上报数据，周期性地发送至所述通信模块12；

所述通信模块12，用于将所述上报数据发送至所述终端设备2。从而，通过电测执行器1周期性上报电能信息，为识别恶性负载提供数据凭证，实现感知控制后的通断器状态，实现对通断器的管理。

本发明实施例提供的一种电测执行器，通过设置处理模块、通信模块和通断器，其中，所述处理模块包括主控模块、电能处理模块和通断控制模块，所述通信模块包括无线通信模块和有线通信模块，所述电能处理模块，与市电、所述主控模块、所述通断控制模块连接，用于测量接入市电回路的电能数据后发送至所述主控模块，以及当检测到电压过零时生成电压过零信号，并发送至所述通断控制模块；所述通信模块，与终端设备、所述主控模块连接，用于接收所述终端设备发送的抄表指令和通断控制指令后发送至所述主控模块；其中，所述终端设备包括服务器、近场设备和有线设备；所述通断控制模块，与所述通断器、所述主控模块连接，用于响应来自所述主控模块的所述通断控制指令，基于所述电压过零信号控制所述通断器的动作，并向所述主控模块返回通断器控制结果；所述通断器，用于连接负载以断开或接通负载供电；所述主控模块，用于响应所述抄表指令，对所述电能数据进行处理，得到抄表应答数据，并将所述抄表应答数据、所述通断器控制结果及所述通断控制指令控制后的通断器状态发送至所述通信模块；所述通信模块，还用于将所述抄表应答数据、所述通断器控制结果及所述通断器状态上报至所述终端设备，这样能有效解决现有技术中缺少集电能计量、有线抄表、无线抄表和拉闸功能为一体的电测执行设备的问题，实现指令控制应答及感知当前通断器状态，实现快速批量控制负载供电，且为物联平台提供恶性负载识别的数据凭据，具有多功能复合的特点，大大降低现场硬件部署的复杂度，具有很高的性价比。

在一种优选的实施例中，电能处理模块112可以是具有电能参数采集与处理功能的电路模块或集成电路，从而电测执行器1实现电能计量。优选的，为实现电能处理模块112获取市电回路中的电压值和电流值，测量所述市电回路的电能数据的功能，所述电能处理模块112包括电压传感器、电流传感器及电能测量模块；

所述电压传感器，用于测量所述市电回路中的电压信号；所述电压信号包括电压幅值、电压频率和电压相位；

所述电流传感器，用于测量所述市电回路中的电流信号；其中，所述电流信号包括电流大小、电流方向和电流相位；

所述电能测量模块，与所述电压传感器、所述电流传感器连接，用于接收来自所述电压传感器的所述电压信号以及来自所述电流传感器的所述电流信号，并生成对应的电能数据；其中，所述电能数据包括电压、电流、电压频率、电度、功率、功率因数；

所述电能测量模块，还用于对所述市电回路进行电压过零检测，当检测到电压过零时生成电压过零信号。

本实施例中，电压传感器可以是具有测量电路中电压信息功能的设备，电流传感器可以是具有测量电路中电流信息功能的设备，如CT互感器。所述电能数据包括电压、电流、电压频率、电度、功率、功率因数等。另外，电能测量模块112检测市电回路的电压过零情况，其中，电压过零为交流电压由正到负或由负到正通过电压零点的行为，此时生成电压过零信号，以使通断控制模块113收到过电压过零信号后才执行通断器13操作，有效地减少通断器13在断开或闭合时产生的火花，极大地延长通断器寿命，从而实现通断器13过零切断功能，并为所述终端设备2识别恶性负载的提供数据凭依。另外，主控模块111接收来自电能测量模块112的电能数据，根据所述市电回路的电能数据，判断当前市电回路是否存在谐波、闪变、波动、电压不平衡、电压暂降与短时中断等现象，从而实现电能质量分析。

在一种优选的实施例中，请参见图1，所述通信模块12，与控制面板设备5连接，用于接收所述控制面板设备5发送的控制面板抄表指令和控制面板通断控制指令后发送至所述主控模块111；

所述主控模块111，用于接收所述控制面板抄表指令和所述控制面板控制指令；响应所述控制面板抄表指令，对所述电能数据进行处理，得到控制面板抄表应答数据，并发送至所述通信模块12；

