CN103617720A - 一种具备多路控制多功能表计装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具备多路控制多功能表计装置，属于测量技术领域。所述具备多路控制多功能表计装置包括：数据采集器、MBUS电路、集中器、主处理器、显示器、电源***和计量单元；其中，所述数据采集器通过所述MBUS电路与所述集中器电连接；所述主处理器分别与所述集中器、显示器、所述电源***和所述计量单元电连接。本发明通过MBUS电路实现数据采集器和集中器之间的电连接，由于MBUS电路支持同时供电和传输串行数据，因此所述数据采集器在通过所述MBUS电路传输数据的同时可以通过所述MBUS电路获得电源，不需要额外的电池供电。

Description

一种具备多路控制多功能表计装置

技术领域

本发明涉及测量技术领域，特别涉及一种具备多路控制多功能表计装置。

背景技术

随着我国经济水平的快速提高，乡镇一级已经普遍实现以家庭为单位供水、供电、供燃气。在这种情况下就需要对用户的用水量、用电量和用气量以及产生的相应费用进行计量。

现有技术使用对应的电表对用户的用水量、用电量和用气量进行采集，即水表采集用水量、热量表采集用电量、燃气表采集用气量，然后按照市价将其换算为对应的水费、电费、燃气费。电表内置有电池以维持正常运行。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

现有技术的电表需要内置电池来维持正常运行，内置电池存在着使用寿命，如果内置电池的电量耗尽电表就无法运行。这种情况下就必须将电表拆下，待电池更换成功后再将电表重新装上，这给用户带来极大的不便。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种具备多路控制多功能表计装置。所述技术方案如下：

一方面，提供了一种具备多路控制多功能表计装置，所述装置包括：

数据采集器1、MBUS电路2、集中器3、主处理器4、显示器5、电源***6和计量单元7；

其中，所述数据采集器1通过所述MBUS（meter bus，仪表总线）电路2与所述集中器3电连接；

所述主处理器4分别与所述集中器3、显示器5、所述电源***6和所述计量单元7电连接。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本发明实施例提供的具备多路控制多功能表计装置中数据采集器1和集中器3之间通过MBUS电路2实现电连接。由于MBUS电路支持同时供电和传输串行数据，因此所述数据采集器1在通过所述MBUS电路传输数据的同时可以通过所述MBUS电路获得电源，不需要额外的电池供电。相对于现有技术中的电表，本发明实施例提供的具备多路控制多功能表计装置完全使用标准的220V电源供电，不再需要内置电池，便免了因内置电池电量耗尽而给用户带来的不便。

进一步地，所述MBUS电路还具有接入设备数量不限、传输距离长的特点，因此相距较远的多个数据采集器可以接入同一个MBUS电路。例如工厂车间里的供热母线、供水母线和供气母线不像在普通家庭那样布置的十分紧凑，相应的热量表、水表和燃气表之间相距较远，在这种情况下就可以使用本发明实施例提供的具备多路控制多功能表计装置，通过MBUS电路将所述热量表、水表和燃气表采集的数据汇集到一个集中器，对车间的用电、用水和用气情况统一管理。再例如可以将同一楼层所有家庭的热量表、水表、燃气表接入到一个MBUS电路，通过MBUS电路将同一楼层家庭热量表、水表、燃气表采集的数据汇集到一个集中器，对同一楼层所有家庭的用暖气、用水和用燃气信息进行统一管理。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，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获得其他的附图。

图1a是本发明实施例一提供的一种具备多路控制多功能表计装置的结构示意图；

图1b是本发明实施例一提供的一种具备多路控制多功能表计装置的结构示意图；

图1c是本发明实施例一提供的一种具备多路控制多功能表计装置的结构示意图；

图2a是本发明实施例一提供的一种具备多路控制多功能表计装置的结构示意图；

图2b是本发明实施例一提供的一种具备多路控制多功能表计装置的结构示意图；

图2c是本发明实施例一提供的一种具备多路控制多功能表计装置的结构示意图；

图2d是本发明实施例一提供的一种具备多路控制多功能表计装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

