專利名稱：物聯(lián)網(wǎng)智能電能表及其管理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電能表，更具體的說是一種物聯(lián)網(wǎng)智能電能表及其管理系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前國內(nèi)能源價(jià)格正在與國際接軌，而造成價(jià)格波動(dòng)頻繁，因此對(duì)計(jì)量電能表提出了新的要求，其目的在于要實(shí)現(xiàn)計(jì)量、控制、收費(fèi)與管理等功能，但是目前市面上的自來電能表都不具備前述功能，國內(nèi)目前所生產(chǎn)的電能表從付費(fèi)方式上大致可劃分為兩類一是先付費(fèi)后使用，比如IC卡電能表，具有預(yù)存電能費(fèi)用完即停電能、用戶須持IC卡到指定地點(diǎn)購買并完成相應(yīng)的輸入功能后方能恢復(fù)供電能的特點(diǎn)，但I(xiàn)C卡與電能表在進(jìn)行數(shù)據(jù)交換時(shí)存在人為的不可靠因素，以及電能價(jià)不能實(shí)時(shí)調(diào)控的缺陷，例如價(jià)格調(diào)整等。二是先使用后付費(fèi)，這也是目前大多數(shù)的自來電能提供方所廣泛采用的付費(fèi)方式，即通過普通電能表計(jì)量，定期人工抄錄表端信息后再根據(jù)電能價(jià)計(jì)算費(fèi)用收取，而此種方式存在數(shù)據(jù)抄錄、電能費(fèi)收取困難的缺點(diǎn)，且供應(yīng)方在對(duì)于使用方的自來電能使用上不易掌控、調(diào)整電能價(jià)時(shí)需對(duì)調(diào)整前后的電能價(jià)與電能量分別統(tǒng)計(jì)與計(jì)算，無形增加了工作人員工作量。除此以外市場上也陸續(xù)出現(xiàn)了形形色色的遠(yuǎn)傳表，遠(yuǎn)抄表，遠(yuǎn)控表，但這些電能表都是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的傳輸模式，即終端電能表通過有線或者無線的傳輸方式將數(shù)據(jù)傳輸?shù)匠韱T的手抄器或遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)，但是因是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸且無線信號(hào)極易受到外界頻率和建筑物干擾，導(dǎo)致數(shù)據(jù)抄收率不理想，因此目前尚不能實(shí)現(xiàn)終端電能表遠(yuǎn)程調(diào)價(jià)以及遠(yuǎn)程讀取表端數(shù)據(jù)等功能，且由于信號(hào)的衰減性，使得此種類型的電能表的應(yīng)用范圍有限。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決上述不足，提供一種基于物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制以及讀取表端數(shù)據(jù)功能的物聯(lián)網(wǎng)智能電能表及其管理系統(tǒng)。為解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案本發(fā)明一方面所提供的一種物聯(lián)網(wǎng)智能電能表，電能表中包括電能表計(jì)數(shù)模塊、 繼電器與CPU控制器，CPU控制器接入電能表計(jì)數(shù)模塊，且還通過繼電器控制電路與繼電器相連，所述的電能表計(jì)數(shù)模塊接入電源輸入端，繼電器接入電源輸出端；CPU控制器從電能表計(jì)數(shù)模塊中讀取數(shù)據(jù)信息，并依照數(shù)據(jù)信息扣除EPPROM存儲(chǔ)器儲(chǔ)存的初始值，CPU控制器還通過繼電器控制電路控制繼電器的閉合與斷開。