一种电力计量装置及用于其的方法与流程

文档序号:13217226阅读:173来源:国知局
技术领域本发明的实施例一般涉及电力计量领域,更具体地,涉及一种电力计量装置及用于其的方法。

背景技术:
电力计量是实现能效管理的最重要的一个环节,随着人们对能效管理越来越深入的探索,对单个用电设备的管理越来越变得迫切,因而在一个配电箱中用户常常需要安装很多个单相电表,以便对各个用电设备进行电能和功率计量。由于电表用于测量电能的特殊性,其必须能够准确测量电能,此外其还必须能被用户快速准确地获取相关信息。但是,电表数量的增加使用户的设备投资成本提高。在根据用户需要增加电表数量的同时减少设备成本成了在能效管理中一个潜在的用户需求。在现有的技术方案中,用户如果要增加电力计量设备,就须安装相应数量的电表,每台电表都配有显示器,显示器被嵌入在电表中,当显示器有故障时,就必须对电表断电、拆卸才能维修和更换,为用电系统的维护带来不必要的麻烦。多台相同型号的电表都装配显示器,使系统每增加一台电表就增加一台电表的成本。

技术实现要素:
针对现有技术中存在的问题,在一方面,本发明的实施例提出一种电力计量装置。该电力计量装置包括多个电表,所述多个电表之间通过光电方式进行耦合;以及一个显示设备,所述显示设备与所述电表之间采用绝缘的无线方式进行连接,所述显示设备被配置为显示多个电表中的一个或多个电表的信息。在一个实施例中,所述显示设备被配置为安装在所述多个电表中的任一个电表上。在一个实施例中,所述显示设备被配置为安装于所述电表上或从所述电表上移除时并不对所述电表进行断电或拆卸。在一个实施例中,所述多个电表中的每一个电表均包括发光二极管和光电传感器,每个所述电表的所述发光二极管与相邻的所述电表的所述光电传感器位置配对。在一个实施例中,相邻的所述电表通过所述发光二极管和所述光电传感器实现光电耦合从而进行数据通讯。在一个实施例中,所述显示设备被配置为轮流显示所述多个电表的信息或固定地显示所述多个电表中的一个电表的信息。在一个实施例中,所述显示设备为可记忆显示器。在一个实施例中,所述显示设备包括电池。在一个实施例中,所述无线方式为近距离无线通信。在一个实施例中,所述电表可对所述显示设备通过所述近距离无线通信方式进行供电。本发明的实施例的另一方面提供了一种用于多个电表共享一个显示设备的方法,该方法包括:使所述多个电表之间通过光电方式进行耦合;以及使所述显示设备与所述电表之间采用绝缘的无线方式进行连接,所述显示设备被配置为显示多个电表中的一个或多个电表的信息。在一个实施例中,该方法进一步包括:将所述显示设备安装在所述多个电表中的任一个电表上。在一个实施例中,该方法进一步包括:使所述显示设备安装于所述电表上或从所述电表上移除时并不对所述电表进行断电或拆卸。在一个实施例中,所述多个电表中的每一个电表均包括发光二极管和光电传感器,所述方法进一步包括使每个所述电表的所述发光二极管与相邻的所述电表的所述光电传感器位置配对。在一个实施例中,该方法进一步包括:使相邻的所述电表通过所述发光二极管和所述光电传感器实现光电耦合从而进行数据通讯。在一个实施例中,该方法进一步包括:使所述显示设备轮流显示所述多个电表的信息或固定地显示所述多个电表中的一个电表的信息。在一个实施例中,所述显示设备为可记忆显示设备。在一个实施例中,所述显示设备包括电池。在一个实施例中,所述无线方式为近距离无线通信。在一个实施例中,该方法进一步包括:所述电表可对所述显示设备通过所述近距离无线通信方式进行供电。本发明的这些和其它方面参考下文中描述的实施例是显而易见的,并且将参考下文中描述的实施例进行说明。而且,本领域的技术人员将理解,两个或多个以上的上述选项、实施方式和/或本发明的方面以认为可用的任何方式可结合。