基于WI-FINE&蓝牙的单相悬挂式多功能电能表的制作方法

基于wi-fine＆蓝牙的单相悬挂式多功能电能表
技术领域
1.本实用新型属于电能计量技术领域，具体涉及基于wi-fine＆蓝牙的单相悬挂式多功能电能表。


背景技术：

2.随着我国经济的快速发展和人民生活水平的日益提高，工业、住房、学校、市场等各种租赁行业和场所对用电收费管理和实时电力监控的需求越来越大，特别是电费预先收取的功能可以大大解决收费困难的问题，减少租赁双方的摩擦，受到广大租户的青睐。当前市场上的预付费电能表主要是智能ic卡表，现有电能表的缺点为需要售电系统、读卡器和ic卡作为数据载体，操作繁琐，价格昂贵；且由于使用了实体媒介容易造成丢失；再加上当今社会网络支付如此发达，现有的预付费电能表已经无法跟上现代智能化的发展。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是针对上述问题，提供一种基于wi-fine＆蓝牙的单相悬挂式多功能电能表，可以通过wi-fine＆蓝牙的通信方式更加方便简单的保证预付费功能的实现，用户使用便捷，安装方便。
4.为达到上述目的，本实用新型采用了下列技术方案：
5.一种基于wi-fine＆蓝牙的单相悬挂式多功能电能表，包括电源电路和主控mcu，所述主控mcu连接有用于集中器和电表之间数据交互的wi-fine＆蓝牙通信电路，还连接有用于防止窃电的检测电路。本实用新型通过wi-fine＆蓝牙通信，可以实现单相电力的计量、数据的传输以及电量的支持和负载的控制等；通过wi-fine＆蓝牙电路能够实现集中器与电表之间的数据交互，可以抄读电力的实时信息。
6.进一步的，电源电路包括与外部电源依次连接的阻容降压电路和ac-dc电路；所述电源电路的输出电压连接主控mcu并输出直流电压至主控mcu的低压输入引脚。
7.进一步的，主控mcu包括单相电能计量soc芯片，且主控mcu 连接有80a的磁保持继电器。本实用新型主控mcu采用低功耗、高性能的单相电能计量soc芯片，通过主控mcu对单相计量参数进行数据计算和电量分析，可以得到电能数据和其他的用电信息；内置80a的磁保持继电器，当电力负载到达预设的门限值时或者充值电量用完后，继电器会自动断闸，停止供电。
8.进一步的，单相悬挂式多功能电能表还包括与主控mcu连接的计量及存储电路，所述计量及存储电路包括连接电力采样的计量电路和用于数据存储的数据存储模块。
9.进一步的，单相悬挂式多功能电能表还包括与主控mcu连接的lcd显示电路和数字键盘，所述数字键盘包括与lcd显示电路对应连接的按键。本实用新型输入对应的数字短码就可以使lcd 显示电能表的用电信息和实时的电力数据，还可以通过特定的短码配置电表的参数。
10.进一步的，按键包括0-9十个数字按键、删除按键和确认按键。本实用新型数字键
盘不仅可以用来查询信息也可以通过输入充值码进行手动充值。
11.进一步的，主控mcu还连接有用于近距离参数设置和电力数据抄读的红外通信模块。
12.进一步的，单相悬挂式多功能电能表设置有警报装置，所述警报装置包括由主控mcu控制连接的蜂鸣器和指示灯。
13.进一步的，检测电路包括开盖检测电路和磁场检测电路，所述磁场检测电路包括电流不平衡检测和掉零检测。本实用新型电能表具有检测功能，可以防止窃电。
14.与现有的技术相比，本实用新型的优点在于：
15.1.本实用新型基于wi-fine＆蓝牙的单相悬挂式多功能电能表，相比于传统的预付费电能表，更加先进、方便、简单，基于 wi-fine＆蓝牙的通信方式和安全的加密机制保证预付费功能的完美的实现，为用户带来更便捷的使用和更简单的安装；
16.2.本实用新型使用wi-fine通讯，支持自由组网、路由和中继功能，网络覆盖范围大，通讯距离远，节点与节点间可以互相传输，通过集中器抄读更加方便，通讯距离更加远和可靠；
17.3.本实用新型蓝牙通讯可以与手机app进行连接，通过网站、手机app等途径实现远程控制和抄读实时电力监控数据，查询电能表的基本参数，当网络或者服务器异常时，也可以通过蓝牙通讯的方式对电能表进行本地充值；
18.4.本实用新型电能表在没有网的情况下也能正常工作，可以通过本地键盘进行离线数据查询和充值。
19.本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
20.图1是本实用新型基于wi-fine＆蓝牙的单相悬挂式多功能电能表的结构框图；
21.图2是本实用新型电源电路的电路原理图；