所述的電能表中還包括數(shù)據(jù)傳輸模塊，且數(shù)據(jù)傳輸模塊接入CPU控制器，CPU控制器通過數(shù)據(jù)傳輸模塊與數(shù)據(jù)采集器之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，且數(shù)據(jù)采集器與電能表組成物聯(lián)網(wǎng)，數(shù)據(jù)采集器還接入互聯(lián)網(wǎng)，通過互聯(lián)網(wǎng)與遠(yuǎn)程控制端進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；數(shù)據(jù)采集器將通過物聯(lián)網(wǎng)接收到的來自于電能表中CPU控制器的表端數(shù)據(jù)通過互聯(lián)網(wǎng)傳輸至遠(yuǎn)程控制端，或通過互聯(lián)網(wǎng)接收到的來自于遠(yuǎn)程控制端的控制指令通過物聯(lián)網(wǎng)傳輸至終端電能表的CPU控制器，CPU控制器根據(jù)控制指令向電能表計(jì)數(shù)模塊與繼電器控制電路發(fā)送控制指令，并通過物聯(lián)網(wǎng)向遠(yuǎn)程控制端進(jìn)行反饋。
更進(jìn)一步的技術(shù)方案是所述的數(shù)據(jù)采集器中也包含數(shù)據(jù)傳輸模塊。更更進(jìn)一步的技術(shù)方案是所述的數(shù)據(jù)傳輸模塊是無線收發(fā)模塊，其無線收發(fā)傳輸方式采用微波、紅外信號(hào)、電力載波、光電信號(hào)、超聲波信號(hào)、微波信號(hào)、GPRS與GPS、射頻信號(hào)當(dāng)中的任意一種。更進(jìn)一步的技術(shù)方案是所述的數(shù)據(jù)傳輸模塊是有線收發(fā)模塊，其有線傳輸?shù)姆绞讲捎霉饫w傳輸、電力載波、RS232總線、RS485總線、M-BUS儀表總線、CAN總線當(dāng)中的任意一種。再進(jìn)一步的技術(shù)方案是所述的電能表中還包括IC卡卡座、液晶顯示器與蜂鳴器，IC卡卡座通過IC卡讀寫接口電路接入CPU控制器，蜂鳴器通過余量判別電路接入CPU 控制器；IC卡讀寫接口電路讀取I C卡內(nèi)部的數(shù)據(jù)并傳輸至CPU控制器，CPU控制器通過液晶顯示電路將IC卡內(nèi)的數(shù)據(jù)傳輸至液晶顯示器。更進(jìn)一步的技術(shù)方案是所述的電能表計(jì)數(shù)模塊中至少包含VI脈沖放大器、模擬乘法器、V/F轉(zhuǎn)換器與脈沖計(jì)數(shù)器，且它們依次連接，其中脈沖計(jì)數(shù)器接入CPU控制器；供電電源輸入VI脈沖放大器，用于提高負(fù)載能力，然后通過模擬乘法器實(shí)現(xiàn)輸出信號(hào)與輸入信號(hào)相乘積成正比，再通過ν/F轉(zhuǎn)換器傳輸?shù)矫}沖計(jì)數(shù)器，脈沖計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)后，將數(shù)據(jù)傳輸至 CPU控制器進(jìn)行處理；所述的VI脈沖放大器與電源輸入端之間還設(shè)置有電壓檢測電路，用于檢測電源輸入端向輸入VI脈沖放大器的電壓強(qiáng)度。本發(fā)明另一方面提供了一種物聯(lián)網(wǎng)智能電能表管理系統(tǒng)，所述的管理系統(tǒng)由多臺(tái)上述的物聯(lián)網(wǎng)智能電能表、至少一臺(tái)數(shù)據(jù)采集器與遠(yuǎn)程控制端組成，多臺(tái)物聯(lián)網(wǎng)智能電能表與至少一臺(tái)數(shù)據(jù)采集器組成物聯(lián)網(wǎng)，數(shù)據(jù)采集器接入互聯(lián)網(wǎng)，并通過互聯(lián)網(wǎng)與遠(yuǎn)程控制端進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。進(jìn)一步的技術(shù)方案是所述的數(shù)據(jù)采集器為多個(gè)，且管理系統(tǒng)中還包括數(shù)據(jù)集中器，數(shù)據(jù)集中器通過網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議接入互聯(lián)網(wǎng)，并分別與多個(gè)數(shù)據(jù)采集器、智能電能表組成統(tǒng)一的物聯(lián)網(wǎng)；數(shù)據(jù)采集器通過物聯(lián)網(wǎng)接收到的來自于物聯(lián)網(wǎng)智能電能表的表端數(shù)據(jù)并傳輸至數(shù)據(jù)集中器，數(shù)據(jù)集中器將表端數(shù)據(jù)通過互聯(lián)網(wǎng)傳輸至遠(yuǎn)程控制端，并將互聯(lián)網(wǎng)中來自于遠(yuǎn)程控制端的控制指令通過物聯(lián)網(wǎng)傳輸至各個(gè)數(shù)據(jù)采集器，數(shù)據(jù)采集器也通過物聯(lián)網(wǎng)將控制指令傳輸至終端智能電能表。