CN210983731U - 电能表智能采集装置、电能表及系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种电能表智能采集装置、电能表及系统。该装置包括无线通信装置、处理装置以及数据采集装置；无线通信装置接收主站发送的信息采集指令；处理装置根据信息采集指令生成用电数据采集信号；数据采集装置将采集的电表数据发送至处理装置，处理装置将电表数据转发至无线通信装置以上传至主站。上述装置，通过无线通信装置直接与主站进行通信，接收主站下发的信息采集指令，并通过处理装置根据信息采集指令生成用电数据采集信息以使得数据采集装置对电能表的电表数据进行采集，最终再通过无线通信装置将电表数据上传到主站，不需要使用电力线载波通信，降低了用电信息采集过程中的复杂度，提高了用电信息采集效率。

Description

电能表智能采集装置、电能表及系统

技术领域

本申请涉及电网电力技术领域，特别是涉及一种电能表智能采集装置、电能表及系统。

背景技术

随着经济水平的发展，居民的用电量显著提升，每一个用户在使用电能时都会配备有一个电能表，电网公司通过该电能表来对用户的用电量等信息进行采集，从而方便进行管理。

而传统的低压用电信息采集方式采用的是将集中器作为采集终端，采集终端控制PLC载波模块能够通过下行信道自动抄收并存储具有载波通信功能的电能表的电量数据及状态，其下行信道采用低压电力线载波通信通道，同时，采集终端控制无线通信模块能通过上行信道与主站或手持设备进行数据交换，上行信道采用公用通讯网等实现。整个用电信息的采集过程繁杂，用电信息采集效率低。

实用新型内容

基于此，有必要针对用电信息采集效率低的问题，提供一种电能表智能采集装置、电能表及系统。

一种电能表智能采集装置，该装置包括：无线通信装置、处理装置以及数据采集装置；无线通信装置与处理装置连接，接收主站发送的信息采集指令，并转发至处理装置；处理装置与数据采集装置连接，根据信息采集指令生成用电数据采集信号，发送至数据采集装置；数据采集装置用于连接电能表，根据用电数据采集信号对电能表的电表数据进行采集，并将采集的电表数据发送至处理装置，处理装置将电表数据转发至无线通信装置以上传至主站。

上述装置，通过无线通信装置直接与主站进行通信，接收主站下发的信息采集指令，并通过处理装置根据信息采集指令生成用电数据采集信息以使得数据采集装置对电能表的电表数据进行采集，最终再通过无线通信装置将电表数据上传到主站，不需要使用电力线载波通信，降低了用电信息采集过程中的复杂度，提高了用电信息采集效率。

在其中一个实施例中，智能采集装置还包括电源装置，电源装置与处理装置以及无线通信装置连接。

在其中一个实施例中，智能采集装置还包括交互装置，交互装置与处理装置连接。

在其中一个实施例中，交互装置包括指示灯、显示屏以及键盘，指示灯、显示屏以及键盘均与处理装置连接。

在其中一个实施例中，无线通信装置包括连接处理装置的微功率无线通信模块和/或4G无线通信模块。

在其中一个实施例中，智能采集装置还包括存储装置，存储装置与处理装置连接。

在其中一个实施例中，智能采集装置还包括外部数据通信接口，外部数据通信接口与处理装置连接。

在其中一个实施例中，外部数据通信接口包括USB接口以及COM接口，USB接口以及COM接口与处理装置连接。

一种电能表设备，该设备包括电能表以及上述的智能采集装置，电能表与智能采集装置电连接。

上述设备，通过无线通信装置直接与主站进行通信，接收主站下发的信息采集指令，并通过处理装置根据信息采集指令生成用电数据采集信息以使得数据采集装置对电能表的电表数据进行采集，最终再通过无线通信装置将电表数据上传到主站，不需要使用电力线载波通信，降低了用电信息采集过程中的复杂度，提高了用电信息采集效率。

