CN215340098U - 一种电力仪表及一种电力参数远程智能分析监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电力仪表及一种电力参数远程智能分析监控系统，所述电力仪表包括有LoRa/LoRawan无线通信模块、外置信号发送接收装置、所述U3CPU数据处理模块，其中所述U3CPU数据处理模块与所述LoRa/LoRawan无线通信模块通信连接，所述LoRa/LoRawan无线通信模块与外置信号发送接收装置通信连接以实现数据信号的无线传输。所述远程智能分析监控系统，用于远程采集、测量、分析、控制电力系统的电参数，其包括有多个多功能智能电力仪表、无线网关基站、云端服务器以及终端设备。采用本实用新型所述的电力仪表和电力参数远程分析监控系统可实现远程对电力系统电参数的测量、采集、分析、监控，不仅省去了传统现场抄表的工作，同时也解决了采用WiFi无线通信技术中布线困难、传输距离短、成本高的问题。

Description

一种电力仪表及一种电力参数远程智能分析监控系统

技术领域

本实用新型涉及一种基于LORA\LORAWAN技术实现无线通信功能的多功能电力仪表以及一种使用了该多功能智能电力仪表的电力参数远程智能分析监控系统。

背景技术

电力仪表广泛应用于电力系统，特别是多功能电力仪表，用于对电力系统的各项电参数的测量、采集、分析以及监控。如果电力系统运行有问题时，电力仪表通常会报警。随着社会发展，电力系统也日益庞大和远距离化。传统的多功能电表多采用人工抄表的方式，人工抄表费时费力，还容易出现错误，同时由于人工抄表不能实现随时监控，因此很难避免或者及时调整电力系统运行的故障。随着现代通信技术的发展，目前市场上出现了很多将无线通信技术应用到电力仪表以实现对各项电参数的远程测量、采集、分析以及监控，也就是人们常说的物联网。目前市场上的带有无线通信功能的多功能电力仪表多采用WiFi网络，但是由于其单个路由器能覆盖的通信距离很短，传输速度慢，负载能力差，只有几十米，因此，当范围广的时候，就需要更多的路由器，这也就将导致组网复杂程度大大提高，成本也大大提升。

因此本领域的技术人员一直致力于提高电力系统电参数的无线通信传输能力，以实现远程对电力系统电参数测量、采集、分析及监控。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种能够通过远程终端设备控制的用于电力系统测量、采集、分析电参数的多功能智能电力仪表，以及一种使用了该多功能智能电力仪表的远程分析监控系统。

为了实现上述技术目的，本实用新型提供了一种基于LORA\LORAWAN无线通信技术的电力仪表，其其包括有电源供电模块、+24工作电源、电力参数采集电路模块、开关量输入采集电路模块、继电器控制输出电路模块、U3 CPU 数据处理模块、RS485有线通信模块、按键输入与LCD显示电路模块，其特征在于，其还包括有LoRa/LoRawan无线通信模块和外置信号发送接收装置；所述U3 CPU数据处理模块、所述LoRa/LoRawan无线通信模块由所述电源供电模块供电，所述开关量输入采集电路模块由所述+24工作电源供电；所述 U3 CPU数据处理模块与所述LoRa/LoRawan无线通信模块通信连接，所述 LoRa/LoRawan无线通信模块与外置信号发送接收装置通信连接以实现数据信号的无线传输。

进一步地，所述电力参数采集电路模块、继电器控制输出电路模块、RS485 有线通信模块、按键输入与LCD显示电路模块分别与电源供电模块电连接；所述U3 CPU数据处理模块与RS485有线通信模块通信连接实现数据信号的有线传输；所述U3 CPU数据处理模块与所述按键输入及LCD显示电路通信连接，以实现多功能电力仪表通过仪表盘上的LCD液晶显示器显示各项电力参数，并通过操作仪表盘上的按键实现对仪表的控制。

进一步地，所述的LoRa/LoRawan无线通信模块采用Sx1278芯片完成无线数据的输出和输入。

进一步地，所述外置信号发送接收装置为可伸缩的天线，所述外置信号发送接收装置设置于所述多功能电力仪表的后盖上。

本实用新型还提供了一种使用了上述电力仪表的电力参数远程智能分析监控系统，用于远程采集、测量、分析、控制电力系统的电参数，其特征在于：其包括有多个多功能智能电力仪表、无线网关基站、云端服务器以及终端设备；所述无线网关基站为支持全网通兼容私有LoRa和Lorawan标准协议转换为4G/5G的无线数据传输网关，其与所述多功能智能电力仪表的 LoRa/Lorawan无线通信技术配合；所述云端服务器，用于接收并分析整理来自经过无线网关转化后的4G/5G无线数据信号，然后将处理后的数据信号传输至终端设备，以供终端设备使用。

