配电设备用智能预付费抄表系统的制作方法

1.本发明涉及供电系统技术领域，具体为配电设备用智能预付费抄表系统。


背景技术：

2.传统上对于民用水表、电表、热量表和燃气表四表的计量收费和管理，大部分都是采取人员到户内手动抄数的方式：抄表人员入户读取用户用水数据，然后进行统计计费，再到用户家中收费。电力抄表是现代电力系统中的一个重要环节，传统的电力抄表多是通过人工定时到现场抄取数据，不仅会耗费大量的人力资源，而且在数据的时实性、准确性上都存在着许多不足之处。
3.申请号为cn201210561250.3的中国专利公开了一种预付费远传智能水表控制系统，包括预付费水表、集抄器、集中器和服务器，所述预付费水表的输出端与集抄器的输入端单向连接；所述集抄器与集中器之间通过无线网络双向连接；所述集中器与服务器之间双向连接，系统真正实现了供水公司对水表的智能控制，解决了供水公司使用智能水表的各种顾虑，实现了真正供水智能化、节约水资源的目的，在现有预付费智能水表基础上增加远传功能，彻底解决供水公司的收费难、用水管理混乱的问题；在实现系统预付费智能控制的基础上，能够防偷防漏，及时发现故障水表，保证供水公司的经济利益。但是该发明在解决问题时没有考虑用户在线预付费，使用户在使用时极为不便，为此本发明提出一种配电设备用智能预付费抄表系统，实现配电设备的计量体系完整，用户端智能化付费管理。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本发明提供了配电设备用智能预付费抄表系统，解决了现有抄表系统功能不够完整和智能导致用户在使用时不够方便快捷的问题。
5.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：配电设备用智能预付费抄表系统，包括计算机管理层、中间转发层、电表层，所述计算机管理层通过中间转发层连接所述电表层，所述计算机管理层包括云服务器和管理客户端，所述中间转发层包括多个采集器，所述电表层包括多个电能表，所述采集器用于连接云服务器和电能表，所述管理客户端通信连接所述云服务器；
6.所述云服务器包括网上支付系统、远程预付费管理系统，所述远程预付费管理系统用于读取电表数据、统计用电情况、报警，所述网上支付系统用于电费预付费、后付费、充值，所述电能表用于完成用电能耗的计量，所述远程预付费管理系统用于远程控制实时与定时拉合闸、超功率跳闸、恶性识别跳闸、智能费控、欠费自动跳闸，所述管理客户端能够通过电脑网页、手机app、小程序、公众号登录所述云服务器。
7.优选的，云端服务器包括抄表任务管理单元、报表管理单元、app缴费服务单元，所述抄表任务管理单元用于电表数据记录建档、数据查询分析，所述报表管理单元用于用电查询和用电展示分析，所述app缴费服务单元用于费用管理服务。
8.优选的，所述采集器通过internet网络或gprs无线网络经过net地址转换协议连
接云服务器，所述采集器通过rs485、nb-iot或lora通信连接电能表。
9.优选的，所述电能表包括普通电能表和智能电表，所述智能电表包括lora智能电能表和nb-iot物联网三相电表，所述普通电能表通过rs485总线连接采集器，所述lora智能电能表通过lora通信连接采集器，所述nb-iot物联网三相电表通过nb-iot通信连接采集器。
10.优选的，所述智能电表包括数据存储电路、微处理器、显示单元、nb-iot/lora模块，所述微处理器用于运算电能计量后通过数据存储电路存储于存储器，用于利用显示单元提供数据和报警状态信号显示。
11.优选的，所述智能电表包括分压器、分流器、乘法器和频率变换器，所述分压器用于采集电压信号，所述分流器用于采集电流信号，所述乘法器用于得到电压电流乘机信号，所述频率变换器用于将电压电流乘机信号变换为计数脉冲并发送至微处理器。
12.优选的，所述智能电表包括ic卡读写器，所述ic卡读写器用于向微处理器输入电量和用户信息。
13.工作原理：通过分压器取得电压采样信号，分流器取得电流采样信号，经乘法器得到电压电流乘积信号，再经频率变换产生一个频率与电压电流乘积成正比的计数脉冲，通过分频，驱动步进电机计量电度。电能计量脉经光电耦合器送微处理器处理，运算后存储于存储器中，由计算机管理信息系统通过ic卡读写器，写入一定电量和监控要求的ic卡输入微处理器系统，经cpu运算后，提供显示、报警状态信号。实现计量预付费，掌上电脑控制及抄表等功能，并具有rs485、nb-iot、lora通讯功能，管理客户端能够通过电脑网页、手机app、小程序、公众号登录云服务器，云服务器包括网上支付系统、远程预付费管理系统，远程预付费管理系统用于读取电表数据、统计用电情况、报警，网上支付系统用于电费预付费、后付费、充值，电能表用于完成用电能耗的计量，远程预付费管理系统用于远程控制实时与定时拉合闸、超功率跳闸、恶性识别跳闸、智能费控、欠费自动跳闸，可实现远距离抄表，远程预付费等功能。
14.本发明提供了配电设备用智能预付费抄表系统。具备以下有益效果：
15.1、本发明通过远程预付费管理系统用于读取电表数据、统计用电情况、报警，网上支付系统用于电费预付费、后付费、充值，电能表用于完成用电能耗的计量，远程预付费管理系统用于远程控制实时与定时拉合闸、超功率跳闸、恶性识别跳闸、智能费控、欠费自动跳闸，管理客户端能够通过电脑网页、手机app、小程序、公众号登录云服务器，实现如读取数据、统计用电情况、电费的支付等功能，实现电表实时在线、远程可控和智能化管理。
