CN203012854U - 智能云电表 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种智能云电表，包括：数据交换单元、存储器、模数转换器、采集器、传感器、ZigBee模块、以太网接口、wifi模块、CPU和显示器；所述数据交换单元、所述存储器、所述模数转换器、所述采集器和所述传感器依次进行数据交互；所述CPU处理所述模数转换器的数据，并将处理的数据传输到所述显示器进行显示；所述数据交换单元分别通过所述ZigBee模块、所述以太网接口和所述wifi模块与外界进行数据交互。本实用新型提供的智能云电表，采用了现代电子的设计，可以外扩远传通信功能，通过网络软件对电表进行控制。
Description
技术领域
本实用新型属于电力系统领域，具体涉及一种智能云电表。
背景技术
智能云电表不是虚无缥缈的概念，而是能实现家庭侧需求管理、高级测算、电表数据管理和家庭需求响应、海量存储、远程控制等众多应用优势的重要技术成果。只要有网线接口，云技术可以配置在智能云电表上，是对智能电表现有应用的升级，也是智能云电表发展到高级阶段的必要配置，它极大提升了智能云电表的实用性。
所谓的智能产品，比如智能电表，其实只“能”并不“智”。按照智能的真正定义，目前市面上的产品还属于初期阶段的试验产品，很多企业的产品实际是伪智能，目前的智能产品能够下载软件，能够互动，能够与手机互相操作，但是这些只是当下这些技术“能”做的基本方式。真正“智”控上却尚未有大的突破。在智能应用上是否有更大的实用价值的怀疑。
智能云电表结合我国电力能源计量特点和家庭能源管理的需求进行整体设计，形成具有中国鲜明特色的新一代智能云电表。从根本上改变我国伪智能电表的传统设计，争取在世界范围有中国主导的新一代智能云电表。
实用新型内容
为克服上述缺陷，本实用新型提供了一种采用了现代电子的设计，可以外扩远传通信功能，通过网络软件对电表进行控制。
为实现上述目的，本实用新型提供一种智能云电表，其改进之处在于，所述智能云电表包括：数据交换单元、存储器、模数转换器、采集器、传感器、ZigBee模块、以太网接口、wifi模块、CPU和显示器；所述数据交换单元、所述存储器、所述模数转换器、所述采集器和所述传感器依次进行数据交互；所述CPU处理所述模数转换器的数据，并将处理的数据传输到所述显示器进行显示；所述数据交换单元分别通过所述ZigBee模块、所述以太网接口和所述wifi模块与外界进行数据交互。本实用新型提供的优选技术方案中，所述存储器为闪存。
本实用新型提供的第二优选技术方案中，其特征在于，所述CPU采用型号为AT91SAM7S256的MCU。
本实用新型提供的第三优选技术方案中，所述ZigBee模块采用型号为CC2530的芯片。
本实用新型提供的第四优选技术方案中，wifi模块采用型号为88w8686的芯片。
本实用新型提供的第五优选技术方案中，所述以太网接口通过塑料光纤与外界进行数据交互。
本实用新型提供的第六优选技术方案中，所述数据交换单元是数据接口。
与现有技术比，本实用新型提供的一种智能云电表，在智能电表基础上，运用云计算、云存储等技术对现有应用进行升级的智能化云电表设备，它拥有先进的用户需求侧负荷管理、高级测算、电表数据管理和家庭需求响应、用电云海量存储、远程控制等众多应用优势，并能实现软件更新和内容的无限扩充。电力部门通过“用电云”来控制后台数据和软件平台，包括基础操作平台和应用操作系统，智能云电表用户不需要为自家的电表进行任何升级、维护、资源下载，只需将智能云电表连上网络，就可即时实现最新应用和海量资源的共享。
附图说明
图1为智能云电表的结构示意图。
图2为智能云电表在“用电云”中的应用示意图。
具体实施方式
如图2所示，提供了一种基于“用电云”技术的智能电表系统，新一代智能云电表技术是能源计量一个重要研究领域。本发明具有性能可靠；低成本及现代网络通信技术。智能云电表由采集、存储、计算、高速通信及一些无源器件组成；本发明智能云电表具有优异的抗电磁干扰性能，高可靠性、保密性强、高灵敏度和较小的体积，且制备简单、成本低，且系统防水防潮，使用寿命长。
