专利名称：一种模块化电能表装置及其实现方法
技术领域：
本发明涉及一种模块化电能表装置及其实现方法。
背景技术：
现有技术的市面带通讯电能表主要采用的方式有以下两种 —是将电能表通讯模块的PCB板集成到电能表的表计内部，这样做确实满足了电 能表的计量以及通讯。 但是对通讯模块的维修和升级就很不方便，首先需要将电能表拆下开盖后取出通 讯模块才能维修和升级，这样的操作工艺流程不仅复杂，给供电公司产生的安装维护等成 本费用都很高。而且电能表在开盖后还需要从新经过对计量所校表打铅封，安装维护时间 会拖延时间较长，也会降低供电公司的服务质量。另外，如果通信模块升级，该表基本上不 能再重用，供电局投资没有得到保护。 二是将通讯模块用单独的塑胶盒子，独立做成成品，然后通过线缆连接的方式与 电能表通讯。 这种方式既满足了电能表的功能要求，也方便了对通讯模块维护和升级，只需拆 除通讯模块即可。 但是在安装的时候，如果是安装电力线载波模块则会使安装维护人员接触到220V 电压，因此会存在触电的危险；而所述通讯模块在表箱内要求走线和本身安装位置，这增加 了操作人员的工作量，减少了表箱内部体积的利用率。 另外，通讯模块工作所需要的低压电源(如5V)，必须通过220v转化过来，也需要 引用220V电压，在安全性上存在问题，如果单独设置变压电路则成本也会增加。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
本发明的目的在于提供一种模块化电能表装置及其实现方法，提供了安全安装和
维护具有通讯模块的电能表装置和方法。 本发明的技术方案包括 —种模块化电能表装置，其包括接入电力线路的电能表功能模块，其中，在所述电 能表的本体上设置有一适配槽，用于适配一模块化的通讯模块，所述通讯模块用于向集中 器或远端主机发送所述电能表的监测数据；所述通讯模块包括一绝缘的外壳体，在该外壳 体内设置有电路板，并对应所述外壳体上的多个开口设置有通讯接触结构；在所述适配槽 内对应位置设置有触接结构，用于弹性接触所述通讯接触结构。 所述的模块化电能表装置，其中，所述通讯模块与电能表功能模块之间采用RS485
方式进行通信，且所述通讯模块为RS485主节点，所述电能表模块为从节点。 所述的模块化电能表装置，其中，所述通讯模块工作电源由所述电能表模块提供，
通过所述通讯接触结构和所述触接结构的连接获得。
所述的模块化电能表装置，其中，所述通讯接触结构为接触点；所述触接结构为弹 片。 所述的模块化电能表装置，其中，所述通讯接触结构为插针，所述触接结构为对应 的插针纳置块。所述的模块化电能表装置，其中，所述通讯模块采用RF、WIFI、GSM、GPRS或CDMA通
信技术。 所述的模块化电能表装置，其中，所述通讯模块采用电力线载波的通信技术。 所述的模块化电能表装置，其中，所述外壳体为塑胶制成。 —种所述模块化电能表装置的实现方法，其包括如下步骤 A、在所述电能表本体上设置用于适配模块化通讯模块的适配槽； B、所述通讯模块出现故障或技术升级时，更换所述通讯模块插入所述适配槽。 所述的实现方法，其中，所述通讯模块采用RF、WIFI、GSM、GPRS或CDMA通信技术，
或者电力线载波的通信技术。 本发明所提供的一种模块化电能表装置及其实现方法，由于采用了内置独立式且 模块化的通讯模块，简化了现场安装程序，避免了安装人员的触电的危险可能性，减小了电 能表和通讯模块的体积，大幅降低了供电公司以后的维修和升级费用，而且其设备外观更 简单、更美观。
图la和图lb为本发明模块化电能表装置及其实现方法的分解结构和装配后的示 意图； 图2为本发明第一较佳实施例模块化电能表装置及其实现方法的通讯模块装配 示意图； 图3a和图3b分别为本发明第一较佳实施例的模块化电能表装置及其实现方法的 通讯模块装配前后的弹片接触示意图； 图4为本发明第二较佳实施例模块化电能表装置及其实现方法的通讯模块装配 示意图； 图5a和图5b分别为本发明第二较佳实施例的模块化电能表装置及其实现方法的 通讯模块装配前后的插针接触示意图。