16.2、本发明通过融合了业内先进的gprs技术，是一套造价及运行费用低廉、组网方便、可扩展性强的大型远程抄表系统，系统采用云数据存储与处理，支持在线自动预付电费，智能远程读数、精准计量，远程智能通断电，rs485通讯，实时数据采集，实时历史数据，计量体系的完整性，用户端智能化，用电管理的可靠性、需求侧管理，电表及相关设备故障提醒，电价的设定，尽可能满足用户需求，提高系统实用性。
附图说明
17.图1为本发明的系统框图；
18.图2为本发明的智能电表框图；
19.图3为本发明的云服务器框图。
具体实施方式
20.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
21.实施例：
22.如图1-3所示，本发明实施例提供配电设备用智能预付费抄表系统，包括计算机管理层、中间转发层、电表层，计算机管理层通过中间转发层连接电表层，计算机管理层包括云服务器和管理客户端，中间转发层包括多个采集器，电表层包括多个电能表，采集器用于连接云服务器和电能表，管理客户端通信连接云服务器；
23.云服务器包括网上支付系统、远程预付费管理系统，远程预付费管理系统用于读取电表数据、统计用电情况、报警，网上支付系统用于电费预付费、后付费、充值，电能表用于完成用电能耗的计量，远程预付费管理系统用于远程控制实时与定时拉合闸、超功率跳闸、恶性识别跳闸、智能费控、欠费自动跳闸，管理客户端能够通过电脑网页、手机app、小程序、公众号登录云服务器。
24.计算机管理层由各种工作站、云服务器、客户端管理软件、网上支付系统等组成，云服务器包括网上支付系统、远程预付费管理系统，通过远程预付费管理系统读取电表数据、统计用电情况、报警，通过网上支付系统进行电费预付费、后付费、充值，实现如读取数据、统计用电情况、电费的支付等功能。
25.中间转发层，又称为“采集器”，负责向上与管理层云服务器和向下与电表层的通信联结，主要起通讯和暂存数据的作用。
26.电表层，由各种电度表组成，主要完成能耗计量，实现电表实时在线、远程可控和智能化管理。
27.云端服务器包括抄表任务管理单元、报表管理单元、app缴费服务单元，抄表任务管理单元用于电表数据记录建档、数据查询分析，报表管理单元用于用电查询和用电展示分析，app缴费服务单元用于费用管理服务。
28.采集器通过internet网络或gprs无线网络经过net地址转换协议连接云服务器，采集器通过rs485、nb-iot或lora通信连接电能表。
29.电能表包括普通电能表和智能电表，智能电表包括lora智能电能表和nb-iot物联网三相电表，普通电能表通过rs485总线连接采集器，lora智能电能表通过lora通信连接采集器，nb-iot物联网三相电表通过nb-iot通信连接采集器。
30.智能电表包括数据存储电路、微处理器、显示单元、nb-iot/lora模块，微处理器用于运算电能计量后通过数据存储电路存储于存储器，用于利用显示单元提供数据和报警状态信号显示。
31.智能电表包括分压器、分流器、乘法器和频率变换器，分压器用于采集电压信号，分流器用于采集电流信号，乘法器用于得到电压电流乘机信号，频率变换器用于将电压电流乘机信号变换为计数脉冲并发送至微处理器。
32.智能电表包括ic卡读写器，ic卡读写器用于向微处理器输入电量和用户信息。
33.智能电能表通过分压器取得电压采样信号，分流器取得电流采样信号，经乘法器得到电压电流乘积信号，再经频率变换产生一个频率与电压电流乘积成正比的计数脉冲，通过分频，驱动步进电机计量电度。电能计量脉经光电耦合器送微处理器处理，运算后存储于存储器中，由计算机管理信息系统通过ic卡读写器，写入一定电量和监控要求的ic卡输入微处理器系统，经cpu运算后，提供显示、报警状态信号。实现计量预付费，掌上电脑控制及抄表等功能，并具有rs485、nb-iot、lora通讯功能，可实现远距离抄表，远程预付费等功能。
34.远程预付费管理系统由中心数据后台服务器、中心后台软件、中心数据库服务器、网络、电能采集器、带rs485接口的电能表、智能电能表等组成。远程预付费管理系统是针对电表的抄表工作而设计的一个大规模的远程抄表通讯网络系统。它融合了业内先进的gprs技术，是一套造价及运行费用低廉、组网方便、可扩展性强的大型远程抄表系统，系统采用云数据存储与处理，平台支持在线自动预付电费，房东(管理方)自动收到电费，智能远程读数、精准计量，远程智能通断电，rs485通讯，实时数据采集，实时历史数据，计量体系的完整性，用户端智能化，用电管理的可靠性、需求侧管理，电表及相关设备故障提醒，电价的设定。
35.数据采集：本方案商户内电表采用gprs dtu采集器主要适用于无任何有线或其它通讯链路的情况。强电间的电表很集中，可采用网络通信线通过rs485将集中的电表连接至串口采集器，并实时采集电表信息，然后通过internet网络或gprs无线网络经过net地址转换协议连入互联网，最后传输到主控中心的服务器上。
36.智能电表的功能要求：计量功能：有功电量，双向电量等；负荷控制：超负荷断电指标等；管理功能：预付费，后付费，计费等；通信功能：远程抄表、远程充值、远程控制通断等。
37.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。