專利名稱：一種多網(wǎng)融合的智能電網(wǎng)需求側(cè)管理終端的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于智能用電領(lǐng)域，尤其涉及一種多網(wǎng)融合的智能電網(wǎng)需求側(cè)管理終端。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中電表數(shù)據(jù)采集的傳輸介質(zhì)為RS485、電力載波、無線傳輸或者是無線模 塊加RS485組合的方式，存在需鋪設(shè)線路或者傳輸數(shù)據(jù)出現(xiàn)丟包、漏抄等現(xiàn)象。供電公司對(duì) 未交費(fèi)的用電用戶只能采用人工到現(xiàn)場(chǎng)斷電的方法，或者是用電用戶采用高額的多功能控 制電能表。供電公司每調(diào)整電價(jià)結(jié)算用電金額時(shí)，需另行編程讓系統(tǒng)主站執(zhí)行新的程序才 能按照新的電價(jià)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。電量數(shù)據(jù)傳輸只能依靠傳統(tǒng)的電力光纖或者付費(fèi)的GPRS 傳輸，數(shù)據(jù)傳輸不穩(wěn)定，用電用戶無法自己統(tǒng)計(jì)分析自己用電情況來調(diào)節(jié)用電設(shè)備使用狀 況。在專利號(hào)為“94212680. 7”的專利中，提供了一種多用戶集中計(jì)量、自動(dòng)抄表的智 能電度表，是將電流傳感器、電壓傳感器、檢測(cè)顯示儀表、抄表器裝在一個(gè)全封閉節(jié)能表箱 內(nèi)；不足之處是需要更換原來的功能單一的電表，而更換原有的電表會(huì)造成資源的浪費(fèi)。在專利號(hào)為“CN 201018284Y”的專利中，提供了一種經(jīng)濟(jì)職能型綜合配電裝置，具 有低壓配電、遠(yuǎn)程抄表、負(fù)荷監(jiān)測(cè)等功能，但此裝置運(yùn)用到配電站中，不能對(duì)終端用戶的用 電信息進(jìn)行實(shí)時(shí)采集。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型為了解決上述技術(shù)的不足，提出一種多網(wǎng)融合的智能電網(wǎng)需求側(cè)管理 終端，使多網(wǎng)融合，并且不需要重復(fù)建設(shè)，同時(shí)將功能單一的電表變?yōu)槎喙δ茈姳恚瑢?shí)現(xiàn)自 動(dòng)抄表、遠(yuǎn)停遠(yuǎn)送這一技術(shù)問題。一種多網(wǎng)融合的智能電網(wǎng)需求側(cè)管理終端，包括CPU模塊、AC/DC轉(zhuǎn)換模塊、停送 模塊、采集模塊、Cable Modem模塊、以太網(wǎng)模塊(包括但不限以太網(wǎng)、rapidIO等各類網(wǎng)絡(luò) 類型)、存儲(chǔ)模塊、電源供電模塊和指示燈模塊；其中AC/DC轉(zhuǎn)換模塊、停送模塊、采集模塊、以太網(wǎng)模塊、存儲(chǔ)模塊、指示燈模塊分 別與CPU模塊連接，Cab 1 e Modem模塊的出口和以太網(wǎng)模塊的入口連接，CATV出口與Cab 1 e Modem模塊的入口連接，停送模塊的輸出口和采集模塊的輸出口分別與總線上的電表連接， 電源供電模塊與各個(gè)模塊連接供電；具體的信號(hào)轉(zhuǎn)換關(guān)系為Cable Modem模塊與有線電 視網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行高速數(shù)據(jù)接入，將上行的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬射頻信號(hào)，接收下行信號(hào)時(shí)Cable Modem模塊將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，將數(shù)字信號(hào)通過以太網(wǎng)模塊傳輸至CPU模塊；具體的工作模式為供電公司發(fā)送抄表指令時(shí)傳輸至Cable Modem模塊，通過 Cable Modem模塊將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，CPU模塊接收到指令后，控制采集模塊通過總線向 電表發(fā)送采集指令，電表收到采集指令，讀取表中的讀數(shù)，返回?cái)?shù)據(jù)至CPU模塊，CPU模塊取 到電表讀數(shù)后通過Cable Modem模塊傳輸?shù)焦╇姽?；[0009]供電公司通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送停送指令時(shí)，數(shù)據(jù)傳輸至Cable Modem模塊，通過Cable Modem模塊把它轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，CPU模塊接收到指令后，控制停送模塊對(duì)總線電路進(jìn)行合 閘跳閘操作；當(dāng)需要側(cè)分析統(tǒng)計(jì)時(shí)，具體工作模式有A.