附图说明通过举例方式,而不是通过限制方式,来图示本发明的实施例,在附图的图中:图1示出了根据本发明的实施例的电力计量装置的示意图;图2示出了根据本发明的实施例的电力计量装置中的两个相邻电表光电耦合的示意图;图3示出了根据本发明的实施例的电力计量装置中的多个电表之间通信的流程图;图4a示出了根据本发明的实施例的电表与显示设备的分离的示意图;图4b示出了根据本发明的实施例的电表与显示设备组合的示意图;图5a示出了根据本发明的实施例的电表无线连接模块的示意图;图5b示出了根据本发明的实施例的显示设备组合无线连接模块的示意图;图6示出了根据本发明的实施例的显示设备与电表无线连接的实例的示意图;图7示出了根据本发明的实施例的多个电表共享一个显示设备的流程图。应注意,在不同图中由相同附图标记表示的项目具有相同的结构特征和相同的功能。其中如果已经对该元件的功能和/或结构进行解释,则无需在详细描述中对其重复解释。附图仅为图示性的并且未按比例绘制。特别是为清晰起见,一些尺寸被夸大。具体实施方式在下面的详细描述对附图进行参考,所述附图形成本说明书的一部分,并且其中通过在其中可以实践本发明的具体例示实施例的方式被示出。应当理解的是,可以利用其他实施例,并可作出结构或逻辑上的改变而不脱离由权利要求所限定的范围。本实施例的描述不是限制性的。特别地,在下文中描述的实施例的步骤可以与不同实施例的步骤相组合。图1示出了根据本发明的实施例的电力计量装置的示意图。如图1所示,该电力计量装置100包括多个电表11、12、13、14和15以及一个显示设备20。多个电表11、12、13、14和15之间通过光电方式进行耦合,并且显示设备20与电表11、12、13、14和15之间采用绝缘的无线方式进行连接,该显示设备20被配置为显示多个电表11、12、13、14和15中的一个或多个电表的信息。在各种应用中,电表的数量可以为两个、三个或任意数量,并不限制于图中所示出的五个。在一个实施例中,显示设备20被配置为安装在所述多个电表11、12、13、14和15中的任一个电表上。在一些应用中,该显示设备20也可以被配置为安装在多个电表以外的操作台等位置上。根据本发明的实施例,显示设备20被配置为安装于所述电表上或从所述电表上移除时并不对所述电表进行断电或拆卸。实际安装时多台电表安装在同一导轨上并且相互紧靠,如图1所示。为了实现多台电表共享一个显示设备,多台电表之间需要实现数据通讯和共享。根据本发明的实施例,图1中的多个电表11、12、13、14和15之间通过光电方式进行耦合。在一些情况中,该光电耦合方式可以通过设置在电表上的插针以及设置在相邻电表上的针座进行耦合。根据本发明的实施例,图1中的多个电表11、12、13、14和15之间的光电耦合通过发光二极管以及光电传感器实现。图2示出了根据本发明的实施例的电力计量装置中的两个相邻电表光电耦合的示意图。图2示出了图1中的电表11以及12,电表11和12分别包括发光二极管(LED)111、121以及光电传感器112和122。电表11右侧的发光二极管111与相邻的电表12的左侧的光电传感器112形成位置相互配对,电表12的发光二极管121与电表11的光电传感器112形成位置相互配对,使得发光二极管发出的光被相邻电表所对应的光电传感器所接收。每个电表上均包括指示灯,如图2中的电表12上的指示灯123所示。该指示灯123包括电表的运行状态指示灯以及数据显示指示灯。在一个实施例中,以图1的安装方式为示例,显示设备20被设置为安装在电表11上,其它电表12、13、14和15利用安装在侧面的LED和光电传感器通过光电耦合的方法实现数据传递,使电表11上的显示设备20能显示其它电表的测量数据。显示设备20可以被配置为轮流显示所述多个电表的信息或固定地显示所述多个电表中的一个电表的信息。图3示出了根据本发明的实施例的图1中的电力计量装置中的多个电表之间通信的流程图。如图1所示,显示设备20位于电表11上,因此电表12、13、14以及15均需将信息传送到电表11上从而在显示设备20上进行显示。在图3的框301处,电表15将包含自身识别码信息的数据通过调制转换成LED的亮暗时序信号,并通过电表15的LED转换成光信号,发送至与其相邻的电表14。