所述通断控制模块113，用于响应来自所述主控模块111的所述控制面板控制指令，在电压过零时控制所述通断器13的动作，并向所述主控模块111返回控制面板控制结果；

所述主控模块111，还用于将所述控制面板控制结果及控制面板控制后的通断器状态发送至所述通信模块12；

所述通信模块12，还用于将所述控制面板抄表应答数据、所述控制面板控制结果及所述控制面板控制后的通断器状态上报至所述终端设备2。

在一种优选的实施例中，请参见图1，所述处理模块11还包括事件处理模块114；

所述事件处理模块114，与所述电能处理模块112、所述主控模块111连接，用于根据来自所述电能处理模块112的电能数据，判断当前的所述市电回路是否存在电能质量超标，以及判断当前的所述市电回路中电压值、电流值和功率值是否超过预设的报警阈值；若是，则生成报警信号，并发送至所述主控模块111；

所述主控模块111，用于将所述报警信号转发至所述通信模块12；

所述通信模块12，用于将所述报警信号发送至所述终端设备2；

所述事件处理模块114，还用于连接所述通断控制模块113以当发生报警事件时，根据当前通断器状态判断是否生成通断器断开指令；若是，则向所述通断控制模块发送所述通断器断开指令；

所述通断控制模块113，用于响应所述通断器断开指令，在电压过零时控制所述通断器13断开；

所述处理模块11还包括RTC模块117；所述RTC模块117，用于连接所述主控模块111以向所述电测执行器1提供实时时钟；

所述事件处理模块114，还用于连接所述RTC模块117以根据来自所述RTC模块117的实时时钟，按时间冻结所述电能数据，生成并保存电能冻结数据。

因此，通过设置事件处理模块114，能实现自动报警，为用电安全提供有效保障。

在一种优选的实施例中，请参见图1，所述处理模块11还包括场景控制模块115；

所述主控模块111，用于通过所述通信模块12接收来自所述终端设备2或控制面板设备5的场景操作指令；

所述场景控制模块115，与所述主控模块111、所述通断控制模块113连接，用于获取所述场景操作指令，并从预设场景控制指令中调用所述场景操作指令对应的场景控制指令，将所述场景控制指令发送至所述通断控制模块113；其中，所述预设场景控制指令为预设场景下通断器状态对应的控制指令；

所述通断控制模块113，用于响应所述场景控制指令，在电压过零时控制所述通断器13的动作，并向所述主控模块111返回场景控制结果；

所述主控模块111，用于将所述场景控制结果及场景控制后的通断器状态发送至所述通信模块12；

所述通信模块12，用于将所述场景控制结果及所述场景控制后的通断器状态上报至所述终端设备2。

本实施例中，场景控制模块115预设有不同的应用场景，保存各应用场景下通断器13的断开指令和断开指令，以满足不同应用场景的控制需求，能实现场景控制应答和场景控制后的通断器状态上报。因此，服务器21远程下发场景操作指令调用对应的预设场景控制通断器13，实现远程按应用场景控制通断器13，实现远程控制负载供电。近场设备22调用预设场景控制通断器13，实现近场按应用场景控制通断器13。有线设备23调用预设场景控制通断器13，实现通过有线连接按应用场景控制通断器13。同理的，控制面板设备5下发场景操作指令调用预设场景控制通断器13，实现按控制面板设备5选定的应用场景控制通断器13。

在一种优选的实施例中，请参见图1，所述处理模块11还包括计划任务模块116；

所述计划任务模块116，与所述RTC模块117及所述场景控制模块115连接，用于获取所述实时时钟；当所述实时时钟到达预设的计划任务时间点时，向所述场景控制模块115发出任务控制请求；

