CN204791291U - 一种基于双网络混合通信的智能电表远程充值装置 - Google Patents
一种基于双网络混合通信的智能电表远程充值装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN204791291U CN204791291U CN201520387035.5U CN201520387035U CN204791291U CN 204791291 U CN204791291 U CN 204791291U CN 201520387035 U CN201520387035 U CN 201520387035U CN 204791291 U CN204791291 U CN 204791291U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- module
- electric meter
- communication
- money
- intelligent electric
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 230000006854 communication Effects 0.000 title claims abstract description 70
- 238000004891 communication Methods 0.000 title claims abstract description 70
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 title claims abstract description 14
- 230000001502 supplementing effect Effects 0.000 title abstract description 5
- 229940052961 longrange Drugs 0.000 title abstract 2
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 7
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 6
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims description 5
- 239000004922 lacquer Substances 0.000 claims description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 5
- 239000013589 supplement Substances 0.000 abstract description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 description 13
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 10
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 9
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 7
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 description 6
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 5
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 4
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 4
- 230000007175 bidirectional communication Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 210000004243 sweat Anatomy 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Beverage Vending Machines With Cups, And Gas Or Electricity Vending Machines (AREA)
- Control Of Vending Devices And Auxiliary Devices For Vending Devices (AREA)
Abstract
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，包括电源模块以及分别与其连接的控制模块、通信模块与显示模块；所述控制模块包括单片机、信号采集器和存储器；所述显示模块包括位于装置表面的显示屏和按键盘；所述通信模块包括电力线载波通信模块、RF模块和RF匹配电路，所述RF匹配电路连接增幅装置。本实用新型可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，既实现了无卡预付费，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。
Description
技术领域
本实用新型涉及智能电表技术领域，尤其涉及一种基于双网络混合通信的智能电表远程充值装置。
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。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。
申请号为201010567876.6的专利涉及一种利用电力线载波通信实现用户在户内对带预付费功能的智能电表进行远程充值的方法和装置,它利用电力线载波通信技术同智能电表实现双向通信,用户通过装置上的按键输入充值命令,装置内的单片机对充值命令进行处理和解析,然后利用低压电力线载波通信技术向智能电表发送充值命令,同时接收智能电表的反馈信息并进行显示。本发明提供一种用户实现户内用电预付费的装置,利用电力线载波通信的方式方便了装置的安装,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。
然而，上述装置及方法为本公司早期所应用的方案，由于当前的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；而且单纯电力线通信方式，也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
本实用新型的目的是提供一种基于双网络混合通信的智能电表远程充值装置，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。