国际智能电表界普遍认为，新一代智能云电表技术可望在5年后完全实现商品化，是电力系统能源计量领域重大突破。智能云电表具有现代网络通信技术、“用电云”服务于电表的技术革命。未来几年电力系统能源计量领域需要提高计量的技术水平，提高计量精度，更需要新一代的计量设备，企业应及时启动新一代智能云电表项目。
新一代智能云电表作为电力系统能源计量重大革命，将以一个全新的面貌及形态出现在中国。新一代智能云电表以网络通信、云计算技术作为支撑，采用先进的高速双向通信网络、先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术，实现新一代智能云电表的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标的优化高效运行。
1用电云概述
2.1“用电云”的定义
电力系统“用电云”的建立，标志着电力系统能效计量管理进入高级超智能阶段。为管理以及计算智能云电表采集大量的信息数据，提出新一代智能云电表管理系统——“用电云”系统。“用电云”系统具有运算速度快、系统容量大、可操作性强等优点。
智能云电表是应用云计算、云存储技术的能源计量设备，是云设备的一种。通俗地讲，就是用户不需要单独为智能云电表配备所有互联网功能或内容，智能云电表连上网络，就可以随时从外界调取自己需要的资源或信息。它运用物联网技术采集家庭主要用电设备的电能数据，通过云计算，向客户提供电能数据查询、分析报表、报警，满足家庭能效分析，制订节能降耗方案、提高设备安全运行可靠性的方案。提供资源的网络我们称之为云，为用电服务的网络我们称之为“用电云”。云资源是无限的我们可以按需使用。通过“用电云”为供电公司提供服务，家庭通过“用电云”及时掌握家庭能耗状况，进行分析。
2“用电云”的特征
一、强大的计算能力和存贮能力
整合全部供电公司资源，形成一个功能强大的计算和存储平台。按用户需求动态分配计算和存储能力，供电公司相当设置一台超级计算机。“用电云”能赋予用户前所未有的计算能力。
二、良好的可扩展性
“用电云”的规模可以动态伸缩，满足应用和用户规模增长的需要。
三、虚拟化
云计算支持用户在任意位置、使用各种终端获取应用服务。所请求的资源来自“用电云”，而不是固定的有形的实体。应用在“用电云”中某处运行，但实际上用户无需了解、也不用担心应用运行的具体位置。只需要一台笔记本或者一个手机，就可以通过网络服务来实现我们需要的一切，甚至包括超级计算这样的任务。
四、可靠性
“用电云”使用了数据多副本容错、计算节点同构可互换等措施来保障服务的高可靠性，使用云计算比使用本地计算机可靠。
五、经济性
由于“用电云”的特殊容错措施可以采用极其廉价的节点来构成云，“用电云”的自动化集中式管理使供电公司无需负担日益高昂的数据中心管理成本，“用电云”的通用性使资源的利用率较之传统系统大幅提升，因此用户可以充分享受“用电云”的低成本优势，经常只要花费几百美元、几天时间就能完成以前需要数万美元、数月时间才能完成的任务。
3“用电云”的架构
根据“用电云”系统的体系结构，结合我国智能电表的实际特点，智能云电表的云计算平台架构应该具有3个层次，1资源层、2平台层、3应用层，下面分别介绍各层。
应用层主要包括传感器、智能云电表采集设备，智能电网中任何智能电力数据采集终端(智能云电表)是以采集电力线三相电压和电流为基础，进行各种计算产生有功、无功、功率因数、电量等参数及相应控制。如RTU、TTU、DTU、负荷控制设备、配电仪、无功控制器、变压器监测仪、三相多功能电表等。都是采集电力线三相电压和电流，只不过名称不同而已。每种设备都有各自的规约以及各自部门管理。统一到“用电云”什么问题都可以解决，并且符合国网公司大运行的政策。
应用层主要经过传感器完成高速电压、电流采样，智能云电表只提供电压、电流数据，用户可以经过“用电云”访问智能云电表设备，智能云电表只是完成采集数据功能，及时将采集的数据输送给“用电云”，极大减少了智能云电表的计算量，大量的运算全部由“用电云”完成，即节省智能云电表运算，从根本上降低了智能云电表成本。设备升级无需在智能云电表进行，任何升级全部由“用电云”完成，解决每个用户升级问题。方便供电公司工作人员的工作量只要硬件设备不改造，无论任何时候在“云”内都能升级。不论你是RTU还是TTU全部由“用电云”完成，只要涉及电力信息数据“用电云”完全能能够胜任，并且完成分析计算。
