CN204347966U - 一种基于双网络混合通信的智能电表远程充值装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种基于双网络混合通信的智能电表远程充值装置，用户通过装置上的按键输入充值命令或查询命令，装置内的充值信息处理模块命令进行处理和解析，然后与智能电表信息交换的通信模块向智能电表发送充值命令，同时接收智能电表的反馈信息和用电信息并进行显示。本实用新型通过实现付费装置与智能电表的双向通信，使得用户在户内即可接入付费装置进行付费操作和用电信息远程查看，利用付费装置代替用户智能卡，既实现了无卡预付费，又能够远程查看智能电表用电信息，避免了用户必须接触电表进行充值和信息查看所带来的不便，同时，交、直流双供电模式保证了***在电力线断电情况下的正常显示和充值。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种基于双网络混合通信的智能电表远程充值装置，尤其涉及一种能够与智能电表的双向电力线和射频通信，并在户内对预付费智能电表进行充值和用电信息查询装置。
背景技术
随着智能电网技术的发展和逐步应用，智能用电管理***及智能电表的使用量不断增加，一方面通过智能用电管理***，电力企业可以远程获取用户的实时用电信息，另一方面用户也将作为用电管理的参与者，实现在户内监控并管理家庭用电。其中，家庭电能管理的一个重要方面是采用了带预付费功能的智能电表，这种电表除了具有普通电能表的计量功能外，还能够实现用户先买电，再用电，所购电能用完后智能电表自动对用电器断电。目前对智能电表充值的主要方法是：管理***将用户信息和购电信息结合生成一组加密代码，用户自己输入到电表中，电表经过正确解密后得到预存电量或金额并保存。申请号为201120496929.X的专利公开了一种智能查询充值终端，包括壳体、主控模块、电源模块、RS-485通信模块、IC卡座及加密模块、GPRS远程通信模块和显示模块，通过RS-485通信模块对电力用户的用电量相关信息进行采集，用户可以通过彩色触摸屏灵活操作，查询自己关注的用电数据，而且支持插卡售电，在终端上***购电卡即可完成对用户电表的充电操作。然而，智能电表往往安装在户外较为隐蔽的位置，导致用户进行预付费的不便，用户也难以及时获取用电信息、电能余量及预付费提醒等信息。这就需要设计一种可以在户内实现预付费的装置，这种装置需要具备同智能电表的双向通信功能，一方面接收电表的状态信息，另一方面向电表发送充值信息。与此同时，无线近场通信网络易受家居建筑格局及自然环境的影响，通信效率受到制约；单纯电力线通信方式，易受用电条件等因素影响，通信成功率不高。这就需要一种同时规避近场无线通信和电力线通信的混合通信方式来支撑充值装置的数据传输。
实用新型内容
为解决背景技术中的问题，本实用新型提供了一种基于双网络混合通信的智能电表远程充值装置，使用户在户内即可方便对预付费智能电表进行充值，并显示实时用电信息、付费信息及用电服务信息，而且，在户内电力线断电后，付费装置亦可向预付费电表充值。
本实用新型所述的充值装置包括单片机、电源模块、电力线载波通信模块、存储器、显示屏、RF模块、RF匹配电路、天线、按键、外壳十个部分组成。其中，单片机连接电源模块、电力线载波通信模块、存储器、显示屏、RF模块和按键；RF模块分别与RF匹配电路和电源模块连接；RF匹配电路与天线连接；电源模块与电力线载波通信模块、存储器、显示屏连接，外壳将其他九个部分有机结合形成保护。单片机（MCU）负责通过电力线载波通信模块和RF通信模块对来自智能电表的信息进行收集、处理和分析，一方面执行远程充值指令，另一方面通过电力载波通信模块和RF通信模块获取能耗数据，与此同时，控制显示屏的显示及提供键盘等多种外部接口数据交换；存储器存储并提供智能电表配置信息、设备状态信息、时间表信息、计量数据等；电源提供装置所需的各种电源；电力线载波通讯模块的主要作用是使单片机与智能电表进行数据交换，以实现装置外部通信的各种功能；RF通信模块结合RF匹配电路和天线模块，基于射频通信的方式实现装置与智能电表数据交换。
本实用新型的有益结果是：
1.一种基于双网络混合通信的智能电表远程充值装置，在不改变现有预付费智能电表安装方式的情况下，提供了一种在户内对预付费智能电表进行充值的方法和装置，通过实现付费装置与智能电表的双网络混合双向通信，使得用户在户内即可接入付费装置进行付费操作，从而实现了用户对智能电表的远程充值和用电信息查看。
2.专用EEPROM存储器存储用户的身份证信息以及记录用户可售予的最大用电电量、电价、剩余电量，身份证信息是鉴别各个用户智能电表的唯一编号，避免了错误充值，实现了无卡预付费，降低了电力运营成本，又能够远程查看智能电表用电信息，同时避免了用户必须接触电表进行充值所带来的不便。
3.防水边框能够对付费装置起到有效的保护作用，防水防尘，实用性强。
4.MSP430单片机功耗低，电压低，运行速度快，处理能力强，具有高效的查表处理指令。
附图说明
图1 本实用新型的应用示意图；