在框302处,电表14的光电传感器接收电表15所发出的光信号并转换成电信号,并且电表14对所接收的信号进行解调获得电表15的数据,随后电表14把接收到的数据包再叠加上自身的数据包传递到电表13。在框303与框304中以同样的方式将数据从电表13传送到电表12随后传送至电表11。最终在框305处,电表11接收电表12的光信号,通过这种数据包在相邻电表之间依次叠加传递的方式使得安装显示设备20的电表11可以获得其它电表12、13、14以及15的数据,并在显示设备20上显示出来。图3给出的光电耦合数据叠加传递方向是从右端的电表向左端的电表传输数据(即从图1中的电表15传递至电表11)。在图3所示的流程图中,使用了电表左侧的LED发送数据,并且使用电表右侧的光电传感器接收数据。根据需要,用户也可以设置程序使光电耦合数据叠加传递方向是从左端的电表向右端的电表传输数据(即从图1中的电表11传递至电表15),使用电表右侧的LED发送数据,并且使用电表左侧的光电传感器接收数据。根据需要,用户也可以设置程序使光电耦合数据叠加传递方向同时双向传输,即电表开启双通道数据传输:第一通道使用LED和光电传感器向左叠加传递数据,第二通道使用LED和光电传感器向右叠加传递数据,通过这种方法可以使安装在同一排上相互紧靠的每一个电表都存有其它电表的测量数据和状态信息。需要指出的是,共享的显示器不一定必须安装在电表11上面,它还可以安装在其它电表上。如上所述,用户可以开启双通道光电耦合数据传输,使电表都存有其它电表的测量数据和状态信息,因此安装了显示器的电表就可以控制显示器,使它显示任意一台电表的数据。在一些实施例中,用户可以通过对电表工作参数的配置,使安装在电表上的显示器既可以轮流显示器各台电表的数据,也可以固定显示器某一台电表的数据。图4a示出了根据本发明的实施例的电表与显示设备的分离的示意图;图4b示出了根据本发明的实施例的电表与显示设置组合的示意图。如图4a所示,电表11包括卡扣114和指示灯113。显示设备20包括卡槽211、透明窗口212、显示面板213以及按键214。电表11的卡扣114位于电表前端的上下两侧以容纳卡扣,显示设备20可以通过卡槽211连接至电表11。显示设备上的透明窗口212可以对应于电表上的指示灯,从而在电表安装上显示器之后用户仍可以看到指示灯。显示面板213用于显示多个电表中的一个或多个电表的信息。如图4a和4b所示,电表与显示设备之间通过机械方式进行连接,该机械方式并不限于图4a所示出的卡扣与卡槽的方式。因此,显示设备在安装于所述电表上或从所述电表上移除时并不需要对电表进行断电或拆卸。显示设备20与电表之间通过无线方式进行连接,并且显示设备20与任意电表之间没有电连接。电表与显示设备之间的无线连接方式包括红外、蓝牙、WLAN(局域网)、WiFi、近距离无线通信(NFC)等。在一些实施例中,显示器包括电池,因此不需要外接电源。在一些实施例中,显示器中并不包括电池,但可以通过无线方式进行供电。下文中以近距离无线通信(NFC)为例,对电表与显示器之间的连接进行描述。图5a示出了根据本发明的实施例的电表无线连接模块的示意图。如图5a所示,电表11包括NFC收发驱动模块101、电表微控制器单元(MCU)102、电源模块103、NFC天线104。通讯模块105以及电表测量模块106。电源模块103对整个电表进行供电,电表测量模块106在电表MCU102的控制下检测电力参数,如电压、电流、功率、电能等,通讯模块108作用为电表网络通讯,电表与显示器的数据通讯可通过NFC收发驱动模块101和NFC天线104实现。电表MCU102将需要显示的数据发送给NFC收发驱动模块101,NFC收发驱动模块101将数据调制成高频无线信号,然后通过NFC天线104发送出去,同时它也接收NFC天线感应到的无线信号,并把无线信号解调成数据回传给电表MCU102。图5b示出了根据本发明的实施例的显示设备组合无线连接模块的示意图。