一種基于手機(jī)nfc通信控制的用電控制器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種基于手機(jī)NFC通信控制的用電控制器。
【背景技術(shù)】
[0002]近幾年來(lái)，預(yù)付費(fèi)式電表已逐漸成為電網(wǎng)電能的計(jì)量設(shè)備，出現(xiàn)了使用IC卡預(yù)付費(fèi)的電能表。但是仍然存在一些問(wèn)題:1、不支持通過(guò)手機(jī)等智能設(shè)備實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)付費(fèi)充電，并直接獲取用電信息；2、電能表只能與供電公司的后臺(tái)進(jìn)行交互，信息量受到當(dāng)前抄表系統(tǒng)速率的限制，出故障后也不便于問(wèn)題的定位；3、現(xiàn)有技術(shù)單獨(dú)使用NFC交互數(shù)據(jù)時(shí)，傳輸距離短，傳輸速率低，單獨(dú)使用W1-Fi時(shí)，掃描設(shè)備慢，認(rèn)證過(guò)程復(fù)雜；4、由于部分用戶將跳閘信號(hào)線斷開，導(dǎo)致電能表無(wú)剩余金額而透支欠費(fèi)，不能追回使供電公司利益受損。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種基于手機(jī)NFC通信控制的用電控制器，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題。
[0004]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:
[0005]一種基于手機(jī)NFC通信控制的用電控制器，包括均與單片機(jī)連接的電能計(jì)量模塊、用于與具有NFC芯片的手機(jī)進(jìn)行無(wú)線連接的NFC模塊、遙控信號(hào)發(fā)送模塊、存儲(chǔ)模塊、W1-Fi模塊、無(wú)線通訊模塊、顯示模塊、計(jì)時(shí)模塊和電源模塊；還包括斷電模塊，所述斷電模塊包括與遙控信號(hào)發(fā)送模塊進(jìn)行無(wú)線通信的遙控信號(hào)接收模塊，以及與遙控信號(hào)接收模塊連接、用于斷開用電電路的斷電執(zhí)行模塊。
[0006]電能計(jì)量模塊的輸入端連接取樣芯片，取樣芯片的輸入端連接電流互感器。
[0007]所述NFC模塊采用英飛凌公司的NFC控制器和NFC安全芯片，所述NFC控制器通過(guò)SPI接口與單片機(jī)連接，所述NFC安全芯片與NFC控制器連接。
[0008]所述無(wú)線通訊模塊為基于6LoWPAN無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的通訊模塊，通過(guò)UART或者SPI接口與單片機(jī)相連。
[0009]所述單片機(jī)為嵌入式ARM處理器。
[0010]所述W1-Fi模塊采用TI公司的集成收發(fā)器與協(xié)議棧的一體化模塊，通過(guò)USB、UART或者SPI與單片機(jī)連接。
[0011]所述斷電執(zhí)行模塊為斷路器。
[0012]遙控信號(hào)發(fā)送模塊和遙控信號(hào)接收模塊均采用433MHz或315MHz無(wú)線模塊。
[0013]本實(shí)用新型的有益效果:1、將具備NFC功能的智能手機(jī)靠近本實(shí)用新型的NFC模塊，可實(shí)現(xiàn)直接網(wǎng)上繳費(fèi)充電，免去了用戶每次去供電公司繳納電費(fèi)的麻煩；2、能夠結(jié)合NFC、W1-Fi技術(shù)各自的優(yōu)點(diǎn)，彌補(bǔ)各自的缺點(diǎn)，極大方便了用戶使用，提升了用戶體驗(yàn)；3、本實(shí)用新型的6LoWPAN無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)模塊，將用電控制器接入供電公司的IPV6監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)中，供電公司能及時(shí)得到充值信息，用戶的用電數(shù)據(jù)，設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)；供電公司可以及時(shí)進(jìn)行對(duì)賬，賬戶信息更新，故障維護(hù)等處理；4、本實(shí)用新型的W1-Fi模塊在NFC模塊的引導(dǎo)下，完成用戶智能手機(jī)與用電控制器的W1-Fi認(rèn)證過(guò)程，用戶只需要使用具備NFC功能的智能手機(jī)觸碰NFC模塊即可完成認(rèn)證，獲取用電信息；5、用電控制器與用電電路之間采用遙控信號(hào)通信，代替了原有電線連接通信控制，欠費(fèi)用戶很難將本實(shí)用新型的遙控信號(hào)切斷，較好地解決了用電透支欠費(fèi)問(wèn)題。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0016]本實(shí)用新型提供一種基于手機(jī)NFC通信控制的用電控制器，包括單片機(jī)、電能計(jì)量模塊、NFC模塊、遙控信號(hào)發(fā)送模塊、斷電模塊、存儲(chǔ)模塊、W1-Fi模塊、無(wú)線通訊模塊、顯示模塊、計(jì)時(shí)模塊、電源模塊；其中各功能模塊具體描述如下:
