專利名稱：具有惡意負(fù)載識別功能的用電信息管理系統(tǒng)及多功能電表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是一種用電信息管理系統(tǒng)，具體是一種具有惡意負(fù)載識別功能的用電信息管理系統(tǒng)及多功能電表。
技術(shù)背景 在現(xiàn)有技術(shù)中，家庭、學(xué)生公寓、酒店的電能計(jì)量、預(yù)付費(fèi)和違章電器控制，需要實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離自動抄表、自動控制；國家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑的能耗需要監(jiān)測；大型企業(yè)能耗數(shù)據(jù)需要采集。而這些應(yīng)用場合的惡意負(fù)載需要進(jìn)行遠(yuǎn)程識別和監(jiān)控。
發(fā)明內(nèi)容為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本實(shí)用新型提出一種具有惡意負(fù)載識別功能的用電信息管理系統(tǒng)及多功能電表，通過對學(xué)生公寓、賓館等場所安裝本電表，實(shí)時監(jiān)測讀取電能數(shù)據(jù)，安全有效的控制學(xué)生公寓惡意負(fù)載的使用、加強(qiáng)用電管理，并實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸與控制。本電表的具體技術(shù)方案如下一種具有惡意負(fù)載識別功能的用電信息管理系統(tǒng)，包括綜合管理中心、底層管理中心和多功能電表；所述綜合管理中心的PC與底層管理中心的PC通過網(wǎng)絡(luò)通信；底層管理中心的PC和多功能電表通過網(wǎng)絡(luò)通信。是綜合管理中心的PC與底層管理中心的PC之間的通信網(wǎng)絡(luò)是載波通信網(wǎng)絡(luò)、以太網(wǎng)或GPRS無線通信網(wǎng)絡(luò)；底層管理中心的PC和多功能電表之間的通信網(wǎng)絡(luò)的通信形式是串行通信或電力載波通信。一種適用于所述系統(tǒng)的多功能電表包括主處理器、電能測量模塊、電源模塊、存儲器模塊、通訊模塊和斷電控制模塊；所述電能測量模塊采集被測線路的電壓/電流信號，并轉(zhuǎn)換成電能值數(shù)據(jù)傳給主處理器；所述主處理器發(fā)送斷電控制信號給斷電控制模塊，斷電控制模塊連接各用電器電路，控制其通斷；所述主處理器通過通訊模塊與外界進(jìn)行數(shù)據(jù)交互；所述存儲器模塊與主處理連接；所述電源模塊把外部工頻交流電轉(zhuǎn)換為本多功能電表的工作電源，為其供電。還包括顯示單元(例如IXD屏幕顯示模塊)，顯示單元與所述主處理器連接。所述電能測量模塊包括電壓分壓電路和電能測量芯片；所述電壓分壓電路與被測線路連接，測得電壓/電流信號，電能測量芯片把該電壓/電流信號轉(zhuǎn)換得到對應(yīng)的電能值、有功功率值、無功功率值、電壓值和電流值。所述電壓分壓電路可以采用互感器，由于對于精度要求不是特別高，電能測量芯片選用市場常見型號即可。所述斷電控制模塊包括光電隔離模塊和繼電器；所述主處理器輸出的斷電控制信號經(jīng)光電隔離模塊后傳給繼電器的控制端，由繼電器控制各用電器電路的通斷。光電隔離模塊采用常用光耦即可。所述通訊模塊是RS485接口電路和/或電力載波接口電路，這兩種接口電路屬于常見電路，在此不進(jìn)一步限制。[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型解決了現(xiàn)有技術(shù)中惡意負(fù)載的識別問題，同時還具有其他必須的功能，實(shí)現(xiàn)了多功能。

圖1是本系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 圖；圖2是本系統(tǒng)和電能表的原理框圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式
