CN219978403U - 一种级联式电能表 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种级联式电能表，其中，所述级联式电能表包括：管理模块和至少一个计量模块；所述管理模块与所述计量模块沿同一方向通过排针排母连接，相邻两个所述计量模块之间通过排针排母连接；所述管理模块包括第一控制器、第一485通信单元、第二485通信单元、第一电源单元，所述第一控制器分别与所述第一485通信单元、第二485通信单元、第一电源单元连接，所述第一485通信单元与第三485通信单元连接；所述计量模块包括第二控制器、第三485通信单元和第二电源单元；所述第二控制器分别与第三485通信单元和第二电源单元连接。本实用新型解决了现有的单相电能表结构及其线路复杂，以及无法满足用户多样化抄表的问题。

Description

一种级联式电能表

技术领域

本实用新型涉及电能表计量技术领域，尤其涉及一种级联式电能表。

背景技术

目前，常规的单相电能表体积较大，每个用户需要接一台单相电能表做电能计量，每台单相电能表都需要单独接入火线、零线，并接入485总线进行数据集抄。在现代楼宇中，特别是每层楼用户数量较多的场景下，走线施工及其复杂，且电井房内需要极大空间布局电表及其强电线和弱电线线路。电能表对电能的计量方式通常都是对加载在火线、零线间的电压以及流经电能表的电流进行采样，根据计量算法得出用户使用的电量信息，本地化的抄表系统通常都是通过485总线以唯一表地址的方式寻址，超读每个用户的电量数据。常规单相电能表具备完整的计量、数据管理、通信、液晶显示和按键交互等功能，成本较高，在密集型用户用电场景中，例如宿舍、酒店、医院等，全部安装单相电能表需要占用大量的空间，且每台表都需要单独将485通讯端子接入到485总线中进行本地化抄表，通信线路复杂。因此，亟待提出一种级联式电能表，解决现有的单相电能表结构及其线路复杂，以及无法满足用户多样化抄表的问题。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种级联式电能表，旨在解决现有的单相电能表结构及其线路复杂，以及无法满足用户多样化抄表的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供一种级联式电能表，其中，所述级联式电能表包括：

管理模块和至少一个计量模块；所述管理模块与所述计量模块沿同一方向通过排针排母连接，相邻两个所述计量模块之间通过排针排母连接；

所述管理模块包括第一控制器、第一485通信单元、第二485通信单元、第一电源单元，所述第一控制器分别与所述第一485通信单元、第二485通信单元、第一电源单元连接，所述第一485通信单元与第三485通信单元连接；

所述计量模块包括第二控制器、第三485通信单元和第二电源单元；所述第二控制器分别与第三485通信单元和第二电源单元连接。

优选方案之一，所述管理模块包括零线接口和第一火线接口，所述计量模块包括第二火线接口，所述第二火线接口与第一火线接口连接，所述第一火线接口和零线接口均与电网连接。

优选方案之一，所述计量模块的数量为1-32个。

优选方案之一，其特征在于，所述管理模块还包括通讯模组，所述通讯模组与所述第一控制器连接。

优选方案之一，所述通讯模组包括蓝牙、NB-IOT和CAT.1的通信方式。

优选方案之一，所述管理模块还包括显示单元和按键单元，所述显示单元和按键单元均与所述第一控制器连接。

优选方案之一，所述管理模块还包括超级电容单元，所述超级电容单元与所述第一控制器连接。

优选方案之一，所述计量模块还包括电流采样单元和电压采样单元，所述电流采样单元和电压采样单元均与第二控制器连接。

优选方案之一，所述计量模块还包括光脉冲输出单元，所述光脉冲输出单元与所述第二控制器连接。

本实用新型的上述技术方案中，该级联式电能表包括管理模块和至少一个计量模块；所述管理模块与所述计量模块沿同一方向通过排针排母连接，相邻两个所述计量模块之间通过排针排母连接；所述管理模块包括第一控制器、第一485通信单元、第二485通信单元、第一电源单元，所述第一控制器分别与所述第一485通信单元、第二485通信单元、第一电源单元连接，所述第一485通信单元与第三485通信单元连接；所述计量模块包括第二控制器、第三485通信单元和第二电源单元；所述第二控制器分别与第三485通信单元和第二电源单元连接。在本实用新型解决了现有的单相电能表结构及其线路复杂，以及无法满足用户多样化抄表的问题。

在本实用新型中，将管理模块与计量模块级联后，管理模块的第二485通信单元通过末端计量模块排母接口引出，从而实现对用户电量数据的本地抄表；所述通讯模组集成了本地通讯和远程通讯，可根据用户当地无线信号的覆盖情况，选择蓝牙通讯进行本地无线抄表，以及选择NB-IOT和CAT.1的通信方式进行远程无线抄表。

在本实用新型中，所述级联式电能表仅设有一个管理模块，所述计量模块可根据用户数量级联接入，且所述计量模块只需接入一路火线，无需在设置多个零线接口，减少了布线数量，避免线路过于复杂。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式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方式，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为本实用新型实施例一种级联式电能表的结构示意图；

