一种物联网国网电表红外抄表装置的制作方法

本实用新型涉及抄表技术领域，尤其涉及一种物联网国网电表红外抄表装置。

背景技术：

随着电力体制改革的深入推进，泛在电力网概念的兴起，光伏电站建设、售电市场开放等新兴业务的发展需要，各类能源服务企业及用电企业自身，都迫切需要及时、准确的掌握企业的用电信息，而由于电网企业防窃电及网络信息安全的需要，一方面现场计量装置均采取了防窃电措施，无法通过传统的有线接入式方式获取电表数据，另一方面电网企业的整个网络系统为内部网络，无法通过提供数据接口的方式为第三方提供数据服务。为解决上述问题，目前常用的解决方案有两种：

在供电公司电表线路附近再加装新的智能电表，单独计量，以该表数据作为数据统计分析的依据。

利用红外采集头，通过与数据采集器(dtu)的现场接线及软件配置后，直接读取供电公司电表数据。

一、加装智能电表，独立计量方案的缺点：

设备成本高:智能电表+电流互感器+线缆，合计成本约为1000元左右。

施工成本高：施工需要有专业资质的人员进行。并且电力作业需要监护人，现场至少需要2人进行工作。电流互感器的安装需要停电作业，对企业的正常生产造成损失。人工成本约600元，而停电造成的企业经营损失更大。

施工安全系数低：施工现场为强电作业，存在很大的安全隐患。

数据可靠性低：智能电表及电流互感器计量精度的差异，造成新装智能电表与供电公司电表的计量数据不可能保持一致，因此数据的可利用价值低，增加后续数据统计分析难度。

二、红外抄表头抄表方案的缺点

设备成本高:红外采集头+数据采集器(dtu)+电源布线,合计价格约为600-800元。

施工成本高：原系统的红外采集头及数据采集传感器均需要电源适配器供电，大部分施工现场需要人工布线的施工，施工需要有专业资质的人员进行。并且电力作业需要监护人，现场至少需要2人进行工作。同时红外采集头与数据采集传感器之间也需要接线，并且接线错误容易造成设备损坏。综合施工成本约600元。

施工安全系数低：施工现场为强电作业，存在很大的安全隐患。

组网成本高：红外采集头、数据采集器(dtu)及软件平台多由相互独立的不同公司生产制造，用户使用时需要具备一定的专业知识，才能完成系统的调试组网。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种物联网国网电表红外抄表装置，解决背景技术中提到的技术问题。

一种物联网国网电表红外抄表仪，包括壳体及设置在壳体内部的电路结构，电路结构包括控制器电路、红外收发模块、通信模块、485扩展接口模块和电源模块，所述红外收发模块、通信模块和485扩展接口模块均与控制器电路连接，所述红外收发模块与国网电表通过红外无线连接，所述通信模块通过无线与服务器连接，所述电源模块与控制器电路、红外收发模块和通信模块连接。

进一步地，所述红外收发模块包括红外发射电路和红外接收电路，所述红外发射电路和红外接收电路均与控制器电路连接，且均与国网电表无线连接。

进一步地，所述红外发射电路包括电阻r1-r2、三极管q1和红外发射管l1，所述电阻r1的一端与控制器电路连接，另一端与述三极管q1的基极连接，所述三极管q1的发射极接5v电源，所述三极管q1的集电极与红外发射管l1的输入端连接，所述外发射管l1的输出端经电阻r2接地。

进一步地，所述红外接收电路包括电阻r69-70、电容c26和接收探头，所述接收探头的vdd端与电阻r69的一端和电容c26的一端连接，所述电容c26的另一端与接收探头的gnd连接并接地，所述电阻r69与电阻r70的一端连接，并接5v电源，所述接收探头的out接口与电阻r70的另一端连接并作为输出接口，所述接收探头的型号为hs0038。