智能分析該終端能夠在線實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)，供電公司實(shí)時(shí)的通過Cable Modem模塊5或 者以太網(wǎng)模塊6給CPU模塊1發(fā)送指令，CPU模塊1經(jīng)過采集模塊4的實(shí)時(shí)采集，將數(shù)據(jù)在 CPU模塊1中按照提前設(shè)定的統(tǒng)計(jì)方式，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，然后在經(jīng)過Cable Modem模塊5或者以 太網(wǎng)模塊6傳輸回供電公司。B.實(shí)時(shí)在線統(tǒng)計(jì)該終端時(shí)時(shí)進(jìn)行在線統(tǒng)計(jì)電能表的數(shù)據(jù)，并且可以實(shí)時(shí)的傳遞回供電公司；當(dāng)接 收到供電公司的實(shí)時(shí)采集的指令后，該終端實(shí)時(shí)的通過CableModem模塊5或者以太網(wǎng)模塊 6給CPU模塊1發(fā)送指令，CPU模塊1經(jīng)過采集模塊4進(jìn)行實(shí)時(shí)采集；C.分時(shí)段統(tǒng)計(jì)該終端按照不同時(shí)段的劃分來對(duì)用戶的用電情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，可以將供電公司 設(shè)定好的時(shí)間遠(yuǎn)程發(fā)送到該終端，該終端便會(huì)通過Cable Modem模塊5或者以太網(wǎng)模塊6 給CPU模塊1發(fā)送指令，CPU模塊1經(jīng)過采集模塊4進(jìn)行采集，按照供電公司設(shè)置的時(shí)間段 來將數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果回傳到供電公司。具體可以按照日時(shí)段、月時(shí)段劃分，支持周修日、節(jié)假 日時(shí)段；D.引導(dǎo)用戶合理用電該終端支持網(wǎng)絡(luò)查看功能，用電用戶可以通過服務(wù)中心模塊自行查看該終端的在 線統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)及分析報(bào)表，來合理的安排用電設(shè)備的使用。此外終端還有雙向互動(dòng)模式A.按照電價(jià)調(diào)整數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方式該終端可以根據(jù)供電公司發(fā)布的電價(jià)信息指令，隨著電價(jià)的變化，而自行的改變 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方式。B.將抄寫的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)的發(fā)送到供電公司該終端可以將因電價(jià)變化而改變的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)的傳遞回供電公司，使供電公司能夠 及時(shí)的了解該用戶的用電費(fèi)用。所述的停送模塊由最多16路繼電器組成，工作電壓為9伏特，最大電流為60安 培，每路繼電器使用2路電平控制。所述采集模塊采用RS485總線與各個(gè)電表連接。本實(shí)用新型的有益效果1、該終端整合電力網(wǎng)、電信網(wǎng)、以太網(wǎng)等多網(wǎng)融合在一起，提供多種數(shù)據(jù)傳輸方 式，避免了為尋求數(shù)據(jù)傳輸載體，而重復(fù)建設(shè)、重復(fù)投資。2、該終端可以對(duì)用電用戶的用電數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)在線統(tǒng)計(jì)，并且實(shí)時(shí)分析，將用電 數(shù)據(jù)精確的傳回供電公司，并且可以分時(shí)段的自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)以供供電公司進(jìn)行分析調(diào) 度；同時(shí)該終端接收供電公司的供電信息指令，根據(jù)電價(jià)的調(diào)整自動(dòng)改變電價(jià)抄寫模式。3、該終端基于傳統(tǒng)485電表的情況下把功能單一的電表變?yōu)槎喙δ茈姳恚瑢?shí)現(xiàn)遠(yuǎn)停遠(yuǎn)送等功能，具備布線簡(jiǎn)單、維護(hù)成本低、傳輸實(shí)時(shí)性能高的優(yōu)點(diǎn)。4.在用電管理方面，采用自動(dòng)抄表技術(shù)，不僅節(jié)約了人力資源，更重要的是提高了 抄表的準(zhǔn)確性，減少賬單出錯(cuò)，供用電管理部門及時(shí)準(zhǔn)確獲得數(shù)據(jù)信息。