进一步地，所述无线网关基站采用EC20模组。

进一步地，所述云端服务器，同时也用于接收并处理来自所述终端设备的控制信号，随后将处理后的数据信号通过所述无线网关基站、所述多功能智能电力仪表的外置信号发送接收装置传输到所述U3 CPU数据处理模块。

进一步地，所述终端设备为安装了相应的监控电力系统电力参数软件的电脑、手机或PAD。

进一步地，所述电力系统包含有多个多功能智能电力仪表，所述多个多功能智能电力仪表共用同一个网关，形成星型组网。

采用本实用新型所述基于LORA\LORAWAN无线通信技术的多功能电力仪表实现了远程对电力系统电参数的测量、采集、分析、监控，不仅省去了传统现场抄表的工作，同时也解决了采用WiFi无线通信技术中布线困难、传输距离短、成本高的问题。

附图说明

图1为本实用新型所述多功能电力仪表的内部工作原理框图及其与终端设备进行无线通信的示意图。

具体实施方式

为了更好的理解本实用新型所述的基于LORA\LORAWAN无线通信技术的多功能电力仪表以及使用了所述多功能智能电力仪表的远程智能分析监控系统，下文通过与附图结合的方式对本实用新型所述的基于LORA\LORAWAN无线通信技术的多功能电力仪表以及远程智能分析监控系统作详细描述，在本说明书中使用的术语仅用于描述具体一个实施例，而不用于限定本实用新型的保护范围。在附图中，相同的附图标记始终表示相同的部件。

本实用新型所述的多功能智能电力仪表用于测量和采集电参数信号，例如：三相电力网络的电压、电流、有功功率、无功功率、频率、功率因数等电参数。所述多功能智能电力仪表包括有电源供电模块、+24工作电源、电力参数采集电路模块、开关量输入采集电路模块、继电器控制输出电路模块、 U3 CPU数据处理模块、RS485有线通信模块、按键输入与LCD显示电路模块，其还包括有LoRa/LoRawan无线通信模块和外置信号发送接收装置。所述电源供电模块分别与电力参数采集电路模块、继电器控制输出电路模块、U3 CPU 数据处理模块、RS485有线通信模块、按键输入与LCD显示电路模块、LoRa/ LoRawan无线通信模块电连接；所述开关量输入采集电路模块由所述+24工作电源供电；所述U3 CPU数据处理模块与RS485有线通信模块通信连接实现传统的有线通信，所述RS485有线通信模块通过I/O接口与外部连接的终端设备进行数据信号的交换。

此外，所述多功能智能电力仪表也能通过按键输入及LCD显示电路直接在电力仪表的显示器上实现电力参数的显示，从而使得工作人员通过所述多功能电力仪表的仪表盘上的LCD液晶显示器直接读取各项电力参数；此外，所述工作人员也可以通过控制仪表盘上的按键来实现对所需参数的切换，例如通过按键来选择显示测量电压还是显示测量电流、是选择显示有功功率还是无功功率，但是通过LCD液晶显示器采集到的数据为即时数据，因此无法实现对一个周期的数据进行收集，并做整体分析以方便发现在该周期内的哪一个电力参数异常，进而实现对电力系统的监督。

此外，所述U3 CPU数据处理模块还与所述LoRa/LoRawan无线通信模块通信连接，所述LoRa/LoRawan无线通信模块与外置信号发送接收装置通信连接以实现数据信号的无线传输。在使用中，来自本实用新型所述多功能智能电力仪器的基于LoRa/LoRawan通信技术的数据信号会通过相应的基于 LoRa/LoRawan通信技术的无线网关基站的转化，继而传输到云端服务器，所述云端服务器对接收到的数据信号进行整理分析，然后进一步将整理分析后的数据信号传输到终端设备；终端设备由本领域的工作人员操作，本领域的工作人员通过获取的整理分析后的数据，实现对电力系统的监督，所述工作人员也可以通过终端设备远程发出控制多功能智能电力仪表的指令，该指令经过终端设备处理形成数据信号，进而经过云端服务器、无线网关基站、所述多功能智能电力仪表的外置信号发送接收装置以及LoRa/LoRawan无线通信模块传输到多功能智能电力仪器的U3 CPU数据处理模块，从而实现人工对电力仪表的远程控制。

本实用新型所述的LoRa/LoRawan无线通信模块采用Sx1278芯片完成无线数据的输出和输入。

所述外置信号发送接收装置优选为可伸缩的天线，设置于所述多功能电力仪表的后盖上。

本实用新型还涉及一种使用了该多功能智能电力仪表的远程智能分析监控系统，用于远程采集、测量、分析、监控电力系统的电参数，例如：三相电力网络电压、电流、有功功率、无功功率、频率、功率因数等电参数。所述远程智能分析监控系统包括有前述的基于LoRa\Lorawan无线通信技术的多功能电力仪表、LoRa无线网关基站、云端服务器以及终端设备，所述多功能智能电力仪表用于测量、采集所述电力系统的电参数；所述多功能电力仪表基于LoRa和Lorawan无线通信技术实现信号输出；所述LoRa/lorawan无线网关基站为全网通兼容私有LoRa和Lorawan标准协议转4G/5G的无线数传网关，其与多功能智能电力仪表的LoRa/Lorawan无线通信技术配合使用；所述LoRa/lorawan无线网关基站采用EC20模组。