22.图3是本实用新型主控mcu的电路原理图；
23.图4是本实用新型计量及存储电路的电路原理图；
24.图5是本实用新型lcd显示电路的电路原理图；
25.图6是本实用新型蓝牙＆wi-fine通讯电路的电路原理图；
26.图7是本实用新型蜂鸣器和继电器驱动以及红外通讯电路的电路原理图；
27.图8是本实用新型检测电路的电路原理图；
28.图9是本实用新型实施例2基于wi-fine＆蓝牙的单相悬挂式多功能电能表系统的结构框图。
具体实施方式
29.为了使本技术领域的人员更好的理解本实用新型方案，下面将结合附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。
30.实施例1
31.如图1所示，本实施例一种基于wi-fine＆蓝牙的单相悬挂式多功能电能表，包括
电源电路和主控mcu，所述主控mcu连接有用于集中器和电表之间数据交互的wi-fine＆蓝牙通信电路，还连接有用于防止窃电的检测电路。本实施例通过wi-fine＆蓝牙通信，可以实现单相电力的计量、数据的传输以及电量的支持和负载的控制等；通过wi-fine＆蓝牙电路能够实现集中器与电表之间的数据交互，也可以抄读电力的实时信息。
32.如图2所示，本实施例电源电路包括与外部电源依次连接的阻容降压电路和ac-dc电路；所述电源电路的输出电压连接主控 mcu并输出直流电压至主控mcu的低压输入引脚。
33.如图3所示，本实施例主控mcu包括单相电能计量soc芯片，且主控mcu连接有80a的磁保持继电器。本实施例主控mcu采用低功耗、高性能的单相电能计量soc芯片，通过主控mcu对单相计量参数进行数据计算和电量分析，可以得到电能数据和其他的用电信息；内置80a的磁保持继电器，当电力负载到达预设的门限值时(过压、欠压和功率)或者充值电量用完后，继电器会自动断闸，停止供电。
34.如图4所示，本实施例单相悬挂式多功能电能表还包括与主控mcu连接的计量及存储电路，所述计量及存储电路包括连接电力采样的计量电路和用于数据存储的数据存储模块。
35.如图5所示，本实施例单相悬挂式多功能电能表还包括与主控mcu连接的lcd显示电路和数字键盘，所述数字键盘包括与lcd 显示电路对应连接的按键。本实施例按键包括0-9十个数字按键、删除按键和确认按键。本实施例输入对应的数字短码就可以使 lcd显示电能表的用电信息和实时的电力数据；除了可以显示基本信息外，还可以通过特定的短码配置电表的参数。本实施例数字键盘不仅可以用来查询信息也可以通过输入充值码进行手动充值。
36.如图6所示，本实施例单相悬挂式多功能电能表内部设置有 wi-fine＆蓝牙通信电路和红外通讯模块，其中wi-fine＆蓝牙通信电路可以实现集中器与电表之间的数据交互，并抄读电力实时信息。wi-fine通讯可以通过集中器与服务器平台之间进行通讯实现远程抄读、控制和充值等功能，蓝牙通讯可以与手机app进行连接，可查询电能表的基本参数，当网络或者服务器异常时，也可通过蓝牙通讯的方式对电能表进行本地充值。红外通信模块也与主控mcu连接且主要应用于近距离的参数设置和电力数据抄读。并且通信中的wi-fine和红外功能也可以支持对电能表进行固件升级。
37.如图7所示，本实施例单相悬挂式多功能电能表设置有警报装置，所述警报装置包括由主控mcu控制连接的蜂鸣器和指示灯。
38.如图8所示，本实施例检测电路包括开盖检测电路和磁场检测电路，所述磁场检测电路包括电流不平衡检测和掉零检测。本实施例电能表具有检测功能，包括开盖检测、电流不平衡检测以及掉零检测，具有开盖跳继电器的功能，可以防止窃电。
39.本实用新型基于wi-fine＆蓝牙的单相悬挂式多功能电能表通过各个电路和模块之间的相互协助，可以实现电能计量、数据传输、预付费充值、负载控制、掉零计量等。具体原理如下:通过单相电能计量soc芯片采集电流电压信号，得到实时电流、电压、功率、功率因数等参数，然后计算相应的电量，与剩余电量进行比较和扣除，并存储到数据存储模块中。电能表中的剩余电量不足的时候，led会报警，提示用户进行及时充电。剩余电量耗尽时，内部的磁保持继电器断闸，停止供电给用户，必须重新充电后，才恢复供电。本实用新型单相悬挂式多功能电能表具有防窃电功能，除了传统的开盖检测外，还有两路零火线电流
检测，即双回路检测，当零线和火线电流不一致且达到一定范围时会被判为窃电，继电器会断开且计量通道会选择电流较大的通道来作为计量通道，其中零线和火线电流不一致且达到的一定范围可根据实际情况进行设置。除双回路检测外，单相悬挂式多功能电能表还具有掉零检测，只有零线或者火线上存在电流，电能表就能计量，可防止不法分子偷电的行为。