具体实施例方式以下对本发明的较佳实施例加以详细说明。 本发明模块化电能表装置，如图la和图lb所示的，其包括一接入电力线路的电能 表功能模块，该电能表功能模块设置在一 电能表本体110中，在该电能表本体110上设置有 一适配槽lll，该适配槽111经过标准化设计，按照预定规格和形状进行设计；同时设置一 模块化的通讯模块120，可以适配所述适配槽lll，在所述适配槽111的开口位置还设置有 一盖件131，插入该通讯模块120后该盖件131闭合，所述电能表的整体外观即依然完整。 为保证所述盖件131闭合的牢靠，在所述盖件131上还可设置一卡扣件132，用于保持所述 盖件131牢靠的封闭所述适配槽111的开口处。
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所述通讯模块120可用于向远端主机或集中器发送电能表的监测数据，如用电读 数。所述通讯模块120设置具有一绝缘的外壳体121，如图2和图4所示，在该外壳体121 中设置有一通讯模块的电路板122，可通过相应的通信技术向远端主机或集中器发送所述 电能表的监测数据。 在本发明较佳实施例中，所述通讯模块的外壳体121可以由塑胶制成；所采用的 通讯技术可以但不限于是RF、 WIFI、 GSM、 GPRS、 CDMA或者电力线载波。所述电力线载波技 术是在市电线路上的一种信号承载传输，目前针对电线线路的普及铺设，是一种非常有前 景的数据传输技术。 本发明所述模块化电能表装置实现方法中，首先将所述通讯模块须做成独立的单 元体，并进行模块化设置，与其所适配的适配槽需要同样进行标准化设计。这样才方便安 装、维修和升级，而且保证了安装维修时的安全性。所述通讯模块可以通过其电路板上连接 的通讯接触结构，与在所述电能表本体内对应位置设置的触接结构的触接实现与电能表的 数据传输。 在一较佳实施例中，可将通讯模块用弹片连接的方式安装在所述电能表内部，这 样简化了安装步骤，避免了安全隐患，降低了现场安装费用。如图3a和图3b所示，在所述 电能表内的所述适配槽侧边设置有弹片板112，在该弹片板112上设置有用于传输信号和 数据的多个弹片113，作为触接结构；当所述通讯模块120向下插入所述适配槽中时，所述 弹片板112上的弹片113将通过所述通讯模块外壳体上的对应开口接触到其中的电路板上 的通讯接触点123，该通讯接触点123作为通讯接触结构，可适配所述触接结构，从而实现 从所述电能表向所述通讯模块的数据和信号传输。 在本发明的另一较佳实施例中，可将所述通讯模块用插针的连接方式安装在所述 电能表内部，这样可以防止弹片触接不良时产生电火花等问题，如图5a和图5b所示的，在 所述电能表内的适配槽底部对应位置设置有插针纳置块114，作为触接结构，在所述通讯模 块120的下侧面上与电路板连接设置有一阵列的数个插针124，作为通讯接触结构，用于与 所述插针纳置块114相适配，这样由于插针124与插针纳置块114的适配较为紧密，不会出 现接触不良的电火花现象。在本发明的该实施例中，还可以混合设置弹片和插针结构，通过 插针结构来实现电力线载波的传输，以防止电火花的发生，而通过弹片实现其他信号的传 输。 对于只用弹片方式的实施例(即无线射频通讯)，其中的两个弹片用于提供5V电
源和接地；两个弹片用于提供RS485+/RS485-;其余两个可以用于其他功能，比如告警信号 等。 对于只用弹片加插针方式的实施例(即电力线载波通讯)，其中两个弹片用于提
供12V电源和地；两个弹片用于提供RS485+/RS485-;其余两个可以用于其他功能，比如告
警信号等，采用插针结构用于220v的火线和零线，可以避免打火花的现象出现。 在本发明所述通信模块和电能表功能模块之间，可以采用RS485通信，这时候通
信模块是主节点，通过RS485接口和电能表通信以获取所述电能表的监测数据。 本发明模块化电能表装置和实现方法非常方便安装和拆卸，并且不用拆装电能
表，只需将相应的通讯模块插入所述适配槽即可；安装后的外观效果是一个电能表的整体