所述场景控制模块115，用于调用所述任务控制请求对应的预设场景控制指令，作为任务控制指令，并将所述任务控制指令发送至所述通断控制模块113；

所述通断控制模块113，用于响应所述任务控制指令，在电压过零时控制所述通断器13的动作，并向所述主控模块111返回任务控制结果；

所述主控模块111，用于将所述任务控制结果及任务控制后的通断器状态发送至所述通信模块12；

所述通信模块12，用于将所述任务控制结果及所述任务控制后的通断器状态上报至所述终端设备2。

需要说明的是，计划任务模块116根据预设时间点调用指定的场景控制来控制通断器，实现按计划的时间点执行指定的控制任务，可按日循环、周循环等执行计划任务，保证设备在离线状态时，可实现离线自控，减少对网络通信的依赖，避免网络通信故障后无法控制的风险。进一步，通过设置RTC模块，为电测执行器提供精确的实时时钟，保证计划任务功能正常执行，以使处理模块11可以定时执行计划任务模块设定的场景控制任务，从而实现定时开关用电器或执行指定场景模式，不依赖设备平台，可离线自运行，实现计划任务功能。

在一种优选的实施例中，所述处理模块11还包括OTA模块118；

所述主控模块111，还用于通过所述通信模块12接收来自所述终端设备2的固件升级指令；

所述OTA模块118，用于连接所述主控模块111以获取所述固件升级指令，并基于所述固件升级指令进行升级。

本实施例中，OTA模块118对电测执行器1进行固件升级。因此，OTA模块118与主控模块111连接，通过近场通信模块1212，近场设备22可对电测执行器1进行固件升级。通过远程通信模块1211，服务器21可对电测执行器1进行远程固件升级。通过有线通信模块122，有线设备23可对电测执行器1进行远程固件升级。

在一种优选的实施例中，所述电测执行器1还包括人机交互模块14；其中，所述人机交互模块14包括显示设备、按键及二维码处理模块；

所述按键，与所述显示设备、所述主控模块111连接，用于获取用户操作按键行为对应的按键控制指令和参数配置指令，并发送至所述主控模块111；控制所述显示设备的显示内容；

所述二维码处理模块，与所述主控模块、所述显示设备连接，用于从所述主控模块获取所述电测执行器的参数信息，并形成二维码数据，将所述二维码数据发送至所述显示设备；

所述显示设备，用于根据按键行为切换显示内容；接收并显示所述二维码数据；

所述主控模块111，用于响应所述参数配置指令，对所述电测执行器1进行参数配置，并向所述显示设备发送参数配置信息；转发所述按键控制指令至所述通断控制模块113；

所述通断控制模块113，用于响应所述按键控制指令，在电压过零时控制所述通断器的动作，并向所述主控模块111返回按键控制结果；

所述主控模块111，还用于根据所述按键控制结果，得到按键控制后的通断器状态，并发送至所述通信模块12；

所述通信模块12，用于将所述按键控制后的通断器状态上报至所述终端设备2。

本实施例中，电测执行器1通过设置人机交互模块14，实现直接通过屏幕或案件查询或配置设备参数、控制通断器、重启设备等操作。示例性的，电测执行器1设有128*64点阵的OLED屏幕及两个按键。另外，二维码处理模块从主控模块获取设备的参数信息，并输出成二维码，显示在OLED显示屏上，进而结合扫码枪或手机扫码，快速获取或录入设备参数，从而实现参数二维码化，实现快速获取设备的参数信息。

在一种优选的实施例中，所述有线通信模块12包括无线协议转换模块；

所述无线通信模块121，用于连接所述服务器21、所述控制面板设备5及所述近场设备22以接收无线数据并发送至所述主控模块111；

所述主控模块111，与所述无线协议转换模块连接，用于将所述无线数据发送至所述无线协议转换模块；

所述无线协议转换模块，与所述有线设备23连接，用于将所述无线数据发送至所述有线设备23，并接收所述有线设备23返回的有线数据，将所述有线数据发送至所述主控模块111；

所述主控模块111，还用于接收所述有线数据，并通过所述无线通信模块121将所述有线数据发送至所述服务器21及所述近场设备22。

本实施例中，有线设备23优选为Modbus设备，电测执行器1通过有线通信模块122连接一个或多个Modbus设备，通过输出Modbus控制指令，实现控制一路或多路Modbus设备。进一步，有线通信模块122支持无线协议转换，通过设置无线协议转换模块，将来自无线通信模块121的无线数据发送至有线设备23，实现控制一个或多个有线设备协同工作。同理的，通过无线协议转换模块，将来自有线设备23的有线数据发送至服务器21、近场设备22。

