专利名称：电力大用户智能交互终端的制作方法
技术领域：
本发明涉及电力终端领域，尤其是一种电力大用户智能交互终端。
背景技术：
随着大用户用电量的不断增加，能源的消耗也越来越严重，它不仅给能源、环保带 来巨大的压力，也给企业的经营者带来不小的经济压力。有些企业的能耗费用占到年营收 入的15%左右，能耗费用已经变成了制约经营者是否营利的重要因素，传统的电力负荷管 理装置无法为用户的合理用电和节能改造提供技术支撑。
目前，广泛应用于大用户用电管理的设备为专变采集终端，该终端存在以下不足 之处第一，专变采集终端用于采集大用户用电信息，实现负荷管理功能，功能比较单一，无 法提供实时透明的电价和各种电力增值服务；第二，专变采集终端的运行在业务上，仅仅是 供电企业的单向行为，无法与电力大用户形成互动；第三，专变采集终端仅仅是供电企业的 管理工具，无法对大用户的用电行为提供指导，使其能够根据自身用电特点科学用电、合理 用电，从而，无法从用电需求侧改善负荷特性，也就无法改善对电力大用户的供电质量。发明内容
本发明的目的在于提供一种能够有效地对电力大用户的用电信息进行采集和管 理、实现电网与电力大用户之间的互动、指导用户科学用电的电力大用户智能交互终端。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案一种电力大用户智能交互终端，包 括中央处理单元，其信号输入端与用于采集用户进线用电参数的交流采样单元的输出端相 连，其信号输入输出端通过远程通讯单元与主站通讯。
所述中央处理单元的信号输入端通过SPI总线与交流采样单元的输出端相连；所 述远程通讯单元包括GPRS/CDMA通讯单元,和/或以太网通讯单元,GPRS/CDMA通讯单元通 过UART总线与中央处理单元的输入输出端连接，以太网通讯单元与中央处理单元的输入 输出端相连；所述主站为远程管理系统。
所述中央处理单元的输入输出端分别与本地通讯单元、输入输出接口单元、人机 交互单元、终端媒体单元相连，中央处理单元的输出端与存储单元的输入端相连，中央处理 单元的输入端与模拟量输入单元相连。
所述中央处理单元的输入输出端分别与微功率无线通信单元、外部FLASH、外部 RAM、内直摄像头相连。
所述本地通讯单元包括USB接口、RS232接口、抄表的RS485接口和备用扩展的 RS485接口 ；所述输入输出接口电路包括遥信电路和遥控电路；所述人机交互单元由触摸 屏和按键组成。
由上述技术方案可知，本发明通过交流采样单元对用电设备进行电压和电流数据 的采集，并将数据发送至中央处理单元计算处理，从而获得用户的用电量，实现电力大用户的用电量监测和能耗分析；同时，通过远程通讯单元与主站相互交换数据，实现设备的集中 监控和管理，不仅为国家电网公司目前大力推进建设灵活互动的智能用电互动服务体系， 实现标准规范、灵活接入、即插即用、友好开放的互动用电模式，提升供电企业服务水平，改 善能源使用效率的电网的建设目标提供技术支撑。而且，为电力大用户降低能耗，提高整体 的盈利水平提供技术保障，提高了用电设备管理的智能化水平。
图1为本发明的电路框图。
图2为本发明的工作流程图。
具体实施方式
一种电力大用户智能交互终端，包括中央处理单元1，其信号输入端与用于采集用 户进线用电参数的交流采样单元2的输出端相连，其信号输入输出端通过远程通讯单元与 主站通讯。所述中央处理单元I的信号输入端通过SPI总线与交流采样单元2的输出端相 连；所述远程通讯单元包括GPRS/CDMA通讯单元3，和/或以太网通讯单元4，GPRS/CDMA通 讯单元3通过UART总线与中央处理单元I的输入输出端连接，以太网通讯单元4与中央处 理单元I的输入输出端相连；所述主站为远程管理系统。如图1所示。
如图1所示，所述中央处理单元I的输入输出端分别与本地通讯单元、输入输出接 口单元、人机交互单元、终端媒体单元相连，中央处理单元I的输出端与存储单元的输入端 相连，中央处理单元I的输入端与模拟量输入单元相连，所述本地通讯单元包括USB接口、 RS232接口、抄表的RS485接口和备用扩展的RS485接口 ；所述输入输出接口电路包括遥信 电路和遥控电路；所述人机交互单元由触摸屏和按键组成。所述中央处理单元I的输入输 出端分别与微功率无线通信单元、外部FLASH、外部RAM、内置摄像头相连。