平台层构建在应用层的基础之上，供电公司在平台上进行软件开发和测试。主要完成用户软件开发建立软件运行环境。“用电云”的用电图像显示、用电曲线显示，全部在平台上完成。
4智能云电表通信系统架构
通信网络成为智能云电表数据传输系统的核心，通信网络的质量决定“用电云”的效率。以塑料光纤作为通信传输媒体是能源计量数据传输的重大革命，为能源计量数据传输提供高速网络通信服务。
6智能云电表技术架构
智能云电表除具有智能电表的全部功能，新应用的需求是具有家庭能源使用的全部信息，优化能源的分配和消费，同时为智能电网的实施提供支撑。智能通信和数据处理，可扩展的和安全的下一代网络通信技术。提供更加精确的电量计费和更多的智能电网功能。
把新的配电管理、高级测算、电表数据管理和需求响应等内容与现有的服务项目诸如客户管理系统以及停电管理系统整合在一起。
电费结算功能：例如中国移动的充值卡一样，可以充值的智能云电表。客户在任何地方购买充值卡即完成电量的充值。
最大特点是智能云电表采集原始进行分块存储不进行任何计算，不分析，需要分析全部由计算机通过通信接口进行，实现云计算。不进行计算可以最大限度节约硬件资源，即节约成本。
通过以下实施例对智能云电表作进一步解释。
如图1所示，一种智能云电表，包括：数据交换单元、存储器、模数转换器、采集器、传感器、网络通信单元、CPU和显示器；所述数据交换单元、所述存储器、所述模数转换器、所述采集器和所述传感器依次进行数据交互；所述CPU处理所述模数转换器的数据，并将处理的数据传输到所述显示器进行显示；所述数据交换单元通过所述网络通信单元与计算机进行数据交互。
所述存储器为闪存。所述CPU采用型号为AT91SAM7S256的MCU。所述网络通信单元，包括依次设置的ZigBee模块、以太网接口和wifi模块。
所述ZigBee模块采用型号为CC2530的芯片。wifi模块采用型号为88w8686的芯片。所述资源层，包括：并排设置的物理计算设备和物理存储设备。物理计算设备是云计算数据中心计算机设备；物理存储设备是互联网服务器设备。
所述以太网接口通过塑料光纤连接资源层。
所述数据交换单元是数据接口。
需要声明的是，本实用新型内容及具体实施方式意在证明本实用新型所提供技术方案的实际应用，不应解释为对本实用新型保护范围的限定。本领域技术人员在本实用新型的精神和原理启发下，可作各种修改、等同替换、或改进。但这些变更或修改均在申请待批的保护范围内。
Claims (7)
1.一种智能云电表，其特征在于，所述智能云电表包括：数据交换单元、存储器、模数转换器、采集器、传感器、ZigBee模块、以太网接口、wifi模块、CPU和显示器；所述数据交换单元、所述存储器、所述模数转换器、所述采集器和所述传感器依次进行数据交互；所述CPU处理所述模数转换器的数据，并将处理的数据传输到所述显示器进行显示；所述数据交换单元分别通过所述ZigBee模块、所述以太网接口和所述wifi模块与外界进行数据交互。
2.根据权利要求1所述的智能云电表，其特征在于，所述存储器为闪存。
3.根据权利要求1所述的智能云电表，其特征在于，所述CPU采用型号为AT91SAM7S256的MCU。
4.根据权利要求1所述的智能云电表，其特征在于，所述ZigBee模块采用型号为CC2530的芯片。
5.根据权利要求1所述的智能云电表，其特征在于，wifi模块采用型号为88w8686的芯片。
6.根据权利要求1所述的智能云电表，其特征在于，所述以太网接口通过塑料光纤与外界进行数据交互。
7.根据权利要求1所述的智能云电表，其特征在于，所述数据交换单元是数据接口。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN104267652A (zh) * | 2014-10-16 | 2015-01-07 | 国家电网公司 | 变压器监控系统 |
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2012
- 2012-11-22 CN CN 201220623965 patent/CN203012854U/zh not_active Expired - Lifetime
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