CN216209372U - 一种子母型设计的单相智能电表组 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种子母型设计的单相智能电表组，包括电能表，具体包括与电源连接的母表和多个子表，所述母表为能够独立工作的单相四节表型且设置有与外部进行相互通信的上行通讯电路，所述母表与多个子表相互通信连接。本实用新型采用子母表设计，母表可以独立工作，也可以作为集中器抄读子表，仅使用一个移动通讯模块，即可实现母表和多个子表的联网通讯需求，可节约SIM卡制卡成本，减轻蜂窝网络运行压力；且母表和多个子表对于服务器而言仅产生一个长链接，可降低服务器成本。

Description

一种子母型设计的单相智能电表组

技术领域

本实用新型属于智能电表技术领域，具体涉及一种子母型设计的单相智能电表组。

背景技术

电子式电能表是通过对用户供电电压和电流进行实时采样，采用专用的电能表集成电路，对采样电压和电流进行处理并相乘转换为与电能成正比的脉冲输出，然后通过计度器或数字显示器显示的物理器械。

电子式电能表经过多年的发展，形成了不同外形、不同功能的多系列产品，基本能够满足当前大部分客户的安装使用需求。但是现有在集中式大批量智能电能表的安装和使用过程中，通常使用独立的集中器进行数据转发与通讯，或者使用独立带网络通讯的电能表与云端进行数据交互。这些方案虽然成熟，但也存在缺陷，比如集中器通常价格昂贵功能单一，独立网络通讯的电能表在密集安装时需考虑通讯承载能力和近距离通讯干扰，且通常这些弊端无法通过简单处理解决。

发明内容

本实用新型的目的是针对上述问题，提供一种子母型设计的单相智能电表组，通过采用子母电能表的设计，母表可作为独立电表使用，亦可作为集中器管理子表使用，可降低服务器成本，通讯简单且抗干扰能力强。

为达到上述目的，本实用新型采用了下列技术方案：

一种子母型设计的单相智能电表组，包括电能表，具体包括与电源连接的母表和多个子表，所述母表为能够独立工作的单相四节表型且设置有与外部进行相互通信的上行通讯电路，所述母表与多个子表相互通信连接。本实用新型采用子母表设计，母表可以独立工作，也可以作为集中器抄读子表，仅使用一个移动通讯模块，即可实现母表和多个子表的联网通讯需求，可节约SIM卡制卡成本，减轻蜂窝网络运行压力；且母表和多个子表对于服务器而言仅产生一个长链接，可降低服务器成本。

进一步的，母表与多个子表通过RS485相互通信连接，所述子表为单向双节表型；所述母表与N个子表通信连接，其中N≤32。本实用新型母表与多个子表通过RS485进行通信，RS485总线通讯可实现最长1kM的远距离数据传输，且抗干扰能力强，布线成本低；本实用新型的母表设置最大可带32个子表，并预留有后期扩展能力。

进一步的，母表与子表均包括RS485通讯电路且通过RS485通讯电路相互通信连接，所述上行通讯电路包括4G模块。本实用新型使用4G通讯，可以实现低延时通讯，且能够在2G退网潮流下保持较强的适用性。

进一步的，母表还包括母表SOC芯片，所述母表SOC芯片连接有80A的磁保持继电器。本实用新型母表部分采用了专用电能计量SOC芯片，基于Cortex-M0内核，能够实现高速可靠运行，并可提供高精度计量参数和用电信息，同时母表自带磁保持继电器，能够在必要的情况下及时地断开后端负载。

进一步的，母表SOC芯片连接有隔离电路且通过隔离电路连接计量模块，所述计量模块连接有母表电压采样电路和母表电流采样电路。本实用新型母表通过电气隔离使得Micro SIM可以安全使用，扩大了使用范围。

进一步的，4G模块分别相互通信连接有SIM卡和外置天线；所述母表SOC芯片还连接有备用电池。本实用新型使用4G实现与云端数据交换，并且通过通讯部分与计量部分的隔离，使得Micro SIM卡和外置天线能得以安全使用，可进一步扩展区域适用范围。

进一步的，子表包括子表SOC芯片，所述子表SOC芯片连接有90A的磁保持继电器。本实用新型子表部分采用了专用电能计量SOC芯片，基于Cortex-M0内核，能够实现高速可靠运行，可以提供高精度计量参数和用电信息，同时子表自带磁保持继电器，可实现预付费控制和负载控制等扩展功能。