對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明種具有惡意負(fù)載識別功能的用電信息管理系統(tǒng)，包括綜合管理中心、底層管理中心和多功能電表；所述綜合管理中心的PC與底層管理中心的PC通過網(wǎng)絡(luò)通信；底層管理中心的PC和多功能電表通過網(wǎng)絡(luò)通信。是綜合管理中心的PC與底層管理中心的PC之間的通信網(wǎng)絡(luò)是載波通信網(wǎng)絡(luò)、以太網(wǎng)或GPRS無線通信網(wǎng)絡(luò)；底層管理中心的PC和多功能電表之間的通信網(wǎng)絡(luò)的通信形式是串行通信或電力載波通信。一種適用于所述系統(tǒng)的多功能電表包括主處理器、電能測量模塊、電源模塊、存儲器模塊、通訊模塊和斷電控制模塊；所述電能測量模塊采集被測線路的電壓/電流信號，并轉(zhuǎn)換成電能值數(shù)據(jù)傳給主處理器；所述主處理器發(fā)送斷電控制信號給斷電控制模塊，斷電控制模塊連接各用電器電路，控制其通斷；所述主處理器通過通訊模塊與外界進(jìn)行數(shù)據(jù)交互；所述存儲器模塊與主處理連接；所述電源模塊把外部工頻交流電轉(zhuǎn)換為本多功能電表的工作電源，為其供電。還包括顯示單元，顯示單元與所述主處理器連接。所述電能測量模塊包括電壓分壓電路和電能測量芯片；所述電壓分壓電路與被測線路連接，測得電壓/電流信號，電能測量芯片把該電壓/電流信號轉(zhuǎn)換得到對應(yīng)的電能值、有功功率值、無功功率值、電壓值和電流值。所述斷電控制模塊包括光電隔離模塊和繼電器；所述主處理器輸出的斷電控制信號經(jīng)光電隔離模塊后傳給繼電器的控制端，由繼電器控制各用電器電路的通斷。所述通訊模塊是RS485接口電路和/或電力載波接口電路，這兩種接口電路屬于常見電路，在此不進(jìn)一步限制。本實(shí)用新型解決的問題(1)電能數(shù)據(jù)的測量，包括電能、有功功率、無功功率、電流、電壓。(2)惡意負(fù)載的識別與控制。(3)實(shí)現(xiàn)與數(shù)據(jù)采集中心的數(shù)據(jù)傳輸，通信方式是電力載波通訊和RS485總線通訊。本系統(tǒng)的應(yīng)用場景如圖1所示，多功能電表/惡意負(fù)載識別器與底層管理中心采用RS485總線通訊或電力載波通訊；底層管理中心與綜合管理中心可以采用載波通訊或以太網(wǎng)通訊或GPRS無線通訊。對多功能電表/惡意負(fù)載識別器的控制權(quán)限優(yōu)先級(1) 一級綜合管理中心，包括電能預(yù)付電費(fèi)設(shè)置、多費(fèi)率設(shè)置、遠(yuǎn)距離抄表、惡意負(fù)載參數(shù)設(shè)置、電路通斷。(2) 二級底層管理中心，包括惡意負(fù)載參數(shù)設(shè)置、電路通斷。如圖2所示，多功能電表/惡意負(fù)載識別器硬件結(jié)構(gòu)主要包括主處理器 、電能測量模塊、電源模塊、存儲器模塊、通訊模塊、光電隔離和繼電器模塊、IXD屏幕顯示模塊。 本實(shí)用新型的工作過程(1)電能測量芯片采集由分壓電路引入的被測電壓、電流信號，測量出對應(yīng)的電能、有功功率、無功功率、電壓、電流，并將對應(yīng)電能值存入存儲器。(2)單片機(jī)根據(jù)有功功率的增量及功率因數(shù)判斷接入電路的負(fù)載是否為惡意負(fù)載，若判斷為惡意負(fù)載則單片機(jī)向光電隔離和繼電器模塊發(fā)送信號斷開電路。(3)根據(jù)上層管理中心設(shè)置的預(yù)付電費(fèi)量和多費(fèi)率參數(shù)，單片機(jī)判斷電費(fèi)量是否大于0，若不是則向光電隔離和繼電器模塊發(fā)送信號斷開電路。