借助于光學(xué)設(shè)備的具有預(yù)付費及數(shù)據(jù)采集功能的電力測量系統(tǒng)及方法
【專利說明】
[0001]技術(shù)領(lǐng)域及
【背景技術(shù)】
[0002]日益增長的電力需求促使了大量煤和氣的燃燒，而這導(dǎo)致了二氧化碳排放量的增加，盡管當(dāng)前國際組織存在著巨大的減少此類排放的壓力。電力的有效管理在減少消耗中起著重要的作用，從而有助于縮小供應(yīng)與需求間的差距，以及減少二氧化碳的排放量。在一些國家，法律要求應(yīng)與消費者進(jìn)行及時的信息交流以通過貫通測量和通信技術(shù)來減輕他們的消耗管理。
[0003]相對于傳統(tǒng)的系統(tǒng)，上述所要求使用的電力測量方案是多用途、精準(zhǔn)、可靠且智能的，從而，當(dāng)前有必要的是，除了依靠登記用戶消耗量以進(jìn)行計較的計量器，還應(yīng)使用允許執(zhí)行不同類型價格的系統(tǒng)；考慮到預(yù)付費系統(tǒng)的實現(xiàn)，允許植入有效的需求控制，且尤其是允許包括客戶的控制功耗的服務(wù)信息，從而使得用戶更為有意識。在這方面，電力由智能設(shè)備以及它們的通信系統(tǒng)進(jìn)行測量，允許執(zhí)行不同的電力供應(yīng)管理方案，其中包括預(yù)付費系統(tǒng)。
[0004]電子式預(yù)付費電表是一種智能計量表，其是按著將電力消耗預(yù)付費至公用事業(yè)公司的方式進(jìn)行操作，其中，該電表將提供不同方式的付費信息。電表中的余額確保了預(yù)付費的電力消耗流動到用戶處。
[0005]有不同的符合國家操作的預(yù)付費方法、系統(tǒng)及設(shè)備，例如:
[0006]專利W003/101143公開了一種面向公共事業(yè)公司的預(yù)付費方案的遠(yuǎn)程測量系統(tǒng)，其可應(yīng)用到用水或用氣服務(wù)中。該系統(tǒng)使用了分開計量概念(“分表”)，其中，計量表和計量表的控制元件設(shè)置在遠(yuǎn)離用戶處，在極點水平，從而用戶無法訪問連接和斷開開關(guān)，避免了可能的干預(yù)并減少了計量表不當(dāng)處理的風(fēng)險。所述分表還具有一設(shè)置于終端用戶處的用戶界面。所述用戶界面包括鍵盤和顯示單元(顯示器)，其允許用戶執(zhí)行預(yù)付費并監(jiān)控可用余額。所述用戶界面和計量表通過有線通信通道相互連接。一些計量表可封裝在一櫥柜中，在其中還可集成一具有通信功能的網(wǎng)絡(luò)控制器。所述網(wǎng)絡(luò)控制器包括一組伺服控制開關(guān)。其中一個開關(guān)觸點連接到計量表，而其它觸點連接到用戶界面。此外，網(wǎng)絡(luò)控制器組通過通信信道，其可以是GSM，WAM無線電，PLC或這些遠(yuǎn)程通信技術(shù)的結(jié)合，連接至主站。所述網(wǎng)絡(luò)控制器執(zhí)行每個所連接的計量表的周期性監(jiān)控并上傳預(yù)定義數(shù)據(jù)至計量表。此外，所述網(wǎng)絡(luò)控制器還具有存儲來自于幾個計量表的測量數(shù)據(jù)的能力。所述主站，就其本身而言，執(zhí)行計量表的自動讀數(shù)，定期訪問每個網(wǎng)絡(luò)控制器并存儲它們的測量數(shù)據(jù)。與本發(fā)明中所討論的系統(tǒng)及預(yù)付費方法不同的是，該專利不包括含有具有電力連接/斷開設(shè)備并能與雙向光通信設(shè)備通信連接的電子式預(yù)付費計量表的電子電力預(yù)付費系統(tǒng)。其也不包括利用雙向光學(xué)射線設(shè)備進(jìn)行電力余額充值的方法，以及實施包括該雙向光通信設(shè)備的電子電路。
[0007]專利US 4240030公開了用于電力消耗的智能計量表，其配備有一特殊的電路以及組件，其操作過程是插入一磁卡以調(diào)節(jié)電力供應(yīng)，在一另外的屏幕上顯示千瓦時，以及當(dāng)前付款期的相應(yīng)幣值。與本發(fā)明中所討論的系統(tǒng)及預(yù)付費方法不同的是，該專利不包括含有具有電力連接/斷開設(shè)備并能與雙向光通信設(shè)備通信連接的電子式預(yù)付費計量表的電子電力預(yù)付費系統(tǒng)。其也不包括利用雙向光學(xué)射線設(shè)備進(jìn)行電力余額充值的方法，以及實施包括雙向光通信設(shè)備的電子電路。
[0008]專利US 7840493公開了一種使用非接觸式智能卡和自動連接和斷開設(shè)備的用于電力計量的預(yù)付費系統(tǒng)，以及一種電力預(yù)付費方法，其包括以下元素:i)預(yù)付費非接觸式智能卡包括微控制器和存儲預(yù)付電量的余額值的存儲器；ii)電量電子儀表，其包括設(shè)置于電表內(nèi)的非接觸式智能卡讀寫器以及存儲器；以及iii) 一網(wǎng)絡(luò)，其包括具有兩個安全組件的銷售終端點，一服務(wù)器通過通信界面與數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相連以保持用戶的金額信息，且該信息存儲在供應(yīng)商數(shù)據(jù)庫。與本發(fā)明中所討論的系統(tǒng)及預(yù)付費方法不同的是，該專利不包括含有具有電力連接/斷開設(shè)備并能與雙向光通信設(shè)備通信連接的電子式預(yù)付費計量表的電子電力預(yù)付費系統(tǒng)。其也不包括利用雙向光學(xué)射線設(shè)備進(jìn)行電力余額充值的方法，以及實施包括雙向光通信設(shè)備的電子電路。