以下结合图1对本发明作进一步的说明。
中央处理单元I对各种数据进行统计分析后保存在其flash芯片内，形成各种统 计报表，为用电分析提供样本数据。同时中央处理单元I也执行主站下发的命令，中央处理 单元I还配备有标准的RS232接口和USB接口等本地通信单元，供现场维护等通讯。
交流采样单元2将电流、电压经信号调理电路分别取样后，送至专用芯片，再将得 到的基本电参数传送给中央处理单元1，实现不依赖其他设备就可以获得用电参数。
GPRS/CDMA通讯单元3、以太网通讯单元4，为装置和其他网络设备进行通信提供 接口，实现终端和其他设备的数据共享。
本地通讯单元包括标准的USB接口、RS232接口、抄表的RS485接口，实现本地用 户和装置数据交互，以及备用扩展的RS485接口，可以实现终端的就近抄表。
输入输出接口单元包含遥控、遥信等接口电路，为装置实现定值控制、告警以及其 他设备的开关信号接入提供接口。
人机交互单元中可显示人机界面，人机交互单元采用触摸屏液晶，图形化菜单方 式显示，并提供智能输入软键盘，方便人机交互。
后备电池在终端电源停止供电时可给中央处理单元1、GPRS/CDMA通讯单元3供 电，可实现停电后数据通信在短时不中断。
微功率无线通信单元，通过和其他安防设备以及和用电设备侧的用电采集装置通 信，实现装置对安防管理、设备运行的监控和维护。
终端媒体单元，实现语音对话和IP可视电话功能，也能实现主站对终端现场的视 频监控。
模拟量输入单元，接入现场的温湿度传感器等模拟信号输出设备。
以下结合图2对本发明的工作流程作进一步的说明。
首先，系统进行自检，自检完成后，记录本次启动的自检信息，如果有异常，产生告 警事件。
其次，启动监控应进程，监控程序启动正常后，启动装置的应用进程和多媒体进程 2个主业务进程后，应用进程依次为每一个功能模块启动一个处理线程。本装置共有以太通 信线程、无线模块通信线程、USB通信线程、交流采样线程、GUI线程等10个线程，线程间通 过共享缓存或数据库进行数据共享。监控进程负责子进程的运行维护。
每个线程中各自读取线程功能的相关参数，包括各个通信模块参数、抄表参数、控 制参数、交流采样标定参数、模拟量标定参数、规约协议参数、2级密码参数、加密模块参数、 液晶显示参数等参数，并对读取的参数进行有效性检查，如果有效性检查失败，自动启用备 用参数。读取结束后用参数对每个模块相关功能进行初始化。
再次，数据库初始化，中央处理单元I恢复最近一次获得的统计数据和用电设备 的运行状态数据，用电数据等，装置实时数据清零。
至此，装直启动结束。
接着，液晶显示进入第一屏，背光灯点亮，同步显示系统时间、运行状态；显示用户 常用图形菜单，并等待用户操作，如果3分钟没有操作指令，背光关闭，并关闭显示，等待用 户触发显示。
下面分不同线程来介绍装置的运行过程。
并发执行能效分析线程，在本线程中，根据用户配置的测量点参数、总加组参数和 时间周期参数，对符合本参数的用电终端进行能效分析。可以设置成按月和按年进行分析， 具体分析过程如下用电电量分析根据设置的冻结密度进行各个测点的数据冻结，最小冻结时间为I个 小时，冻结数据保存3年，用户按照月来进行统计分析，可以得出得到时间跨度为为I年用 电曲线；按日统计分析，可以得到时间跨度为I个月的用电曲线，相同，按小时来统计，能得 到时间跨度为I天的用电曲线并能得出哪些月、日、时段是用电高峰，哪些月、日、时段为用 电低谷，从而给出合理用电建议。
能效分析同样，结合用电设备的运行状态数据，或通过线路的运行参数，在历史 冻结数据库中取出需要分析的用电设备的停止运行时间段线路的有功功率和功率因数，和 运行时间段的数值进行比较，如果运行时对线路的功率因数影响大，将此设备标记为能耗 大的设备。可以按日、周、月、年进行统计排序，从而指导用户节能降耗改造。
并发执行交流数据采样转换，送入统计模块进行统计，存储单元定时从统计模块 中拿数据进行存储，放入对应的数据库中。
并发执行抄表线程，抄表数据进行转换后，送入统计模块进行统计，存储单元定时 从统计模块中拿数据进行存储，放入对应的数据库中。
并发执行无线通信线程，本装置和控制中心的数据交互，以及移动受设备数据交互。
并发执行以太网通信线程，处理装置和以太网设备数据交互。