进一步的，子表SOC芯片连接有通讯隔离电路，且通过通讯隔离电路与RS485通讯电路相互通信连接。本实用新型子表使用RS485与外部进行数据交换，并且通讯部分与计量部分隔离，可以安全使用。

进一步的，子表SOC芯片还连接有子表电压采样电路和子表电流采样电路。

进一步的，母表和子表均包括分别与内部电路连接的LCD显示和按键装置；且均包括用于存储内部相应数据的存储部件。

与现有的技术相比，本实用新型的优点在于：

1.本实用新型一种子母型设计的单相智能电表组采用子母表设计，一个母表采用单相四节表型，可以独立工作，也可以作为集中器抄读子表，子表采用单相双节表型，母表设置最大可带32个子表，并预留后期扩展能力，本实用新型母表/子表均自带磁保持继电器，可实现预付费控制和负载控制等扩展功能；

2.本实用新型仅使用一个移动通讯模块，即可实现最多33只电能表的联网通讯需求，可节约SIM卡制卡成本，减轻蜂窝网络运行压力，且33只电能表对于服务器而言仅产生一个长链接，可降低服务器成本，RS485总线通讯可实现最长1kM的远距离数据传输，且抗干扰能力强，布线成本低；系统使用4G网络通讯，可以实现低延时通讯，在2G退网大潮下具有更长的生命周期，能够保持较强的适用性；

3.本实用新型使用电能计量专用高速SOC，可简化智能电表组设计，增加集成度，提高系统稳定性，电气隔离使得Micro SIM可以安全使用，扩大了使用范围。

本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1是本实用新型一种子母型设计的单相智能电表组的结构示意图；

图2是本实用新型母表的结构示意图；

图3是本实用新型子表的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好的理解本实用新型方案，下面将结合附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。

如图1所示，本实施例一种子母型设计的单相智能电表组，包括电能表，具体包括与电源连接的母表和多个子表，所述母表为能够独立工作的单相四节表型且设置有与外部进行通信的上行通讯电路，所述母表与多个子表相互通信连接。本实施例采用子母表设计，母表可以独立工作，也可以作为集中器抄读子表，仅使用一个移动通讯模块，即可实现母表和多个子表的联网通讯需求，可节约SIM卡制卡成本，减轻蜂窝网络运行压力；且母表和多个子表对于服务器而言仅产生一个长链接，可降低服务器成本。

在本实用新型一种子母型设计的单相智能电表组中，母表可以使用集中器代替，但是集中器价格昂贵功能单一，不便于大量使用，因此本实施例优选采用单相四节表型的电能表作为母表进行独立工作和抄读子表。

本实施例母表与多个子表通过RS485相互通信连接，所述子表为单向双节表型；所述母表与N个子表通信连接，其中N≤32。本实施例的母表设置最大可带32个子表，并预留后期扩展能力。其中，采用RF通信也可以实现母表与多个子表的相互通信，但是采用RF通信会增加硬件成本，且近距离通讯时，RF信道干扰更大，通讯不良影响大，因此，本实施例母表与多个子表优选采用RS485相互通信连接，RS485总线通讯可实现最长1kM的远距离数据传输，且抗干扰能力强，布线成本低。

本实施例母表与子表均包括RS485通讯电路且通过RS485通讯电路相互通信连接，所述上行通讯电路包括4G模块。上行通讯电路还包括WiFi、有线网、GPRS，即4G通讯亦可使用WiFi、有线网、GPRS代替，但GPRS存在退网风险，WiFi和有线网相比于采用物联网卡的4G通讯成本更高。因此本实施例母表上行采用4G通讯，下行与各个子表采用RS485相互通讯，一个母表最多可与32个子表通过RS485连接，同时子表共享母表的4G通讯。本实施例优选采用4G通讯，可以实现低延时通讯，且能够在2G退网潮流下保持较强的适用性。

如图2所示，本实施例母表还包括母表SOC芯片，所述母表SOC芯片连接有80A的磁保持继电器。本实施例母表硬件部分采用了专用电能计量SOC芯片，基于Cortex-M0内核，能够实现高速可靠运行，并可提供高精度计量参数和用电信息，同时内置了80A的磁保持继电器，能够在必要的情况下如欠费、过载等，及时地断开后端负载。

本实施例母表SOC芯片连接有隔离电路且通过隔离电路连接计量模块，所述计量模块连接有母表电压采样和母表电流采样。本实施例通过电气隔离使得Micro SIM可以安全使用，扩大了使用范围。且本实施例母表电流采样使用和继电器一体化设计的分流器方案。

