CN210534233U - 电能表管理系统和智能电能表 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电能表管理系统和智能电能表，所述电能表管理系统包括计量模块、负荷识别模块、管理芯片以及显示模块；计量模块，用于接收模拟信号，并将模拟信号转换为采样数据，以向负荷识别模块发送采样数据；负荷识别模块，用于接收计量模块发送的采样数据，并对采样数据进行负荷识别，以将得到的负荷名称、负荷类别以及负荷累计用电量发送至管理芯片；管理芯片，用于接收负荷识别模块发送的负荷名称、负荷类别以及负荷累计用电量，并控制显示模块显示所述负荷名称、负荷类别以及负荷累计用电量。其中智能电表能及时的反映负荷的当前状态，从而使得电表更加智能化。

Description

电能表管理系统和智能电能表

技术领域

本实用新型涉及电能表技术领域，尤其涉及一种电能表管理系统和智能电能表。

背景技术

随着电网2.0时代也即智能电网时代的到来，目前我国电网的资源优化配置能力、经济运行效率、安全水平和智能化水平得到了全面提升。作为智能电网时代的依附产品，智能电能表已经在全国乃至全世界很多国家得到推广与普及，有数据显示，全国的5.4亿户居民中，智能电表的普及率超过85％。

但目前的这些智能电表只具备了智能抄表和智能防窃电的功能，无法满足日益增长的用户需求，进而显得现有的智能电表不够智能。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种电能表管理系统和智能电能表，旨在解决现有的智能电表智能化程度不高的技术问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种电能表管理系统和智能电能表，所述电能表管理系统包括计量模块、负荷识别模块、管理芯片以及显示模块；

所述计量模块的第一输出端连接所述负荷识别模块的输入端，所述计量模块的第二输出端连接所述管理芯片的第一输入端；所述负荷识别模块的输出端连接所述管理芯片的第二输入端；所述管理芯片的第一输出端连接所述显示模块；

所述计量模块，用于接收模拟信号，并将所述模拟信号转换为采样数据，以向所述负荷识别模块发送采样数据；

所述负荷识别模块，用于接收所述计量模块发送的所述采样数据，并对所述采样数据进行负荷识别，以将得到的负荷名称、负荷类别以及负荷累计用电量发送至所述管理芯片；

所述管理芯片，用于接收所述负荷识别模块发送的所述负荷名称、负荷类别以及负荷累计用电量，并控制所述显示模块显示所述负荷名称、负荷类别以及负荷累计用电量。

可选地，还包括采样回路，所述采样回路与所述计量模块连接，所述采样回路用于对负荷进行采样，并将采样得到的模拟信号发送给所述计量模块。

可选地，所述采样回路包括电流采样子回路；

所述电流采样子回路，与所述计量模块连接，用于对负荷进行电流采样，并将得到的电流模拟信号发送给所述计量模块。

可选地，所述采样回路，还包括电压采样子回路；

所述电压采样子回路，与所述计量模块连接，用于对负荷进行电压采样，并将得到的电压模拟信号发送给所述计量模块。

可选地，所述采样回路还包括转换电路；

所述转换电路，与所述电流采样子回路和电压采样子回路分别连接，用于将负荷的强电信号转换为弱电信号，以使所述电流采样子回路和所述电压采样子回路分别对负荷的弱电信号进行电流采样和电压采样。