一种电能表智能采集系统，该系统包括主站、公共网络服务器以及上述的电能表设备，电能表的无线通信装置通过公共网络服务器与主站进行无线数据通信。

上述系统，通过无线通信装置直接与主站进行通信，接收主站下发的信息采集指令，并通过处理装置根据信息采集指令生成用电数据采集信息以使得数据采集装置对电能表的电表数据进行采集，最终再通过无线通信装置将电表数据上传到主站，不需要使用电力线载波通信，降低了用电信息采集过程中的复杂度，提高了用电信息采集效率。

附图说明

图1为传统的电能表采集系统通讯示意图；

图2为一实施例中电能表智能采集装置的系统框图；

图3为另一实施例中电能表智能采集装置的系统框图；

图4为一实施例中电能表智能采集设备的通讯示意图；

图5为一实施例中电能表智能采集系统的通讯数据链路示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

在一个实施例中，如图1所示，传统的电能表采集系统包括有主站，采集终端以及电能表，采集终端(例如集中器、负控终端等)控制4G无线通信模块能够通过上行信道与主站进行数据交换，同时，采集终端控制PLC载波模块能够通过下行信道自动抄收并存储具有载波通信功能的电能表的电量数据以及电能表的状态数据，其中，PLC载波模块的主节点与采集终端通过串口连接，4G无线通信模块与采集终端采用串口连接，PLC载波模块的从节点与电能表采用串口连接，PLC载波模块的主节点与PLC载波模块的从节点采用电力线连接。在主站需要对电能表进行抄表时，主站需要先通过4G无线通信模块与采集终端进行数据通信，然后采集终端再通过PLC载波模块与另一个PLC载波模块进行数据交换，另一个PLC载波模块再与电能表进行数据交换，整个电能表采集系统路由复杂，效率低下，同时数据信息在传递的过程中容易受到通信信道(电力线)、采集终端以及串口网络的制约，存在稳定性以及可靠性差的问题。

在一个实施例中，如图2所示，提供了一种电能表智能采集装置，该装置包括无线通信装置100、处理装置200以及数据采集装置300；无线通信装置100与处理装置200连接，接收主站发送的信息采集指令，并转发至处理装置200；处理装置200与数据采集装置300连接，根据信息采集指令生成用电数据采集信号，发送至数据采集装置300；数据采集装置300用于连接电能表，根据用电数据采集指令对电能表的电表数据进行采集，并将采集的电表数据发送至处理装置200，处理装置200将电表数据转发至无线通信装置100以上传至主站。

其中，无线通信装置100可以采用LORA(Long Range，远距离)无线模块或者GPRS(General packet radio service，通用无线分组业务)无线通信模块或者微功率无线通信模块等等，处理装置200可以采用CPU(central processing unit，中央处理器)或者微处理器，数据采集装置300可以与电能表的主控芯片进行通信，获取电能表监测的电流、电压和用电量等信息，然后数据采集装置300将这些电流、电压和用电量等信息作为电表数据，传输给处理装置200，并通过无线通信装置100上传至主站。此外，在其它实施例中，电能表智能采集装置还可包括连接处理装置200的温度传感器和湿度传感器，可以将温度传感器和湿度传感器设置于电能表内，采集电能表的温度数据和湿度数据，然后处理装置200通过无线通信装置100将温度数据和湿度数据上传，以便于对电能表所处的环境进行监测。

无线通信装置100可以通过无线公网与主站进行数据通信，而处理装置200、数据采集装置300以及无线通信装置100之间则可以通过有线(例如光纤网线等)进行连接。当主站的工作人员需要对电能表的电表数据进行采集时，可以通过主站来发送出信息采集指令，当无线通信装置100接收到该信息采集指令之后，先对该信息采集指令进行转换，将数字信号转换为模拟信号，然后进行解析得到解析结果，通过通信串口等发送给处理装置200，处理装置200根据该解析结果生成对应的数据采集信号，发送给数据采集装置300来使得数据采集装置300对电能表的电表数据进行采集，并将采集的电表数据传输给处理装置200，然后处理装置200再将电表数据转发给无线通信装置100，无线通信装置100最后对该电表数据进行转换以及打包，上传到主站，实现电能表的数据采集。

