一种流量伴生协管电能表的制作方法

本发明涉及地下水资源的流量能效伴生管理和电控制领域，具体涉及一种流量伴生协管电能表及其使用方法。

背景技术：

水是生命之源，也是社会生活之根基。中国属于水资源短缺国家，在经济快速增长的过程中，用水需求不断上涨，水资源短缺带来的生态危机和环境问题日渐凸显。在华北和西北的干旱和半干旱地区，随着地下水的过度开采，地下水位持续急剧下降，由此造成了一些地方出现荒漠化、盐碱化、地面沉降、地下漏洞等生态环境恶化问题，严重威胁着社会生产、生活安全，以及可持续发展。

为了保护地下水资源，落实国家严格的水资源管理制度，确保地下水资源被合理、有序、高效的开发利用，必须对地下水的使用进行严格监管。在现有地下水监管技术中，都仅采用水表或流量计作为水量计量工具，该技术难以实现远距离信号传输，并且难以实现对水量的实时自动管理；而目前电能的统计和控制技术已较为成熟，因此，如果能够以电信号传送流量信息，并以电能控制监管流量，实现对地下水资源的实时监控和管理，具有巨大的社会效益。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够对地下水资源实时监控和管理的流量伴生协管电能表及其工作过程。

为解决上述问题，本发明所述的一种流量伴生协管电能表，包括流量数据中心和电能表，所述流量数据中心包括：

—流量计量单元，用于收集流量数据和接收反馈信息，其双向通信连接于

—RS485通讯，用于对数据信号进行转换和输出，其双向通信连接于

—电力载波芯片，用于存储并传输电信号，并双向通信连接于

—电力载波通讯，用于电信号传输，其双向通信连接于

所述电能表，包括：

—MCU处理器，内置流量建模程序，用于实时收集电能数据、流量数据，并进行自动跟踪、记录、识别、分析、校正并反馈电能—流量能效转换关系特征组合及能效关系衰减、静水位、动水位变化影响，同时构造、生成、储存并更新电能—流量能效关系模型，其与下列模块或元件双向连接：

—电能计量单元，通过输入接口与电流采样、电压采样电连接，用于电能数据的采集，同时通过数据输出接口与所述MCU处理器电连接；

—电力载波通讯、RS485通讯、GPRS/CDMA通讯，用于电信号的传输；

—流量统计单元，用于完成流量的伴生和统计管理；

—内置存储器，用于存储电能、流量数据和已构造生成的电能—流量能效关系模型；

—RF卡读写单元，将数据写录存入RF卡进行传输，或读取RF卡中所存储的数据；

—控制模块，实现水泵及管道自动通断控制功能。

进一步，所述MCU处理器通过GPRS/CDMA通讯与流量、电能数据中心双向通讯连接。

进一步，所述控制模块可选择电磁阀、电动阀和水泵电源自动开关中的一种。

进一步，所述电能表还包括液晶显示屏和内置实时时钟，所述液晶显示屏和内置实时时钟均与所述MCU处理器电连接，且所述内置实时时钟上连接独立电池。

进一步，所述液晶显示屏用来显示流量及各种管理信息。

进一步，所述流量计量单元至少有两个，流量伴生协管电能表对多个流量计单元的集抄和流量统计、管理功能，实现协管。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

（1）采用RS485通讯、电力载波通讯和电力载波通讯实现了流量数据信号向电信号的转换和传输，并且通过GPRS/CDMA通讯与电能表双向连接，实现了水、点同台共管和远程资源共享，确保基准参数纠错校验的及时、可靠；

（2）本发明通过在电能表MCU处理器中内置流量建模程序，实现了对所接收到的流量、电能数据进行实时建模，生成电能—流量能效关系模型，同时，自动跟踪、记录、识别、分析、校正并反馈电能—流量能效转换关系特征组合及能效关系衰减、静水位、动水位变化影响，同时构造、生成、储存并更新电能—流量能效关系模型，实现了对地下水的实时监控；