圖1為本裝置的系統(tǒng)框圖；圖2為數(shù)據(jù)采集流程圖圖3為遠(yuǎn)停遠(yuǎn)送流程圖
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)指標(biāo)1.建立基于有線電視網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸，高效實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)采集平臺(tái)。2.任何情況下抄讀電量準(zhǔn)確率大于等于99. 9 %。3.正常運(yùn)行的工作環(huán)境溫度-25°C _+55°C。4.系統(tǒng)網(wǎng)路速率100Mbps ；計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程通信的通道速率64Mbps-2Mbps。5.數(shù)據(jù)檢索響應(yīng)時(shí)間小于3秒；畫面調(diào)用響應(yīng)時(shí)間小于3秒。6.由于系統(tǒng)各部件主要設(shè)備裝設(shè)于外部環(huán)境中，因此應(yīng)當(dāng)具備相當(dāng)能力的抗人為 及自然破壞能力和相當(dāng)能力的抗沖擊及防污閃能力。7.在任意1分鐘內(nèi)，占用服務(wù)器CPU的平均負(fù)荷率小于等于35% ；占用工作站CPU 的平均負(fù)荷率小于等于40% ；占用主站局域網(wǎng)的平均負(fù)荷率小于等于20%。該終端具有客戶信息設(shè)置、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、抄表日數(shù)據(jù)上傳，集抄地理信息管理等 功能；1.客戶信息設(shè)置如所在小區(qū)、地址、聯(lián)系方式、電能表編號(hào)等；2.實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集供電公司向終端發(fā)送采集指令，終端通過CPU模塊向采集模塊 下達(dá)采集指令；3.抄表日數(shù)據(jù)上傳終端自動(dòng)從采集模塊讀取凍結(jié)的抄表日電能表讀數(shù)并上傳 給供電公司；4.集抄地理信息管理終端以電子地形圖為背景，在其上構(gòu)造出集抄用戶分布區(qū) 域，并能表示具體已部署遠(yuǎn)抄小區(qū)的具體分布情況；如圖1所示，一種多網(wǎng)融合的智能電網(wǎng)需求側(cè)管理終端，包括CPU模塊1、AC/DC轉(zhuǎn) 換模塊2、停送模塊3、采集模塊4、Cable Modem模塊5、以太網(wǎng)模塊6、存儲(chǔ)模塊7、電源供 電模塊8和指示燈模塊9 ；其中AC/DC轉(zhuǎn)換模塊2、停送模塊3、采集模塊4、以太網(wǎng)模塊6、 存儲(chǔ)模塊7、指示燈模塊9分別與CPU模塊1連接，Cable Modem模塊5的出口和以太網(wǎng)模 塊6的入口連接，CATV出口與Cable Modem模塊5的入口連接，停送模塊3的輸出口和采 集模塊4的輸塊4的輸出口與總線上的電表連接，電源供電模塊8與各個(gè)模塊連接供電；其 中Cable Modem模塊5與有線電視網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行高速數(shù)據(jù)接入，將上行的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬 射頻信號(hào)，接收下行信號(hào)時(shí)Cable Modem模塊5將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，將數(shù)字信號(hào)通過以太 網(wǎng)模塊6傳輸至CPU模塊1處理；供電公司發(fā)送抄表指令時(shí)傳輸至Cable Modem模塊5，通 過Cable Modem模塊5將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，CPU模塊1接收到指令后，控制采集模塊4通過總線向電表發(fā)送采集指令，電表收到采集指令，讀取表中的讀數(shù)，返回?cái)?shù)據(jù)至CPU模塊1 ； CPU模塊1取到電表讀數(shù)后通過Cable Modem模塊5傳輸?shù)焦╇姽?；供電公司通過網(wǎng)絡(luò) 發(fā)送停送指令時(shí)，數(shù)據(jù)傳輸至Cable Modem模塊5，通過Cable Modem模塊5把其轉(zhuǎn)換為數(shù) 字信號(hào)，CPU模塊1接收到指令后，控制停送模塊3對(duì)總線電路進(jìn)行合閘跳閘操作。如圖2所示，該終端通過485串口連接到電表的485端口上，通過該端口可以對(duì) 多臺(tái)(最多16臺(tái))電能表的數(shù)據(jù)采集，可以采用兩種傳輸方式將采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)焦?