專利名稱：具有惡意負載識別功能的用電信息管理系統(tǒng)及多功能電表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是一種用電信息管理系統(tǒng)，具體是一種具有惡意負載識別功能的用電信息管理系統(tǒng)及多功能電表。
技術(shù)背景 在現(xiàn)有技術(shù)中，家庭、學(xué)生公寓、酒店的電能計量、預(yù)付費和違章電器控制，需要實現(xiàn)遠距離自動抄表、自動控制；國家機關(guān)辦公建筑和大型公共建筑的能耗需要監(jiān)測；大型企業(yè)能耗數(shù)據(jù)需要采集。而這些應(yīng)用場合的惡意負載需要進行遠程識別和監(jiān)控。
發(fā)明內(nèi)容為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本實用新型提出一種具有惡意負載識別功能的用電信息管理系統(tǒng)及多功能電表，通過對學(xué)生公寓、賓館等場所安裝本電表，實時監(jiān)測讀取電能數(shù)據(jù)，安全有效的控制學(xué)生公寓惡意負載的使用、加強用電管理，并實現(xiàn)遠距離數(shù)據(jù)傳輸與控制。本電表的具體技術(shù)方案如下一種具有惡意負載識別功能的用電信息管理系統(tǒng)，包括綜合管理中心、底層管理中心和多功能電表；所述綜合管理中心的PC與底層管理中心的PC通過網(wǎng)絡(luò)通信；底層管理中心的PC和多功能電表通過網(wǎng)絡(luò)通信。是綜合管理中心的PC與底層管理中心的PC之間的通信網(wǎng)絡(luò)是載波通信網(wǎng)絡(luò)、以太網(wǎng)或GPRS無線通信網(wǎng)絡(luò)；底層管理中心的PC和多功能電表之間的通信網(wǎng)絡(luò)的通信形式是串行通信或電力載波通信。一種適用于所述系統(tǒng)的多功能電表包括主處理器、電能測量模塊、電源模塊、存儲器模塊、通訊模塊和斷電控制模塊；所述電能測量模塊采集被測線路的電壓/電流信號，并轉(zhuǎn)換成電能值數(shù)據(jù)傳給主處理器；所述主處理器發(fā)送斷電控制信號給斷電控制模塊，斷電控制模塊連接各用電器電路，控制其通斷；所述主處理器通過通訊模塊與外界進行數(shù)據(jù)交互；所述存儲器模塊與主處理連接；所述電源模塊把外部工頻交流電轉(zhuǎn)換為本多功能電表的工作電源，為其供電。還包括顯示單元(例如IXD屏幕顯示模塊)，顯示單元與所述主處理器連接。所述電能測量模塊包括電壓分壓電路和電能測量芯片；所述電壓分壓電路與被測線路連接，測得電壓/電流信號，電能測量芯片把該電壓/電流信號轉(zhuǎn)換得到對應(yīng)的電能值、有功功率值、無功功率值、電壓值和電流值。所述電壓分壓電路可以采用互感器，由于對于精度要求不是特別高，電能測量芯片選用市場常見型號即可。所述斷電控制模塊包括光電隔離模塊和繼電器；所述主處理器輸出的斷電控制信號經(jīng)光電隔離模塊后傳給繼電器的控制端，由繼電器控制各用電器電路的通斷。光電隔離模塊采用常用光耦即可。所述通訊模塊是RS485接口電路和/或電力載波接口電路，這兩種接口電路屬于常見電路，在此不進一步限制。[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型解決了現(xiàn)有技術(shù)中惡意負載的識別問題，同時還具有其他必須的功能，實現(xiàn)了多功能。

圖1是本系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 圖；圖2是本系統(tǒng)和電能表的原理框圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖與具體實施方式
對本實用新型作進一步說明種具有惡意負載識別功能的用電信息管理系統(tǒng)，包括綜合管理中心、底層管理中心和多功能電表；所述綜合管理中心的PC與底層管理中心的PC通過網(wǎng)絡(luò)通信；底層管理中心的PC和多功能電表通過網(wǎng)絡(luò)通信。是綜合管理中心的PC與底層管理中心的PC之間的通信網(wǎng)絡(luò)是載波通信網(wǎng)絡(luò)、以太網(wǎng)或GPRS無線通信網(wǎng)絡(luò)；底層管理中心的PC和多功能電表之間的通信網(wǎng)絡(luò)的通信形式是串行通信或電力載波通信。一種適用于所述系統(tǒng)的多功能電表包括主處理器、電能測量模塊、電源模塊、存儲器模塊、通訊模塊和斷電控制模塊；所述電能測量模塊采集被測線路的電壓/電流信號，并轉(zhuǎn)換成電能值數(shù)據(jù)傳給主處理器；所述主處理器發(fā)送斷電控制信號給斷電控制模塊，斷電控制模塊連接各用電器電路，控制其通斷；所述主處理器通過通訊模塊與外界進行數(shù)據(jù)交互；所述存儲器模塊與主處理連接；所述電源模塊把外部工頻交流電轉(zhuǎn)換為本多功能電表的工作電源，為其供電。