（3）本发明可根据流量建模系统已储存更新的电能—流量能效关系模型，自动生成流量，因此当流量计或者电力载波通讯出现故障且流量伴生协管电能表无法检测、接收到流量信号数据时，设备将自动脱机并按最新构造、生成且已储存、更新的电能—流量能效关系模型转换伴生流量，不影响正常的水量、电能计量；当故障排除后，系统自动无缝跟踪对接、校正并退出脱机状态。

附图说明

图1为本发明实施例一所述的一种流量伴生协管电能表的原理框图；

图2为本发明实施例二所述的一种流量伴生协管电能表具体应用的原理框图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1：

如图1所示的一种流量伴生协管电能表，包括流量数据中心和电能表，其中，流量数据中心包括：收集流量数据和接收反馈信息的流量计量单元，用于对数据信号进行转换和输出的RS485通讯，存储并传输电信号的电力载波芯片，和用于传输电信号的电力载波通讯；电能表包括MCU处理器，内置流量建模程序，用于实时收集电能数据、流量数据，并进行自动跟踪、记录、识别、分析、校正并反馈电能—流量能效转换关系特征组合及能效关系衰减、静水位、动水位变化影响，同时构造、生成、储存并更新电能—流量能效关系模型，其与收集电能信号的电能计量单元电连接，与用于电信号传输的电力载波通讯、RS485通讯、GPRS/CDMA通讯连接，并与用于完成流量的伴生和统计管理的流量统计单元，用于存储电能、流量数据和已构造生成的电能—流量能效关系模型的内置存储器，用于写录和读取RF卡的RF卡读写单元，以及用于实现水泵及管道自动通断控制功能的控制模块双向连接；MCU处理器通过GPRS/CDMA通讯与流量、电能数据中心双向通讯连接，控制模块可选择电磁阀、电动阀和水泵电源自动开关中的一种，电能表还包括液晶显示屏和内置实时时钟，液晶显示屏和内置实时时钟均与MCU处理器电连接，且内置实时时钟上连接独立电池。

如图2所示，一种流量伴生协管电能表的工作原理如下：流量伴生协管电能表与取水机电井供电电源变压器输出端电连接，接入线路后，取水方需要分别到电力和水资源管理机构办理电费和水资源费、水费的缴款手续，缴款成功后，取水方得到具有一定数量的用电、取水权限；上述缴款过程可以有两种途径实现：（1）网络平台缴费，缴费成果由水、电管理系统通过GPRS/CDMA远程派发至流量伴生协管电能表；（2）IC卡缴费，缴费成果由水、电管理系统分别通过读写设备写入到IC卡，将插入IC卡插入至流量伴生协管电能表即可取得用电、取水权限（需要说明的是，IC卡具有一卡双用、独立结算功能，可同时实现水、电费缴存款，水、电任何一方欠费，都无法实现正常的用电、取水）；正常取水过程中，安装在机电井取水管道上的流量计量单元信号输送到机电井供电线路，并实时传送至流量伴生协管电能表，流量伴生协管电能表MCU处理器中的内置流量建模程序将自动锁定所接收数据，并进行自动跟踪、记录、识别、分析、校正并反馈电能—流量能效转换关系特征组合及能效关系衰减、静水位、动水位变化影响，然后构造、生成、储存并更新电能—流量能效关系模型，最后通过流量统计单元完成对流量的伴生和统计管理；MCU处理器在完成对数据的跟踪、识别、校正等处理后，将自动分配地址将数据、建模信息及处理结果存储于内置存储器，并将流量信息及管理信息显示于液晶显示屏上；当流量计或者电力载波通讯出现故障且流量伴生协管电能表无法检测、接收到流量信号数据时，设备自动脱机并按最新构造、生成且已储存、更新的电能—流量能效关系模型转换伴生流量，不影响正常的水量、电能计量，故障排除后，系统自动无缝跟踪对接、校正，脱机状态退出；与此同时，流量伴生协管电能表MCU处理器通过GPRS/CDMA与水、电数据中心保持双向通讯连接，在建模系统根据实时接收到的流量、电能特征组合信号数据自动构造、生成、储存并更新电能—流量能效关系模型时，数据中心可实时对流量伴生协管电能表MCU处理器授予数据共享，自动纠正能效关系模型基准参数。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。