CN214427517U - 一种用于现场智能电表的终端设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于现场智能电表的终端设备，该用于现场智能电表的终端设备包括主控单元、储存单元和通讯单元；所述通讯单元包括数据输入端口和数据输出端口；所述主控单元与所述储存单元电性连接；所述主控单元分别与所述数据输入端口和所述数据输出端口电性连接。该设备设置在采集主站与用电信息采集终端传输过程之间，通过通讯单元的数据输入端口与终端采集电表连接并对终端采集电表的数据的采集并存储，并且通过通讯单元的数据输出端口与采集主站远程连接，采集主站可以按需直接获取需要使用的数据，增加用户数据查询时的实时性和减小主站系统的资源消耗。

Description

一种用于现场智能电表的终端设备

技术领域

本实用新型涉及智能测试设备领域，尤其涉及一种用于现场智能电表的终端设备。

背景技术

随着电网公司在全网范围内将现有普通电能表替换为智能电能表，智能电能表的应用将越来越广泛。智能电表的应用不仅仅限于电表充值缴费，对于用户来说，用户可以获取更详细准确的用电情况信息，对于电力公司，可以获取更准确的用户电量数据、电能质量数据、负荷数据和相对精确的低压线损数据，能够极大的提升用电监察和电能质量检测，为用户提供更好的优质化服务。

目前电力公司获取智能电表数据基本上都是通过主站软件下发任务到用电信息采集终端，用电信息采集终端获取电表数据后，直接上传到采集主站，由于用电信息采集终端到电表和用电信息采集终端到采集主站分别采用了两级不同的通讯方式，并且是直接获取的电表内基础数据，所以采集主站需要大量的存储设备来存储基础数据(低压表计采集频率为每天1次)，并需要大量的计算资源来统计和分析用户的用电信息，对采集主站的要求过大，极大地增加了所需的成本费用和增加了采集主站的运作效率，不能满足实际的实用需求。

实用新型内容

针对现有采集主站与用电信息采集终端的连接传输间的问题，本专利设置了一种用于现场智能电表的终端设备，该设备设置在采集主站与用电信息采集终端传输过程之间，通过通讯单元的数据输入端口与终端采集电表连接并对终端采集电表的数据的采集并存储，并且通过通讯单元的数据输出端口与采集主站远程连接，采集主站可以按需直接获取需要使用的数据，增加用户数据查询时的实时性和减小主站系统的资源消耗。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术效果：所述用于现场智能电表的终端设备包括主控单元、储存单元和通讯单元；所述通讯单元包括数据输入端口和数据输出端口；

所述主控单元与所述储存单元电性连接；所述主控单元分别与所述数据输入端口和所述数据输出端口电性连接。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述用于现场智能电表的终端设备还包括射频卡识别模块和安全模块。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述的用于现场智能电表的终端设备还包括信息显示模块；所述信息显示模块包括显示屏和数字时钟。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述主控单元包括微处理器；

所述微处理器设置有LCD接口、I2C接口、SPI接口和通用异步收发传输器；

所述显示屏基于所述LCD接口与所述微处理器电性连接；所述数字时钟基于所述I2C接口与所述微处理器电性连接。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述通讯单元还包括维护接口；

所述数据输入端口为RS485通信模块；所述数据输出端口为载波通信模块；

所述载波通信模块、所述RS485通信模块和所述维护接口分别基于所述通用异步收发传输器与所述微处理器电性连接。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述射频卡识别模块包括主控芯片、射频芯片和天线；

所述主控芯片和所述射频芯片分别与所述天线连接，所述天线为电感线圈；

所述射频卡识别模块基于所述通用异步收发传输器与所述微处理器电性连接。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述安全模块包括ESAM安全芯片；

所述安全模块基于所述SPI接口与所述微处理器电性连接。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述微处理器设有供电接口，所述微处理器基于所述供电接口与所述电源模块连接。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述微处理器采用的是ARM内核。

综上所述，由于本实用新型采用了上述技术方案，本实用新型具有以下技术效果：该设备设置在采集主站与用电信息采集终端传输过程之间，通过通讯单元的数据输入端口与终端采集电表连接并对终端采集电表的数据的采集并存储，并且通过通讯单元的数据输出端口与采集主站远程连接，采集主站可以按需直接获取需要使用的数据，增加用户数据查询时的实时性和减小主站系统的资源消耗。