为实现本实用新型的目的所采用的技术方案是：一种基于双网络混合通信的智能电表远程充值装置，包括电源模块以及分别与其连接的控制模块、通信模块与显示模块；所述控制模块包括单片机、信号采集器和存储器；所述显示模块包括位于装置表面的显示屏和按键盘；所述通信模块包括电力线载波通信模块、RF模块和RF匹配电路，所述RF匹配电路连接增幅装置。
所述单片机分别连接电源模块、电力线载波通信模块、RF模块、存储器、信号采集器、显示屏和按键盘，所述RF模块与RF匹配电路连接。
所述信号采集器包括数据采集卡和模数处理单元。
所述显示屏为包括人机交互界面的液晶显示屏。
所述远程装置的***设置保护壳，所述保护壳采用0.4mm至0.8mm的金属板材，所述板材上包含多个微型六面体孔，所述保护壳***覆盖绝缘漆层。
所述增幅装置包括定向增益天线和全向旋转天线，所述定向增益天线为螺旋臂偶极子天线，通过同轴电缆与所述RF匹配电路相连。
单片机即MCU模块，为整个装置的控制核心，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，显示屏为包括人机交互界面的液晶显示屏，便于用户的直接信息读取；信号采集器包括数据采集卡和模数处理单元，将采集的信号转换成数字信号，并统一汇集送入单片机进行处理；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匹配电路和增幅装置，基于射频通信的方式实现装置与智能电表数据交换。
保护壳采用0.4mm至0.8mm的金属板材，板材上包含多个微型六面体孔，保护壳***覆盖绝缘漆层，可以起到很好的绝缘屏蔽效果，从而使装置箱的抗干扰能力更强；保护壳顶部设置伸缩提手，提手上设置硅胶套，硅胶套上设置透气口及若干颗凸起粒状，用于增大防滑效果，硅胶材质也提高手持时的舒适度，透气口内层可以设置海绵衬里，用以吸汗透气。
通信模块方面是在传统的电力线载波通信模块基础上，新加入了RF模块和RF匹配电路，RF模块作为无线双向模块，整合了高频键控（GFSK）收发电路的功能，以特小体积、更低成本，实现高速数据传输的功能。传输速率可达2M，具有128个通道，可在拥挤的ISM频段中达到稳定可靠的短距离数据传输而互不干扰，被广泛运用在车辆监控、遥控、遥测、小型无线网络、无线抄表、门禁***、小区传呼、工业数据采集***、无线标签、身份识别、非接触RF智能卡、小型无线数据终端、安全防火***、无线遥控***、生物信号采集、水文气象监控、机器人控制、无线232数据通信、无线485/422数据通信、数字音频、数字图像传输等领域中。RF匹配电路与RF模块相配合，起辅助作用，同时为了实现无线远程传输的稳定性和高效性，RF匹配电路连接增幅装置，即定向增益天线和全向旋转天线，定向增益天线为螺旋臂偶极子天线，通过同轴电缆与RF匹配电路相连，降低了工程上调整天线之间方向性对准的难度；全向旋转天线是在法向方向为全向的小螺旋天线，起传递指令信号，并将实现双向无线信息传递的作用。
本实用新型可实现的目的是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；其有益效果在于，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。利用付费装置代替用户智能卡，既实现了无卡预付费，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。
附图说明
图1本实用新型付费装置的原理框图。
图2本实用新型的应用示意图。
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至图3所示，一种基于双网络混合通信的智能电表远程充值装置，包括电源模块10以及分别与其连接的控制模块、通信模块与显示模块；控制模块包括单片机1、信号采集器2和存储器3；显示模块包括位于装置表面的显示屏4和按键盘5；通信模块包括电力线载波通信模块6、RF模块7和RF匹配电路8，RF匹配电路连接增幅装置9。
单片机分别连接电源模块、电力线载波通信模块、RF模块、存储器、信号采集器、显示屏和按键盘，RF模块与RF匹配电路连接；信号采集器包括数据采集卡和模数处理单元；显示屏为包括人机交互界面的液晶显示屏；远程装置的***设置保护壳，保护壳采用0.4mm至0.8mm的金属板材，板材上包含多个微型六面体孔，保护壳***覆盖绝缘漆层；增幅装置包括定向增益天线和全向旋转天线，定向增益天线为螺旋臂偶极子天线，通过同轴电缆与RF匹配电路相连。
单片机即MCU模块，为整个装置的控制核心，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，显示屏为包括人机交互界面的液晶显示屏，便于用户的直接信息读取；信号采集器包括数据采集卡和模数处理单元，将采集的信号转换成数字信号，并统一汇集送入单片机进行处理；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匹配电路和增幅装置，基于射频通信的方式实现装置与智能电表数据交换。
保护壳采用0.4mm至0.8mm的金属板材，板材上包含多个微型六面体孔，保护壳***覆盖绝缘漆层，可以起到很好的绝缘屏蔽效果，从而使装置箱的抗干扰能力更强；保护壳顶部设置伸缩提手，提手上设置硅胶套，硅胶套上设置透气口及若干颗凸起粒状，用于增大防滑效果，硅胶材质也提高手持时的舒适度，透气口内层可以设置海绵衬里，用以吸汗透气。
通信模块方面是在传统的电力线载波通信模块基础上，新加入了RF模块和RF匹配电路，RF模块作为无线双向模块，整合了高频键控（GFSK）收发电路的功能，以特小体积、更低成本，实现高速数据传输的功能。传输速率可达2M，具有128个通道，可在拥挤的ISM频段中达到稳定可靠的短距离数据传输而互不干扰，被广泛运用在车辆监控、遥控、遥测、小型无线网络、无线抄表、门禁***、小区传呼、工业数据采集***、无线标签、身份识别、非接触RF智能卡、小型无线数据终端、安全防火***、无线遥控***、生物信号采集、水文气象监控、机器人控制、无线232数据通信、无线485/422数据通信、数字音频、数字图像传输等领域中。RF匹配电路与RF模块相配合，起辅助作用，同时为了实现无线远程传输的稳定性和高效性，RF匹配电路连接增幅装置，即定向增益天线和全向旋转天线，定向增益天线为螺旋臂偶极子天线，通过同轴电缆与RF匹配电路相连，降低了工程上调整天线之间方向性对准的难度；全向旋转天线是在法向方向为全向的小螺旋天线，起传递指令信号，并将实现双向无线信息传递的作用。
本装置在应用时，如图2所示，在由预付费智能电表11、付费装置12及低压电力线13组成的***中，预付费智能电表11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12用于实现付费操作，低压电力线13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12，并通过付费装置12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11，实现电费充值，当户内低压电力线13因所购电能用尽而断电后，付费装置12可通过直流电源对预付费智能电表11进行充值。