[0017]單片機(jī)，采用嵌入式ARM處理器，用于控制電能計(jì)量模塊將取樣電流值與取樣電壓值換算成電能值，并將電能值存儲(chǔ)到存儲(chǔ)模塊；負(fù)責(zé)整個(gè)用電控制器相關(guān)通訊及控制相關(guān)程序的運(yùn)行。
[0018]電能計(jì)量模塊，用于將電流值和電壓值換算成電能值，并換算成電費(fèi)金額；其輸入端連接取樣芯片，取樣芯片的輸入端連接三組電流互感器。電流互感器向取樣芯片提供電流值和電壓值，取樣模塊用于取樣電流值和電壓值。
[0019]NFC模塊，采用英飛凌公司的NFC控制器和NFC安全芯片，NFC控制器通過(guò)SPI接口與單片機(jī)連接，NFC安全芯片與NFC控制器連接；用于與具有NFC芯片的手機(jī)進(jìn)行無(wú)線連接，通過(guò)NFC模塊，用戶手機(jī)可以進(jìn)行網(wǎng)上繳費(fèi)充電，讀取用電量信息。
[0020]遙控信號(hào)發(fā)送模塊，采用433MHz或315MHz無(wú)線模塊，用于向與斷電執(zhí)行模塊連接的遙控信號(hào)接收模塊發(fā)送斷電信息。
[0021]斷電模塊，包括遙控信號(hào)接收模塊以及與遙控信號(hào)接收模塊連接的斷電執(zhí)行模塊。遙控信號(hào)接收模塊與遙控信號(hào)發(fā)送模塊進(jìn)行無(wú)線通信，接收遙控信號(hào)發(fā)送模塊發(fā)送的斷電信息，斷電執(zhí)行模塊接收到遙控信號(hào)接收模塊輸出的無(wú)線斷電信號(hào)后斷開用電電路。遙控信號(hào)接收模塊采用433MHz或315MHz無(wú)線模塊，斷電執(zhí)行模塊采用斷路器。
[0022]W1-Fi模塊，采用TI公司的集成收發(fā)器與協(xié)議棧的一體化模塊，通過(guò)USB，UART或者SPI與單片機(jī)連。
[0023]無(wú)線通訊模塊，采用基于6LoWPAN無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的通訊模塊，通過(guò)UART或者SPI接口與單片機(jī)相連。
[0024]顯示模塊，采用IXD顯示屏，顯示用戶的用電信息和付費(fèi)信息。
[0025]計(jì)時(shí)模塊，為實(shí)時(shí)提供時(shí)鐘信號(hào)的時(shí)鐘電路。
[0026]電源模塊，為本實(shí)用新型供電。
[0027]本實(shí)用新型的工作原理:
[0028]1、使用具備NFC功能的手機(jī)完成付費(fèi)充值的過(guò)程如下:
[0029]首先用戶去供電公司營(yíng)業(yè)廳進(jìn)行注冊(cè)，完成本實(shí)用新型與NFC智能手機(jī)的密鑰注冊(cè)與交換；用戶通過(guò)手機(jī)支付寶等第三方支付方式為NFC手機(jī)錢包充值；將NFC智能手機(jī)靠近NFC模塊，手機(jī)與電表通過(guò)NFC建立安全連接，進(jìn)行身份確認(rèn)；鑒權(quán)完成后，通過(guò)基于6LoWPAN無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)與供電公司后臺(tái)建立連接，更新充值數(shù)據(jù)，完成充值操作；完成充值后，在LCD顯示屏和用戶手機(jī)APP上同時(shí)提示充值信息，賬戶信息及當(dāng)月用電量。
[0030]2、不同具備NFC功能的手機(jī)用戶獲取用戶用電信息或運(yùn)行日志、故障信息的過(guò)程如下:
[0031 ] 將手機(jī)靠近NFC模塊，通過(guò)NFC交換雙方的身份，雙方的MAC地址以及W1-Fi密碼，進(jìn)行自動(dòng)驗(yàn)證，建立W1-Fi安全連接；用電控制器根據(jù)用戶身份的不同，將不同的數(shù)據(jù)發(fā)送給手機(jī)；如果是用電用戶，用電控制器通過(guò)TCPSocket連接啟動(dòng)發(fā)送進(jìn)程，將用戶的分時(shí)用電信息，賬戶信息等發(fā)送到用電用戶的手機(jī)上，手機(jī)通過(guò)相應(yīng)的APP將結(jié)果顯示給用戶，以便用戶核對(duì)數(shù)據(jù)；如果是檢測(cè)人員，用電控制器通過(guò)TCPSocket連接啟動(dòng)發(fā)送進(jìn)程，將用電控制器的運(yùn)行信息等傳送到檢測(cè)人員的智能手機(jī)上，智能手機(jī)通過(guò)相應(yīng)的APP對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，定位故障。
