一种工业电力计的制作方法

本实用新型涉及工业电力监测领域，更具体地说，涉及一种工业电力计。

背景技术：

在信息技术飞速发展的今天，工业信息化、智能化水平不断提高，“智能工厂”、“智慧车间”等一系列新的生产单元相继出现，生产管理水平也在不断地提升。在提高生产工艺、制造水平的同时，降低能效、绿色生产的要求也进一步提高。工业生产中，电能为最主要的能源形式之一，工业电力计作为各个生产环节中的主要电力能耗采集器，其作用及重要性是显而易见的。

然而，目前在电力监测领域，用于电力监测、智能数据采集的监测设备多是综合性的电表，应用于工业领域的工业电力计相对缺乏，且目前已有的工业电力计通信方式主要有rs-485通信、can通信等有线通信方式，设备安装无疑耗费了较多的人力物力成本，且由于通信线路和地理环境的限制，存在一定的局限性；另外，rs-485通信、can通信等有线通信方式的通信性能、速率、安全性普遍较低。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种工业电力计，无需耗费大量人力物力进行安装，避免了有线通讯方式下通信线路和地理环境限制导致的局限性，安装方便，节省成本。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种工业电力计，包括：

用于获取电力计量参数的主控器；

用于通过传输接口接收所述主控器发送的所述电力计量参数，并利用mqtt通信接口将所述电力计量参数发送至云端服务器，以便所述云端服务器对所述电力计量参数进行统计分析的通信芯片。

其中，所述主控器，包括：

用于将测量得到的配电电压转换成电压信号的电压传感器；

用于将测量得到的配电电流转换成电流信号的电流传感器；

分别与所述电压传感器、所述电流传感器连接，用于获取所述电压信号和所述电流信号并输出对应的所述电力计量参数的计量芯片。

其中，所述传输接口为uart接口。

其中，还包括：

用于存储所述电力计量参数的闪存。

其中，还包括：

用于对所述电力计量参数进行显示的显示屏。

其中，还包括：

用于接收控制指令的按钮。

其中，所述通信芯片为支持4g通信的芯片。

通过以上方案可知，本实用新型提供的一种工业电力计包括：用于获取电力计量参数的主控器；用于通过传输接口接收所述主控器发送的所述电力计量参数，并利用mqtt通信接口将所述电力计量参数发送至云端服务器，以便所述云端服务器对所述电力计量参数进行统计分析的通信芯片。

本实用新型提供的工业电力计，将电力计量参数利用mqtt通信接口发送至云端服务器，通过mqtt通信实现与云端服务器之间的无线数据传输，无需耗费大量人力物力进行安装，避免了有线通讯方式下通信线路和地理环境限制导致的局限性，安装方便，节省成本；同时，mqtt通信方式能够保证数据传输安全可靠，实时性较高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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实用新型的一些实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例公开的一种工业电力计的结构示意图；

图2为本实用新型实施例公开的另一种工业电力计的结构示意图；

图3为本实用新型实施例公开的又一种工业电力计的结构示意图；

图4为本实用新型实施例公开的一种具体的工业电力计的实体结构示意图；

图5为本实用新型实施例公开的一种电力计量参数监控系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例公开了一种工业电力计，无需耗费大量人力物力进行安装，避免了有线通讯方式下通信线路和地理环境限制导致的局限性，安装方便，节省成本。

参见图1，图1为本实用新型实施例公开的一种工业电力计的结构示意图，如图1所示，包括：

用于获取电力计量参数的主控器101；

本实施例中，主控器101用于获取电力计量参数。其中，电力计量参数可以包括有功功率、无功功率、视在功率、功率因数、有功电能以及无功电能中任一项或任几项的组合。

用于通过传输接口接收所述主控器101发送的所述电力计量参数，并利用mqtt通信接口将所述电力计量参数发送至云端服务器，以便所述云端服务器对所述电力计量参数进行统计分析的通信芯片102。

通信芯片102获取主控器101通过传输接口发送的电力计量参数，传输接口可以具体为uart(universalasynchronousreceiver/transmitter，通用异步传输收发器)接口，本实施例对此不做具体限定。

本实施例中，通信芯片102将接收到的电力计量参数通过mqtt通信接口发送至云端服务器，从而实现云端服务器对电力计量参数的监控，便于后续云端服务器对电力计量参数的统计分析。

mqtt(messagequeuingtelemetrytransport，消息队列遥测传输协议)是一种即时通讯协议，构建于tcp/ip协议之上，采用轻量级发布和订阅消息传输机制，该协议用于无线或低带宽网络，可以提供三种服务质量：至多一次，消息根据底层因特网协议尽最大努力进行传递，可能会丢失消息；至少一次，保证消息抵达，但是可能会出现重复；刚好一次，确保只收到一次消息。由于mqtt具有上述不同级别的服务质量，在确保消息传输质量的同时能够根据使用者的需求来调节网络资源的利用率。

本实施例中，作为一种优选的实施方式，上述通信芯片102可以具体为支持4g通信的芯片，从而可基于4g通信技术与云端服务器通信。

当前相关技术中，工业电力计大多是被动式的数据采集方式，即在使用时需要用户根据电表逐个读取用电信息，不具备主动的数据上报功能，当系统复杂时，轮询式的读取多个电力计的数据信息将会有较大的延时，数据实时性难以保障，无法满足生产中数据分析的及时性。