可选地，还包括与管理芯片的第二输出端连接的信号灯；

所述计量模块，还用于将模拟信号转换为数字信号，并向所述管理芯片发送根据所述数字信号得到的用电计量；

所述管理芯片，还用于当所述用电计量高于预设数值时，点亮所述信号灯。

可选地，还包括FLASH芯片以及EEPROM芯片；所述管理芯片的第三输出端与所述FLASH芯片连接，所述管理芯片的第四输出端与所述EEPROM芯片连接；

所述管理芯片，还用于将所述负荷名称、负荷类别以及负荷累计用电量存储至所述FLASH芯片，并将所述用电计量存储至所述EEPROM芯片。

可选地，所述计量模块为SOC芯片，所述SOC芯片包括单相三路ADC或三相七路ADC。

可选地，所述计量模块的第一输出端为SPI接口；

所述计量模块的第二输出端为UART接口或SPI接口。

此外，为实现上述目的，本实用新型还提供一种智能电能表，所述智能电能表包括智能电能表以及电能表管理系统，所述电能表管理系统被配置为如上所述的电能表管理系统。

本实用新型公开了一种电能表管理系统和智能电能表，电能表管理系统包括计量模块、负荷识别模块、管理芯片以及显示模块；计量模块的第一输出端连接负荷识别模块的输入端，计量模块的第二输出端连接管理芯片的第一输入端；负荷识别模块的输出端连接管理芯片的第二输入端；管理芯片的第一输出端连接显示模块；计量模块，用于接收模拟信号，并将模拟信号转换为采样数据，以向负荷识别模块发送采样数据；负荷识别模块，用于接收计量模块发送的采样数据，并对采样数据进行负荷识别，以将得到的负荷名称、负荷类别以及负荷累计用电量发送至管理芯片；管理芯片，用于接收负荷名称、负荷类别以及负荷累计用电量，并控制显示模块显示负荷名称、负荷类别以及负荷累计用电量。通过控制智能电表及时的反映负荷的当前状态，从而使得电表更加智能化。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用电能表管理系统的模块结构示意图。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				10	计量模块	52	电压采样子回路
20	负荷识别模块	53	转换电路
				30	管理芯片	60	信号灯
40	显示模块	70	FLASH芯片
				50	采样回路	80	EEPROM芯片
51	电流采样子回路

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

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的一部分实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提供了一种电能表管理系统，请参阅图1，图1为本实用电能表管理系统的模块结构示意图。所述电能表管理系统包括计量模块10、负荷识别模块20、管理芯片30以及显示模块40；所述计量模块10的第一输出端连接所述负荷识别模块20的输入端，所述计量模块10的第二输出端连接所述管理芯片30的第一输入端；所述负荷识别模块20的输出端连接所述管理芯片30的第二输入端；所述管理芯片30的第一输出端连接所述显示模块40；所述计量模块10，用于接收模拟信号，并将所述模拟信号转换为采样数据，以向所述负荷识别模块20发送采样数据；所述负荷识别模块20，用于接收所述计量模块10发送的所述采样数据，并对所述采样数据进行负荷识别，以将得到的负荷名称、负荷类别以及负荷累计用电量发送至所述管理芯片30；所述管理芯片30，用于接收所述负荷识别模块20发送的所述负荷名称、负荷类别以及负荷累计用电量，并控制所述显示模块40显示所述负荷名称、负荷类别以及负荷累计用电量。

应当指出的是，计量模块10的第一输出端为SPI接口(Serial PeripheralInterface，串行外设接口)，SPI接口可以使管理芯片30与各种外围设备以串行方式进行通信以交换信息。SPI总线可直接与各个厂家生产的多种标准外围器件相连，包括FLASHRAM、网络控制器、LCD显示驱动器、A/D转换器和MCU等外围器件。计量模块10的第二输出端为UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用异步收发传输器)接口或SPI接口，SPI接口的定义如上所述，UART接口可以实现全双工传输和接收。特别的，所述计量模块10为SOC芯片，所述SOC芯片包括多个单相三路ADC(Analog-to-Digital Converter，模数转换器)或三相七路ADC，其中所述模数转换器的采样精度不低于16位。

计量模块10，接收模拟信号，并通过内置的模数转换器将模拟信号转换为采样数据，其中，并向负荷识别模块20发送所述采样数据。负荷识别模块20，得到与采样数据对应的负荷名称、负荷类别以及负荷累计用电量。应当理解的是，负荷即用电设备在某一时刻向电力系统取用的电功率的总和，其与用电设备一一对应，通过负荷识别模块20，可以通过采样数据识别得到对应的用电设备名称，用电设备类别以用电设备累计用电量。可以理解的是，负荷识别模块20具体的工作方式，为本领域技术人员所熟知的，本实施例在此不再阐述。