更進(jìn)一步的技術(shù)方案是所述的數(shù)據(jù)集中器中的無線收發(fā)模塊是放大無線收發(fā)模塊，通過放大無線收發(fā)模塊將從物聯(lián)網(wǎng)中接收到來自于數(shù)據(jù)采集器的表端數(shù)據(jù)放大后再通過互聯(lián)網(wǎng)傳輸至遠(yuǎn)程控制端，或者將從互聯(lián)網(wǎng)中獲取到的遠(yuǎn)程控制端控制指令放大后再通過物聯(lián)網(wǎng)傳輸至數(shù)據(jù)采集器中。更進(jìn)一步的技術(shù)方案是所述的遠(yuǎn)程控制端包含中型關(guān)系型數(shù)據(jù)庫與計(jì)算機(jī)綜合管理系統(tǒng)，其中計(jì)算機(jī)綜合管理系統(tǒng)包括以下模塊業(yè)務(wù)管理模塊用于實(shí)現(xiàn)表端業(yè)務(wù)管理、手持機(jī)業(yè)務(wù)管理、銀行業(yè)務(wù)管理、支付寶業(yè)務(wù)管理、其它終端平臺(tái)支付業(yè)務(wù)管理、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)管理、IC卡業(yè)務(wù)管理的功能；基礎(chǔ)數(shù)據(jù)模塊用于實(shí)現(xiàn)站點(diǎn)設(shè)置、區(qū)域設(shè)置、表類型設(shè)置、繳費(fèi)類型設(shè)置、數(shù)據(jù)傳輸類型設(shè)置的功能；無線網(wǎng)絡(luò)管理模塊用于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涔芾?、?shù)據(jù)集中站點(diǎn)管理、數(shù)據(jù)集散中心管理的功能；
報(bào)表管理模塊用于實(shí)現(xiàn)用戶基本信息管理報(bào)表、用戶繳費(fèi)信息報(bào)表、用戶補(bǔ)卡信息報(bào)表，以及日?qǐng)?bào)表、月報(bào)表、年報(bào)表的生成功能；系統(tǒng)設(shè)置模塊用于實(shí)現(xiàn)管理員設(shè)置、菜單設(shè)置、密鑰設(shè)置、發(fā)票格式設(shè)置、無線地址設(shè)置的功能。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是通過數(shù)據(jù)采集器將智能電能表組成物聯(lián)網(wǎng)，使遠(yuǎn)程控制端可通過互聯(lián)網(wǎng)直接獲取物聯(lián)網(wǎng)中終端智能電能表的表端信息或接收終端智能電能表的反饋信息，且遠(yuǎn)程控制終端以一對(duì)多的形式管理監(jiān)測智能電能表的運(yùn)行狀態(tài)，通過多級(jí)劃分的數(shù)據(jù)采集器搭建穩(wěn)定的互聯(lián)網(wǎng)保證信號(hào)傳輸?shù)姆€(wěn)定性，確保物聯(lián)網(wǎng)中的每一臺(tái)終端智能電能表都可被控制，有利于遠(yuǎn)程抄表、遠(yuǎn)程調(diào)整電價(jià)功能的實(shí)施；且本發(fā)明所提供的一種物聯(lián)網(wǎng)智能電能表及其管理系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單，其功能基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)， 適合在各個(gè)地區(qū)安裝使用，應(yīng)用范圍廣闊。


圖1為本發(fā)明終端智能電能表的結(jié)構(gòu)示意框圖；圖2為本發(fā)明的物聯(lián)網(wǎng)智能電能表管理系統(tǒng)架構(gòu)框圖；圖3為本發(fā)明計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)功能模塊示意具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步闡述。