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 (6)
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：包括电源模块以及分别与其连接的控制模块、通信模块与显示模块；所述控制模块包括单片机、信号采集器和存储器；所述显示模块包括位于装置表面的显示屏和按键盘；所述通信模块包括电力线载波通信模块、RF模块和RF匹配电路，所述RF匹配电路连接增幅装置。
2.如权利要求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：所述单片机分别连接电源模块、电力线载波通信模块、RF模块、存储器、信号采集器、显示屏和按键盘，所述RF模块与RF匹配电路连接。
3.如权利要求1或2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：所述信号采集器包括数据采集卡和模数处理单元。
4.如权利要求1或2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：所述显示屏为包括人机交互界面的液晶显示屏。
5.如权利要求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：所述远程充值装置的***设置保护壳，所述保护壳采用0.4mm至0.8mm的金属板材，所述板材上包含多个微型六面体孔，所述保护壳***覆盖绝缘漆层。
6.如权利要求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：所述增幅装置包括定向增益天线和全向旋转天线，所述定向增益天线为螺旋臂偶极子天线，通过同轴电缆与所述RF匹配电路相连。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201520387035.5U CN204791291U (zh) | 2015-06-08 | 2015-06-08 | 一种基于双网络混合通信的智能电表远程充值装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201520387035.5U CN204791291U (zh) | 2015-06-08 | 2015-06-08 | 一种基于双网络混合通信的智能电表远程充值装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN204791291U true CN204791291U (zh) | 2015-11-18 |
Family
ID=54531295
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201520387035.5U Expired - Fee Related CN204791291U (zh) | 2015-06-08 | 2015-06-08 | 一种基于双网络混合通信的智能电表远程充值装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN204791291U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107037260A (zh) * | 2016-11-24 | 2017-08-11 | 国网河南省电力公司周口供电公司 | 一种远程通信式微电网电能表 |
-
2015
- 2015-06-08 CN CN201520387035.5U patent/CN204791291U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107037260A (zh) * | 2016-11-24 | 2017-08-11 | 国网河南省电力公司周口供电公司 | 一种远程通信式微电网电能表 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN206757781U (zh) | 一种具有蓝牙传输的物联网燃气表及抄表缴费*** | |
| CN102866699B (zh) | 一种面向智能用电的通信与控制*** | |
| CN201408476Y (zh) | 一种基于ZigBee技术的无线远程抄表控制*** | |
| CN204631998U (zh) | 一种可自运营且支持远程管理及交互的智能露营桩 | |
| CN206756246U (zh) | 一种通过NB‑IoT实现网络缴费的燃气表抄表缴费*** | |
| CN203367669U (zh) | 基于电力线载波通信的智能插座装置 | |
| CN104318736A (zh) | 一种基于3g网络的四表合一的远程智能抄表*** | |
| WO2012129746A1 (zh) | 用于智能家居的智能交互终端 | |
| CN103424615A (zh) | 一种基于wifi和3g网络的智能电表 | |
| CN204462251U (zh) | 一种智能电表 | |
| KR20130100850A (ko) | 스마트 그리드를 위한 스마트 미터 및 서비스 수행 방법 | |
| CN204791291U (zh) | 一种基于双网络混合通信的智能电表远程充值装置 | |
| CN203368506U (zh) | 基于电力线载波通信的智能网关装置 | |
| CN205657504U (zh) | 一种家用电信息互动查询*** | |
| CN212009322U (zh) | 一种基于泛在物联网的智慧用电管理*** | |
| CN203038457U (zh) | 一种基于wifi的红外转换装置 | |
| CN112200975A (zh) | 一种受控智能插座*** | |
| CN111524289A (zh) | 一种智能蓝牙远程费控电表及其*** | |
| CN204347966U (zh) | 一种基于双网络混合通信的智能电表远程充值装置 | |
| CN207150254U (zh) | 一种智能用电管理*** | |
| CN207097125U (zh) | 多用户共享用电的智能售电充电终端及*** | |
| CN209434524U (zh) | 一种智能插座 | |
| CN205792689U (zh) | 交换机 | |
| CN204559893U (zh) | 无线通讯器、表计查询装置和表计查询*** | |
| CN202421238U (zh) | 一种电能表 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20151118 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |