本实用新型涉及声频通信技术领域，具体涉及一种智能电能表声频通信系统。
背景技术：
智能电能表一般由测量模块、通信模块、数据处理模块等部件组成，具有电能计量、数据处理、实时监测、信息交互、远程抄表等功能。如公开号为CN203931137U的中国实用新型专利公开了一种远程抄表装置，它具有GSM模块电路、SMS模块电路、RS485/IR通讯模块电路、光电读取头，该装置可以实现电能表的SMS短信远程抄收用户用电数据功能。
在电能表领域，随着电能表行业的不断发展以及智能电能表的通信方式不断趋于多样化，简单化、安全化的智能电能表已经越来越普及并得到大家的认可。而声频的实现与可靠性也已经非常成熟，已经可以在金融界进行应用。因此，提出一种新的技术方案，将声频通信技术与智能电能表结合起来，在智能电能表产品中实现抄读表控制与充值。
技术实现要素：
为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种智能电能表声频通信系统，该智能电能表声频通信系统设置于智能电能表内，并与手机及管理系统平台建立通讯连接，系统结合了声频通信技术与智能电能表，用于在智能电能表产品中实现抄读表控制与充值。
为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案。
一种智能电能表声频通信系统，设置于智能电能表内，并与手机及管理系统平台建立通讯连接；所述智能电能表声频通信系统包括智能电能表设备处理单元、声频接收装置、声频发送装置；所述声频接收装置、声频发送装置分别连接智能电能表设备处理单元，所述智能电能表设备处理单元与手机及管理系统平台无线通讯连接。
优选的是，所述声频接收装置包括声波接收器、信号放大处理模块和模拟/数据转换模块。
在上述任一技术方案中优选的是，所述声频发送装置包括声波发送器和功率放大驱动模块。
在上述任一技术方案中优选的是，所述智能电能表设备处理单元包括计量模块、控制模块、显示模块和MCU数据处理模块。
在上述任一技术方案中优选的是，所述控制模块包括数据内容解码模块和数据内容加密模块。
在上述任一技术方案中优选的是，所述MCU数据处理模块分别与控制模块、计量模块、显示模块、数据内容解码模块、数据内容加密模块相连接；所述MCU数据处理模块用于对计量数据进行存储或显示，并进行解密处理。
在上述任一技术方案中优选的是，所述数据内容解码模块连接模拟/数据转换模块，模拟/数据转换模块连接信号放大处理模块，信号放大处理模块连接声波接收器；声频接收器实现声频的接收和放大，再通过模拟/数据转换模块的频率识别接收到的频率值进行对应的数据提取与对换而得到原始数据。
在上述任一技术方案中优选的是，所述数据内容加密模块连接功率放大驱动模块，功率放大驱动模块连接声波发送器；声波发送器通过内部指令得到返回数据并通过内部PWM转换为频率信号，频率信号进行功率放大后实现声频发送。
在上述任一技术方案中优选的是，所述MCU数据处理模块集成有无线收发器，所述MCU数据处理模块还分别与手机、管理系统平台无线通讯连接。
在上述任一技术方案中优选的是，所述手机具有信号接收/发送器，并安装了用于与智能电能表声频通信系统配对的APP软件；所述APP软件控制手机的扬声器发送出声频信号，声频信号通过无线通讯方式传输至声频接收装置。
在上述任一技术方案中优选的是，所述管理系统平台集成有秘钥处理模块、数据存储装置和无线通讯设备；所述管理系统平台以无线通讯方式连接智能电能表声频通信系统，并将电能表用电数据上传云端。
本实用新型的智能电能表声频通信系统包括智能电能表设备处理单元、声频接收装置、声频发送装置，声频接收装置包括声波接收器、信号放大处理模块和模拟/数据转换模块，声频发送装置包括声波发送器和功率放大驱动模块，智能电能表设备处理单元包括计量模块、控制模块、显示模块和MCU数据处理模块，控制模块包括数据内容解码模块和数据内容加密模块；MCU数据处理模块分别与控制模块、计量模块、显示模块、数据内容解码模块、数据内容加密模块相连接，MCU数据处理模块用于对计量数据进行存储或显示，并进行解密处理；数据内容解码模块连接模拟/数据转换模块，模拟/数据转换模块连接信号放大处理模块，信号放大处理模块连接声波接收器，声频接收器实现声频的接收和放大，再通过模拟/数据转换模块的频率识别接收到的频率值进行对应的数据提取与对换而得到原始数据；数据内容加密模块连接功率放大驱动模块，功率放大驱动模块连接声波发送器，声波发送器通过内部指令得到返回数据并通过内部PWM转换为频率信号，频率信号进行功率放大后实现声频发送；手机安装了用于与智能电能表声频通信系统配对的APP软件，APP软件控制手机的扬声器发送出声频信号，声频信号通过无线通讯方式传输至声频接收装置；管理系统平台实现所有数据统一云端存储管理。本实用新型的智能电能表声频通信系统设置于智能电能表内，并与手机及管理系统平台建立通讯连接，系统结合了声频通信技术与智能电能表，用于在智能电能表产品中实现抄读表控制与充值。
与现有技术相比，本实用新型的上述技术方案具有如下有益效果：
1、任何智能移动端手机端通过安装APP后都可以实现声波发送该功能；
2、低成本实现非接触式通信（在10米左右的计量）；
3、在通信前不需要任何设置或前期握手配置，简单快捷实现通信数据交换。
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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为按照本实用新型的智能电能表声频通信系统的一优选实施例的系统原理示意图；