如圖1所示，本發(fā)明所提供一種物聯(lián)網(wǎng)智能電能表，電能表中包括電能表計(jì)數(shù)模塊、繼電器與CPU控制器，CPU控制器接入電能表計(jì)數(shù)模塊，且還通過繼電器控制電路與繼電器相連，所述的電能表計(jì)數(shù)模塊接入電源輸入端，繼電器接入電源輸出端；CPU控制器從電能表計(jì)數(shù)模塊中讀取數(shù)據(jù)信息，并依照數(shù)據(jù)信息扣除EPPROM存儲(chǔ)器儲(chǔ)存的初始值，CPU 控制器還通過繼電器控制電路控制繼電器的閉合與斷開。上述的電能表計(jì)數(shù)模塊與通用的電能表中計(jì)數(shù)原理相類似，再如圖1所示，其包含VI脈沖放大器、模擬乘法器、V/F轉(zhuǎn)換器與脈沖計(jì)數(shù)器，且它們依次連接，其中脈沖計(jì)數(shù)器接入CPU控制器；電能表計(jì)數(shù)模塊的計(jì)數(shù)原理如下供電電源輸入VI脈沖放大器，用于提高負(fù)載能力和減少負(fù)載對(duì)智能電能表中信號(hào)源的影響，且兼具有增加抗干擾的能力；然后通過模擬乘法器實(shí)現(xiàn)兩個(gè)互不相關(guān)的信號(hào)相乘，即輸出信號(hào)與輸入信號(hào)相乘積成正比，再通過V/F 轉(zhuǎn)換器傳輸?shù)矫}沖計(jì)數(shù)器，脈沖計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)后，將數(shù)據(jù)傳輸至CPU控制器進(jìn)行處理；而為提高整個(gè)智能電能表的安全性，所述的VI脈沖放大器與電源輸入端之間還設(shè)置有電壓檢測電路，用于檢測電源輸入端向輸入VI脈沖放大器的電壓強(qiáng)度，如電壓超過預(yù)設(shè)值范圍，則不導(dǎo)通。同時(shí)為進(jìn)一步的完善本發(fā)明的物聯(lián)網(wǎng)智能電能表的功能，使其可在EPPROM存儲(chǔ)器中低電量值時(shí)報(bào)警提醒，以及實(shí)時(shí)觀測EPPROM存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)信息，還可在電能表中集成IC卡卡座、液晶顯示器與蜂鳴器，IC卡卡座通過IC卡讀寫接口電路接入CPU控制器，蜂鳴器通過余量判別電路接入CPU控制器；IC卡讀寫接口電路讀取IC卡內(nèi)部的數(shù)據(jù)并傳輸至CPU控制器，CPU控制器通過液晶顯示電路將IC卡內(nèi)的數(shù)據(jù)傳輸至液晶顯示器，液晶顯示器則根據(jù)CPU控制器所輸出的數(shù)據(jù)，將其轉(zhuǎn)換為圖像顯示。所述的電能表中還包括數(shù)據(jù)傳輸模塊，且數(shù)據(jù)傳輸模塊接入CPU控制器，CPU控制器通過數(shù)據(jù)傳輸模塊與數(shù)據(jù)采集器之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，而為確保數(shù)據(jù)采集器與CPU控制器之間可相互傳輸相匹配的數(shù)據(jù)信號(hào)，數(shù)據(jù)采集器中也集成數(shù)據(jù)傳輸模塊，并通過數(shù)據(jù)傳輸模塊與CPU控制器之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)采集器與電能表組成物聯(lián)網(wǎng)，且數(shù)據(jù)采集器還接入互聯(lián)網(wǎng)，通過互聯(lián)網(wǎng)與遠(yuǎn)程控制端進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。上述的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議采用TCP/IP或者UDP當(dāng)中的任意一種均可實(shí)現(xiàn)。在這里為適應(yīng)大多數(shù)的應(yīng)用場所，避免復(fù)雜的布線流程，使數(shù)據(jù)采集器與智能電能表更易組成物聯(lián)網(wǎng)，所述的數(shù)據(jù)傳輸模塊最好采用無線收發(fā)模塊，其無線傳輸方式優(yōu)選為微波傳輸，也可采用其他無線傳輸方式，例如紅外信號(hào)、電力載波、光電信號(hào)、超聲波信號(hào)、微波信號(hào)、GPRS與GPS、射頻信號(hào)等。