进一步地，所述抄表仪通过设置悬吊架挂在国网电表的对面，且红外收发模块设置在与国网电表相对的一侧。

进一步地，所述悬吊架包括竖直支撑杆、第一横向杆、倾斜拉杆、固定螺钉、伸缩调节螺栓、第二横向杆、悬吊杆和插销，竖直支撑杆的底端与第一横向杆的一端固定连接，所述倾斜拉杆一端设置在竖直支撑杆的顶部，另一端与第一横向杆连接，且倾斜设置，所述固定螺钉穿过竖直支撑杆固定在外部物体上，所述第二横向杆通过伸缩调节螺栓与第一横向杆可拆卸调节连接，所述悬吊杆通过插销设置在第二横向杆的外端，所述悬吊杆设置有若干个插销孔，可上升下降设置，壳体固定在悬吊杆的底部。

进一步地，所述控制器电路为stc52系列或者stm32系列的单片机最小系统。

进一步地，所述485扩展接口模块上还设置有温湿度传感器、烟雾传感器和/或定位模块，温湿度传感器、烟雾传感器和/或定位模块均经485扩展接口模块与制器电路连接。

本实用新型采用了上述技术方案，本实用新型具有以下技术效果：

本实用新型硬件成本低，将原系统涉及的多个功能模块集成在一个产品上，安装成本低，无任何其它的安装附材，安装效率高，现场无其它专业的施工环节，只需要将设备按要求悬挂在电能表对面即可，施工安全系数高，不需要在配电室进行任何带电操作，施工安全系数高，组网效率高，成本低。只需要确认现场电表资产编号即可完成全部软件配置工作，对操作人员的素质要求不高，组网效率高，成本低。

附图说明

图1是本实用新型的抄表仪电路结构框图。

图2是本实用新型的悬挂架结构示意图。

图3是本实用新型的红外发射探头电路原理图。

图4是本实用新型的红外接收电路原理图。

图中标号：1-竖直支撑杆；2-第一横向杆；3-倾斜拉杆；4-固定螺钉；5-伸缩调节螺栓；6-第二横向杆；7-悬吊杆；8-插销；9-抄表仪壳体。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举出优选实施例，对本实用新型进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本实用新型的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本实用新型的这些方面。

如图1-2所示，根据本实用新型的一种物联网国网电表红外抄表仪，包括壳体9及设置在壳体9内部的电路结构。电路结构包括控制器电路、红外收发模块、通信模块、485扩展接口模块和电源模块，所述红外收发模块、通信模块和485扩展接口模块均与控制器电路连接，所述红外收发模块与国网电表通过红外无线连接，所述通信模块通过无线与服务器连接，所述电源模块与控制器电路、红外收发模块和通信模块连接。485扩展接口模块为现有总线接口电路，减少控制器电路的io的使用，可以根据实际情况根据后续添加外设，具有可扩展性。通信模块为现有的nb模块或者gsm模块。电源模块为现有的电池或者是电源电路，如果是电源电路，还接有输出5v的电源适配器。该抄表仪的使用是国网电表是安装有红外收发模块的，同时把相应的红外通信协议与抄表仪共享互联互通。

如图3-4所示，所述红外收发模块包括红外发射电路和红外接收电路，所述红外发射电路和红外接收电路均与控制器电路连接，且均与国网电表无线连接。所述红外发射电路包括电阻r1-r2、三极管q1和红外发射管l1，所述电阻r1的一端与控制器电路连接，另一端与三极管q1的基极连接，所述三极管q1的发射极接5v电源，所述三极管q1的集电极与红外发射管l1的输入端连接，所述外发射管l1的输出端经电阻r2接地。所述红外接收电路包括电阻r69-70、电容c26和接收探头，所述接收探头的vdd端与电阻r69的一端和电容c26的一端连接，所述电容c26的另一端与接收探头的gnd连接并接地，所述电阻r69与电阻r70的一端连接，并接5v电源，所述接收探头的out接口与电阻r70的另一端连接并作为输出接口，所述接收探头的型号为hs0038。红外收发模块直接做成一个电路模块结构，直接通过连接线连接控制器电路后即可使用，使得安装过程更加的简便。红外收发模块可以直接找代加工加工成相应的加工成模块电路，更适合后期的批量生产。