[0032]3、當(dāng)電能計(jì)量模塊計(jì)算出用戶用電透支欠費(fèi)時(shí)，通過(guò)遙控信號(hào)發(fā)送模塊向斷電模塊的遙控信號(hào)接收模塊發(fā)送斷電信號(hào)，并輸出給斷電執(zhí)行模塊斷路器，實(shí)現(xiàn)用戶用電電路中負(fù)荷開關(guān)的斷開，用電控制器與用電電路之間采用遙控信號(hào)通信，代替了原有電線連接通信控制，欠費(fèi)用戶很難將本實(shí)用新型的遙控信號(hào)切斷，較好地解決了用電透支欠費(fèi)問(wèn)題。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于手機(jī)NFC通信控制的用電控制器，其特征在于:包括均與單片機(jī)連接的電能計(jì)量模塊、用于與具有NFC芯片的手機(jī)進(jìn)行無(wú)線連接的NFC模塊、遙控信號(hào)發(fā)送模塊、存儲(chǔ)模塊、W1-Fi模塊、無(wú)線通訊模塊、顯示模塊、計(jì)時(shí)模塊和電源模塊；還包括斷電模塊，所述斷電模塊包括與遙控信號(hào)發(fā)送模塊進(jìn)行無(wú)線通信的遙控信號(hào)接收模塊，以及與遙控信號(hào)接收模塊連接、用于斷開用電電路的斷電執(zhí)行模塊。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于手機(jī)NFC通信控制的用電控制器，其特征在于:電能計(jì)量模塊的輸入端連接取樣芯片，取樣芯片的輸入端連接電流互感器。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于手機(jī)NFC通信控制的用電控制器，其特征在于:所述NFC模塊采用英飛凌公司的NFC控制器和NFC安全芯片，所述NFC控制器通過(guò)SPI接口與單片機(jī)連接，所述NFC安全芯片與NFC控制器連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于手機(jī)NFC通信控制的用電控制器，其特征在于:所述無(wú)線通訊模塊為基于6LoWPAN無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的通訊模塊，通過(guò)UART或者SPI接口與單片機(jī)相連。5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的基于手機(jī)NFC通信控制的用電控制器，其特征在于:所述單片機(jī)為嵌入式ARM處理器。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于手機(jī)NFC通信控制的用電控制器，其特征在于:所述W1-Fi模塊采用TI公司的集成收發(fā)器與協(xié)議棧的一體化模塊，通過(guò)USB、UART或者SPI與單片機(jī)連接。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于手機(jī)NFC通信控制的用電控制器，其特征在于:所述斷電執(zhí)行模塊為斷路器。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于手機(jī)NFC通信控制的用電控制器，其特征在于:遙控信號(hào)發(fā)送模塊和遙控信號(hào)接收模塊均采用433MHz或315MHz無(wú)線模塊。
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種基于手機(jī)NFC通信控制的用電控制器，包括均與單片機(jī)連接的電能計(jì)量模塊、NFC模塊、遙控信號(hào)發(fā)送模塊、存儲(chǔ)模塊、Wi-Fi模塊、無(wú)線通訊模塊、顯示模塊、計(jì)時(shí)模塊和電源模塊；還包括斷電模塊，斷電模塊包括與遙控信號(hào)發(fā)送模塊進(jìn)行無(wú)線通信的遙控信號(hào)接收模塊，以及與遙控信號(hào)接收模塊連接、用于斷開用電電路的斷電執(zhí)行模塊。本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)直接網(wǎng)上繳費(fèi)充電；結(jié)合NFC、Wi-Fi技術(shù)各自的優(yōu)點(diǎn)，極大方便了用戶使用；供電公司可以及時(shí)進(jìn)行對(duì)賬，賬戶信息更新，故障維護(hù)等處理；用戶只需要使用具備NFC功能的智能手機(jī)觸碰NFC模塊即可完成認(rèn)證，獲取用電信息；用電控制器與用電電路之間采用遙控信號(hào)通信，較好地解決了用電透支欠費(fèi)問(wèn)題。
【IPC分類】G07F15/06
【公開號(hào)】CN204883965
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520589944
【發(fā)明人】牟建仕, 馮兵
【申請(qǐng)人】牟建仕, 馮兵
【公開日】2015年12月16日
【申請(qǐng)日】2015年8月7日