上述装置，通过无线通信装置100直接与主站进行通信，接收主站下发的信息采集指令，并通过处理装置200根据信息采集指令生成用电数据采集信息以使得数据采集装置300对电能表的电表数据进行采集，最终再通过无线通信装置100将电表数据上传到主站，不需要使用电力线载波通信，降低了用电信息采集过程中的复杂度，提高了用电信息采集效率。

在一个实施例中，如图3所示，该智能采集装置还包括电源装置400，电源装置400与处理装置200以及无线通信装置100连接。其中，电源装置400可以采用铅酸蓄电池或者是超级电容等等，电源装置400能够接入外部电源进行充电，当外部电源断电时依然能够通过存储的电能为智能采集装置供电，提供稳定的电流以及电压，从而能够提高智能采集装置的可靠性。

在一个实施例中，如图3所示，该智能采集装置还包括交互装置500，交互装置500与处理装置200连接。交互装置500用于实现人机交互，例如当运维人员需要对智能采集装置进行检修时，可以在交互装置500上进行操作来输入信息(例如按键或者说话)，交互装置500将运维人员的输入信息进行转换，得到相关的模拟信号，并发送给处理装置200，处理装置200根据这些模拟信号生成相应的反馈信息，并通过交互装置500输出给运维人员，例如运维人员需要了解当前智能采集装置的电量信息，处理装置200根据该电量信息对应的模拟信号，获取电源装置400的电量信息，然后再转发至交互装置500。

进一步的，在一个实施例中，该交互装置500包括指示灯、显示屏以及键盘，指示灯、显示屏以及键盘均与处理装置200连接。其中，指示灯可以采用若干LED指示灯，例如包括有故障指示灯以及电量指示灯等，不同的LED指示可以发出不同的颜色，例如当出现故障时，则故障指示灯发出红光等，并且可以通过处理装置200来控制亮灭频率，例如当电源装置400电量不足时，可以通过控制电量指示灯的亮灭频率来指示当前电路不足。显示屏可以采用LED显示屏或者LCD液晶显示屏，用于运维人员直观的获取信息，键盘可以采用虚拟键盘或者实体的按键键盘，用于运维人员输入信息。

在一个实施例中，无线通信装置100包括连接处理装置200的微功率无线通信模块和/或4G无线通信模块。

在一个实施例中，如图3所示，智能采集装置还包括存储装置600，存储装置600与处理装置200连接。存储装置600可以采用移动硬盘，存储装置600用于存储电能表的电表数据，例如不同历史时期的电表数据等，方便运维人员进行查阅。

在一个实施例中，智能采集装置还包括外部数据通信接口700，外部数据通信接口700与处理装置200连接。通过外部数据通信接口700可以使得智能采集装置接入其它外围设备，例如上位机等等，方便运维人员对系统程序等进行检修或者程序调试，进一步的，外部数据通信接口700可以是USB(Universal Serial Bus,通用串行总线)接口以及COM(cluster communication port，串行通信)接口，USB接口以及COM接口与处理装置200连接。其中，COM接口以及USB接口能够接入移动硬盘或者是键盘以及鼠标等，方便运维人员输入信息以及对智能采集装置进行维护检修。

在一个实施例中，如图4所示，提供了一种电能表设备，该设备包括电能表以及上述的智能采集装置，电能表的主控器或处理器与智能采集装置电连接。在低压用电环境中，例如现在每一户家庭都安装有相应的电能表，在电源接入到户内时需要先通过电能表，并通过电能表来测量电能或者用电量。智能采集装置以及电能表两者安装在同一个箱体内，智能采集装置通过与电能表的主控器或处理器连接，进行数据通信以获取电能表测量的电能或者用电量作为电表数据，同时智能采集装置也可以通过温度传感器以及湿度传感器采集电能表的状态(例如温度或湿度等)作为电表数据，电表数据也可以同时是两者，即包括电能表测量的电能或者用电量以及电能表的状态。