電公司，第一種將數(shù)據(jù)發(fā)送到以太網(wǎng)模塊6，通過網(wǎng)口直接將采集到的用電數(shù)據(jù)傳輸給供電 公司。第二種采集模塊4將采集到的信息傳輸?shù)揭蕴W(wǎng)模塊6，由以太網(wǎng)模塊6再傳輸?shù)?Cable Modem模塊5，經(jīng)過Cable Modem模塊5傳輸?shù)焦╇姽?。用戶或者供電公司根?jù)實(shí) 際情況可以實(shí)際選擇任意一種方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。如圖3所示，供電公司根據(jù)用電用戶的繳費(fèi)情況對(duì)用電用戶的供電實(shí)行停送電工 作，傳統(tǒng)的停送電方式需要人工到用戶的電表箱內(nèi)進(jìn)行手動(dòng)操作，該終端通過以太網(wǎng)模塊6 或者Cable Modem模塊5接收到供電公司的停送電指令后，將指令信息實(shí)時(shí)的傳輸?shù)紺PU 模塊1 (單片機(jī)，控制中樞)，CPU模塊1經(jīng)過AC/DC轉(zhuǎn)換將控制信號(hào)發(fā)送到停送模塊中的相 應(yīng)繼電器的線圈觸點(diǎn)，通過控制繼電器的通斷來控制相應(yīng)用戶的停送電。采集模塊采用ARM CPU芯片，外掛Flash、SDRAM存儲(chǔ)器，接口上提供LED、 Ethernet (包括與Cable Modem通訊網(wǎng)口及調(diào)試網(wǎng)口)、串口 485總線(連接電表)、RTC (實(shí) 時(shí)時(shí)鐘)等，該終端通過采集模塊利用485總線采集電表數(shù)據(jù)，通過該端口可以對(duì)多臺(tái)(最 多16臺(tái))電能表的數(shù)據(jù)采集。Cable Modem模塊主要包括MIPS CPU芯片，外掛Flash、SDRAM存儲(chǔ)器，CATV調(diào)試 解調(diào)器，以太網(wǎng)轉(zhuǎn)化芯片等。當(dāng)CPU模塊動(dòng)作時(shí)，指示燈模塊中的指示燈就會(huì)亮，顯示出CPU模塊在工作。本實(shí)用新型的實(shí)現(xiàn)具有以下功能1)需求側(cè)分析統(tǒng)計(jì)A.智能分析該終端能夠在線實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)，供電公司可以實(shí)時(shí)的通過Cable Modem模塊 5或者以太網(wǎng)模塊6給CPU模塊1發(fā)送指令，CPU模塊1經(jīng)過采集模塊4的實(shí)時(shí)采集，將數(shù) 據(jù)在CPU模塊1中按照提前設(shè)定的統(tǒng)計(jì)方式，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，然后在經(jīng)過Cable Modem模塊5或 者以太網(wǎng)模塊6傳輸回供電公司。B.實(shí)時(shí)在線統(tǒng)計(jì)該終端可以每時(shí)每刻的進(jìn)行在線統(tǒng)計(jì)電能表的數(shù)據(jù)，并且可以實(shí)時(shí)的傳遞回供電 公司；當(dāng)接收到供電公司的實(shí)時(shí)采集的指令后，該終端實(shí)時(shí)的通過CableModem模塊5或者 以太網(wǎng)模塊6給CPU模塊1發(fā)送指令，CPU模塊1經(jīng)過采集模塊4進(jìn)行實(shí)時(shí)采集；C.分時(shí)段統(tǒng)計(jì)該終端可以按照不同時(shí)段的劃分來進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，比如供電公司設(shè)定每天凌晨、 中午和下午三個(gè)階段要對(duì)用戶的用電情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，可以將供電公司設(shè)定好的時(shí)間遠(yuǎn) 程發(fā)送到該終端，該終端便會(huì)通過Cable Modem模塊5或者以太網(wǎng)模塊6給CPU模塊1發(fā) 送指令，CPU模塊1經(jīng)過采集模塊4進(jìn)行采集，按照供電公司設(shè)置的時(shí)間段來將數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié) 果回傳到供電公司。具體可以按照日時(shí)段、月時(shí)段劃分，支持周修日、節(jié)假日時(shí)段；[0061]D.引導(dǎo)用戶合理用電該終端支持網(wǎng)絡(luò)查看功能，用電用戶可以通過服務(wù)中心模塊自行查看該終端的在 線統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)及分析報(bào)表，來合理的安排用電設(shè)備的使用。2)雙向互動(dòng)A.按照電價(jià)調(diào)整數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方式該終端可以根據(jù)供電公司發(fā)布的電價(jià)信息指令，隨著電價(jià)的變化，而自行的改變 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方式。