數(shù)據(jù)采集器將從物聯(lián)網(wǎng)中接收到的來自于電能表中CPU控制器的表端數(shù)據(jù)通過互聯(lián)網(wǎng)傳輸至遠(yuǎn)程控制端，或從互聯(lián)網(wǎng)中接收到的來自于遠(yuǎn)程控制端的控制指令通過物聯(lián)網(wǎng)傳輸至終端電能表的CPU控制器，CPU控制器根據(jù)控制指令向電能表計(jì)數(shù)模塊與繼電器控制電路發(fā)送控制指令，并通過物聯(lián)網(wǎng)向遠(yuǎn)程控制端進(jìn)行反饋。當(dāng)EPPROM存儲(chǔ)器中的初始值為0時(shí)，CPU控制器向繼電器控制電路發(fā)送控制信號(hào)， 控制繼電器斷開，并通過物聯(lián)網(wǎng)向遠(yuǎn)程控制端做出反饋。當(dāng)通過IC卡讀取電路或數(shù)據(jù)傳輸模塊向CPU控制器輸入電量值信息時(shí)，CPU控制器將該信息儲(chǔ)存至EPPROM存儲(chǔ)器中，并向繼電器控制電路發(fā)送控制指令，控制繼電器閉合，即恢復(fù)正常使用。如圖2所示，本發(fā)明還提供了一種物聯(lián)網(wǎng)智能電能表管理系統(tǒng)，所述的管理系統(tǒng)由多臺(tái)上述的物聯(lián)網(wǎng)智能電能表、數(shù)據(jù)采集器與遠(yuǎn)程控制端組成，每臺(tái)數(shù)據(jù)采集器管理單位多的終端智能電能表，且多臺(tái)物聯(lián)網(wǎng)智能電能表與數(shù)據(jù)采集器組成物聯(lián)網(wǎng)，數(shù)據(jù)采集器通過網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議接入互聯(lián)網(wǎng)，并通過互聯(lián)網(wǎng)與遠(yuǎn)程控制端進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。而為使物聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)更為完備，且遠(yuǎn)程控制端更易從每臺(tái)數(shù)據(jù)采集器中獲得其所屬物聯(lián)網(wǎng)中的表端信息，最好將數(shù)據(jù)采集器進(jìn)行多級(jí)劃分，將其設(shè)置為多個(gè)，在管理系統(tǒng)中增設(shè)數(shù)據(jù)集中器，數(shù)據(jù)集中器通過網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議接入互聯(lián)網(wǎng)，并分別與多個(gè)數(shù)據(jù)采集器、 智能電能表組成統(tǒng)一的物聯(lián)網(wǎng)，且數(shù)據(jù)集中器可與數(shù)據(jù)采集器之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，每個(gè)數(shù)據(jù)采集器管理30至50只終端智能電能表；數(shù)據(jù)采集器通過物聯(lián)網(wǎng)中接收到的來自于物聯(lián)網(wǎng)智能電能表的表端數(shù)據(jù)并傳輸至數(shù)據(jù)集中器，數(shù)據(jù)集中器將表端數(shù)據(jù)通過互聯(lián)網(wǎng)傳輸至遠(yuǎn)程控制端，并將來自于互聯(lián)網(wǎng)中的遠(yuǎn)程控制端控制指令通過物聯(lián)網(wǎng)傳輸至各個(gè)數(shù)據(jù)采集器，數(shù)據(jù)采集器再通過物聯(lián)網(wǎng)將控制指令傳輸至終端智能電能表。而發(fā)明人在實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)，通過數(shù)據(jù)集中器多級(jí)劃分?jǐn)?shù)據(jù)采集器與終端智能電能表雖然能解決物聯(lián)網(wǎng)中數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定，且使遠(yuǎn)程控制端更易管理的問題，但是物聯(lián)網(wǎng)管理系統(tǒng)中數(shù)據(jù)采集器的架構(gòu)過于復(fù)雜可能會(huì)產(chǎn)生一個(gè)新的問題，數(shù)據(jù)采集器中的表端信息，或者來自互聯(lián)網(wǎng)中的遠(yuǎn)程控制端控制指令在通過數(shù)據(jù)集中器中進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)會(huì)發(fā)生一定信號(hào)衰減，造成數(shù)據(jù)采集器通過物聯(lián)網(wǎng)，或者遠(yuǎn)程控制端通過互聯(lián)網(wǎng)接收到的數(shù)據(jù)不完整， 