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获得其它的附图。

图1是本实用新型的用于现场智能电表的终端设备的原理框图；

图2是本实用新型的用于现场智能电表的终端设备的主控单元原理框图。

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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以使直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中设置的元件。当一个元件被认为是“设置在”另一个元件，它可以使直接设置在另一个元件上或者可能同时存在居中设置的元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

下面结合附图，对本实用新型的实施例作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例的特征可以相互组合。

请参阅图1至图2，图1示出的本实用新型的用于现场智能电表的终端设备的原理框图；图2示出的本实用新型的用于现场智能电表的终端设备的主控单元1原理框图。

具体的，本实验新型实施例所示的用于现场智能电表的终端设备包括主控单元1、储存单元2和通讯单元5；所述通讯单元5包括数据输入端口和数据输出端口；所述主控单元1与所述储存单元2电性连接；所述主控单元1分别与所述数据输入端口和所述数据输出端口电性连接。该设备设置在采集主站与用电信息采集终端传输过程之间，通过通讯单元5的数据输入端口与终端采集电表连接并对终端采集电表的数据的采集并存储，并且通过通讯单元5的数据输出端口与采集主站远程连接，采集主站可以按需直接获取需要使用的数据，增加用户数据查询时的实时性和减小主站系统的资源消耗。

具体的，所述用于现场智能电表的终端设备还包括射频卡识别模块3和安全模块4。

进一步的，所述射频卡识别模块3连接主控单元1并将采集的用户信息传输于主控单元1，所述主控单元1还连接储存单元2用于存储用户信息，所述主控单元1连接安全模块4用于对用户信息加密，所述通讯单元5连接主控单元1并与所述主站系统和智能电表信息交互。所述射频卡识别模块3连接主控单元1并将采集的用户信息传输于主控单元1，所述主控单元1还连接储存单元2用于存储用户信息，终端在本地通过13.56MHz的射频读卡器读取当前用户信息，主控单元1将合法的用户信息通过安全模块4进行加解密流程，通过用户信息认证后，用户可以过终端查询用电情况。安全模块4符合中国南方电网公司《费控电能表信息交换安全认证技术要求》中的安全和功能性要求，支持SM1国密算法，具有真随机数发生器所述主控单元1连接安全模块4用于对用户信息加密，所述通讯单元5连接主控单元1并与所述主站系统和智能电表信息交互形成一个智能化的用户信息管理和服务系统，终端设备通过射频卡识别模块3将用户信息进行识别后其通过储存单元2储存大量统计后的数据，在安全模块4内添加电力系统专用的加密设备进行硬件加密，相较于现有的用电信息采集终端，安全模块4的建立使数据安全得到保证，通过验证后才可使用，降低了后台系统资源的消耗。

其中，所述数据输出端口与主站系统信息交互，所述数据输入端口与智能电表信息交互。

进一步的，所述终端设备通信连接移动设备，用户可以直接在终端上查询或者通过手机APP查询时主站再向终端请求数据，而且主站只做临时存储。

在上述方案中，终端设备通过射频卡识别模块3将用户信息进行识别后其通过储存单元2储存大量统计后的数据，在安全模块4内添加电力系统专用的加密设备进行硬件加密，相较于现有的用电信息采集终端，安全模块4的建立使数据安全得到保证，通过验证后才可使用，降低了后台系统资源的消耗。

具体的，所述的用于现场智能电表的终端设备还包括信息显示模块6；所述信息显示模块6包括显示屏61和数字时钟62。

具体的，所述主控单元1包括微处理器7；所述微处理器7设置有LCD接口71、I2C接口72、SPI接口73和通用异步收发传输器74；所述显示屏61基于所述LCD接口71与所述微处理器7电性连接；所述数字时钟62基于所述I2C接口72与所述微处理器7电性连接。

具体的，所述通讯单元5还包括维护接口53；所述数据输入端口为RS485通信模块52；所述数据输出端口为载波通信模块51；所述载波通信模块51、所述RS485通信模块52和所述维护接口53分别基于所述通用异步收发传输器74与所述微处理器7电性连接。RS485通讯单元52与载波通讯单元51作为物理通信层用于实现智能电表与本地通信服务的信息交互。

具体的，所述射频卡识别模块3包括主控芯片31、射频芯片32和天线33；所述主控芯片31和所述射频芯片32分别与所述天线33连接，所述天线33为电感线圈；所述射频卡识别模块3基于所述通用异步收发传输器74与所述微处理器7电性连接。对于终端设备而言，射频卡识别模块3内的主控芯片31与射频芯片32用电感线圈为天线33，以电感耦合的方式工作，其与用户的IC卡配合，而本终端购电卡是一种工作频率为13.56MHz的射频识别IC卡，又称非接触式IC卡，使用电感线圈为天线33，以电感耦合方式工作。工作在此频段的产品遵循ISO14443、ISO15693等协议，由于工作频率较低频标签高，因此具有较高的数据传输速率，而且目前我国的第二代身份证也采用该频段工作来读取识别用户信息。