图2为按照本实用新型的智能电能表声频通信系统的一优选实施例的系统整体框架示意图；
图3为按照本实用新型的智能电能表声频通信系统的一优选实施例的电能表在系统中实现过程的流程示意图；
图4为按照本实用新型的智能电能表声频通信系统的一优选实施例的手机APP在系统中实现过程的流程示意图。
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。
本实用新型实施例提出一种智能电能表声频通信系统，将声频通信技术与智能电能表结合起来，在智能电能表产品中实现抄读表控制与充值。
本实用新型实施例所述的智能电能表声频通信系统设置于智能电能表内，并与手机及管理系统平台建立通讯连接。
本实用新型实施例所述的智能电能表声频通信系统包括智能电能表设备处理单元、声频接收装置、声频发送装置，声频接收装置、声频发送装置分别连接智能电能表设备处理单元，智能电能表设备处理单元与手机及管理系统平台无线通讯连接。
本实用新型实施例所述的智能电能表声频通信系统，其声频接收装置包括声波接收器、信号放大处理模块和模拟/数据转换模块。声频接收器可以使用普通的听筒接收器实现声频的接收；信号放大处理模块和模拟/数据转换模块用于在接收到声频信号后通过信号放大处理模块实现信号放大，然后频率识别（模拟/数据转换方式）通过接收到的频率值进行对应的数据提取与对换得到要原始数据。
本实用新型实施例所述的智能电能表声频通信系统，其声频发送装置包括声波发送器和功率放大驱动模块。和功率放大驱动模块是通过内部指令得到返回数据并通过其PWM转换为频率信号，然后把信号进行功率放大，继而实现声频发送。
本实用新型实施例所述的智能电能表声频通信系统，其智能电能表设备处理单元包括计量模块、控制模块、显示模块和MCU数据处理模块。计量模块对电量进行计量并获取数字信号；显示模块将用户的用电情况通过数字显示的方式在LCD屏幕上进行显示；控制模块和MCU数据处理模块可以对用户的用电量进行控制，实现供电与断电，以及对计量的数据通过不同的规则进行存储或显示，并进行解密处理。
本实用新型实施例所述的智能电能表声频通信系统，智能电能表设备处理单元的控制模块包括数据内容解码模块和数据内容加密模块。
本实用新型实施例所述的智能电能表声频通信系统，MCU数据处理模块分别与控制模块、计量模块、显示模块、数据内容解码模块、数据内容加密模块相连接；MCU数据处理模块用于对计量数据进行存储或显示，并进行解码/加密处理。
如图1所示，本实用新型实施例所述的智能电能表声频通信系统，数据内容解码模块连接模拟/数据转换模块，模拟/数据转换模块连接信号放大处理模块，信号放大处理模块连接声波接收器；声频接收器实现声频的接收和放大，再通过模拟/数据转换模块的频率识别接收到的频率值进行对应的数据提取与对换而得到原始数据。
如图1所示，本实用新型实施例所述的智能电能表声频通信系统，数据内容加密模块连接功率放大驱动模块，功率放大驱动模块连接声波发送器；声波发送器通过内部指令得到返回数据并通过内部PWM转换为频率信号，频率信号进行功率放大后实现声频发送。
本实用新型实施例所述的智能电能表声频通信系统，智能电能表设备处理单元的MCU数据处理模块集成有无线收发器，MCU数据处理模块还分别与手机、管理系统平台无线通讯连接。
本实用新型实施例所述的智能电能表声频通信系统，手机具有信号接收/发送器，并安装了用于与智能电能表声频通信系统配对的APP软件；APP软件控制手机的扬声器发送出声频信号，声频信号通过无线通讯方式传输至声频接收装置的声频接收器。
本实用新型实施例所述的智能电能表声频通信系统，管理系统平台集成有秘钥处理模块、数据存储装置和无线通讯设备；管理系统平台以无线通讯方式连接智能电能表声频通信系统，并将电能表用电数据上传云端。
本实用新型实施例所述的智能电能表声频通信系统，手机安装配对的APP软件，通过APP可以让手机扬声器发送出声频信号，发送的声频前必须在数据栈内容前加入前导码，在数据栈后面加入CRC校验防止数据的传输错误。管理系统平台的秘钥模块提供统一的安全加密处理，数据存储实现所有数据统一云端存储管理。在智能电能表中装置本实用新型实施例所述的智能电能表声频通信系统，可以实现：任何智能移动端手机端通过安装APP后都可以实现声波发送该功能，低成本实现非接触式通信（在10米左右的计量），在通信前不需要任何设置或前期握手配置就可以进行简单快捷实现通信数据交换。如图2至图4所示，在电能表预付费系统中售电端通过用户端的充值金额自动生成充值代码并将代码在用户端手机APP自动生成通过手机声频把充值代码发送电能表并确认正确收到，电能表通过解码方式得到原始代码并执行，实现简单可靠的预付费充值功能。电能表在声频通信中实现过程：声频通信中断发生，判断中断频率，完成频率接收并解码，判断频率对应的解码数据，符合条件则取出接收到的完整数字并进入秘钥解析，继而通过蜂鸣器回复成功，而如果不符合条件则通过蜂鸣器回收重发。手机APP在声频通信中实现过程：当接收到用户的充值操作指令，提取秘钥数据，完成数据与频率的转换发生，发生转换后的频率成功接收到发生成功指令，则完成操作，如果发生转换后的频率接收失败，则重新发送三次，进入重新提取秘钥数据循环流程。
以上所述仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非是对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围内。