优选的，电测执行器1应用DOL通信协议，若电测执行器升级功能时需更改通信协议，仅需在原有的通信协议上追加相应的数据即可，解决了设备功能升级可能导致的通信协议不一致而引发的应用不兼容问题。

在一种优选的实施例中，请参见图1，电测执行器1还包括电源模块15，用于为电测执行器1提供工作电源。具体的，电源模块15连接于市电3以获取电能，同时电源模块15连接于电测执行器1的通信模块12、处理模块11及人机交互模块14。

本发明实施例提供的一种电测执行器，所述电测执行器包括电源模块、处理模块、通断器、通信模块及人机交互模块，其中，处理模块包括事件处理模块、电能处理模块、通断控制模块、RTC模块、场景控制模块、计划任务模块、OTA模块，通信模块包括无线通信模块和有线通信模块，无线通信模块包括远程通信模块和近场通信模块，实现电测设备集电能计量、有线抄表、无线抄表和拉闸功能为一体，实现指令控制应答及感知当前通断器状态，实现快速批量控制负载供电，且为物联平台提供恶性负载识别的数据凭据；实现远程、近场、有线控制拉闸，可有效地对用电器进行管理，避免不必要的能源损耗；实现自动报警功能，为用电安全提供有效保障；实现了获取功率因数和负载功率，为物联网平台提供恶性负载识别的重要凭依；实现通断器过零切断，减少通断器操作时产生的火花，有效延长继电器寿命；实现谐波分析，为区域供电系统提供电能质量整改依据；实现参数二维码化，结合手机或扫码枪可快速获取并录入产品信息，便于现场操作；实现一路或多路有线设备协同工作；实现场景控制，简化了用户管理用电器的操作；实现计划任务，使得电测执行器能够在离线的情况下仍然保持自动运行；应用了标准LoRaWAN通信协议，满足快速使用和互联互通的需求，有利于物联网大数据分析；可实现承载无线承载Modbus通信协议，打破了Modbus通信仅在有线通信上使用的局限；实现兼容多种通信方式，可根据不同应用场景应用不同通信方式，极大的扩大了产品的应用范围；通过应用DOL通信协议，解决设备功能升级可能导致的通信协议不一致而引发的应用不兼容问题。

实施例二

参见图2，是本发明实施例二提供的一种电测执行器的控制方法的流程示意图，适用于设有处理模块、通信模块和通断器的电测执行器，所述方法包括步骤S101至S105。

S101、处理模块的电能处理模块测量所接入市电回路的电能数据后发送至所述处理模块的主控模块，以及当检测到电压过零时生成电压过零信号，并发送至所述处理模块的通断控制模块；

S102、通信模块接收终端设备发送的抄表指令和通断控制指令后发送至所述主控模块；其中，所述通信模块包括无线通信模块和有线通信模块，所述终端设备包括服务器、近场设备和有线设备；

S103、所述通断控制模块响应来自所述主控模块的所述通断控制指令，基于所述电压过零信号控制通断器的动作，并向所述主控模块返回通断器控制结果；

S104、所述通断器连接负载以断开或接通负载供电；

S105、所述主控模块响应所述抄表指令，对所述电能数据进行处理，得到抄表应答数据，并将所述抄表应答数据、所述通断器控制结果及所述通断控制指令控制后的通断器状态发送至所述通信模块，以使所述通信模块将所述抄表应答数据、所述通断器控制结果及所述通断器状态上报至所述终端设备。

本发明实施例二提供的一种电测执行器的控制方法，能有效解决现有技术中缺少集电能计量、有线抄表、无线抄表和拉闸功能为一体的电表设备的问题，实现指令控制应答及感知当前通断器状态，实现快速批量控制负载供电，且为物联平台提供恶性负载识别的数据凭据，具有多功能复合的特点，大大降低现场硬件部署的复杂度，具有很高的性价比。

参见图3，是本发明实施例二提供的电测执行器的控制面板设备控制方法的流程示意图，所述方法适用于上述实施例一所述的电测执行器，包括步骤S201至S204。

S201、通信模块接收控制面板设备发送的控制面板抄表指令和控制面板通断控制指令后发送至主控模块；

S202、所述主控模块接收所述控制面板抄表指令和所述控制面板控制指令，响应所述控制面板抄表指令，对接收到的电能数据进行处理，得到控制面板抄表应答数据，并发送至所述通信模块；