(4)通訊接口模塊實(shí)現(xiàn)多功能電表/惡意負(fù)載識別器與底層管理中心的數(shù)據(jù)傳輸，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包括電能值、預(yù)付電費(fèi)量參數(shù)、多費(fèi)率參數(shù)、惡意負(fù)載報(bào)警信號、惡意負(fù)載參數(shù)、有功功率、無功功率、電流、電壓、其他報(bào)警信號。本實(shí)用新型的功能1惡意負(fù)載識別功能1. 1當(dāng)電路中接入諸如熱得快、電驢子、暖手寶等惡意負(fù)載時，向管理中心發(fā)送報(bào)警信號并自動斷開電路。1.2合法“惡意負(fù)載”窗口值讀取，可讀取對應(yīng)的合法“惡意負(fù)載”窗口值，諸如熱水器、飲水機(jī)等合法惡意負(fù)載窗口值，保證合法用電器正常使用。1.3自動恢復(fù)供電，因使用違規(guī)用電器或總功率超過限額引起的斷電時，可自動恢復(fù)供電，無需人工操作，節(jié)省人力。1.4自鎖功能，可設(shè)定違規(guī)斷電后自動恢復(fù)供電的次數(shù)，最多4次。2計(jì)量功能2. 1計(jì)量當(dāng)前及上月有功總電量和尖、峰、平、谷累計(jì)電量。2. 2分時計(jì)費(fèi)可選功能，按四費(fèi)率時段，分別為尖、峰、平、谷，一天最多可設(shè)置12 個時段分時計(jì)費(fèi)。2. 3按月統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)上月及本月的用電量和分時電量，用于月度用電收費(fèi)和用電監(jiān)測，可查詢1至12月內(nèi)各月用電量。3電網(wǎng)監(jiān)測功能3. 1當(dāng)前電壓、電流、功率實(shí)時監(jiān)測。3. 2失壓監(jiān)測，當(dāng)電表側(cè)接入的電壓低于78%額定電壓時，電表將記錄失壓累計(jì)時間及失壓電量，并同時有失壓報(bào)警信號。3. 3過壓監(jiān)測，當(dāng)電表側(cè)接入的電壓高出額定電壓的78%時，電表將記錄過壓累計(jì)時間及過壓電量，并同時有過壓報(bào)警信號。3. 2過流監(jiān)測，當(dāng)電表輸出的電流超過額定電流15A時，電表將記錄過流累計(jì)時間及過流電流，并同時有過流報(bào)警信號。3. 3電壓合格率監(jiān)測，當(dāng)電表側(cè)接入的電壓超過所設(shè)置的電壓上限或低于下限值而又在電壓考核范圍內(nèi)時，電表將分別記錄超過上限或下限的不合格運(yùn)行時間。[0052]4預(yù)付電費(fèi)功能可以實(shí)現(xiàn)預(yù)購電量或電費(fèi)，設(shè)定剩余電費(fèi)報(bào)警及跳閘。5遠(yuǎn)距離自動抄表功能管理 中心可對各樓棟宿舍、家庭實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離抄表。6數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳功能6. 1將測量到的數(shù)據(jù)定時遠(yuǎn)傳，當(dāng)前用電量每1小時上傳一次。6. 2如因傳輸網(wǎng)絡(luò)故障等原因未能將數(shù)據(jù)定時遠(yuǎn)傳，則待傳輸網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)正常后應(yīng)利用存儲的數(shù)據(jù)進(jìn)行斷點(diǎn)續(xù)傳。7配置和維護(hù)7. 1支持接收來自管理中心的查詢、校時、參數(shù)設(shè)置等命令。7. 2管理中心裝置的更換不影響電表/惡意負(fù)載識別器的正常工作。8 其它8. 1多功能電表/惡意負(fù)載識別器符合國家和行業(yè)的相關(guān)電磁兼容性標(biāo)準(zhǔn)要求。8. 2多功能電表/惡意負(fù)載識別器的平均無故障時間(MTBF)不小于3萬小時。8. 3多功能電表/惡意負(fù)載識別器應(yīng)使用低功耗單片機(jī)系統(tǒng)，功率小于10W。