图2为本实用新型实施例一种级联式电能表的第一示意图；

图3为本实用新型实施例一种级联式电能表的第二示意图。

附图标号说明：

111、管理模块；1、第一控制器；11、第一485通信单元；12、第二485通信单元；13、第一电源单元；14、存储单元；15、超级电容单元；16、显示单元；17、按键单元；18、通讯模组；

222、计量模块；2、第二控制器；21、电流采样单元；22、电压采样单元；23、第二电源单元；24、光脉冲输出单元；25、第三485通信单元。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施方式，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型的一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，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方式，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施方式中所有方向性指示(诸如上、下……)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，在本实用新型中如涉及“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。

并且，本实用新型各个实施方式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。

参见图1-图3，根据本实用新型的一方面，本实用新型提供一种级联式电能表，其中，所述级联式电能表包括：

管理模块111和至少一个计量模块222；所述管理模块111与所述计量模块222沿同一方向通过排针排母连接，相邻两个所述计量模块222之间通过排针排母连接；

所述管理模块111包括第一控制器1、第一485通信单元11、第二485通信单元12、第一电源单元13，所述第一控制器1分别与所述第一485通信单元11、第二485通信单元12、第一电源单元13连接，所述第一485通信单元11与第三485通信单元25连接；

所述计量模块222包括第二控制器2、第三485通信单元25和第二电源单元23；所述第二控制器2分别与第三485通信单元25和第二电源单元23连接。

具体地，在本实施例中，所述管理模块111包括零线接口和第一火线接口，所述计量模块222包括第二火线接口，所述第二火线接口与第一火线接口连接，所述第一火线接口和零线接口均与电网连接；所述零线接口通过线缆与电网连接，所述第一火线接口通过线缆分别与第一火线接口和电网连接；每户只需要接入一个计量模块222，且所述计量模块222仅设有一个第二火线接口，所述计量模块222通过排针排母将零线接入所述管理模块111所设置的零线接口，无需在计量模块222专门设置零线接口，减少了布线数量。

具体地，在本实施例中，所述管理模块111与至少一个计量模块222通过级联排针排母连接，相邻两个所述计量模块222通过排针排母连接，所述计量模块222可根据用户数进行扩展，所述计量模块222的数量为1-32个，也即所述管理模块111可根据用户需求最多级联32个计量模块222。

具体地，在本实施例中，所述管理模块111还包括通讯模组18，所述通讯模组18与所述第一控制器1连接；所述通讯模组18集成了本地通讯和远程通讯，所述通讯模组18包括蓝牙、NB-IOT和CAT.1的通信方式；通过在管理模块111集成所述通讯模组18，可根据用户当地的无线信号覆盖情况，选择使用蓝牙通讯进行本地无线抄表，以及使用NB-IOT或CAT.1通讯进行远程无线抄表，从而采集用户的电能数据。

具体地，在本实施例中，所述管理模块111设有第一485通信单元11、第二485通信单元12，所述第一485通信单元11与计量模块222设置的第三485通信单元25通过RS485总线进行数据交互，所述管理模块111通过第一485通信单元11寻找与其相连的所有计量模块222，并自动组网建立地址列表，同样通过所述第一485通信单元11采集所有计量模块222采集的电能数据，且可以通过管理模块111所设置的按键单元17和显示单元16进行切换显示；所述第二485通信单元12为电能表对外的本地抄读接口，通过所述第二485通信单元12对不同用户的电能数据进行本地抄表；通过所述管理模块111所设置的第一485通信单元11和第二485通信单元12实现了对不同用户电能数据的本地和远程抄表。

具体地，在本实施例中，所述计量模块222设有第三485通信单元25，所述第三485通信单元25与所述管理模块111设置的第一485通信单元11通过RS485总线进行数据交互，通过所述第三485通信单元25接入管理模块111的第一485通信单元11组成内部网络，同时将第一485通信单元11的信号物理连接传递至后级设备，所述计量模块222通过第三485通信单元25将第一485通信单元11的信号物理连接传递至后级设备，不接入计量模块222内部电路。

具体地，在本实施例中，所述管理模块111还包括显示单元16和按键单元17，所述显示单元16和按键单元17均与所述第一控制器1连接；所述管理模块111在采集所有计量模块222数据后，通过所述按键单元17内的按键，在显示单元16上切换显示不同计量模块222的各项数据，所述各项数据包括计量模块222通讯地址、电量、电压、电流和功率等，本实用新型不进行具体限定，具体可根据需要进行设定；所述显示单元16可采用LED显示面板，本实用新型不进行具体限定，具体可根据需要进行设定；所述显示面板可为触控显示面板，因此，所述按键单元17可设置于所述显示单元16上，当然本实用新型包括但不限于此，当显示面板为触控显示面板时，按键单元17可为不设置在触控显示面板上的实体按键，也可为设置在触控显示面板上的虚拟案件和不设置在显示面板上的实体按键的组合，本实用新型不进行具体限定，具体可根据需要进行设定。

具体地，在本实施例中，所述管理模块111还包括超级电容单元15，所述超级电容单元15与所述第一控制器1连接；所述超级电容单元15在级联式电能表正常通电时进行电能存储，当与电网断开或其他情况断电时，所述级联式电能表可通过所述超级电容单元15进行放电，满足电表的基础运行。