S203、通断控制模块响应来自所述主控模块的所述控制面板控制指令，在电压过零时控制通断器的动作，并向所述主控模块返回控制面板控制结果；

S204、所述主控模块将所述控制面板控制结果及控制面板控制后的通断器状态发送至所述通信模块，以使所述通信模块将所述控制面板抄表应答数据、所述控制面板控制结果及所述控制面板控制后的通断器状态上报至终端设备。

参见图4，是本发明实施例二提供的电测执行器的场景控制方法的流程示意图，所述方法适用于上述实施例一所述的电测执行器，包括步骤S301至S304。

S301、主控模块通过通信模块接收来自终端设备或控制面板设备的场景操作指令；

S302、场景控制模块获取所述场景操作指令，并从预设场景控制指令中调用所述场景操作指令对应的场景控制指令，将所述场景控制指令发送至通断控制模块；其中，所述预设场景控制指令为预设场景下通断器状态对应的控制指令；

S303、所述通断控制模块响应所述场景控制指令，在电压过零时控制通断器的动作，并向所述主控模块返回场景控制结果；

S304、所述主控模块将所述场景控制结果及场景控制后的通断器状态发送至所述通信模块，以使所述通信模块将所述场景控制结果及所述场景控制后的通断器状态上报至所述终端设备。

参见图5，是本发明实施例二提供的电测执行器的任务计划控制方法的流程示意图，所述方法适用于上述实施例一所述的电测执行器，包括步骤S401至S404。

S401、计划任务模块获取来自RTC模块的实时时钟，当所述实时时钟到达预设的计划任务时间点时，向场景控制模块发出任务控制请求；

S402、所述场景控制模块调用所述任务控制请求对应的预设场景控制指令，作为任务控制指令，并将所述任务控制指令发送至通断控制模块；

S403、所述通断控制模块响应所述任务控制指令，在电压过零时控制通断器的动作，并向主控模块返回任务控制结果；

S404、所述主控模块将所述任务控制结果及任务控制后的通断器状态发送至通信模块，以使所述通信模块将所述任务控制结果及所述任务控制后的通断器状态上报至终端设备。

本发明实施例提供的一种电测执行器的控制方法，实现远程、近场、有线控制拉闸，可有效地对用电器进行管理，避免不必要的能源损耗；实现自动报警功能，为用电安全提供有效保障；实现了获取功率因数和负载功率，为物联网平台提供恶性负载识别的重要凭依；实现通断器过零切断，减少通断器操作时产生的火花，有效延长继电器寿命；实现谐波分析，为区域供电系统提供电能质量整改依据；实现参数二维码化，结合扫码枪可快速获取并录入产品信息，便于操作；实现一路或多路有线设备协同工作；实现场景控制，简化了用户管理用电器的操作；实现计划任务，使得电测执行器能够在离线的情况下仍然保持自动运行；应用了标准LoRaWAN通信协议，满足快速使用和互联互通的需求，有利于物联网大数据分析；可实现承载无线承载Modbus通信协议，打破了Modbus通信仅在有线通信上使用的局限；实现兼容多种通信方式，可根据不同应用场景应用不同通信方式，极大的扩大了产品的应用范围；通过应用DOL通信协议，解决设备功能升级可能导致的通信协议不一致而引发的应用不兼容问题。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种电测执行器，其特征在于，包括：处理模块、通信模块和通断器；其中，所述处理模块包括主控模块、电能处理模块、通断控制模块和OTA模块，所述通信模块包括无线通信模块和有线通信模块；

所述电能处理模块，与市电、所述主控模块、所述通断控制模块连接，用于测量所接入市电回路的电能数据后发送至所述主控模块，以及当检测到电压过零时生成电压过零信号，并发送至所述通断控制模块；

所述通信模块，与终端设备、所述主控模块连接，用于接收所述终端设备发送的抄表指令和通断控制指令后发送至所述主控模块；其中，所述终端设备包括服务器、近场设备和有线设备；