外观模样，非常节约表箱的内部空间；在现场维护的时候如果模块有故障需要维修，可以很简单的直接进行拔插替换操作，替换工程中避免了操作人员接触市电并被电击的可能，提 高了安全性。 综合以上因素，本发明模块化电能表装置大大节约了供电公司在以后的维护和升 级所产生的费用，主要理由在于 第一、本发明通讯模块是可拆卸的独立单元，比通讯模块在电能表装置内部的装 配方式更方便维修和升级。不用拆卸电能表装置即可实现替换通讯模块，避免了用户在长 时间内没有电力使用的情形，大幅节省了供电公司的维修和升级费用。 第二、本发明所述通讯模块是通过弹片或插针接触镶嵌在电能表的表壳内部的， 比通讯模块通过外接线连接的方式更安全、更方便、更节约空间和安装成本。本发明通讯模 块在安装时直接插拔即可，避免了安装人员接线的繁琐工作和被电击的可能性，也节约出 了表箱内部的空间，更方便现场安装人员对所有设备的走线。 本发明模块化电能表装置及其实现方法由于采用了内置独立式且模块化的通讯 模块，简化了现场安装程序，避免了安装人员的触电的危险可能性，减小了电能表装置和通 讯模块的体积，大幅降低了供电公司以后的维修和升级费用，而且其设备外观更简单、更美 观，并可以兼容或混插无线RF、 WIFI、 GSM、 GRPS、 CDMA等或电力线载波通信等通信技术实 现。 应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换， 而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
权利要求
一种模块化电能表装置，其包括接入电力线路的电能表功能模块，其特征在于，在所述电能表的本体上设置有一适配槽，用于适配一模块化的通讯模块，所述通讯模块用于向集中器或远端主机发送所述电能表的监测数据；所述通讯模块包括一绝缘的外壳体，在该外壳体内设置有电路板，并对应所述外壳体上的多个开口设置有通讯接触结构；在所述适配槽内对应位置设置有触接结构，用于弹性接触所述通讯接触结构。
2. 根据权利要求1所述的模块化电能表装置，其特征在于，所述通讯模块与电能表功 能模块之间采用RS485方式进行通信，且所述通讯模块为RS485主节点，所述电能表模块为 从节点。
3. 根据权利要求1所述的模块化电能表装置，其特征在于，所述通讯模块工作电源由 所述电能表模块提供，通过所述通讯接触结构和所述触接结构的连接获得。
4. 根据权利要求1所述的模块化电能表装置，其特征在于，所述通讯接触结构为接触 点；所述触接结构为弹片。
5. 根据权利要求1所述的模块化电能表装置，其特征在于，所述通讯接触结构为插针， 所述触接结构为对应的插针纳置块。
6. 根据权利要求1所述的模块化电能表装置，其特征在于，所述通讯模块采用RF、 WIFI、 GSM、 GPRS或CDMA通信技术。
7. 根据权利要求1所述的模块化电能表装置，其特征在于，所述通讯模块采用电力线 载波的通信技术。
8. 根据权利要1所述的模块化电能表装置，其特征在于，所述外壳体为塑胶制成。
9. 一种所述模块化电能表装置的实现方法，其包括如下步骤A、 在所述电能表本体上设置用于适配模块化通讯模块的适配槽；B、 所述通讯模块出现故障或技术升级时，更换所述通讯模块插入所述适配槽。
10. 根据权利要求9所述的实现方法，其特征在于，所述通讯模块采用RF、 WIFI、 GSM、 GPRS或CDMA通信技术，或者电力线载波的通信技术。
全文摘要
本发明公开了一种模块化电能表装置及其实现方法，其装置包括接入电力线路的电能表功能模块，其中，在所述电能表装置的本体上设置有一适配槽，用于适配一模块化的通讯模块，所述通讯模块用于向集中器或远端主机发送所述电能表功能模块的监测数据；所述通讯模块包括一绝缘的外壳体，在该外壳体内设置有电路板，并对应所述外壳体上的多个开口设置有通讯接触结构；在所述适配槽内对应位置设置有触接结构，用于弹性接触所述通讯接结构。本发明模块化电能表装置及其实现方法由于采用了内置独立式且模块化的通讯模块，简化了现场安装程序，避免了安装人员触电的危险可能性，大幅降低了供电公司以后的维修和升级费用，而且其设备外观更简单、更美观。
文档编号H04M11/00GK101738515SQ200810217450
公开日2010年6月16日 申请日期2008年11月7日 优先权日2008年11月7日
发明者周昌全, 杨国胜, 黄龙贵 申请人:深圳市宝利达实业有限公司