[0009]專利申請US 20070083479公開了一種包括電表、電力預(yù)付費設(shè)備、基于鍵盤的用戶界面單元以獲得預(yù)付和收入管理系統(tǒng)的預(yù)付費系統(tǒng)的方法、裝置以及存儲設(shè)備。所述電表與電力預(yù)付費設(shè)備相互連接，其包括一控制連接/斷開用戶的電力服務(wù)的開關(guān)，其還包括用戶預(yù)付電量的使用的管理和控制，以及與該電表的使用關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)。與本發(fā)明中所討論的系統(tǒng)及預(yù)付費方法不同的是，該專利不包括含有具有電力連接/斷開設(shè)備并能與雙向光通信設(shè)備通信連接的電子式預(yù)付費計量表的電子電力預(yù)付費系統(tǒng)。其也不包括利用雙向光學(xué)射線設(shè)備進(jìn)行電力余額充值的方法，以及實施包括雙向光通信設(shè)備的電子電路。
[0010]發(fā)曰月概沐
[0011]本發(fā)明的目的在于提供一種電力預(yù)付費系統(tǒng)及方法，其使用具有自動連接/斷開供電設(shè)備和雙向光通信設(shè)備的智能預(yù)付費電表。
[0012]本發(fā)明的另一目的在于提供一種用于電力余額充值的具有雙向光通信的設(shè)備。
[0013]本發(fā)明的再一目的在于提供一種雙向光通信設(shè)備和智能電力預(yù)付費電表間的交互方法。
【附圖說明】
[0014]圖1示出了本發(fā)明借助于光學(xué)設(shè)備的具有預(yù)付費和數(shù)據(jù)采集功能的電力測量系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)圖。圖中，I為具有電源連接/斷開組件的預(yù)付費電表；2為充值光學(xué)設(shè)備；4為電力買入賣出組件；5為遠(yuǎn)程通信網(wǎng)絡(luò)，以及6為安裝有充值管理以及測量數(shù)據(jù)采集軟件的服務(wù)器主機(jī)。
[0015]圖2示出了本發(fā)明的整合了借助于光學(xué)設(shè)備的具有預(yù)付費和數(shù)據(jù)采集功能的電力測量系統(tǒng)的電表的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的等距視圖。
[0016]圖3示出了本發(fā)明的整合了借助于光學(xué)設(shè)備的具有預(yù)付費和數(shù)據(jù)采集功能的電力測量系統(tǒng)中的電表的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的方框圖。圖中，12為控制、測量和處理模塊；19為數(shù)字和字母數(shù)字信息顯示模塊；17為供電連接/斷開模塊；16為用于觸發(fā)連接/斷開模塊的電源驅(qū)動器；15為電源模塊，其具有用于觸發(fā)連接/斷開模塊的電壓復(fù)制器和電力電容器；20為經(jīng)由光學(xué)端口的通信模塊；21為加速度檢測模塊；以及14為電流傳感器。
[0017]圖4示出了作為本發(fā)明借助于光學(xué)設(shè)備的具有預(yù)付費及數(shù)據(jù)采集功能的電力測量系統(tǒng)的一部分的、用于電量充值以及傳輸數(shù)據(jù)的雙向光通信電子設(shè)備的等距視圖；
[0018]圖5示出了作為本發(fā)明借助于光學(xué)設(shè)備的具有預(yù)付費及數(shù)據(jù)采集功能的電力測量系統(tǒng)的一部分的、用于電量充值以及傳輸數(shù)據(jù)的雙向光通信電子設(shè)備的結(jié)構(gòu)方框圖。圖中，28為控制和處理模塊；30為信息存儲模塊；29為經(jīng)由光學(xué)端口的通信模塊；31為組件激活模塊；以及32為供電模塊。
[0019]圖6示出了作為本發(fā)明借助于光學(xué)設(shè)備的具有預(yù)付費及數(shù)據(jù)采集功能的電力測量系統(tǒng)的電量充值設(shè)備的一部分的、組件激活模塊的結(jié)構(gòu)方框圖。圖中，33為磁開關(guān)，以及34為壓力開關(guān)。
[0020]圖7示出了作為本發(fā)明借助于光學(xué)設(shè)備的具有預(yù)付費及數(shù)據(jù)采集功能的電力測量系統(tǒng)的一部分的、銷售點的充值組件的結(jié)構(gòu)方框圖。圖中，38為個人電腦，其包括用于銷售電量的軟件；以及39為銷售點充值組件；
[0021]圖8示出了作為本發(fā)明借助于光學(xué)設(shè)備的具有預(yù)付費及數(shù)據(jù)采集功能的電力測量系統(tǒng)的一部分的、電力買入賣出組件的結(jié)構(gòu)方框圖。圖中，35為通用串行總線USB端口模塊；36為光學(xué)端口，以及37為磁性激活元件。
[0022]圖9示出了作為本發(fā)明借助于光學(xué)設(shè)備的具有預(yù)付費及數(shù)據(jù)采集功能的電力測量系統(tǒng)的一部分的、電量余額充值方法的流程框圖。
【具體實施方式】
[0023]參照附圖，作為本發(fā)明的目的之一，本發(fā)明提供了一種借助于光學(xué)設(shè)備的具有預(yù)付費及數(shù)據(jù)采集功能的電力測量系統(tǒng)，其包括具有電源連接