图2 本实用新型付费装置的原理框图；
图3 本实用新型付费装置内单片机数据处理流程图
具体实施方式
如图1所示，在由预付费智能电表1、付费装置2及低压电力线3组成的***中，预付费智能电表1安装在户外，电表通过判断用户预付费的余额控制向用户的供电，用户需先向电表充值才能用电，付费装置2用于实现付费操作，低压电力线3为电力和充值信息传输的通道。本实用新型主要解决用户在户内对预付费智能电表的充值问题。用户在户内任意位置的电力线接口接入本实用新型中付费装置2，并通过付费装置2的按键输入付费命令，装置内的单片机对充值命令进行处理和解析，然后通过电力线载波通信将付费数据发送到预付费智能电表1，实现电费充值，当户内低压电力线3因所购电能用尽而断电后，付费装置2可通过直流电源对预付费智能电表1进行充值。
如图2所示，本实用新型所述的充值装置包括单片机、电源模块、电力线载波通信模块、存储器、显示屏、RF模块、RF匹配电路、天线、按键、外壳十个部分组成。其中，单片机连接电源模块、电力线载波通信模块、存储器、显示屏、RF模块和按键；RF模块分别与RF匹配电路和电源模块连接；RF匹配电路与天线连接；电源模块与电力线载波通信模块、存储器、显示屏连接，外壳将其他九个部分有机结合形成保护。单片机（MCU）负责通过电力线载波通信模块和RF通信模块对来自智能电表的信息进行收集、处理和分析，一方面执行远程充值指令，另一方面通过电力载波通信模块和RF通信模块获取能耗数据，与此同时，控制显示屏的显示及提供键盘等多种外部接口数据交换；存储器存储并提供智能电表配置信息、设备状态信息、时间表信息、计量数据等；电源提供装置所需的各种电源；电力线载波通讯模块的主要作用是使单片机与智能电表进行数据交换，以实现装置外部通信的各种功能；RF通信模块结合RF匹配电路和天线模块，基于射频通信的方式实现装置与智能电表数据交换。
本实用新型中采用AVR单片机。在实际付费装置设计中，具备类似功能的芯片或电路***均可应用，其运行和操作方法是，将编写的软件固化在硬件中，此技术属于现有公知技术。单片机与其他元件的联接及制造均为公知技术，在此不作具体描述。
如图3所示，单片机的工作流程包括：
步骤301：程序开始；
步骤302：判断付费开始按键是否按下，当用户开始付费时首先按下付费装置上的开始付费按键以表示进入付费操作，当芯片检测到该按键时程序进入付费流程，否则保持初始状态；
步骤303：当付费开始按键按下后，用户通过键盘输入充值密码，每按下一个按键，键盘扫描一次，***记下输入数据，计算输入位数；
步骤304：当计算出的位数满足要求时，***将信息通过电力线载波通信发至预付费智能电表，然后等待电表的回执；如果按键在1分钟内没有任何响应，而且输入位数不满足要求，则程序回到初始状态，用户需要重新输入密码；
步骤305：付费装置通过电力线载波通信向电表发送充值数据，；
步骤306：本实用新型中的电力线通信调制/解调模块具有双向通信功能，向电表发送充值数据后，经过电表对数据的解析，电表通过电力线通信向付费装置发送付费成功与否的信息，
步骤307：当***收到电表发送成功的信息，则将本次付费信息存入付费装置的存储器，并在显示器上显示，否则程序进入步骤302，用户需重新进行付费操作；
步骤308：流程结束。
本实用新型采用了电力线/RF混合通信技术，大大方便了用户在户内对预付费电表进行充值操作，实用新型中的付费装置成本较低，适合大规模应用，市场应用前景大。
Claims (5)
1.一种基于双网络混合通信的智能电表远程充值装置，其特征在于，包括单片机、电源模块、电力线载波通信模块、存储器、显示屏、RF模块、RF匹配电路、天线、按键、外壳。
2.根据权利要求1所述的一种基于双网络混合通信的智能电表远程充值装置，其特征在于，单片机连接电源模块、电力线载波通信模块、存储器、显示屏、RF模块和按键；RF模块分别与RF匹配电路和电源模块连接；RF匹配电路与天线连接；电源模块与电力线载波通信模块、存储器、显示屏连接，外壳将其他九个部分有机结合形成保护。
3.根据权利要求1所述的一种基于双网络混合通信的智能电表远程充值装置，其特征在于，所述存储器为专用EEPROM存储器。
4.根据权利要求1所述的一种基于双网络混合通信的智能电表远程充值装置，其特征在于，所述外壳四周设置有防水边框。
5.根据权利要求1所述的一种基于双网络混合通信的智能电表远程充值装置，其特征在于，所述单片机为MSP430单片机。
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|---|---|---|---|---|
| CN105139530A (zh) * | 2015-09-29 | 2015-12-09 | 成都易信达科技股份有限公司 | 一种无卡智能水表充值的方法 |
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2014
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