B.將抄寫的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)的發(fā)送到供電公司該終端可以將因電價(jià)變化而改變的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)的傳遞回供電公司，使供電公司能夠 及時(shí)的了解該用戶的用電費(fèi)用。3)多功能操作用電用戶或者供電公司不需要改變?cè)械墓δ軉我坏?85電能表就可以實(shí)現(xiàn)多 功能的操作，如可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制停電、送電，失壓、失流、電壓合格、全失壓電流檢測(cè)和記 錄功能等。本實(shí)用新型包括但不限于以上實(shí)施例，凡是在本發(fā)明的精神和原則之下進(jìn)行的任 何局部改動(dòng)或等同替換，都將視為在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求一種多網(wǎng)融合的智能電網(wǎng)需求側(cè)管理終端，包括CPU模塊(1)、AC/DC轉(zhuǎn)換模塊(2)、停送模塊(3)、采集模塊(4)、Cable Modem模塊(5)、以太網(wǎng)模塊(6)、存儲(chǔ)模塊(7)、電源供電模塊(8)和指示燈模塊(9)；其特征在于AC/DC轉(zhuǎn)換模塊(2)、停送模塊(3)、采集模塊(4)、以太網(wǎng)模塊(6)、存儲(chǔ)模塊(7)、指示燈模塊(9)分別與CPU模塊(1)連接，Cable Modem模塊(5)的出口和以太網(wǎng)模塊(6)的入口連接，CATV出口與Cable Modem模塊(5)的入口連接，停送模塊(3)的輸出口和采集模塊(4)的輸出口分別與總線上的電表連接，電源供電模塊(8)與各個(gè)模塊連接供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種多網(wǎng)融合的智能電網(wǎng)需求側(cè)管理終端，其特征在于 所述的停送模塊(3)由16路繼電器組成，工作電壓為9伏特，最大電流為60安培，每路繼 電器使用2路電平控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多網(wǎng)融合的智能電網(wǎng)需求側(cè)管理終端，其特征在于所 述采集模塊采用RS485總線與各個(gè)電表連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種多網(wǎng)融合的智能電網(wǎng)需求側(cè)管理終端，其特征在于 采集模塊采用ARM CPU芯片，外掛Flash、SDRAM存儲(chǔ)器，接口上提供LED、Ethernet、串口 485總線連接電表、實(shí)時(shí)時(shí)鐘RTC。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種多網(wǎng)融合的智能電網(wǎng)需求側(cè)管理終端，其特征在于 Cable Modem模塊(5)主要包括MIPS CPU芯片，外掛Flash、SDRAM存儲(chǔ)器、CATV調(diào)試解調(diào) 器、以太網(wǎng)轉(zhuǎn)化芯片。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種多網(wǎng)融合的智能電網(wǎng)需求側(cè)管理終端，其特征在于 當(dāng)CPU模塊⑴動(dòng)作時(shí)，指示燈模塊(9)中的指示燈就會(huì)亮，顯示出CPU模塊⑴在工作。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種多網(wǎng)融合的智能電網(wǎng)需求側(cè)管理終端，屬于智能電網(wǎng)管理領(lǐng)域。本實(shí)用新型包括CPU模塊，停送模塊，采集模塊等模塊；其中AC/DC轉(zhuǎn)換模塊、停送模塊、采集模塊、以太網(wǎng)模塊、存儲(chǔ)模塊、指示燈模塊分別與CPU模塊連接，Cable Modem模塊的出口和以太網(wǎng)模塊的入口連接，CATV出口與Cable Modem模塊的入口連接，停送模塊和采集模塊的輸出口分別與總線上的電表連接；該裝置提供多種數(shù)據(jù)傳輸方式，并且實(shí)時(shí)在線統(tǒng)計(jì)，將用電數(shù)據(jù)精確的傳回供電公司，將功能單一的電表變?yōu)槎喙δ茈姳?，?shí)現(xiàn)遠(yuǎn)停遠(yuǎn)送等功能。
文檔編號(hào)H02J13/00GK201682329SQ20102050693
公開日2010年12月22日 申請(qǐng)日期2010年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月27日
發(fā)明者韋炳宇 申請(qǐng)人:北京華鑫志和科技有限公司