40.本实用新型单相悬挂式多功能电能表还可以设置有ir通信，通过ir通信具备wi-fine＆蓝牙通信中所有的功能。增加ir通信的目的是为了在wi-fine＆蓝牙通信异常的时候可以查询异常的原因，ir通信可以输出wi-fine＆蓝牙的调试信息。
41.实施例2
42.如图9所示，本实施例提供了一种基于wi-fine＆蓝牙的单相悬挂式多功能电能表系统，包括实施例1中的基于wi-fine＆蓝牙的单相悬挂式多功能电能表和与单相悬挂式多功能电能表通信连接的服务器平台、集中器以及外部应用，所述外部应用包括网页、手机app和小程序。本实施例基于wi-fine＆蓝牙的单相悬挂式多功能电能表系统可以获得单相悬挂式多功能电能表上报的电力参数并保存到数据库中，便于用户对历史数据进行抄读和对用电数据进行分析，单相悬挂式多功能电能表系统具备高效的任务处理能力，可以处理大量的用户同时提交任务。
43.本实施例单相悬挂式多功能电能表系统可以结合服务器平台、集中器以及相关的应用，通过网页、手机app和小程序都可以管理电能表。单相悬挂式多功能电能表系统上可以设置电能表的低电量预警值，电能表中的剩余电量低于该值时，通过不同的颜色来指示，也可通过网页、手机app小程序和短信告知用户及时进行充值。手机app小程序中含有蓝牙功能，可以通过本地蓝牙连接查询电能表的基本信息以及进行故障排查。
44.单相悬挂式多功能电能表系统中的单相悬挂式多功能电能表具体本地蓝牙功能，可以用手机蓝牙建立连接，通过手机app进行对电能表的电力数据进行监控和进行参数设置。在网络和服务器异常的时候也可通过蓝牙通讯功能进行充值以及自检。单相悬挂式多功能电能表系统可以查询每个电能表的用电信息，包括了总使用电量、剩余电量、实时电流电压、功率、功率因数等，还能够提供历史数据以供查询，用户可以方便的获得用电信息。
45.本实施例单相悬挂式多功能电能表系统的工作过程为：电能表采集到用电信息后，对信息进行整合，集中器利用wi-fine通讯将电能表数据传送到服务器平台上；服务器把信息转发到用户手机app或者网页上，平台会分析这些数据，同时通过插件发送信息给云服务器。这样平台和云服务器中都可以保存有相应的数据，可以起到数据备份的作用。用户也可以使用本地蓝牙功能获取电能表信息，进行异常故障排查。当用户需要控制电能表时，由服务器发送控制指令，通过蓝牙通讯电路下发给电能表，电能表接收到控制指令后做出相应的动作。
46.本实用新型单相悬挂式多功能电能表采用wi-fine＆蓝牙通信与集中器之间进行数据交互，平台通过集中器可以查看电能表实时的电力监控数据和设置参数，包括剩余电量、实时参数、控制继电器的开合、功率门限的设置等。这些参数的设置都是通过加密的20位数据令牌的形式发送到电能表的。电能表接收到对其进行解密，过程中的加密和解密采用了iec62055-41标准，安全性极高。预付费电能表对于数据安全性的要求极高，因此本实施例采用sts加密方式(基于iec62055-41标准)，以20位数字作为令牌进行信息数据的传
递，技术安全可靠。同时电能表中的重要数据存储采用双备份机制，数据采用带校验存储，可以保证信息的正确性和安全性。本实用新型中的单相悬挂式多功能电能表支持预付费、后付费及多费率模式。
47.本实用新型单相悬挂式多功能电能表是具备电能计量、远程多功能的单相悬挂式电能表，采用wi-fine＆蓝牙通信。由该电能表组成的单相悬挂式多功能电能表系统具有整套系统的数据采集和监控功能，通过wi-fine＆蓝牙通讯，上行集中器，下行显示器。 wi-fine通讯模块采用wavemesh无线移动自组网协议，支持自由组网、路由和中继功能，网络覆盖范围大，通讯距离远。电能表通过集中器将数据发送至服务器平台，管理者可以通过平台对该电能表进行数据查询和控制。用户可以通过外部应用远程查询电能表电量、剩余金额等参数及进行电量充值，电量充值采用 iec62055-41标准进行充值令牌的加密，确保充值的可靠和安全性。当电能表中的剩余电量耗尽后，内部的继电器切断电源，停止给用户供电。电能表可以设置功率门限值，当使用功率达到门限值时，可以及时切断负载，避免过载造成的火灾。该电能表也支持蓝牙通讯，可以使用蓝牙掌机和手机app连接电能表进行故障排查和充值等操作。在计量方面，该电能表两路计量，支持掉零计量和窃电跳闸等。
48.本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。