CN210155312U - 一种基于NB-IoT的智能电表校验系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及智能电表技术领域，尤其为一种基于NB‑IoT的智能电表校验系统，包括接线端子、智能电表、参考电表、数据集中器、MCU处理单元以及管理后台，所述接线端子的输入端连接至输电线路上，所述智能电表、参考电表的输入端与接线端子的输出端并联，所述智能电表、参考电表的输入端连接到数据集中器，所述MCU处理单元与数据集中器连接，且MCU处理单元连接有NB‑IoT模块，所述NB‑IoT模块与管理后台通信连接，所述管理后台与MCU处理单元通信连接，所述MCU处理单元通信连接智能电表、参考电表。本实用新型，通过设置接线端子可以实现两个智能电表对同一输电线路上的同一节点处相关参数读取，且管理后台对调整智能电表参数，减小测量误差。

Description

一种基于NB-IoT的智能电表校验系统

技术领域

本实用新型涉及智能电表技术领域，具体为一种基于NB-IoT的智能电表校验系统。

背景技术

物联网是指利用局部网络或互联网等通信技术把传感器、控制器、机器、人员和物等通过新的方式联在一起，形成人与物、物与物相联，实现信息化、远程管理控制和智能化的网络。

现有的智能电表校验装置一般采用在智能电表增设标准校验负载单元，不可拆卸，长期校验无法保证校验精度，另外一种方式是根据大关口的异常数据安排工作人员利用校验仪器现场校验，需要投入大量人力，后期数据处理不当导致校验效率低，所以需要一种智能电表校验系统来保证校验精度的同时远程离线监控校验流程从而提高校验效率。如授权公布号为CN207232381U的一种基于NB-IoT的智能电表校验系统，通过设置校验装置、服务主站和上位机，校验装置与服务主站无线通讯，上位机通过互联网连接服务主站读取数据，解决了现有校验装置设置在电表内部无法保证校验精度的问题，达到了提高校验精度的同时便于离线远程监控校验流程提高校验效率的效果。但是，上述方案还存在以下不足：(1)由于智能电表与标准表接入到主干线不是在同一点，因此在二者之间主干线电路信号可能存在差异导致检测并传输到上位机的数据不准确；(2)上位机可以记录智能电表的误差数据，但是无法根据反馈的数据对智能电表与标准表进行直接数据参数调节，以改进调整电表采集参数从而进一步减小误差。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于NB-IoT的智能电表校验系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种基于NB-IoT的智能电表校验系统，包括接线端子、智能电表、参考电表、数据集中器、MCU处理单元以及管理后台，所述接线端子的输入端连接至输电线路上，所述智能电表、参考电表的输入端与接线端子的输出端并联，所述智能电表、参考电表的输入端连接到数据集中器，所述MCU处理单元与数据集中器连接，且MCU处理单元连接有NB-IoT模块，所述NB-IoT模块与管理后台通信连接，所述管理后台与MCU处理单元通信连接，所述MCU处理单元通信连接智能电表、参考电表。

优选的，所述智能电表、参考电表电能计量芯片基于CSE7766，所述数据集中器采用CL818C载波抄表集中器。

优选的，所述MCU处理单元采用STM32L151C8T6芯片，所述NB-IoT模块采用BC95。

优选的，所述NB-IoT模块通过NB-IoT基站连接至云服务器，所述云服务器与管理后台通信。

优选的，所述MCU处理单元还连接有GSM模块，所述管理后台连接有GSM Modem，所述GSM模块与GSM Modem通信连接。

优选的，还包括电源模块，所述电源模块电性连接于MCU处理单元、NB-IoT模块。

优选的，所述管理后台基于计算机，所述GSM模块采用Tc35i模块，所述GSM Modem为HRH GSM Modem。

优选的，所述接线端子的输出端连接有CT传感器，所述CT传感器连接至智能电表、参考电表的输入端。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

接线端子首先接入到输电线路上，然后智能电表、参考电表接入到接线端子，从而实现对用户用用电有功功率、无功功率、视在功率、相位角、频率、有功电能等相关参数读取，然后通过数据集中器实施对智能电表、参考电表的分别实时抄表，并将读取的表头的数据上传到MCU处理单元中进行分析处理：智能电表、参考电表通过接线端子实现对同一输电线路上的同一节点处相关参数读取，参考电表的读取参数与智能电表的读取参数可互作为测量误差对照，MCU处理单元根据智能电表、参考电表之间误差上传在电表本身允许误差内、误差最小的参数，通过NB-IoT模块，将参数数据传递到NB-IoT基站，NB-IoT基站将参数数据传输到云服务器，云服务器汇聚得到的IoT的参数数据，供电公司的管理后台，即计算机进行数据读取、处理等操作，此过程中，一旦出现智能电表和/或参考电表出现在一段时间内测量误差曲线相较于历史最高值持续较大(高)时，则通过管理后台的计算机对与之串口连接的GSM Modem与MCU处理单元串口连接的GSM模块实现短信通信，通过控制MCU处理单元对智能电表、参考电表通信端口内的参数进调节，从而可以消除测量误差。

