CN112448736A - 一种泛在电力物联网电能表 - Google Patents
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Abstract
本发明运用380V/220V低压电网上电力线载波通讯的技术，实现在电力线中通讯信号的实时传输和接收，可用于电子、电器设备的测量和控制。本发明将普通电子电能表与电力线载波通信模块结合在一起，使电能表不仅具有电能计量功能，而且具有信号传输功能，实现智能家居和电器设备的监视和控制信号在电力线上实时传输。该电能表的使用，将降低泛在电力物联网的建设成本；同时，也将促进智能家居、智能工业、智能农业的发展。
Description
技术领域
本发明涉及计量技术和通信技术领域，是电能计量技术和电力线载波通信技术相结合的一项技术，具体涉及一种泛在电力物联网电能表结构。
背景技术
2019年3月，国家电网公司提出用六年时间建成泛在电力物联网。泛在电力物联网，就是围绕电力系统各环节，充分应用互联网、人工智能等现代信息技术、先进通信技术，实现电力系统各环节万物互联、人机交互，具有状态全面感知、信息高效处理、应用便捷灵活特征的智慧服务系统；其实质是实现各种信息传感设备与通信信息资源(互联网、电信网和电力通信专网)的结合，从而形成具有自我标识、感知和智能处理的物理实体。
泛在电力物联网电能表是电子电能表和末端电力线载波通信模块的结合。该结合形式有助于泛在电力物联网的建设和推广。电力线载波通信是指利用现有电力线，通过载波方式将信号进行传输的技术，最大特点是不需要重新架设网络，只要有电线，就能进行数据传递，有利于降低建设成本。
随着人工智能技术的不断发展，远程控制的需求越来越多，信号的通信已成为人工智能技术的重要组成部分。无论是智能家居，还是泛在电力物联网，信号的末端通信都是非常重要的。末端通信采用电力线直接传输信号无疑是比较经济实用的方法，而其安全性和可靠性均高于无线通信。
电力线载波通信模块是互联网信号与智能设备电力线载波信号的桥连接器。本发明将普通电子电能表与电力线载波通信模块结合在一起，使电能表增加了信号传输功能，使得智能家电设备的监视和控制信号在380V/220V电力线上实时传输，实现泛在电力物联网的末端通信。
发明内容
为实现上述目的，一种泛在电力物联网电能表特征包括：由电能计量模块（1）、电力线载波通信模块（2）和外壳（3）组成；电能计量模块（1）的通信接口（1-1）用导体连接电力线载波通信模块（2）的通信接口（2-1）；电力线载波通信模块（2）的电力线接口（2-3）用导体连接电能计量模块（1）的电力线接口（1-3）；电能计量模块（1）和电力线载波通信模块（2）置于外壳（3）内。
电能计量模块（1）是380V/220V交流电网中，具有信号通信接口的三相或二相电子电能表；电力线接口（1-2）是电力线的进口，电力线接口（1-3）是电力线的出口。
电力线载波通信模块（2）具有接收和发射380V/220V交流电网中的多种电力线载波信号的能力；具有能将弱电导体内的信号和强电导体内的信号互相转换的功能；通信接口（2-2）是对外收发弱电信号的接口。电力线载波通信模块（2）将电力线上的信号转至宽带信号收发器上，或将宽带信号收发器上的信号转至电力线上。
外壳（3）为一封闭壳体，具有电能计量数据显示的透明窗口；具有电力线接口（1-2）和（1-3）的对外通道；具有通信接口（2-2）的对外通道。
信号收发器为宽带信号收发器，通过光纤网络或移动网络将泛在电力物联网电能表的信号传输至远方，或者将远方信号传输至泛在电力物联网电能表上。一台信号收发器可接多台泛在电力物联网电能表。
与现有技术相比，泛在电力物联网电能表由于增加了电力线载波通信模块，既可采集用户用电量数据，亦可实时收发远程信号来监视和控制智能家电等电器设备。本发明结合载波水表、载波热力表、载波燃气表，很容易实现远程四表联抄。
附图说明
图1为本发明结构图。
图2为本发明的使用例图。
具体实施方式
下面将结合本发明使用例图，对本发明具体实施方案进行描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他使用例，都属于本发明保护的范围。
本实施例的计量模块是从市场采购的电子电能表的表芯，电力线载波通信模块按照发明专利“一种基于电力载波的智能家居物联网桥（专利申请号201810153210.2）”的发明内容制作。外壳用塑料板胶结制作。再将计量模块和电力线载波通信模块按照图1所示连接起来，置于外壳内，制作出泛在电力物联网电能表。
使用方法如下：
实施例中的家用电器选用空调。准备两台空调、两盏电灯、两台泛在电力物联网电能表。将两套泛在电力物联网电能表、空调和电灯根据图2所示安装，每台泛在电力物联网电能表搭载一台空调和一盏电灯，模拟两个家庭用户，同时安装在一条220V电路上。空调控制器前加装强弱电转换模块，电灯前面加上载波开关（内含强弱电转换模块）。信号收发器为光调制解调器。空调和电灯的弱电信号通过强弱电转换模块，转换成强电信号在电力线上传输，传至泛在电力物联网电能表，再由泛在电力物联网电能表内的电力线载波通信模块转为弱电信号，接入信号收发器，然后通过光纤传输上网。计量模块的用电量信息，通过通信接口（1-1）和通信接口（2-1）直接传至电力线载波物通信模块内的路由器；然后传至信号收发器，再通过光纤传输上网。
手机打开该装置的智能家居页面，首先，根据地址码，寻找到要监控的某家庭的电能表及其家电设备；手机信号通过网络读取电能表计量信息和智能家居状态信息；同时可以发送控制信号，开关电灯，开关空调，设置空调的模式、温度和风速。
通过本发明既可以实现用户用用电情况的实时监测数据的传输，也可以实现对智能家电设备的实时监视和控制信号的传输。
Claims (4)
1.一种泛在电力物联网电能表，其特征在于，包括电能计量模块（1）、电力线载波通信模块（2）和外壳（3）；电能计量模块（1）的通信接口（1-1）用导体连接电力线载波通信模块（2）的通信接口（2-1）；电力线载波通信模块（2）的电力线接口（2-3）用导体连接电能计量模块（1）的电力线接口（1-3）；电能计量模块（1）和电力线载波通信模块（2）置于外壳（3）内。
2.如权利要求1所述的一种泛在电力物联网电能表，其特征在于，所述电能计量模块（1）是380V/220V交流电网中，具有信号通信接口的三相或二相电子电能表；电力线接口（1-2）是电力线的进口，电力线接口（1-3）是电力线的出口。
3.如权利要求1所述的一种泛在电力物联网电能表，其特征在于，所述电力线载波通信模块（2）具有接收和发射380V/220V交流电网中的多种电力线载波信号的能力；具有能将弱电导体内的信号和强电导体内的信号互相转换的功能；通信接口（2-2）是对外收发弱电信号的接口。
4.如权利要求1所述的一种泛在电力物联网电能表，其特征在于，所述外壳（3）为一封闭壳体，具有电能计量数据显示的透明窗口；具有电力线接口（1-2）和（1-3）的对外通道；具有通信接口（2-2）的对外通道。
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