此外，上述负荷识别模块20还可以是外接终端，该终端可以是移动电脑或手机，能通过负荷识别模块20的采样数据，实现对用户用电情况的分析，负荷特征自主学习建模以及用户用电情况建议等功能，本实施例在此不再阐述。

管理芯片30接收到负荷识别模块20发送的负荷名称、负荷类别以及负荷累计用电量后，控制与其连接的显示模块40显示负荷名称、负荷类别以及负荷累计用电量。通过上述方式得到负荷名称、负荷类别以及负荷累计用电量这些与用电设备运行相关的参数，并控制负荷名称、负荷类别以及负荷累计用电量显示在显示模块40上，使得智能电表能及时的反映负荷的当前状态，从而使得电表更加智能化。

进一步地，上述电能表管理系统，还包括采样回路50，所述采样回路50与所述计量模块10连接，所述采样回路50用于对负荷进行采样，并将采样得到的模拟信号发送给所述计量模块10。其中，所述采样回路50可以包括电流采样子回路51；所述电流采样子回路51，与所述计量模块10连接，用于对负荷进行电流采样，并将得到的电流模拟信号发送给所述计量模块10。所述采样回路50，还可以包括电压采样子回路52；所述电压采样子回路52，与所述计量模块10连接，用于对负荷进行电压采样，并将得到的电压模拟信号发送给所述计量模块10。

进一步地，所述采样回路50还包括转换电路53；所述转换电路53，与所述电流采样子回路51和电压采样子回路52分别连接，用于将负荷的强电信号转换为弱电信号，以使所述电流采样子回路51和所述电压采样子回路52分别对负荷的弱电信号进行电流采样和电压采样。

由于输入电能表中的负荷一般为强电信号，通过转换电路53将负荷的强电信号降压转换为弱电信号，也即电流采样子回路51和电压采样子回路52能进行采样的模拟小信号，实现对负荷的降压，使得电流采样子回路51和电压采样子回路52分别对负荷的弱电信号进行电流采样和电压采样，得到对应的电流模拟信号以及电压模拟信号，并将所述电流模拟信号以及电压模拟信号发送给计量模块10。

本实施例通过采样回路50以及给出了采样回路50的具体模块组成，实现对输入电能表的信号进行采样，并将对应的模拟信号发送至计量模块10，保证计量模块10的数据来源，使得电能表能根据模拟信号得到负荷的相关信息，进一步地提高电能表的智能化。

进一步地，所述电能表管理系统，还包括与管理芯片30的第二输出端连接的信号灯60；所述计量模块10，还用于将模拟信号转换为数字信号，并向所述管理芯片30发送根据所述数字信号得到的用电计量；所述管理芯片30，还用于当所述用电计量高于预设数值时，点亮所述信号灯60。

进一步地，所述电能表管理系统，还包括FLASH芯片70以及EEPROM芯片80；所述管理芯片30的第三输出端与所述FLASH芯片70连接，所述管理芯片30的第四输出端与所述EEPROM芯片80连接；所述管理芯片30，还用于将所述负荷名称、负荷类别以及负荷累计用电量存储至所述FLASH芯片70，并将所述用电计量存储至所述EEPROM芯片80。

本实施例中，计量模块10还能将接收到的模拟信号转换为数字信号，并根据所述数字信号得到对应负荷的用电计量，即用电设备的耗电量，具体的计量模块10的工作方式，在此不再阐述。管理芯片30接收到用电计量后，将用电计量与预设数值作比较，若用电计量高于预设数值，则点亮与其连接的信号灯60，用于提醒用户耗电量过大，起到警示作用。

此外，管理芯片30还与FLASH芯片70以及EEPROM芯片80连接，FLASH芯片是应用非常广泛的存储材料，管理芯片30将得到的负荷名称、负荷类别以及负荷累计用电量存储至所述FLASH芯片70；EEPROM芯片80是一种掉电后数据不丢失的存储芯片，因此将用电计量存储至所述EEPROM芯片80，也方便用户进行用电计量的历史查询。将负荷名称、负荷类别、负荷累计用电量以及用电计量存储至对应的芯片，进行数据备用，防止数据丢失。