具体的，所述安全模块4包括ESAM芯片41；所述安全模块4基于所述SPI接口73与所述微处理器7电性连接。所述ESAM芯片41与通讯单元5信息交互，所述通讯单元5设有通信接口，所述通信接口连接主控单元1，其中为了用户敏感数据的安全，终端的安全模块4由主控、国密安全芯片，采用国密算法并随机生成码本编码数据，保证数据的完整性和安全性，其中安全芯片除符合中国南方电网公司《费控电能表信息交换安全认证技术要求》中的功能及安全性要求外，还应满足当前二维码的数据在功能及安全性的要求。整个认证及加解密流程均在安全模块4内完成。

具体的，所述微处理器7设有供电接口75，所述微处理器7基于所述供电接口75与所述电源模块连接。

进一步的，所述微处理器7还设置有GPIO接口76、USBPHY78和PWM接口77，GPIO接口76连接4KEYS用于实现对多个电路与外部设备的控制，USBPHY78用于与USB接口对接实现信息传输，PWM接口77实现模拟控制。

具体的，所述微处理器7采用的是ARM内核。

需要说明的是，用户查询用电信息流程，终端通过自动抄表、分析统计可以得到终端下所有电表的抄表情况、用户用电情况、线损情况等数据，用户可以直接查询自己的(月度用电情况、日用电情况、电费余额等信息)，电力公司可以按需获取终端内统计数据，减少后台存储占用、降低系统技术资源消耗。

本实用新型，通过主控单元、射频卡识别模块、储存单元、安全模块和通信单元的结合，射频卡识别模块连接主控单元并将采集的用户信息传输于主控单元，所述主控单元还连接储存单元2用于存储用户信息，所述主控单元连接安全模块用于对用户信息加密，所述通信单元连接主控单元并与所述主站系统和智能电表信息交互。

以上对本实用新型的实施例所提供的一种用于现场智能电表的终端设备进行了详细介绍，本文中应采用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (9)

1.一种用于现场智能电表的终端设备，其特征在于：所述的用于现场智能电表的终端设备包括主控单元、储存单元和通讯单元；所述通讯单元包括数据输入端口和数据输出端口；

所述主控单元与所述储存单元电性连接；所述主控单元分别与所述数据输入端口和所述数据输出端口电性连接。

2.根据权利要求1所述的用于现场智能电表的终端设备，其特征在于：所述的用于现场智能电表的终端设备还包括射频卡识别模块和安全模块。

3.根据权利要求2所述的用于现场智能电表的终端设备，其特征在于：所述的用于现场智能电表的终端设备还包括信息显示模块；所述信息显示模块包括显示屏和数字时钟。

4.根据权利要求3所述的用于现场智能电表的终端设备，其特征在于：所述主控单元包括微处理器；

所述微处理器设置有LCD接口、I2C接口、SPI接口和通用异步收发传输器；

所述显示屏基于所述LCD接口与所述微处理器电性连接；所述数字时钟基于所述I2C接口与所述微处理器电性连接。

5.根据权利要求4所述的用于现场智能电表的终端设备，其特征在于：所述通讯单元还包括维护接口；

所述数据输入端口为RS485通信模块；所述数据输出端口为载波通信模块；

所述载波通信模块、所述RS485通信模块和所述维护接口分别基于所述通用异步收发传输器与所述微处理器电性连接。

6.根据权利要求5所述的用于现场智能电表的终端设备，其特征在于：所述射频卡识别模块包括主控芯片、射频芯片和天线；

所述主控芯片和所述射频芯片分别与所述天线连接，所述天线为电感线圈；

所述射频卡识别模块基于所述通用异步收发传输器与所述微处理器电性连接。

7.根据权利要求6所述的用于现场智能电表的终端设备，其特征在于：所述安全模块包括ESAM安全芯片；

所述安全模块基于所述SPI接口与所述微处理器电性连接。

8.根据权利要求7所述的用于现场智能电表的终端设备，其特征在于：所述微处理器设有供电接口，所述微处理器基于所述供电接口与电源模块连接。

9.根据权利要求8所述的用于现场智能电表的终端设备，其特征在于：所述微处理器采用的是ARM内核。

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