可能影響管理系統(tǒng)的部分功能實(shí)現(xiàn)，為解決這一問題，可在數(shù)據(jù)集中器中采用放大無線收發(fā)模塊，通過放大無線收發(fā)模塊將接收到來自于數(shù)據(jù)采集器的表端數(shù)據(jù)放大后再通過互聯(lián)網(wǎng)傳輸至遠(yuǎn)程控制端，或者將從互聯(lián)網(wǎng)中獲取到的遠(yuǎn)程控制端控制指令放大后再通過物聯(lián)網(wǎng)傳輸至數(shù)據(jù)采集器中。實(shí)時(shí)調(diào)整電價(jià)的實(shí)現(xiàn)方式為遠(yuǎn)程控制端通過互聯(lián)網(wǎng)將費(fèi)用調(diào)整信息傳輸至數(shù)據(jù)集中器，再由數(shù)據(jù)集中器經(jīng)過數(shù)據(jù)采集器，通過物聯(lián)網(wǎng)將調(diào)整信息轉(zhuǎn)傳輸至智能電能表的數(shù)據(jù)傳輸模塊，數(shù)據(jù)傳輸模塊再將該信息傳輸至CPU控制器，CPU控制器在收到該信息后首先對(duì)其進(jìn)行解密，然后更新其內(nèi)部的EPPROM存儲(chǔ)器電能初始值扣除標(biāo)準(zhǔn)，并按新的標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。遠(yuǎn)程斷電的實(shí)現(xiàn)方式為遠(yuǎn)程控制端通過互聯(lián)網(wǎng)傳輸控制指令，數(shù)據(jù)集中器接收到控制指令后通過物聯(lián)網(wǎng)由數(shù)據(jù)采集器轉(zhuǎn)發(fā)至指定的終端智能電能表，終端智能電能表的 CPU控制器在收到該控制指令后首先對(duì)其進(jìn)行解密，如判斷確定為遠(yuǎn)程控制端的斷電指令后，通過繼電器控制電路斷開繼電器，反之則不執(zhí)行任何操作。上述的遠(yuǎn)程控制端中包括中型關(guān)系型數(shù)據(jù)庫與計(jì)算機(jī)綜合管理系統(tǒng)，中型關(guān)系型數(shù)據(jù)庫為SQL2000，如圖3所示，其中計(jì)算機(jī)綜合管理系統(tǒng)包括以下模塊業(yè)務(wù)管理模塊用于實(shí)現(xiàn)表端業(yè)務(wù)管理、手持機(jī)業(yè)務(wù)管理、銀行業(yè)務(wù)管理、支付寶業(yè)務(wù)管理、其它終端平臺(tái)支付業(yè)務(wù)管理、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)管理、IC卡業(yè)務(wù)管理的功能；基礎(chǔ)數(shù)據(jù)模塊用于實(shí)現(xiàn)站點(diǎn)設(shè)置、區(qū)域設(shè)置、表類型設(shè)置、繳費(fèi)類型設(shè)置、數(shù)據(jù)傳輸類型設(shè)置的功能；無線網(wǎng)絡(luò)管理模塊用于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涔芾怼?shù)據(jù)集中站點(diǎn)管理、數(shù)據(jù)集散中心管理的功能；報(bào)表管理模塊用于實(shí)現(xiàn)用戶基本信息管理報(bào)表、用戶繳費(fèi)信息報(bào)表、用戶補(bǔ)卡信息報(bào)表，以及日?qǐng)?bào)表、月報(bào)表、年報(bào)表的生成功能；系統(tǒng)設(shè)置模塊用于實(shí)現(xiàn)管理員設(shè)置、菜單設(shè)置、密鑰設(shè)置、發(fā)票格式設(shè)置、無線地址設(shè)置的功能。上述為本發(fā)明較為優(yōu)選的實(shí)施方式，在物聯(lián)網(wǎng)的組成區(qū)域較小、且布線方便的情況下，終端智能電能表與數(shù)據(jù)采集器中的數(shù)據(jù)傳輸模塊也可以采用有線收發(fā)模塊，其有線傳輸?shù)姆绞娇梢圆捎酶鞣N信號(hào)傳輸線，例如光纖傳輸、電力載波、RS232總線、RS485總線、 M-BUS儀表總線、CAN總線等。