此外，上述采样回路50、计量模块10、负荷识别模块20以及管理芯片30内部具体的连接结构以及相关程序的运行方式，可以在现有技术上进行改进进一步得到，本实施例对此不作具体限制。

本实用新型还保护一种智能电能表，该智能电能表包括智能电能表本体以及电能表管理系统，该电能表管理系统的结构可参照上述实施例，在此不再赘述。理所应当地，由于本实施例的智能电能表采用了上述电能表管理系统的技术方案，因此该智能电能表具有上述电能表管理系统所有的有益效果。

以上仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种电能表管理系统，其特征在于，包括计量模块、负荷识别模块、管理芯片以及显示模块；

所述计量模块的第一输出端连接所述负荷识别模块的输入端，所述计量模块的第二输出端连接所述管理芯片的第一输入端；所述负荷识别模块的输出端连接所述管理芯片的第二输入端；所述管理芯片的第一输出端连接所述显示模块；

所述计量模块，用于接收模拟信号，并将所述模拟信号转换为采样数据，以向所述负荷识别模块发送采样数据；

所述负荷识别模块，用于接收所述计量模块发送的所述采样数据，并对所述采样数据进行负荷识别，以将得到的负荷名称、负荷类别以及负荷累计用电量发送至所述管理芯片；

所述管理芯片，用于接收所述负荷识别模块发送的所述负荷名称、负荷类别以及负荷累计用电量，并控制所述显示模块显示所述负荷名称、负荷类别以及负荷累计用电量。

2.如权利要求1所述的电能表管理系统，其特征在于，还包括采样回路，所述采样回路与所述计量模块连接，所述采样回路用于对负荷进行采样，并将采样得到的模拟信号发送给所述计量模块。

3.如权利要求2所述的电能表管理系统，其特征在于，所述采样回路包括电流采样子回路；

所述电流采样子回路，与所述计量模块连接，用于对负荷进行电流采样，并将得到的电流模拟信号发送给所述计量模块。

4.如权利要求3所述的电能表管理系统，其特征在于，所述采样回路，还包括电压采样子回路；

所述电压采样子回路，与所述计量模块连接，用于对负荷进行电压采样，并将得到的电压模拟信号发送给所述计量模块。

5.如权利要求4所述的电能表管理系统，其特征在于，所述采样回路还包括转换电路；

所述转换电路，与所述电流采样子回路和电压采样子回路分别连接，用于将负荷的强电信号转换为弱电信号，以使所述电流采样子回路和所述电压采样子回路分别对负荷的弱电信号进行电流采样和电压采样。

6.如权利要求1所述的电能表管理系统，其特征在于，还包括与管理芯片的第二输出端连接的信号灯；

所述计量模块，还用于将模拟信号转换为数字信号，并向所述管理芯片发送根据所述数字信号得到的用电计量；

所述管理芯片，还用于当所述用电计量高于预设数值时，点亮所述信号灯。

7.如权利要求6所述的电能表管理系统，其特征在于，还包括FLASH芯片以及EEPROM芯片；所述管理芯片的第三输出端与所述FLASH芯片连接，所述管理芯片的第四输出端与所述EEPROM芯片连接；

所述管理芯片，还用于将所述负荷名称、负荷类别以及负荷累计用电量存储至所述FLASH芯片，并将所述用电计量存储至所述EEPROM芯片。

8.如权利要求1-7任一项所述的电能表管理系统，其特征在于，所述计量模块为SOC芯片，所述SOC芯片包括单相三路ADC或三相七路ADC。

9.如权利要求1-7任一项所述的电能表管理系统，其特征在于，所述计量模块的第一输出端为SPI接口；

所述计量模块的第二输出端为UART接口或SPI接口。

10.一种智能电能表，其特征在于，所述智能电能表包括智能电能表本体以及电能表管理系统，所述电能表管理系统被配置为如权利要求1-9中任一项所述的电能表管理系统。

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