CN207908580U

CN207908580U - 一种多功能智能电表

Info

Publication number: CN207908580U
Application number: CN201820350607.6U
Authority: CN
Inventors: 顾大愚; 王小勇
Original assignee: Changzhou Deshi New Technology Development Co Ltd
Current assignee: Changzhou Deshi New Technology Development Co Ltd
Priority date: 2018-03-15
Filing date: 2018-03-15
Publication date: 2018-09-25
Anticipated expiration: 2028-03-15

Abstract

本实用新型公开了一种多功能智能电表，其包括处理器、电压采集电路、电流采集电路、断电检测电路、带继电器控制的可控插座、GPS模块、高度传感器、NB‑IOT通信模块、电池及充电电路、显示模块以及485通信电路；所述电压采集电路和电流采集电路用于计量供电的电压、电流；所述GPS模块、高度传感器用于实现位置信息采集；所述断电检测电路用于断电告警；所述可控插座用于实现远程遥控插座功能；所述NB‑IOT通信模块用于实现NB‑IOT无线通信；所述电池及充电电路用于对设备供电。本实用新型除了包含电度计量功能外、还包含实时位置信息采集功能、断电告警、NB‑IOT通信技术、远程遥控等，其功能多样可靠便捷。

Description

一种多功能智能电表

技术领域

本实用新型涉及一种多功能智能电表，具体地说是一种包含实时位置信息采集功能、断电告警功能、NB-IOT通信技术、远程遥控插座的智能电表。

背景技术

目前的电表大多只能计量电度，部分也仅带有无线或有线传输功能，这些通用电表只能适应常规用户的用电需求；现在随着用电方式的多样化，设备临时或长期租电、住户临时租电等应用场合越来越多，供电方也不再局限于供电局、而可能是普通民众，传统的通用电表已不太适应这些供电方需及时了解供电情况、供电位置、以及需要远程控制断电或供电的应用场合。

实用新型内容

本实用新型针对如设备临时或长期租电、住户临时租电等非常规居民的用电场合，提出了一种新的多功能智能电表，该多功能智能电表除了包含电度计量功能外、还包含实时位置信息采集功能、断电告警功能、NB-IOT通信技术、远程遥控插座。

本实用新型采取的技术方案是：一种多功能智能电表，其包括处理器、电压采集电路、电流采集电路、断电检测电路、带继电器控制的可控插座、GPS模块、高度传感器、NB-IOT通信模块、电池及充电电路、显示模块以及485通信电路；所述电压采集电路分别连接交流供电线路和处理器，用于实现对供电线路电压的计量；所述电流采集电路分别连接交流供电线路的火线和处理器，用于实现对供电电流的计量；所述GPS模块、高度传感器分别和处理器相连，用于实现实时位置信息采集；所述断电检测电路和处理器相连，用于实现断电告警；所述可控插座和处理器相连，用于实现远程遥控插座功能；所述NB-IOT通信模块和处理器相连，用于实现NB-IOT无线通信；所述电池及充电电路用于对设备供电；所述485通信电路和处理器相连，用于实现处理器与上位机之间通信和数据传输。

进一步的，所述处理器采用单片机处理器。

进一步的，所述高度传感器采用BMP280传感芯片，所述BMP280传感芯片的管脚2、管脚3、管脚4、管脚5分别通过电阻R31连接至所述处理器的数据传输接口。

进一步的，所述NB-IOT通信模块包括NB05-01模组和SIM卡座。

进一步的，所述处理器采用51系列的STM32L151C8处理芯片；所述STM32L151C8处理芯片的管脚37依次通过电阻R20、三极管D05和三极管D06连接NB05-01模组的VBAT管脚，STM32L151C8处理芯片的管脚12通过三极管D06连接NB05-01模组的RXD管脚，STM32L151C8处理芯片的管脚13通过电阻R17连接NB05-01模组的TXD管脚。

进一步的，所述电压采集电路包括电阻R30、电阻R34、电阻35和电容C38，所述电阻R30的一端连接交流供电线路的火线，另一端连接所述处理器，且该端还分别连接电阻R34的一端以及相互并联的电阻35和电容C38的一端，所述电阻R34的另一端连接3V电源，所述电阻35和电容C38相互并联后的另一端作为地线连接交流供电线路的零线。

进一步的，所述电流采集电路包括电流互感器I1以及分别并联在电流互感器I1两端的电阻R29和电阻R36与电容C34,所述电阻R36和电容C34相互串联后并联在电阻R29的两端，电阻R36和电容C34之间相互连接的一端作为输出端连接所述处理器，电容C34的另一端同时分别连接电容C33、电阻R27和电阻R28的一端，所述电容C33和电阻R28的另一端分别接地，所述电阻R27的另一端连接3V电源，且该端还连接有极电容C37的阳极，极电容C37的阴极接地。

进一步的，所述可控插座包括一控制插座通断电的继电器，所述的继电器的驱动控制端通过三极管D09连接所述处理器。

本实用新型具有以下的有益效果：

1、含完整的电表功能，可实现对用电方用电的电度计量。

2、含位置传感器：多功能智能电表内集成的GPS模块和高度传感器、可实时监测电表当前位置和高度信息，便于随时了解当前电表所处的位置，尤其是对于复杂环境（如高楼内）的应用，可根据高度信息随时查找到电表所处位置。

3、含断电告警功能，便于供电方和用电方随时了解当前供电状态，如有线路故障时可及时恢复。

4、使用NB-IOT通信技术：NB-IOT（窄带物联网）技术，由通信运营商组网运营，支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接，NB-IoT支持待机时间长、对网络连接要求较高设备的高效连接，其低廉的资费、可靠的网络覆盖以及低功耗等特性都决定了该技术将被广泛应用到物联网的各个方面。

5、含远程遥控插座：便于供电方随时切断、或恢复对用电方的供电。

本实用新型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，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

图1是本实用新型的原理框图。

图2是本实用新型的处理模块电路图。

图3是本实用新型的电压采集电路图。

图4是本实用新型的电流采集电路图。

图5是本实用新型的电池及充电电路图。

图6是本实用新型的断路检测电路图。

图7是本实用新型的GPS模块电路图。

图8是本实用新型的高度传感器电路连接图。

图9是本实用新型的可控插座电路连接图。

图10是本实用新型的NB-IOT通信模块电路图。

图11是本实用新型的485通信电路图。

图12是本实用新型的显示模块电路图。

图13是本实用新型的整体电路连接图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。

如图1至13所示，一种多功能智能电表，其包括处理器、电压采集电路、电流采集电路、断电检测电路、带继电器控制的可控插座、GPS模块、高度传感器、NB-IOT通信模块、电池及充电电路、显示模块以及485通信电路；所述电压采集电路分别连接交流供电线路和处理器，用于实现对供电线路电压的计量；所述电流采集电路分别连接交流供电线路的火线和处理器，用于实现对供电电流的计量；所述GPS模块、高度传感器分别和处理器相连，用于实现实时位置信息采集；所述断电检测电路和处理器相连，用于实现断电告警；所述可控插座和处理器相连，用于实现远程遥控插座功能；所述NB-IOT通信模块和处理器相连，用于实现NB-IOT无线通信；所述电池及充电电路用于对设备供电；所述485通信电路和处理器相连，用于实现处理器与上位机之间通信和数据传输。

本实用新型中，所述处理器采用单片机处理器，具体可采用51系列的STM32L151C8处理芯片。所述高度传感器采用BMP280传感芯片，所述BMP280传感芯片的管脚2、管脚3、管脚4、管脚5分别通过电阻R31连接至所述处理器的数据传输接口。所述NB-IOT通信模块包括NB05-01模组和SIM卡座；具体可采用利尔达NB05-01模组，该模组是基于华为海思Boudica芯片组开发的，其符合3GPP标准中的频段要求，具有体积小、功耗低、传输距离远、抗干扰能力强等特点。

本实用新型的各功能实现过程如下：

1、电度计量功能：和处理器相连的电压采集电路和电流采集电路用来实现对用电电度的计量，电压采集电路采集零线和火线之间的实时电压，电流采集电路采集火线上的实时电流，处理器根据采集的实时电压和实时电流，计算出实时功率，并通过功率和时间的累计计算出用电电度；处理器会将当前电度信息显示于显示模块上、并定时发送至用户。

2、实时位置信息采集功能：和处理器相连的GPS模块和高度传感器用来实现当前电表位置信息的采集，GPS模块采集经纬度信息，高度传感器采集准确的海拔高度信息，通过经纬度信息和高度信息，用户可及时了解到电表所处的位置，便于电表或用电设备出现异常时的及时查修和恢复。

3、断电告警功能：当停电时，处理器和NB-IOT通信模块由电池供电，断电检测电路检测到断电后，处理器启动NB-IOT通信模块，将断电信息通过NB-IOT通信模块发送至用户，用户可以及时了解到断电信息，如果用户只是设备租电使用，则用户可以及时了解到设备的工作情况；当恢复供电时，处理器将供电信息发送至用户。

4、远程遥控插座：和处理器相连的远程遥控插座由继电器控制，处理器可通过继电器控制插座断电或供电，用户通过NB-IOT通信模块将控制命令发送至处理器，处理器通过继电器实现插座的断电或供电。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本领域的普通技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本实用新型的保护范围，凡采用等同替换等方式所获得的技术方案，均落于本实用新型的保护范围内。

本实用新型未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims

1.一种多功能智能电表，其特征在于包括处理器、电压采集电路、电流采集电路、断电检测电路、带继电器控制的可控插座、GPS模块、高度传感器、NB-IOT通信模块、电池及充电电路、显示模块以及485通信电路；所述电压采集电路分别连接交流供电线路和处理器，用于实现对供电线路电压的计量；所述电流采集电路分别连接交流供电线路的火线和处理器，用于实现对供电电流的计量；所述GPS模块、高度传感器分别和处理器相连，用于实现实时位置信息采集；所述断电检测电路和处理器相连，用于实现断电告警；所述可控插座和处理器相连，用于实现远程遥控插座功能；所述NB-IOT通信模块和处理器相连，用于实现NB-IOT无线通信；所述电池及充电电路用于对设备供电；所述485通信电路和处理器相连，用于实现处理器与上位机之间通信和数据传输。

2.根据权利要求1所述的一种多功能智能电表，其特征在于所述处理器采用单片机处理器。

3.根据权利要求1或2所述的一种多功能智能电表，其特征在于所述高度传感器采用BMP280传感芯片，所述BMP280传感芯片的管脚2、管脚3、管脚4、管脚5分别通过电阻R31连接至所述处理器的数据传输接口。

4.根据权利要求1所述的一种多功能智能电表，其特征在于所述NB-IOT通信模块包括NB05-01模组和SIM卡座。

5.根据权利要求4所述的一种多功能智能电表，其特征在于所述处理器采用51系列的STM32L151C8处理芯片；所述STM32L151C8处理芯片的管脚37依次通过电阻R20、三极管D05和三极管D06连接NB05-01模组的VBAT管脚，STM32L151C8处理芯片的管脚12通过三极管D06连接NB05-01模组的RXD管脚，STM32L151C8处理芯片的管脚13通过电阻R17连接NB05-01模组的TXD管脚。

6.根据权利要求1所述的一种多功能智能电表，其特征在于所述电压采集电路包括电阻R30、电阻R34、电阻35和电容C38，所述电阻R30的一端连接交流供电线路的火线，另一端连接所述处理器，且该端还分别连接电阻R34的一端以及相互并联的电阻35和电容C38的一端，所述电阻R34的另一端连接3V电源，所述电阻35和电容C38相互并联后的另一端作为地线连接交流供电线路的零线。

7.根据权利要求1所述的一种多功能智能电表，其特征在于所述电流采集电路包括电流互感器I1以及分别并联在电流互感器I1两端的电阻R29和电阻R36与电容C34,所述电阻R36和电容C34相互串联后并联在电阻R29的两端，电阻R36和电容C34之间相互连接的一端作为输出端连接所述处理器，电容C34的另一端同时分别连接电容C33、电阻R27和电阻R28的一端，所述电容C33和电阻R28的另一端分别接地，所述电阻R27的另一端连接3V电源，且该端还连接有极电容C37的阳极，极电容C37的阴极接地。

8.根据权利要求1所述的一种多功能智能电表，其特征在于所述可控插座包括一控制插座通断电的继电器，所述的继电器的驱动控制端通过三极管D09连接所述处理器。