本实施例4G模块分别相互通信连接有SIM卡和外置天线；所述母表SOC芯片还连接有备用电池。本实施例母表使用4G实现与云端数据交换，并且通讯部分与计量部分隔离，使得Micro SIM卡和外置天线能得以安全使用，可进一步扩展区域适用范围。

如图3所示，本实施例子表还包括子表SOC芯片，所述子表SOC芯片连接有90A的磁保持继电器。本实施例子表硬件部分采用了专用电能计量SOC芯片，基于Cortex-M0内核，实现高速可靠运行，并可提供高精度计量参数和用电信息，同时内置了90A的磁保持继电器，可实现预付费控制和负载控制等扩展功能，能够在必要的情况下如欠费、过载等，及时地断开后端负载。

本实施例子表SOC芯片连接有通讯隔离电路，且通过通讯隔离电路与RS485通讯电路相互通信连接。本实施例使用RS485与外部进行数据交换，并且通讯部分与计量部分隔离，可以安全使用。

本实施例子表SOC芯片还连接有子表电压采样和子表电流采样。本实施例中子表电流采样使用和继电器一体化设计的分流器方案。

本实施例母表和子表均包括分别于内部电路连接的LCD显示和按键装置；且均包括用于存储内部相应数据的存储部件。

此外，本实施例使用自研YTLBUS协议，协议层具备8级传输路径控制，针对本装置，可实现云服务器-电能表(母表)、云服务器-电能表(母表)-电能表(子表)、云服务器-集中器(母表)、集中器(母表)-电能表(子表)的双向通讯。实现原理为：协议层指明当前命令来源级别和需要到达级别，其中若系统用到3级，分别是最高等级7级的云服务器，5级的集中器和1级的电能表。子表为单1级，母表具有5/1两个等级，当母表传输自身计量参数时使用1级，当母表作为集中器与子表或云服务器通讯时采用5级。当云服务器需要访问子表时，向母表发送含有子表通讯地址的命令，母表起中间通讯桥梁进行数据转发，且保留数据的完整性。

本实施例通过上述自研YTLBUS协议，可以实现多设备的高效通讯，精准实现多层级的准确通讯；且较强的协议拓展性，对后期功能增加提供了较强的适应性。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种子母型设计的单相智能电表组，包括电能表，其特征在于，具体包括与电源连接的母表和多个子表，所述母表为能够独立工作的单相四节表型且设置有与外部进行相互通信的上行通讯电路，所述母表与多个子表相互通信连接。

2.根据权利要求1所述的一种子母型设计的单相智能电表组，其特征在于，所述母表与多个子表通过RS485相互通信连接，所述子表为单向双节表型；所述母表与N个子表通信连接，其中N≤32。

3.根据权利要求1所述的一种子母型设计的单相智能电表组，其特征在于，所述母表与子表均包括RS485通讯电路且通过RS485通讯电路相互通信连接，所述上行通讯电路包括4G模块。

4.根据权利要求3所述的一种子母型设计的单相智能电表组，其特征在于，所述母表还包括母表SOC芯片，所述母表SOC芯片连接有80A的磁保持继电器。

5.根据权利要求4所述的一种子母型设计的单相智能电表组，其特征在于，所述母表SOC芯片连接有隔离电路且通过隔离电路连接计量模块，所述计量模块连接有母表电压采样电路和母表电流采样电路。

6.根据权利要求4所述的一种子母型设计的单相智能电表组，其特征在于，所述4G模块分别相互通信连接有SIM卡和外置天线；所述母表SOC芯片还连接有备用电池。

7.根据权利要求1所述的一种子母型设计的单相智能电表组，其特征在于，所述子表包括子表SOC芯片，所述子表SOC芯片连接有90A的磁保持继电器。

8.根据权利要求7所述的一种子母型设计的单相智能电表组，其特征在于，所述子表SOC芯片连接有通讯隔离电路，且通过通讯隔离电路与RS485通讯电路相互通信连接。

9.根据权利要求7所述的一种子母型设计的单相智能电表组，其特征在于，所述子表SOC芯片还连接有子表电压采样电路和子表电流采样电路。

10.根据权利要求1所述的一种子母型设计的单相智能电表组，其特征在于，所述母表和子表均包括分别与内部电路连接的LCD显示和按键装置；且均包括用于存储内部相应数据的存储部件。

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