通过上述设备，通过无线通信装置直接与主站进行通信，接收主站下发的信息采集指令，并通过处理装置根据信息采集指令生成用电数据采集信息以使得数据采集装置对电能表的电表数据进行采集，最终再通过无线通信装置将电表数据上传到主站，不需要使用电力线载波通信，降低了用电信息采集过程中的复杂度，提高了用电信息采集效率。

在一个实施例中，提供了一种电能表智能采集系统，该系统包括主站、公共网络服务器以及上述的电能表设备，电能表的无线通信装置通过公共网络服务器与主站进行无线数据通信。其中，主站用于电力电网工作人员发出信息采集指令，无线通信装置用于建立无线数据通信连接。进一步的，在一个实施例中，该系统还包括营运平台(例如电信营运商)，主站通过营运平台与公共网络服务器之间进行数据通信。

通过上述系统，通过无线通信装置直接与主站进行通信，接收主站下发的信息采集指令，并通过处理装置根据信息采集指令生成用电数据采集信息以使得数据采集装置对电能表的电表数据进行采集，最终再通过无线通信装置将电表数据上传到主站，不需要使用电力线载波通信，降低了用电信息采集过程中的复杂度，提高了用电信息采集效率。

在一个实施例中，为了对本申请进行解释说明，如图5所示，智能采集装置30中的处理器单元相当于上述的处理装置，其它接口包括有上述的外部数据通信接口，无线通信接口可以作为上述无线通信装置的接口，电能表交互接口可以作为上述数据采集装置的接口，电源接口可以接入上述的电源装置，工作状态指示即上述的指示灯，无线通信装置通过无线通信接口与无线公网进行数据传输，无线公网再通过电信营运商20与主站10进行数据通信。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种电能表智能采集装置，其特征在于，所述的智能采集装置包括：无线通信装置、处理装置以及数据采集装置；

所述无线通信装置与所述处理装置连接，接收主站发送的信息采集指令，并转发至所述处理装置；

所述处理装置与所述数据采集装置连接，根据所述信息采集指令生成用电数据采集信号，发送至数据采集装置；

所述数据采集装置用于连接电能表，根据所述用电数据采集信号对电能表的电表数据进行采集，并将采集的电表数据发送至所述处理装置，所述处理装置将所述电表数据转发至所述无线通信装置以上传至所述主站。

2.根据权利要求1所述的智能采集装置，其特征在于，所述的智能采集装置还包括电源装置，所述电源装置与所述处理装置以及所述无线通信装置连接。

3.根据权利要求1所述的智能采集装置，其特征在于，所述的智能采集装置还包括交互装置，所述交互装置与所述处理装置连接。

4.根据权利要求3所述的智能采集装置，其特征在于，所述交互装置包括指示灯、显示屏以及键盘，所述指示灯、显示屏以及所述键盘均与所述处理装置连接。

5.根据权利要求1所述的智能采集装置，其特征在于，所述无线通信装置包括连接所述处理装置的微功率无线通信模块和/或4G无线通信模块。

6.根据权利要求1所述的智能采集装置，其特征在于，所述的智能采集装置还包括存储装置，所述存储装置与所述处理装置连接。

7.根据权利要求1所述的智能采集装置，其特征在于，所述的智能采集装置还包括外部数据通信接口，所述外部数据通信接口与所述处理装置连接。

8.根据权利要求7所述的智能采集装置，其特征在于，所述的外部数据通信接口包括USB接口以及COM接口，所述USB接口以及所述COM接口与所述处理装置连接。

9.一种电能表设备，其特征在于，所述的设备包括电能表以及上述权利要求1-8任意一项所述的智能采集装置，所述电能表与所述智能采集装置电连接。

10.一种电能表智能采集系统，其特征在于，所述的系统包括主站、公共网络服务器以及权利要求9所述的电能表设备，所述电能表的无线通信装置通过所述公共网络服务器与所述主站进行无线数据通信。

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