所述通断控制模块，与所述通断器、所述主控模块连接，用于响应来自所述主控模块的所述通断控制指令，基于所述电压过零信号控制所述通断器的动作，并向所述主控模块返回通断器控制结果；

所述通断器，用于连接负载以断开或接通负载供电；

所述主控模块，用于响应所述抄表指令，对所述电能数据进行处理，得到抄表应答数据，并将所述抄表应答数据、所述通断器控制结果及所述通断控制指令控制后的通断器状态发送至所述通信模块；

所述主控模块，还用于通过所述通信模块接收来自所述终端设备的固件升级指令；

所述OTA模块，用于连接所述主控模块以获取所述固件升级指令，并基于所述固件升级指令进行升级；

所述通信模块，还用于将所述抄表应答数据、所述通断器控制结果及所述通断器状态上报至所述终端设备。

2.如权利要求1所述的电测执行器，其特征在于，所述电能处理模块包括电压传感器、电流传感器及电能测量模块；

所述电压传感器，用于测量所述市电回路中的电压信号；所述电压信号包括电压幅值、电压频率和电压相位；

所述电流传感器，用于测量所述市电回路中的电流信号；其中，所述电流信号包括电流大小、电流方向和电流相位；

所述电能测量模块，与所述电压传感器、所述电流传感器连接，用于接收来自所述电压传感器的所述电压信号以及来自所述电流传感器的所述电流信号，并生成对应的电能数据；其中，所述电能数据包括电压、电流、电压频率、电度、功率、功率因数；

所述电能测量模块，还用于对所述市电回路进行电压过零检测，当检测到电压过零时生成电压过零信号。

3.如权利要求2所述的电测执行器，其特征在于，所述通信模块，与控制面板设备连接，用于接收所述控制面板设备发送的控制面板抄表指令和控制面板通断控制指令后发送至所述主控模块；

所述主控模块，用于接收所述控制面板抄表指令和所述控制面板控制指令；响应所述控制面板抄表指令，对所述电能数据进行处理，得到控制面板抄表应答数据，并发送至所述通信模块；

所述通断控制模块，用于响应来自所述主控模块的所述控制面板控制指令，在电压过零时控制所述通断器的动作，并向所述主控模块返回控制面板控制结果；

所述主控模块，还用于将所述控制面板控制结果及控制面板控制后的通断器状态发送至所述通信模块；

所述通信模块，还用于将所述控制面板抄表应答数据、所述控制面板控制结果及所述控制面板控制后的通断器状态上报至所述终端设备。

4.如权利要求1所述的电测执行器，其特征在于，所述处理模块还包括事件处理模块；

所述事件处理模块，与所述电能处理模块、所述主控模块连接，用于根据来自所述电能处理模块的电能数据，判断当前的所述市电回路是否存在电能质量超标，以及判断当前的所述市电回路中电压值、电流值和功率值是否超过预设的报警阈值；若是，则生成报警信号，并发送至所述主控模块；

所述主控模块，用于将所述报警信号转发至所述通信模块；

所述通信模块，用于将所述报警信号发送至所述终端设备；

所述事件处理模块，还用于连接所述通断控制模块以当发生报警事件时，根据当前通断器状态判断是否生成通断器断开指令；若是，则向所述通断控制模块发送所述通断器断开指令；

所述通断控制模块，用于响应所述通断器断开指令，在电压过零时控制所述通断器断开；

所述处理模块还包括RTC模块；所述RTC模块，用于连接所述主控模块以向所述电测执行器提供实时时钟；

所述事件处理模块，还用于连接所述RTC模块以根据来自所述RTC模块的实时时钟，按时间冻结所述电能数据，生成并保存电能冻结数据。

5.如权利要求4所述的电测执行器，其特征在于，所述处理模块还包括场景控制模块；

所述主控模块，用于通过所述通信模块接收来自所述终端设备或控制面板设备的场景操作指令；

所述场景控制模块，与所述主控模块、所述通断控制模块连接，用于获取所述场景操作指令，并从预设场景控制指令中调用所述场景操作指令对应的场景控制指令，将所述场景控制指令发送至所述通断控制模块；其中，所述预设场景控制指令为预设场景下通断器状态对应的控制指令；