具体地，在本实施例中，所述管理模块111还包括存储单元14，所述存储单元14与所述第一控制器1连接，所述存储单元14用于存储所述管理模块111采集的用户电能数据，本实用新型不进行具体限定，具体可根据需要进行设定。

具体地，在本实施例中，所述计量模块222还包括电流采样单元21和电压采样单元22，所述电流采样单元21和电压采样单元22均与第二控制器2连接；所述电流采集单元和所述电压采集单元分别用于采集用户电流、电压数据，并传输至第二控制器2，所述第二控制器2通过所述第三485通信单元25传输至管理模块111进行存储并显示。

具体地，在本实施例中，所述计量模块222还包括光脉冲输出单元24，所述光脉冲输出单元24与所述第二控制器2连接，所述光脉冲输出单元24用于对电表进行校验，以及用于进行一定时间间隔时断时续的闪烁。

为了方便对本实用新型相关术语的理解，在此做出解释：

485总线：在数据通信，计算机网络以及分布式工业控制系统当中，经常需要使用串行通信来实现数据交换。目前，有RS-232,RS-485,RS-422几种接口标准用于串行通信。RS-232是最早的串行接口标准，在短距离(<15M)，较低波特率串行通信当中得到了广泛应用。其后针对RS-232接口标准的通信距离短，波特率比较低的状况，在RS-232接口标准的基础上又提出了RS-422接口标准，RS-485接口标准来克服这些缺陷。RS-232串口标准是种在低速率串行通讯种增加通讯距离的单端标准。RS-232采取不平衡传输方式，即单端通讯。其收发端的数据信号都是相对于地信号的。所以其共模抑制能力差，再加上双绞线的分布电容，其传输距离最大约为15M，最高速率为20KBPS，且其只能支持点对点通信。

针对RS-232串口标准的局限性，人们又提出了RS-422,RS-485接口标准。RS-485/422采用平衡发送和差分接收方式实现通信：发送端将串行口的TTL电平信号转换成差分信号A,B两路输出，经过线缆传输之后在接收端将差分信号还原成TTL电平信号。由于传输线通常使用双绞线，又是差分传输，所以又极强的抗共模干扰的能力，总线收发器灵敏度很高，可以检测到低至200mV电压。故传输信号在千米之外都是可以恢复。RS-485/422最大的通信距离约为1219M，最大传输速率为10Mb/S，传输速率与传输距离成反比，在100Kb/S的传输速率下，才可以达到最大的通信距离，如果需传输更长的距离，需要加485中继器。RS-485采用半双工工作方式，支持多点数据通信。RS-485总线网络拓扑一般采用终端匹配的总线型结构。即采用一条总线将各个节点串接起来，不支持环形或星型网络。如果需要使用星型结构，就必须使用485中继器或者485集线器才可以。RS-485/422总线一般最大支持32个节点，如果使用特制的485芯片，可以达到128个或者256个节点，最大的可以支持到400个节点。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围。

Claims (9)

1.一种级联式电能表，其特征在于，所述级联式电能表包括：管理模块和至少一个计量模块；所述管理模块与所述计量模块沿同一方向通过排针排母连接，相邻两个所述计量模块之间通过排针排母连接；

所述管理模块包括第一控制器、第一485通信单元、第二485通信单元、第一电源单元，所述第一控制器分别与所述第一485通信单元、第二485通信单元、第一电源单元连接，所述第一485通信单元与第三485通信单元连接；

所述计量模块包括第二控制器、第三485通信单元和第二电源单元；所述第二控制器分别与第三485通信单元和第二电源单元连接。

2.根据权利要求1所述的一种级联式电能表，其特征在于，所述管理模块包括零线接口和第一火线接口，所述计量模块包括第二火线接口，所述第二火线接口与第一火线接口连接，所述第一火线接口和零线接口均与电网连接。

3.根据权利要求1所述的一种级联式电能表，其特征在于，所述计量模块的数量为1-32个。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的一种级联式电能表，其特征在于，所述管理模块还包括通讯模组，所述通讯模组与所述第一控制器连接。

5.根据权利要求4所述的一种级联式电能表，其特征在于，所述通讯模组包括蓝牙、NB-IOT和CAT.1的通信方式。

6.根据权利要求1-3中任意一项所述的一种级联式电能表，其特征在于，所述管理模块还包括显示单元和按键单元，所述显示单元和按键单元均与所述第一控制器连接。

7.根据权利要求1-3中任意一项所述的一种级联式电能表，其特征在于，所述管理模块还包括超级电容单元，所述超级电容单元与所述第一控制器连接。

8.根据权利要求1-3中任意一项所述的一种级联式电能表，其特征在于，所述计量模块还包括电流采样单元和电压采样单元，所述电流采样单元和电压采样单元均与第二控制器连接。

9.根据权利要求1-3中任意一项所述的一种级联式电能表，其特征在于，所述计量模块还包括光脉冲输出单元，所述光脉冲输出单元与所述第二控制器连接。