還包括顯示單元，顯示單元與所述主處理器連接。所述電能測量模塊包括電壓分壓電路和電能測量芯片；所述電壓分壓電路與被測線路連接，測得電壓/電流信號，電能測量芯片把該電壓/電流信號轉(zhuǎn)換得到對應(yīng)的電能值、有功功率值、無功功率值、電壓值和電流值。所述斷電控制模塊包括光電隔離模塊和繼電器；所述主處理器輸出的斷電控制信號經(jīng)光電隔離模塊后傳給繼電器的控制端，由繼電器控制各用電器電路的通斷。所述通訊模塊是RS485接口電路和/或電力載波接口電路，這兩種接口電路屬于常見電路，在此不進一步限制。本實用新型解決的問題(1)電能數(shù)據(jù)的測量，包括電能、有功功率、無功功率、電流、電壓。(2)惡意負載的識別與控制。(3)實現(xiàn)與數(shù)據(jù)采集中心的數(shù)據(jù)傳輸，通信方式是電力載波通訊和RS485總線通訊。本系統(tǒng)的應(yīng)用場景如圖1所示，多功能電表/惡意負載識別器與底層管理中心采用RS485總線通訊或電力載波通訊；底層管理中心與綜合管理中心可以采用載波通訊或以太網(wǎng)通訊或GPRS無線通訊。對多功能電表/惡意負載識別器的控制權(quán)限優(yōu)先級(1) 一級綜合管理中心，包括電能預(yù)付電費設(shè)置、多費率設(shè)置、遠距離抄表、惡意負載參數(shù)設(shè)置、電路通斷。(2) 二級底層管理中心，包括惡意負載參數(shù)設(shè)置、電路通斷。如圖2所示，多功能電表/惡意負載識別器硬件結(jié)構(gòu)主要包括主處理器 、電能測量模塊、電源模塊、存儲器模塊、通訊模塊、光電隔離和繼電器模塊、IXD屏幕顯示模塊。 本實用新型的工作過程(1)電能測量芯片采集由分壓電路引入的被測電壓、電流信號，測量出對應(yīng)的電能、有功功率、無功功率、電壓、電流，并將對應(yīng)電能值存入存儲器。(2)單片機根據(jù)有功功率的增量及功率因數(shù)判斷接入電路的負載是否為惡意負載，若判斷為惡意負載則單片機向光電隔離和繼電器模塊發(fā)送信號斷開電路。(3)根據(jù)上層管理中心設(shè)置的預(yù)付電費量和多費率參數(shù)，單片機判斷電費量是否大于0，若不是則向光電隔離和繼電器模塊發(fā)送信號斷開電路。(4)通訊接口模塊實現(xiàn)多功能電表/惡意負載識別器與底層管理中心的數(shù)據(jù)傳輸，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包括電能值、預(yù)付電費量參數(shù)、多費率參數(shù)、惡意負載報警信號、惡意負載參數(shù)、有功功率、無功功率、電流、電壓、其他報警信號。本實用新型的功能1惡意負載識別功能1. 1當電路中接入諸如熱得快、電驢子、暖手寶等惡意負載時，向管理中心發(fā)送報警信號并自動斷開電路。1.2合法“惡意負載”窗口值讀取，可讀取對應(yīng)的合法“惡意負載”窗口值，諸如熱水器、飲水機等合法惡意負載窗口值，保證合法用電器正常使用。1.3自動恢復(fù)供電，因使用違規(guī)用電器或總功率超過限額引起的斷電時，可自動恢復(fù)供電，無需人工操作，節(jié)省人力。1.4自鎖功能，可設(shè)定違規(guī)斷電后自動恢復(fù)供電的次數(shù)，最多4次。2計量功能2. 1計量當前及上月有功總電量和尖、峰、平、谷累計電量。2. 2分時計費可選功能，按四費率時段，分別為尖、峰、平、谷，一天最多可設(shè)置12 個時段分時計費。2. 3按月統(tǒng)計數(shù)據(jù)，統(tǒng)計上月及本月的用電量和分時電量，用于月度用電收費和用電監(jiān)測，可查詢1至12月內(nèi)各月用電量。3電網(wǎng)監(jiān)測功能3. 1當前電壓、電流、功率實時監(jiān)測。3. 2失壓監(jiān)測，當電表側(cè)接入的電壓低于78%額定電壓時，電表將記錄失壓累計時間及失壓電量，并同時有失壓報警信號。3. 3過壓監(jiān)測，當電表側(cè)接入的電壓高出額定電壓的78%時，電表將記錄過壓累計時間及過壓電量，并同時有過壓報警信號。3. 2過流監(jiān)測，當電表輸出的電流超過額定電流15A時，電表將記錄過流累計時間及過流電流，并同時有過流報警信號。3. 3電壓合格率監(jiān)測，當電表側(cè)接入的電壓超過所設(shè)置的電壓上限或低于下限值而又在電壓考核范圍內(nèi)時，電表將分別記錄超過上限或下限的不合格運行時間。[0052]4預(yù)付電費功能可以實現(xiàn)預(yù)購電量或電費，設(shè)定剩余電費報警及跳閘。5遠距離自動抄表功能管理 中心可對各樓棟宿舍、家庭實現(xiàn)遠距離抄表。6數(shù)據(jù)遠傳功能6. 1將測量到的數(shù)據(jù)定時遠傳，當前用電量每1小時上傳一次。