權(quán)利要求1.一種具有惡意負(fù)載識別功能的用電信息管理系統(tǒng)，其特征是包括綜合管理中心、底層管理中心和多功能電表；所述綜合管理中心的PC與底層管理中心的PC通過網(wǎng)絡(luò)通信； 底層管理中心的PC和多功能電表通過網(wǎng)絡(luò)通信。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有惡意負(fù)載識別功能的用電信息管理系統(tǒng)，其特征是綜合管理中心的PC與底層管理中心的PC之間的通信網(wǎng)絡(luò)是載波通信網(wǎng)絡(luò)、以太網(wǎng)或GPRS無線通信網(wǎng)絡(luò)；底層管理中心的PC和多功能電表之間的通信網(wǎng)絡(luò)的通信形式是串行通信或電力載波通信。
3.一種適用于權(quán)利要求1或2所述系統(tǒng)的多功能電表，其特征是包括主處理器、電能測量模塊、電源模塊、存儲器模塊、通訊模塊和斷電控制模塊；所述電能測量模塊采集被測線路的電壓/電流信號，并轉(zhuǎn)換成電能值數(shù)據(jù)傳給主處理器；所述主處理器發(fā)送斷電控制信號給斷電控制模塊，斷電控制模塊連接各用電器電路，控制其通斷；所述主處理器通過通訊模塊與外界進(jìn)行數(shù)據(jù)交互；所述存儲器模塊與主處理連接；所述電源模塊把外部工頻交流電轉(zhuǎn)換為本多功能電表的工作電源，為其供電。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多功能電表，其特征是包括顯示單元，顯示單元與所述主處理器連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多功能電表，其特征是所述電能測量模塊包括電壓分壓電路和電能測量芯片；所述電壓分壓電路與被測線路連接，測得電壓/電流信號，電能測量芯片把該電壓/電流信號轉(zhuǎn)換得到對應(yīng)的電能值、有功功率值、無功功率值、電壓值和電流值。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多功能電表，其特征是所述斷電控制模塊包括光電隔離模塊和繼電器；所述主處理器輸出的斷電控制信號經(jīng)光電隔離模塊后傳給繼電器的控制端，由繼電器控制各用電器電路的通斷。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多功能電表，其特征是所述通訊模塊是RS485接口電路和/ 或電力載波接口電路。
專利摘要一種具有惡意負(fù)載識別功能的用電信息管理系統(tǒng)，包括綜合管理中心、底層管理中心和多功能電表；所述綜合管理中心的PC與底層管理中心的PC通過網(wǎng)絡(luò)通信；底層管理中心的PC和多功能電表通過網(wǎng)絡(luò)通信。所述系統(tǒng)的多功能電表，包括主處理器、電能測量模塊、電源模塊、存儲器模塊、通訊模塊和斷電控制模塊；所述電能測量模塊采集被測線路的電壓/電流信號，并轉(zhuǎn)換成電能值數(shù)據(jù)傳給主處理器；所述主處理器發(fā)送斷電控制信號給斷電控制模塊，斷電控制模塊連接各用電器電路，控制其通斷；所述主處理器通過通訊模塊與外界進(jìn)行數(shù)據(jù)交互；所述存儲器模塊與主處理連接；所述電源模塊把外部工頻交流電轉(zhuǎn)換為本多功能電表的工作電源，為其供電。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型解決了現(xiàn)有技術(shù)中惡意負(fù)載的識別問題，同時還具有其他必須的功能，實(shí)現(xiàn)了多功能。
文檔編號G01R22/06GK202076846SQ20112016265
公開日2011年12月14日 申請日期2011年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月19日
發(fā)明者劉禮建, 唐桂忠, 張廣明, 高敏 申請人:南京工業(yè)大學(xué)