所述云端服务器，用于接收并整理和分析来自经过无线网关转化的可被 4G/5G网络传输的电参数数据信号，然后将整理和分析后的数据信号传输至终端设备。

所述云端服务器，同时也用于接收并处理来自所述终端设备的控制信号，随后将处理后的可被所述多功能智能电力仪表接收的信号数据通过无线网关、多功能智能电力仪表的外置信号发送接收装置传输到U3 CPU数据处理模块。控制信号可以为由检测有功功率更改为检测无功功率，或者由检测电压更改为检测电流。

所述终端设备可为安装了相应的监控电力系统电力参数软件的电脑、手机、或PAD等。

同一个电力系统的多个多功能智能电力仪表可以共用同一个网关基站实现星型组网。

采用本实用新型所述的多功能智能电力仪表和所述的电力参数远程分析监控系统可实现远程对电力系统电参数的测量、采集、分析、监控，不仅省去了传统现场抄表的工作，同时也解决了采用WiFi无线通信技术中布线困难、传输距离短、成本高的问题。

以上所述仅是本实用新型所述的基于LORA\LORAWAN无线通信技术的多功能电力仪表的一个具体实施例，应当指出，对于相关领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型指导思想的前提下，做出的细微变型和改进，也应视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种电力仪表，其基于LORA\LORAWAN无线通信技术，且包括有电源供电模块、+24工作电源、电力参数采集电路模块、开关量输入采集电路模块、继电器控制输出电路模块、U3CPU数据处理模块、RS485有线通信模块、按键输入与LCD显示电路模块，其特征在于，其还包括有LoRa/LoRawan无线通信模块和外置信号发送接收装置；所述U3 CPU数据处理模块、所述LoRa/LoRawan无线通信模块由所述电源供电模块供电，所述开关量输入采集电路模块由所述+24工作电源供电；所述U3 CPU数据处理模块与所述LoRa/LoRawan无线通信模块通信连接，所述LoRa/LoRawan无线通信模块与外置信号发送接收装置通信连接以实现数据信号的无线传输。

2.如权利要求1所述的电力仪表，其特征在于，所述电力参数采集电路模块、继电器控制输出电路模块、RS485有线通信模块、按键输入与LCD显示电路模块分别与电源供电模块电连接；所述U3 CPU数据处理模块与RS485有线通信模块通信连接实现数据信号的有线传输；所述U3 CPU数据处理模块与所述按键输入及LCD显示电路通信连接，以实现多功能电力仪表通过仪表盘上的LCD液晶显示器显示各项电力参数，并通过操作仪表盘上的按键实现对仪表的控制。

3.如权利要求1所述的电力仪表，其特征在于，所述的LoRa/LoRawan无线通信模块采用Sx1278芯片完成无线数据的输出和输入。

4.如权利要求1所述的电力仪表，其特征在于，所述外置信号发送接收装置为可伸缩的天线。

5.如权利要求1所述的电力仪表，其特征在于，所述外置信号发送接收装置设置于所述电力仪表的后盖上。

6.一种使用了如权利要求1所述电力仪表的电力参数远程智能分析监控系统，用于远程采集、测量、分析、控制电力系统的电参数，其特征在于：其包括有多个多功能智能电力仪表、无线网关基站、云端服务器以及终端设备；所述无线网关基站为支持全网通兼容私有LoRa和Lorawan标准协议转换为4G/5G的无线数据传输网关，其与所述多功能智能电力仪表的LoRa/Lorawan无线通信技术配合；所述云端服务器，用于接收并分析整理来自经过无线网关转化后的4G/5G无线数据信号，然后将处理后的数据信号传输至终端设备，以供终端设备使用。

7.如权利要求6所述的电力参数远程智能分析监控系统，其特征在于，所述无线网关基站采用EC20模组。

8.如权利要求6所述的电力参数远程智能分析监控系统，其特征在于，所述云端服务器，同时也用于接收并处理来自所述终端设备的控制信号，随后将处理后的数据信号通过所述无线网关基站、所述多功能智能电力仪表的外置信号发送接收装置传输到所述U3 CPU数据处理模块。

9.如权利要求6所述的电力参数远程智能分析监控系统，其特征在于，所述终端设备为安装了相应的监控电力系统电力参数软件的电脑、手机或PAD。

10.如权利要求6所述的电力参数远程智能分析监控系统，其特征在于，同一个电力系统的多个多功能智能电力仪表共用同一个网关，形成星型组网。

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