上述的計(jì)算機(jī)綜合管理系統(tǒng)可通過互聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)控制終端電能表，還可使用手持機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制端和終端智能電能表的數(shù)據(jù)交互，且手持機(jī)通過USB接口分別從遠(yuǎn)程控制端和終端智能電能表中讀取和傳輸數(shù)據(jù)，同樣的，手持機(jī)還可通過USB接口從遠(yuǎn)程控制端和數(shù)據(jù)采集器以及數(shù)據(jù)集中器中讀取或傳輸數(shù)據(jù)。上述的計(jì)算機(jī)綜合管理系統(tǒng)可通過互聯(lián)網(wǎng)及物聯(lián)網(wǎng)控制終端電能表，還可以IC 卡作為載體與電能表進(jìn)行數(shù)據(jù)的交互，例如電能使用方在購買電能時(shí)，電能供應(yīng)方將購電信息寫入IC卡中，計(jì)算機(jī)綜合管理系統(tǒng)中的IC卡管理模塊在寫入數(shù)據(jù)時(shí)采用多種防護(hù)技術(shù)，保證數(shù)據(jù)的安全與可靠性，具體如下1)采用分組mac校驗(yàn)技術(shù)a)以隨機(jī)數(shù)作為校驗(yàn)起點(diǎn)，以加密后的數(shù)據(jù)作為密鑰產(chǎn)生校驗(yàn)MAC。b)上位機(jī)和單片機(jī)核計(jì)算出來的Mac值一致時(shí)數(shù)據(jù)才有效。2)采用追朔校驗(yàn)技術(shù)a)按校驗(yàn)協(xié)議生成應(yīng)用數(shù)據(jù)。
b)每一筆應(yīng)用數(shù)據(jù)都是唯一的。c)不符合校驗(yàn)條件和協(xié)議規(guī)定的數(shù)據(jù)視為無效數(shù)據(jù)。d)每一筆應(yīng)用數(shù)據(jù)有效使用后就無效。3)采用電能表身份ID識(shí)別技術(shù)a)傳輸信息中寫入了表ID信息。b)表端接收到信息后首先校對(duì)表ID等信息。c)只有ID信息校對(duì)通過后數(shù)據(jù)才能進(jìn)入下一步使用。同時(shí)對(duì)于IC卡讀取使用時(shí)還加上了 1)采用多重加密、保護(hù)技術(shù)a)采用AT88SC102的卡密鑰對(duì)進(jìn)入卡保護(hù)。b)采用AT88SC102的擦寫保護(hù)對(duì)上位機(jī)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行只讀保護(hù)。c)應(yīng)用數(shù)據(jù)采用DES加密技術(shù)，加密密鑰分為6組。d)雙層密鑰保護(hù)，平時(shí)數(shù)據(jù)采用傳輸密鑰加密，更新密鑰采用維護(hù)密鑰加密。2)采用IC卡身份識(shí)別技術(shù)a) IC卡寫入IC卡號(hào)。b) IC卡寫入IC卡密鑰。c)計(jì)算機(jī)綜合管理系統(tǒng)和智能電能表CPU處理器通過卡號(hào)和卡密鑰來識(shí)別IC卡的合法身份。本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于上述實(shí)施例，上述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，任何對(duì)本發(fā)明的物聯(lián)網(wǎng)智能電能表基于物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸，以及管理系統(tǒng)的各個(gè)組成部分所做的等值替換、刪除改進(jìn)，且所解決技術(shù)問題、技術(shù)效果與本發(fā)明相同的，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種物聯(lián)網(wǎng)智能電能表，電能表中包括電能表計(jì)數(shù)模塊、繼電器與CPU控制器，CPU 