6. 2如因傳輸網(wǎng)絡(luò)故障等原因未能將數(shù)據(jù)定時遠傳，則待傳輸網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)正常后應(yīng)利用存儲的數(shù)據(jù)進行斷點續(xù)傳。7配置和維護7. 1支持接收來自管理中心的查詢、校時、參數(shù)設(shè)置等命令。7. 2管理中心裝置的更換不影響電表/惡意負載識別器的正常工作。8 其它8. 1多功能電表/惡意負載識別器符合國家和行業(yè)的相關(guān)電磁兼容性標準要求。8. 2多功能電表/惡意負載識別器的平均無故障時間(MTBF)不小于3萬小時。8. 3多功能電表/惡意負載識別器應(yīng)使用低功耗單片機系統(tǒng)，功率小于10W。
權(quán)利要求1.一種具有惡意負載識別功能的用電信息管理系統(tǒng)，其特征是包括綜合管理中心、底層管理中心和多功能電表；所述綜合管理中心的PC與底層管理中心的PC通過網(wǎng)絡(luò)通信； 底層管理中心的PC和多功能電表通過網(wǎng)絡(luò)通信。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有惡意負載識別功能的用電信息管理系統(tǒng)，其特征是綜合管理中心的PC與底層管理中心的PC之間的通信網(wǎng)絡(luò)是載波通信網(wǎng)絡(luò)、以太網(wǎng)或GPRS無線通信網(wǎng)絡(luò)；底層管理中心的PC和多功能電表之間的通信網(wǎng)絡(luò)的通信形式是串行通信或電力載波通信。
3.一種適用于權(quán)利要求1或2所述系統(tǒng)的多功能電表，其特征是包括主處理器、電能測量模塊、電源模塊、存儲器模塊、通訊模塊和斷電控制模塊；所述電能測量模塊采集被測線路的電壓/電流信號，并轉(zhuǎn)換成電能值數(shù)據(jù)傳給主處理器；所述主處理器發(fā)送斷電控制信號給斷電控制模塊，斷電控制模塊連接各用電器電路，控制其通斷；所述主處理器通過通訊模塊與外界進行數(shù)據(jù)交互；所述存儲器模塊與主處理連接；所述電源模塊把外部工頻交流電轉(zhuǎn)換為本多功能電表的工作電源，為其供電。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多功能電表，其特征是包括顯示單元，顯示單元與所述主處理器連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多功能電表，其特征是所述電能測量模塊包括電壓分壓電路和電能測量芯片；所述電壓分壓電路與被測線路連接，測得電壓/電流信號，電能測量芯片把該電壓/電流信號轉(zhuǎn)換得到對應(yīng)的電能值、有功功率值、無功功率值、電壓值和電流值。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多功能電表，其特征是所述斷電控制模塊包括光電隔離模塊和繼電器；所述主處理器輸出的斷電控制信號經(jīng)光電隔離模塊后傳給繼電器的控制端，由繼電器控制各用電器電路的通斷。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多功能電表，其特征是所述通訊模塊是RS485接口電路和/ 或電力載波接口電路。
專利摘要一種具有惡意負載識別功能的用電信息管理系統(tǒng)，包括綜合管理中心、底層管理中心和多功能電表；所述綜合管理中心的PC與底層管理中心的PC通過網(wǎng)絡(luò)通信；底層管理中心的PC和多功能電表通過網(wǎng)絡(luò)通信。所述系統(tǒng)的多功能電表，包括主處理器、電能測量模塊、電源模塊、存儲器模塊、通訊模塊和斷電控制模塊；所述電能測量模塊采集被測線路的電壓/電流信號，并轉(zhuǎn)換成電能值數(shù)據(jù)傳給主處理器；所述主處理器發(fā)送斷電控制信號給斷電控制模塊，斷電控制模塊連接各用電器電路，控制其通斷；所述主處理器通過通訊模塊與外界進行數(shù)據(jù)交互；所述存儲器模塊與主處理連接；所述電源模塊把外部工頻交流電轉(zhuǎn)換為本多功能電表的工作電源，為其供電。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型解決了現(xiàn)有技術(shù)中惡意負載的識別問題，同時還具有其他必須的功能，實現(xiàn)了多功能。
文檔編號G01R22/06GK202076846SQ20112016265
公開日2011年12月14日 申請日期2011年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月19日
發(fā)明者劉禮建, 唐桂忠, 張廣明, 高敏 申請人:南京工業(yè)大學(xué)