实施例一

本实施例提供了一种具备多路控制多功能表计装置，参见图1a，本实施例提供的具备多路控制多功能表计装置包括：

数据采集器1、MBUS电路2、集中器3、主处理器4、显示器5、电源***6和计量单元7；

其中，所述数据采集器1通过所述MBUS（meter bus，仪表总线）电路2与所述集中器3电连接；

所述主处理器4分别与所述集中器3、显示器5、所述电源***6和所述计量单元7电连接。

所述具备多路控制多功能表计装置正常运行时，所述电源***6将220V的交流电源转换为直流电源，向所述具备多路控制多功能表计装置的其他部件供电。

所述数据采集器1接入用户家里的暖气母管、供水母管和燃气母管，将用户的用热量数据、用水量数据和用燃气量数据传输给集中器3。所述数据采集器1可以是只具备数据采集功能的管道流量（气体或液体）采集监控器，也可以是现有技术中的热量表、水表和燃气表。

本实施例优选地，所述数据采集器1包括：

热量表101和/或水表102和/或燃气表103。

所述MBUS电路2用于向所述数据采集器1供电并将所述数据采集器1采集的数据传输给集中器3。

MBUS电路指使用MBUS作为传输线路的电路。MBUS是一种新型总线结构，其主要特点是经由两条无极性传输线来同时供电和传输串行数据。MBUS用于各类仪表或相关装置的能耗类智能管理***中时，可对相关数据或信号进行采集并传递至集中器。

所述集中器3将所述用热量数据、用水量数据和用燃气量数据进行汇总，然后通过相应的接口发送给主处理器4。

所述主处理器4通过所述集中器3获取用热量数据、用水量数据和用燃气量数据，然后通过计量单元7分别计算对应的费用，即暖气费、水费和燃气费，然后将所述暖气费和对应的用暖气量、所述水费和对应的用水量、所述用燃气量和对应的燃气费显示在所述显示器5上。

所述计量单元7由专用计量芯片构成，可以采用传统的单相或三相专用计量芯片。所述计量单元7可以实现双向计量功能，即正向的用户用电量和反向的用户发电上网电量，精度1.0和0.5S级，双向计量配合RTC（时钟芯片）部分实现多费率功能。计量单元7能够实现电压数据采集，0.5级精度，31天24小时整点存储；电流数据采集，0.5级精度，31天24小时整点存储；功率数据采集，1.0级，带方向，31天24小时整点存储。

本发明实施例提供的具备多路控制多功能表计装置中数据采集器1和集中器3之间通过MBUS电路2实现电连接。由于MBUS电路支持同时供电和传输串行数据，因此所述数据采集器1在通过所述MBUS电路传输数据的同时可以通过所述MBUS电路获得电源，不需要额外的电池供电。相对于现有技术中的电表，本发明实施例提供的具备多路控制多功能表计装置完全使用标准的220V电源供电，不再需要内置电池，便免了因内置电池电量耗尽而给用户带来的不便。

进一步地，所述MBUS电路还具有接入设备数量不限、传输距离长的特点，因此相距较远的多个数据采集器可以接入同一个MBUS电路。例如工厂车间里的供热母线、供水母线和供气母线不像在普通家庭那样布置的十分紧凑，相应的热量表、水表和燃气表之间相距较远，在这种情况下就可以使用本发明实施例提供的具备多路控制多功能表计装置，通过MBUS电路将所述热量表、水表和燃气表采集的数据汇集到一个集中器，对车间的用电、用水和用气情况统一管理。再例如可以将同一楼层所有家庭的热量表、水表、燃气表接入到一个MBUS电路，通过MBUS电路将同一楼层家庭热量表、水表、燃气表采集的数据汇集到一个集中器，对同一楼层所有家庭的用暖气、用水和用燃气信息进行统一管理。

在通过本发明实施例扩展的另一实施例中，如图1b，所述具备多路控制多功能表计装置还包括：

时钟电池8；

所述时钟电池8与所述主处理器4电连接。

当因停电导致所述电源***6的输出电压异常时，所述时钟电池8向主处理器4供电，维持所述具备多路控制多功能表计装置的时钟芯片停止运行的正常运行，所述主处理器4相应地转入低功耗运行模式。