所述通断控制模块，用于响应所述场景控制指令，在电压过零时控制所述通断器的动作，并向所述主控模块返回场景控制结果；

所述主控模块，用于将所述场景控制结果及场景控制后的通断器状态发送至所述通信模块；

所述通信模块，用于将所述场景控制结果及所述场景控制后的通断器状态上报至所述终端设备。

6.如权利要求5所述的电测执行器，其特征在于，所述处理模块还包括计划任务模块；

所述计划任务模块，与所述RTC模块及所述场景控制模块连接，用于获取所述实时时钟；当所述实时时钟到达预设的计划任务时间点时，向所述场景控制模块发出任务控制请求；

所述场景控制模块，用于调用所述任务控制请求对应的预设场景控制指令，作为任务控制指令，并将所述任务控制指令发送至所述通断控制模块；

所述通断控制模块，用于响应所述任务控制指令，在电压过零时控制所述通断器的动作，并向所述主控模块返回任务控制结果；

所述主控模块，用于将所述任务控制结果及任务控制后的通断器状态发送至所述通信模块；

所述通信模块，用于将所述任务控制结果及所述任务控制后的通断器状态上报至所述终端设备。

7.如权利要求1所述的电测执行器，其特征在于，所述电测执行器还包括人机交互模块；其中，所述人机交互模块包括显示设备、按键及二维码处理模块；

所述按键，与所述显示设备、所述主控模块连接，用于获取用户操作按键行为对应的按键控制指令和参数配置指令，并发送至所述主控模块；控制所述显示设备的显示内容；

所述二维码处理模块，与所述主控模块、所述显示设备连接，用于从所述主控模块获取所述电测执行器的参数信息，并形成二维码数据，将所述二维码数据发送至所述显示设备；

所述显示设备，用于根据按键行为切换显示内容；接收并显示所述二维码数据；

所述主控模块，用于响应所述参数配置指令，对所述电测执行器进行参数配置，并向所述显示设备发送参数配置信息；转发所述按键控制指令至所述通断控制模块；

所述通断控制模块，用于响应所述按键控制指令，在电压过零时控制所述通断器的动作，并向所述主控模块返回按键控制结果；

所述主控模块，还用于根据所述按键控制结果，得到按键控制后的通断器状态，并发送至所述通信模块；

所述通信模块，用于将所述按键控制后的通断器状态上报至所述终端设备。

8.如权利要求3所述的电测执行器，其特征在于，所述有线通信模块包括无线协议转换模块；

所述无线通信模块，用于连接所述服务器、所述控制面板设备及所述近场设备以接收无线数据并发送至所述主控模块；

所述主控模块，与所述无线协议转换模块连接，用于将所述无线数据发送至所述无线协议转换模块；

所述无线协议转换模块，与所述有线设备连接，用于将所述无线数据发送至所述有线设备，并接收所述有线设备返回的有线数据，将所述有线数据发送至所述主控模块；

所述主控模块，还用于接收所述有线数据，并通过所述无线通信模块将所述有线数据发送至所述服务器及所述近场设备。

9.一种电测执行器的控制方法，其特征在于，适用于如权利要求1至8任一项所述的电测执行器，包括步骤：

处理模块的电能处理模块测量所接入市电回路的电能数据后发送至所述处理模块的主控模块，以及当检测到电压过零时生成电压过零信号，并发送至所述处理模块的通断控制模块；

通信模块接收终端设备发送的抄表指令和通断控制指令后发送至所述主控模块；其中，所述通信模块包括无线通信模块和有线通信模块，所述终端设备包括服务器、近场设备和有线设备；

所述通断控制模块响应来自所述主控模块的所述通断控制指令，基于所述电压过零信号控制通断器的动作，并向所述主控模块返回通断器控制结果；

所述通断器连接负载以断开或接通负载供电；

所述主控模块响应所述抄表指令，对所述电能数据进行处理，得到抄表应答数据，并将所述抄表应答数据、所述通断器控制结果及所述通断控制指令控制后的通断器状态发送至所述通信模块，以使所述通信模块将所述抄表应答数据、所述通断器控制结果及所述通断器状态上报至所述终端设备。

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