并发执行微功率无线安防线程，将获得的数据添加到对应的设备数据库中，告警 信息在液晶显示的同时，同步输出到告警输出接口。
并发执行负荷管理线程，功率定值控制是根据对采样的数据进行分析，如果功率 因数低于一定限值或功率大于一定的限值，将切除对应设备的供电，并提示告警信息。达到 欠费门限，提示并告警输出，检测到用电设备故障，发命令给用电设备或直接切除此用电设 备，停止运行并输出告警，告警还可以通过配置短信方式发送到指定接收人的手机上，并 且可以配置10个号码。此线程也对对开关量信号进行处理。
并发执行远程升级线程，具备断点续传功能，如果具备远程升级服务器，且装置设 置允许自动远程功能，当检测到有新的版本升级，会自动进行远程升级。也可以被动远程升 级。
并发执行GUI人机接口线程，可以通过界面对一些用户参数进行修改，数据浏览， 并可以，通过USB导出指定的数据。但是出厂前已经固化的参数对用户不可见，也无法导 出，但可以恢复出厂设置，但此操作要具备管理员权限。
并发执行本地通信模块，设置启用本地任何一种通信方式(USB、232串口)后，就 可通过相关协议和对应设备进行通信了，实现本地升级和维护。
所有的数据交互可选数据加密功能，关键数据进行硬件加密和软件加密方式可 选。支持DES、RSA、AES等数据加密算法，可以通过配置哪些数据和外部设备传输需要加密。
并发执行终端媒体进程块的4个线程，获取拾音器和摄像头的数据，经编码单元 编码，分别转换成MPEG3和MPEG4格式，送通信单元进行传输，同时并将待输出的音频、视频 数据送解码单元解码后，驱动扩音器输出以及送到液晶显示，也可以选择TV-OUT输出到其 他视频显示设备。
综上所述，本发明通过交流采样单元2对用电设备进行电压和电流数据的采集， 并将数据发送至中央处理单元I计算处理，从而获得用户的用电量，实现电力大用户的用 电量监测和能耗分析；同时，通过远程通讯单元与主站相互交换数据，实现设备的集中监控和管理。
权利要求
1.一种电力大用户智能交互终端，其特征在于包括中央处理单元(1)，其信号输入端与用于采集用户进线用电参数的交流采样单元(2)的输出端相连，其信号输入输出端通过远程通讯单元与主站通讯。
2.根据权利要求1所述的电力大用户智能交互终端，其特征在于所述中央处理单元(I)的信号输入端通过SPI总线与交流采样单元(2)的输出端相连；所述远程通讯单元包括GPRS/CDMA通讯单元(3 )，和/或以太网通讯单元(4)，GPRS/CDMA通讯单元(3 )通过UART总线与中央处理单元(I)的输入输出端连接，以太网通讯单元(4)与中央处理单元(I)的输入输出端相连；所述主站为远程管理系统。
3.根据权利要求1所述的电力大用户智能交互终端，其特征在于所述中央处理单元(O的输入输出端分别与本地通讯单元、输入输出接口单元、人机交互单元、终端媒体单元相连，中央处理单元(I)的输出端与存储单元的输入端相连，中央处理单元(I)的输入端与模拟量输入单元相连。
4.根据权利要求1所述的电力大用户智能交互终端，其特征在于所述中央处理单元Cl)的输入输出端分别与微功率无线通信单元、外部FLASH、外部RAM、内置摄像头相连。
5.根据权利要求3所述的电力大用户智能交互终端，其特征在于所述本地通讯单元包括USB接口、RS232接口、抄表的RS485接口和备用扩展的RS485接口 ；所述输入输出接口电路包括遥信电路和遥控电路；所述人机交互单元由触摸屏和按键组成。
全文摘要
本发明涉及一种电力大用户智能交互终端，包括中央处理单元，其信号输入端与用于采集用户进线用电参数的交流采样单元的输出端相连，其信号输入输出端通过远程通讯单元与主站通讯。本发明通过交流采样单元对用电设备进行电压和电流数据的采集，并将数据发送至中央处理单元计算处理，从而获得用户的用电量，实现电力大用户的用电量监测和能耗分析；同时，通过远程通讯单元与主站相互交换数据，实现设备的集中监控和管理，为电力大用户降低能耗，提高整体的盈利水平提供技术保障，提高了用电设备管理的智能化水平。
文档编号G06Q50/06GK103034962SQ20121057762
公开日2013年4月10日 申请日期2012年12月27日 优先权日2012年12月27日
发明者徐强, 王飞, 智建立, 韩海舰 申请人:安徽中兴继远信息技术股份有限公司