如图5b所示,显示器20包括以下主要模块:NFC天线204、显示器MCU202、LCD驱动控制模块203、电能收集型NFC存储模块201、显示器面板205。当显示器20靠近电表11(以电表11为例,并不限于该特定电表)时,NFC天线感204应到电表11发出的无线信号,电能收集型NFC存储模块201对无线信号进行解调,可获得电表MCU102发出的显示数据,并把显示数据保存在自身的存储区域,同时把应答信号通过NFC天线204发送给电表11。同时,电能收集型NFC存储模块204还可以把NFC天线204感应到的无线信号转化成电能给显示器MCU202和显示器驱动模块203供电,显示器MCU202获得电能后正常运行,读取保存在电能收集型NFC存储模块201中的电表显示数据,把它传输给LCD驱动模块203,使电表显示数据在显示器面板205上显示出来。在一些实施例中,显示器面板205可以为可记忆显示器,由于可记忆显示器可以在断电的情况下也能保持显示内容,所以显示器20可以维持显示电表数据。显示器面板采用的可记忆显示器,可以为诸如双稳态LCD面板,电子墨水(EINK)显示器,或则夏普的MemoryLCD。在采用可记忆显示器的同时,优选地采用NFC进行无线连接,从而保证低功耗以及稳定性。在一些实施例中,也可以采用普通显示器结合电池的方式。图6示出了图5中的显示设备与电表无线连接的实例的示意图。为了便于理解,在示意图中,我们去除了电表和显示器的外壳和其它一些与无线连接不相关的部分,仅画出电表前置PCB107以及显示器的关键器件。图6的左侧图中示出电表的指示灯113、电表上的NFC天线104以及电表前置PCB板107以及显示设备20的LCD驱动模块203以及显示器面板205。图6中的右侧图示出了电表上的NFC收发驱动模块101、电表前置PCB板107以及电表与显示设备之间的连接器108,以及显示设备20上的柔性电路板206、显示器MCU202、电能收集型NFC存储模块201以及显示器上的NFC天线204。可以看出电表前置PCB107与显示设备20相互紧靠在一起,使得电表前置PCB107上的NFC天线104和显示设备20上的NFC天线204可以相互感应,以此来实现电表11与外置显示设备20的无线电气连接。图7示出了根据本发明的实施例的多个电表共享一个显示设备的方法700的流程图。该方法700包括以下步骤:使所述多个电表之间通过光电方式进行耦合701;以及使所述显示设备与所述电表之间采用绝缘的无线方式进行连接702,所述显示设备被配置为显示多个电表中的一个或多个电表的信息。在一个实施例中,该方法进一步包括:将所述显示设备安装在所述多个电表中的任一个电表上。在一个实施例中,该方法进一步包括:使所述显示设备安装于所述电表上或从所述电表上移除时并不对所述电表进行断电或拆卸。在一个实施例中,所述多个电表中的每一个电表均包括发光二极管和光电传感器,所述方法进一步包括使每个所述电表的所述发光二极管与相邻的所述电表的所述光电传感器位置配对。在一个实施例中,该方法进一步包括:使相邻的所述电表通过所述发光二极管和所述光电传感器实现光电耦合从而进行数据通讯。在一个实施例中,该方法进一步包括:使所述显示设备轮流显示所述多个电表的信息或固定地显示所述多个电表中的一个电表的信息。在一个实施例中,所述显示设备为可记忆显示设备。在一个实施例中,所述显示设备包括电池。在一个实施例中,所述无线方式为近距离无线通信。在一个实施例中,该方法进一步包括:所述电表可对所述显示设备通过所述近距离无线通信方式进行供电。虽然已经结合若干实施例和实施方案描述了本发明,但是本发明并不局限于此,而是覆盖各种明显的修改和等同布置,它们都落入所附权利要求的保护范围内。虽然在权利要求书中以特定组合的方式表述本发明的实施例的特征,但是可以设想的是,以任何组合和顺序的方式布置这些特征。
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