通过所述时钟电池8供电，可以避免因停电而导致所述具备多路控制多功能表计装置的时钟芯片停止运行。

在通过本发明实施例扩展的另一实施例中，如图1c，所述具备多路控制多功能表计装置还包括：

无线通信模块9；

所述无线通信模块9与所述集中器3电连接。

所述无线通信模块9根据所述主处理器4的指示，将所述数据采集器1采集的用热、用水和用气信息和所述计量单元7计量的电量，以及主处理器4计算的热量费、水费、燃气费，通过无线网络（包括GRPS、WCDMA、红外信号等）实现上下行通信传输。下行通信可实现数据采集器1、集中器3和主处理器4之间的数据传输；上行通信可将上述数据传输至数据管理平台或人工现场数据采集装置。

特别地，所述无线通信模块9包括：

GPRS通信模块901和/或红外通信模块902。

GPRS通信模块901主要实现数据采集器1采集的用热、用水和用气信息和所述计量单元7计量的电量，以及主处理器4计算的热量费、水费、燃气费和电费，通过无线通信方式数据传输，且传输给远方数据管理平台，可以实现远程自动抄表，避免了现有抄表方式必须由人工到现场读取用热、用水、用气和用电数据及其相应费用，节省了人力资源和时间成本。

红外通信模块902主要实现人工数据现场采集。集中器3通过红外通信模块902输出数据，可实现人工现场通过红外抄表机一次性抄读所有用热、用水、用气、用电数据及其相应费用，避免分别抄读的繁琐工作。同时，通过红外通信模块902可实现人机交互用于表计装置参数设置与检验维护等工作。

实施例二

本实施例提供了一种具备多路控制多功能表计装置，参见图2a，本实施例提供的具备多路控制多功能表计装置包括：

热量表101、水表102、燃气表103、MBUS电路2、集中器3、主处理器4、显示器5、电源***6、计量单元7、时钟电池8、GPRS通信模块901、红外通信模块902、协处理器10、电信号采集器11、信号处理电路12和协显示器13；

其中，所述热量表101、所述水表102和所述燃气表103分别通过所述MBUS电路2与所述集中器3电连接；

所述GPRS通信模块901和所述红外通信模块902分别与所述集中器3电连接；

所述主处理器4分别与所述集中器3、所述显示器5、所述电源***6、所述计量单元7电连接和所述时钟电池电连接；

所述协处理器10分别与所述主处理器4、所述电源***6、所述协显示器13电连接；

所述电信号采集器11通过所述信号处理电路12与所述协处理器10电连接。

所述热量表101、水表102、燃气表103用于采集用户的用热量、用水量和用气量数据，然后通过所述MBUS电路2传输给集中器3。

所述集中器3将所述用热量数据、用水量数据和用燃气量数据进行汇总，然后通过相应的接口发送给主处理器4。

所述主处理器4通过所述计量单元7获取所述用电量数据，通过集中器3获取用热量数据、用水量数据和用燃气量数据，分别计算对应的费用，即热量费、水费和燃气费，然后将所述电费和对应的所述热量费和对应的用热量、所述水费和对应的用水量、所述用燃气量和对应的燃气费显示在所述显示器5上。

所述电信号采集器11用于采集电网的电压信号和电流信号，然后通过信号处理电路12发送给协处理器10。

所述协处理器10负责将所述电信号采集器11采集的电压信号和电流信号进行FFT（Fast Fourier Transformation，快速傅氏变换）等运算，然后通过所述协显示器13显示出电压信号和电流信号的实时波形。特别地，所述协处理器10可以通过所述协显示器13实时显示电压、电流、功率、频率等电能质量数据，并且具有谐波分量、电压跌过、直流分量、FFT分析等功能。

协处理器10偏向于复杂的数据运算，很好的弥补了传统计量芯片在实时数据采集，波形分析，波形录波等方面的不足，解决了实时数据监视的问题。同时减轻了主处理器的运算量，使得主处理器更专注于电量保存，通讯，协议等逻辑运算。

本发明实施例提供的具备多路控制多功能表计装置，电信号采集器11可以采集电网的电压信号、电流信号并传输给协处理器10，协处理器10经过对电压信号、电流信号的处理可以通过协显示器13显示出电压波形和电流波形。特别地，所述协处理器10可以通过所述协显示器13实时显示电压、电流、功率、频率等电能质量数据，并且具有谐波分量、电压跌过、直流分量、FFT分析等功能，用户可以通过所述协显示器实时的观测评估电网的供电质量。