如图2所示，所述抄表仪通过设置悬吊架挂在国网电表的对面，且红外收发模块设置在与国网电表相对的一侧。所述悬吊架包括竖直支撑杆1、第一横向杆2、倾斜拉杆3、固定螺钉4、伸缩调节螺栓5、第二横向杆6、悬吊杆7和插销8，竖直支撑杆1的底端与第一横向杆2的一端固定连接，所述倾斜拉杆3一端设置在竖直支撑杆1的顶部，另一端与第一横向杆2连接，且倾斜设置，所述固定螺钉4穿过竖直支撑杆1固定在外部物体上。所述第二横向杆6通过伸缩调节螺栓5与第一横向杆2可拆卸调节连接，所述悬吊杆7通过插销8设置在第二横向杆6的外端。所述悬吊杆7设置有若干个插销孔，可上升下降设置，壳体9固定在悬吊杆7的底部。通过设置吊架挂，可以竖直方向上下调节和水平方向进行调节，使得根据具体的需求进行安装抄表仪。竖直方向，通过插销8拿开，然后把悬吊杆7上下调节，然后到适合位置后把插销8插入即可。横向上，伸缩调节螺栓5通过把拧开，然后把第二横向杆6往外或者往里调节，然后把伸缩调节螺栓5拧紧固定即可。

所述控制器电路为stc52系列或者stm32系列的单片机最小系统。通过使用单片机最小系统，可以直接购买现有模块电路，可以大大的减少了电路的加工，直接安装调试即可使用。然后最小系统与外部电路直接的io口连接根据具体调试的现有程序的代码的接口定义，比如，红外接收的p1.0接口，红外发射为p1.1接口，根据具体的调试具体连接。

所述485扩展接口模块上还设置有温湿度传感器、烟雾传感器和/或定位模块，温湿度传感器、烟雾传感器和/或定位模块均经485扩展接口模块与制器电路连接。通过现有的gps定位模块进行或者电表的具体位置，然后通过温湿度传感器、烟雾传感器检测环境数据等。红外收发模块：通过红外线与电表通讯，读取电表信息，通过io数据接口与中控cpu相连接。485模块：通过uart串口与主控cpu连接，通过485接口与传感器连接并读取传感器数据nb模块或gsm模块：此模块插入sim卡，通过无线拨号与运营商网络连接，通过运营商无线网络与物联网平台交互数据。主控cpu模块：完成数据采集、控制、传输。电源模块：包括电池、充放电管理、供电控制，为整个系统供电。

上述将抄表仪的工作过程，在连接通信过程中均是使用了现有的通信协议和方式，上述的抄表仪挂在国网电表的侧边，然后启动电源开关。抄表仪挂在国网电表的对面位置，即为国网电表的正对面的位置，使得红外通信更加良好。

控制器电路控制通信模块发送注册请求给服务器，服务器接收后返回响应验证，控制器电路的寄存器进行存储响应信息。采用主控cpu与nb模块或gsm模块通信，通过at指令控制无线通信模块，完成无线通信的建立，维持，保活以及数据通信。

485扩展接口模块把温湿度传感器、烟雾传感器和/或定位模块的数据传给控制器电路，控制器电路通过通信模块把传感器数据和/或定位数据传给服务器。通过数据获取环境和定位信息并存储爱服务器上。

控制器电路通过通信模块发送传感器配置请求给服务器，服务器响应返回传感器响应。先把需要连接的抄表的传感器数据传给你服务器备案，使得后期无线通信做准备。

控制器电路通过通信模块发送获取报告准则请求给服务器，服务器返回报告准则信息，控制器电路存储准则信息。准则信息即为抄表无线连接的钥匙，有了准则信息后，后可以进行无线连接。

控制器电路根据准则信息通过红外收发模块发送连接信息，国网电表接收到红外信息后，反馈红外响应信息，红外收发模块根据设定时间定时发送或者电表信息，国网电表返回电表读数信息，完成抄表。nb物联网红外同步抄表一体机。结构紧凑、系统优化、功耗更低的硬件系统

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。