而在本实施例中，工业电力计可作为mqtt的客户端，通过4g网络主动向云端服务器发送消息，消息内容可以包括上述电力计量参数，具体可以预先设定需要电力计主动发送的消息。例如，可以为每一个工业电力计预先设置产品编码，工业电力计安装正常并启动后，自动与云端服务器建立连接，并在用户登录注册之后，根据工业电力计的产品编码及对应的验证信息进行设备注册。当工业电力计注册成功后，可以对其进行信息配置，即用户可以根据实施场景下的实际需求配置工业电力计需要上报至云端服务器的电力计量参数，以便工业电力计根据预先的配置实现数据的主动上报功能，避免了用户逐个读取电表时的人力损耗以及实时性难以保障的问题。

可以理解的是，本实施例中，云端服务器可作为mqttbroker，并向用户提供一个web应用系统，以实现用户对电力计信息的管理功能以及数据查询功能。具体地，用户可以通过web应用系统作为mqtt的客户端，根据云端服务器配置的电力计量参数订阅自身所需的电力计量参数，从而在电力计主动上报数据后，web应用系统便可及时接收到所需的最新的数据资料。

本实用新型提供的工业电力计，将电力计量参数利用mqtt通信接口发送至云端服务器，通过mqtt通信实现与云端服务器之间的无线数据传输，无需耗费大量人力物力进行安装，避免了有线通讯方式下通信线路和地理环境限制导致的局限性，安装方便，节省成本；同时，mqtt通信方式能够保证数据传输安全可靠，实时性较高。

本实用新型实施例公开了一种具体的工业电力计，相对于上一实施例，本实施例对技术方案作了进一步的说明和优化。具体的：

参见图2，图2为本实用新型实施例公开的另一种工业电力计的结构示意图，如图2所示，包括：

用于获取电力计量参数的主控器101；

本实施例中，主控器101可以包括：

用于将测量得到的配电电压转换成电压信号的电压传感器1011；

用于将测量得到的配电电流转换成电流信号的电流传感器1012；

分别与所述电压传感器、所述电流传感器连接，用于获取所述电压信号和所述电流信号并输出对应的所述电力计量参数的计量芯片1013；

本实施例中，电压传感器1011用于将测量得到的380v内的配电电压转换成5v以内的电压信号，电流传感器1012用于将测量得到的100a以内的配电电流转换成5a以内的电流信号。另外，计量芯片1013分别与上述电压传感器和电流传感器连接，在接收到电压信号和电流信号后，计算出对应的电力计量参数并输出。

用于通过传输接口接收所述主控器发送的所述电力计量参数，并利用mqtt通信接口将所述电力计量参数发送至云端服务器，以便所述云端服务器对所述电力计量参数进行监控的通信芯片102。

在上述实施例的基础上，参见图3所示，作为优选实施方式，本实用新型实施例提供的工业电力计还可以进一步包括：

用于存储上述电力计量参数的闪存103。

可以理解的是，本实施例中，利用闪存103将上述根据电压信号和电流信号得到的电力计量参数进行存储。具体地，闪存103能够弥补主控器内部存储空间的不足，在工业电力计处于离线工作模式，即未联网状态下的工作过程中，闪存103可以用于存储最近一段时间内的电力计量参数；当工业电力计恢复联网状态后，闪存103能够及时将其内部记录的电力计量参数上传至云端服务器。

具体的，考虑到有些情况下，需要将上述电力计量参数显示出来，本实用新型实施例中所述工业电力计还可以进一步包括：

用于对所述电力计量参数进行显示的显示屏104。

进一步地，本实用新型实施例提供的工业电力计还可以包括：

用于接收控制指令的按钮105。

本实施例中，用户可以通过工业电力计提供的按钮发送控制指令，实现对工业电力计的设置。

参见图4，本实用新型实施例公开了一种具体的工业电力计的实体结构，如图4所示，该工业电力计可以包括用于获取电力计量参数的主控器；与主控器连接的通信芯片，具体用于接收主控器发送的电力计量参数，并利用mqtt通信接口将电力计量参数发送至云端服务器；与主控器连接的计量芯片，用于在获取到电压信号和电流信号后将对应的电力计量参数发送至主控器；以及与主控器连接的闪存，能够对主控器发送的电力计量参数进行存储。

图5为本实用新型实施例提供的一种电力计量参数监管系统，参见图5所示，工业电力计包含主控器和通信芯片。

主控器中计量芯片获取电压传感器和电流传感器采集到的电压信号、电流信息，计算出有功功率、无功功率、视在功率、功率因数、有功电能以及无功电能等常用电力计量参数，并通过uart接口将电力计量参数发送至通信芯片。

4g通信芯片用于实现4g通信，主控芯片上实现mqtt通信协议，从而使整个工业电力计作为mqtt的客户端，通过4g网络向外发送消息。云端服务器可以作为mqttbroker，即作为mqtt的服务器端存在，是一种电力计制造商搭建的公有云服务，其可以为用户提供一个简单的web应用系统，以实现用户对电力计信息的管理以及数据查询功能。客户在开发应用系统时，可以实现mqtt客户端的功能，向云端服务器订阅主题消息，指定电力计设备、电力计量参数从而可以获取到所需要的数据；当电力计主动上报数据时，客户的应用系统便可通过云端服务器及时收到最新的数据资料。

另外，在工业电力计与云端服务器建立连接并注册成功后可以进行信息配置，用户还可以根据自己的实际需要配置电力计需要实时上报的参数，即可以配置电力计具体需要向云端服务器上报的数据，例如，配置电力计需要上报电力计量参数中的有功功率、无功功率、视在功率、功率因数以及采集到的电流信号和电压信号；还可以配置电力计上报数据的频率，例如，可以设置为每隔一小时将上述配置的数据上报至云端服务器。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。