本方案中，通过设置了接线端子，可以实现智能电表、参考电表实现对同一输电线路上的同一节点处相关参数读取，避免出现因智能电表、参考电表之间的输电线路上因距离较远或其他因素导致智能电表、参考电表读取线路浮动较大的参数数据，如阻抗、线路损耗(输电功率降低)等，智能电表的读取参数与参考电表的读取参数可相互作为测量误差对照，比如两个表的等级测定1.0级，那么要求电压对标准值的偏差分别不超过±1.0％，一个测量时段内智能电表的等级测定1.1级/0.9级，而参考电表为1.3级/0.8级，那么MCU处理单元根据二者中误差范围最小的，即智能电表的参数数据通过NB-IoT模块最终上传到管理后台的计算机。而如果两个智能电表出现在一段时间内测量误差曲线相较于历史最高值持续较大(高)时，则通过管理后台的计算机对与之串口连接的GSM Modem与MCU处理单元串口连接的GSM模块实现短信通信，通过控制MCU处理单元对智能电表、参考电表通信端口内的参数进调节，从而可以及时、直接的消除测量误差。

附图说明

图1为本实用新型实施例1原理框图；

图2为本实用新型实施例2原理框图。

图中：1 接线端子、2 智能电表、3 参考电表、4 数据集中器、5 MCU处理单元、6NB-IoT模块、7 电源模块、8 NB-IoT基站、9 云服务器、10 管理后台、11 GSM模块、12 GSMModem、13 CT传感器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，本实用新型提供一种技术方案：

一种基于NB-IoT的智能电表校验系统，包括接线端子1、智能电表2、参考电表3、数据集中器4、MCU处理单元5以及管理后台10，所述接线端子1的输入端连接至输电线路上，所述智能电表2、参考电表3的输入端与接线端子1的输出端并联，所述智能电表2、参考电表3的输入端连接到数据集中器4，所述MCU处理单元5与数据集中器4连接，且MCU处理单元5连接有NB-IoT模块6，所述NB-IoT模块6与管理后台10通信连接，所述NB-IoT模块6通过NB-IoT基站8连接至云服务器9，所述云服务器9与管理后台10通信，所述管理后台10与MCU处理单元5通信连接，所述MCU处理单元5通信连接智能电表2、参考电表3，所述MCU处理单元5还连接有GSM模块11，所述管理后台10连接有GSM Modem12，所述GSM模块11与GSM Modem12通信连接。

所述智能电表2、参考电表3电能计量芯片基于CSE7766，为高精度单相多功能免校准芯片该芯片工作电压5V，无需搭建复杂的外围元器件电路，支持IEC 687/1036标准以及国标GB/T 17215，在1000:1动态范围内误差小于0.2％，所述数据集中器4采用CL818C载波抄表集中器，对智能电表2、参考电表3从输电线路上采集的数据进行实时抄表，然后供MCU处理单元5读取；所述MCU处理单元5采用STM32L151C8T6芯片，用于对数据集中器4上传的数据进行处理、分析以及对智能电表2、参考电表3实现参数设置的调整，所述NB-IoT模块6采用BC95，实现与管理后台10窄带通信的连接，所述管理后台10基于计算机，所述GSM模块11采用Tc35i模块，体积小、技术成熟抗干扰性较佳，可以所述GSM Modem12为HRH GSM Modem之间进行短信通信。

还包括电源模块7，所述电源模块7电性连接于MCU处理单元5、NB-IoT模块6，本实施例中放，采用电源模块7为MCU处理单元5、NB-IoT模块6进行稳压供电，以保证二者能够正常工作。

本方案中，接线端子1首先接入到输电线路上，然后智能电表2、参考电表3接入到接线端子1，从而实现对用户用用电有功功率、无功功率、视在功率、相位角、频率、有功电能等相关参数读取，然后通过数据集中器4实施对智能电表2、参考电表3的分别实时抄表，并将读取的表头的数据上传到MCU处理单元5中进行分析处理：智能电表2、参考电表3通过接线端子1实现对同一输电线路上的同一节点处相关参数读取，参考电表3的读取参数与智能电表2的读取参数可互作为测量误差对照，MCU处理单元5根据智能电表2、参考电表3之间误差上传在电表本身允许误差内、误差最小的参数，通过NB-IoT模块6，将参数数据传递到NB-IoT基站8，NB-IoT基站8将参数数据传输到云服务器9，云服务器9汇聚得到的IoT的参数数据，供电公司的管理后台10，即计算机进行数据读取、处理等操作，此过程中，一旦出现智能电表2和/或参考电表3出现在一段时间内测量误差曲线相较于历史最高值持续较大(高)时，则通过管理后台10的计算机对与之串口连接的GSM Modem12与MCU处理单元5串口连接的GSM模块11实现短信通信，通过控制MCU处理单元5对智能电表2、参考电表3通信端口内的参数进调节，从而可以消除测量误差。

本方案中，通过设置了接线端子1，可以实现智能电表2、参考电表3实现对同一输电线路上的同一节点处相关参数读取，避免出现因智能电表2、参考电表3之间的输电线路上因距离较远或其他因素导致智能电表2、参考电表3读取线路浮动较大的参数数据，如阻抗、线路损耗(输电功率降低)等，智能电表2的读取参数与参考电表3的读取参数可相互作为测量误差对照，比如两个表的等级测定1.0级，那么要求电压对标准值的偏差分别不超过±1.0％，一个测量时段内智能电表2的等级测定1.1级/0.9级，而参考电表3为1.3级/0.8级，那么MCU处理单元5根据二者中误差范围最小的，即智能电表2的参数数据通过NB-IoT模块6最终上传到管理后台10的计算机。而如果两个智能电表出现在一段时间内测量误差曲线相较于历史最高值持续较大(高)时，则通过管理后台10的计算机对与之串口连接的GSMModem12与MCU处理单元5串口连接的GSM模块11实现短信通信，通过控制MCU处理单元5对智能电表2、参考电表3通信端口内的参数进调节，从而可以及时、直接的消除测量误差。

请参阅图2，本实用新型提供一种技术方案：

与实施例1不同的是，所述接线端子1的输出端连接有CT传感器13，所述CT传感器13连接至智能电表2、参考电表3的输入端。

本实施例中，如果接线端子1连接的输电线路为高压线路，则需经过CT传感器13将智能电表2、参考电表3实现对输电线路的相关参数测量、读取。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神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，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种基于NB-IoT的智能电表校验系统，包括接线端子(1)、智能电表(2)、参考电表(3)、数据集中器(4)、MCU处理单元(5)以及管理后台(10)，其特征在于：所述接线端子(1)的输入端连接至输电线路上，所述智能电表(2)、参考电表(3)的输入端与接线端子(1)的输出端并联，所述智能电表(2)、参考电表(3)的输入端连接到数据集中器(4)，所述MCU处理单元(5)与数据集中器(4)连接，且MCU处理单元(5)连接有NB-IoT模块(6)，所述NB-IoT模块(6)与管理后台(10)通信连接，所述管理后台(10)与MCU处理单元(5)通信连接，所述MCU处理单元(5)通信连接智能电表(2)、参考电表(3)。

2.根据权利要求1所述的一种基于NB-IoT的智能电表校验系统，其特征在于：所述智能电表(2)、参考电表(3)电能计量芯片基于CSE7766，所述数据集中器(4)采用CL818C载波抄表集中器。

3.根据权利要求1所述的一种基于NB-IoT的智能电表校验系统，其特征在于：所述MCU处理单元(5)采用STM32L151C8T6芯片，所述NB-IoT模块采用BC95。

4.根据权利要求1所述的一种基于NB-IoT的智能电表校验系统，其特征在于：所述NB-IoT模块(6)通过NB-IoT基站(8)连接至云服务器(9)，所述云服务器(9)与管理后台(10)通信。

5.根据权利要求1所述的一种基于NB-IoT的智能电表校验系统，其特征在于：所述MCU处理单元(5)还连接有GSM模块(11)，所述管理后台(10)连接有GSM Modem(12)，所述GSM模块(11)与GSM Modem(12)通信连接。

6.根据权利要求1所述的一种基于NB-IoT的智能电表校验系统，其特征在于：还包括电源模块(7)，所述电源模块(7)电性连接于MCU处理单元(5)、NB-IoT模块(6)。

7.根据权利要求5所述的一种基于NB-IoT的智能电表校验系统，其特征在于：所述管理后台(10)基于计算机，所述GSM模块(11)采用Tc35i模块，所述GSM Modem(12)为HRH GSMModem。

8.根据权利要求1所述的一种基于NB-IoT的智能电表校验系统，其特征在于：所述接线端子(1)的输出端连接有CT传感器(13)，所述CT传感器(13)连接至智能电表(2)、参考电表(3)的输入端。

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