在通过本实施例扩展的另一实施例中，如图2b所示，所述具备多路控制多功能表计装置还包括：

存储器14；

所述存储器14与所述协处理器10电连接。

所述存储器14保存有用户自定义的各种电网参数评分标准。

所述协处理器10读取所述存储器14保存的电网参数评分标准，然后与电网当前的电能质量数据进行对比，如果电网当前的电能质量评分过低不满足供电条件时，协处理器向主处理器发出切断供电命令，主处理器接到切断供电命名后断开供电母线与电网的连接，电网停止向供电母电线供电。

所述存储器14还可以保存从主处理器4发送的用户用电量、用水量和用燃气量以及对应的电费、水费和燃气费等数据，还可以保存所述协处理器10发送的电网的负荷曲线、电压、电流、频率、功率、直流分量、谐波检测、失电检测、失电功率录波等数据。

在通过本实施例扩展的另一实施例中，如图2c所示，所述具备多路控制多功能表计装置还包括：

报警器15；

所述报警器15与所述集中器3电连接。

所述协处理器10读取所述存储器14保存的电网参数评分标准，然后与电网当前的电能质量数据进行对比，如果电网的当前质量不满足供电条件且达到报警阀值时，所述协处理器10向报警器15和协显示器13发出报警命令，报警器15会发出相应的报警声音。如果电网的当前质量不满足供电条件且达到切断阀值时，协处理器10向主处理器4发出切断供电命令，主处理器4接到切断供电命名后断开供电母线与电网的连接，电网停止向供电母电线供电。

在通过本实施例扩展的另一实施例中，如图2d所示，所述具备多路控制多功能表计装置还包括：

备用电池16；

所述备用电池16与所述电源***6电连接。

当电源***6供电正常时，所述电源***6向所述备用电池16供电。当电网断电或者所述电源***6供电异常时，备用电池16通过切换电路对主处理器4和协处理器10供电，协处理器10可以对***失电功率进行实时录波。在备用电池供电期间所述协处理器10可以支持多种采样率的长时间录波。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种具备多路控制多功能表计装置，其特征在于，所述具备多路控制多功能表计装置包括：

数据采集器（1）、MBUS电路（2）、集中器（3）、主处理器（4）、显示器（5）、电源***（6）和计量单元（7）；

其中，所述数据采集器（1）通过所述MBUS电路（2）与所述集中器（3）电连接；

所述主处理器（4）分别与所述集中器（3）、显示器（5）、所述电源***（6）和所述计量单元（7）电连接；

所述MBUS电路用于向所述数据采集器（1）供电并将所述数据采集器（1）采集的数据传输给集中器（3）。

2.如权利要求1所述的具备多路控制多功能表计装置，其特征在于，所述数据采集器（1）包括：

热量表（101）和/或水表（102）和/或燃气表（103）。

3.如权利要求1所述的具备多路控制多功能表计装置，其特征在于，所述具备多路控制多功能表计装置还包括：

时钟电池（8）；

所述时钟电池（8）与所述主处理器（4）电连接。

4.如权利要求1所述的具备多路控制多功能表计装置，其特征在于，所述具备多路控制多功能表计装置还包括：

无线通信模块（9）；

所述无线通信模块（9）与所述集中器（3）电连接。

5.如权利要求4所述的具备多路控制多功能表计装置，其特征在于，所述无线通信模块（9）包括：

GPRS通信模块（901）和/或红外通信模块（902）。

6.如权利要求1所述的具备多路控制多功能表计装置，其特征在于，所述具备多路控制多功能表计装置还包括：

协处理器（10）、电信号采集器（11）、信号处理电路（12）和协显示器（13）；

所述协处理器（10）分别与所述主处理器（4）和所述电源***（6）电连接；

所述电信号采集器（11）通过所述信号处理电路（12）与所述协处理器（10）电连接；

所述协显示器（13）与所述协处理器（10）电连接。

7.如权利要求6所述的具备多路控制多功能表计装置，其特征在于，所述具备多路控制多功能表计装置还包括：

存储器（14）；

所述存储器（14）与所述协处理器（10）电连接。

8.如权利要求7所述的具备多路控制多功能表计装置，其特征在于，所述具备多路控制多功能表计装置还包括：

报警器（15）；

所述报警器（15）与所述集中器（3）电连接。

9.如权利要求6所述的具备多路控制多功能表计装置，其特征在于，所述具备多路控制多功能表计装置还包括：

备用电池（16）；

所述备用电池（16）与所述电源***（6）电连接。

Images