控制器接入電能表計(jì)數(shù)模塊，且還通過繼電器控制電路與繼電器相連，所述的電能表計(jì)數(shù)模塊接入電源輸入端，繼電器接入電源輸出端；CPU控制器從電能表計(jì)數(shù)模塊中讀取數(shù)據(jù)信息，并依照數(shù)據(jù)信息扣除EPPROM存儲(chǔ)器儲(chǔ)存的初始值，CPU控制器還通過繼電器控制電路控制繼電器的閉合與斷開，其特征在于所述的電能表中還包括數(shù)據(jù)傳輸模塊，且數(shù)據(jù)傳輸模塊接入CPU控制器，CPU控制器通過數(shù)據(jù)傳輸模塊與數(shù)據(jù)采集器之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，且數(shù)據(jù)采集器與電能表組成物聯(lián)網(wǎng)，數(shù)據(jù)采集器還接入互聯(lián)網(wǎng)，通過互聯(lián)網(wǎng)與遠(yuǎn)程控制端進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；數(shù)據(jù)采集器將通過物聯(lián)網(wǎng)接收到的來自于電能表中CPU控制器的表端數(shù)據(jù)通過互聯(lián)網(wǎng)傳輸至遠(yuǎn)程控制端，或通過互聯(lián)網(wǎng)接收到的來自于遠(yuǎn)程控制端的控制指令通過物聯(lián)網(wǎng)傳輸至終端電能表的CPU控制器，CPU控制器根據(jù)控制指令向電能表計(jì)數(shù)模塊與繼電器控制電路發(fā)送控制指令，并通過物聯(lián)網(wǎng)向遠(yuǎn)程控制端進(jìn)行反饋。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的物聯(lián)網(wǎng)智能電能表，其特征在于所述的數(shù)據(jù)采集器中也包含數(shù)據(jù)傳輸模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2任意所述的物聯(lián)網(wǎng)智能電能表，其特征在于所述的數(shù)據(jù)傳輸模塊是無線收發(fā)模塊，其無線收發(fā)傳輸方式采用微波、紅外信號(hào)、電力載波、光電信號(hào)、超聲波信號(hào)、微波信號(hào)、GPRS與GPS、射頻信號(hào)當(dāng)中的任意一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至2任意所述的物聯(lián)網(wǎng)智能電能表，其特征在于所述的數(shù)據(jù)傳輸模塊是有線收發(fā)模塊，其有線傳輸?shù)姆绞讲捎霉饫w傳輸、電力載波、RS232總線、RS485總線、M-BUS儀表總線、CAN總線當(dāng)中的任意一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的物聯(lián)網(wǎng)智能電能表，其特征在于所述的電能表中還包括IC 卡卡座、液晶顯示器與蜂鳴器，IC卡卡座通過IC卡讀寫接口電路接入CPU控制器，蜂鳴器通過余量判別電路接入CPU控制器；IC卡讀寫接口電路讀取IC卡內(nèi)部的數(shù)據(jù)并傳輸至CPU 控制器，CPU控制器通過液晶顯示電路將IC卡內(nèi)的數(shù)據(jù)傳輸至液晶顯示器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的物聯(lián)網(wǎng)智能電能表，其特征在于所述的電能表計(jì)數(shù)模塊中至少包含VI脈沖放大器、模擬乘法器、ν/F轉(zhuǎn)換器與脈沖計(jì)數(shù)器，且它們依次連接，其中脈沖計(jì)數(shù)器接入CPU控制器；供電電源輸入VI脈沖放大器，用于提高負(fù)載能力，然后通過模擬乘法器實(shí)現(xiàn)輸出信號(hào)與輸入信號(hào)相乘積成正比，再通過ν/F轉(zhuǎn)換器傳輸?shù)矫}沖計(jì)數(shù)器，脈沖計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)后，將數(shù)據(jù)傳輸至CPU控制器進(jìn)行處理；所述的VI脈沖放大器與電源輸入端之間還設(shè)置有電壓檢測電路，用于檢測電源輸入端向輸入VI脈沖放大器的電壓強(qiáng)度。
7.一種物聯(lián)網(wǎng)智能電能表管理系統(tǒng)，其特征在于所述的管理系統(tǒng)由多臺(tái)權(quán)利要求1 中所述的物聯(lián)網(wǎng)智能電能表、至少一臺(tái)數(shù)據(jù)采集器與遠(yuǎn)程控制端組成，多臺(tái)物聯(lián)網(wǎng)智能電能表與至少一臺(tái)數(shù)據(jù)采集器組成物聯(lián)網(wǎng)，數(shù)據(jù)采集器接入互聯(lián)網(wǎng)，并通過互聯(lián)網(wǎng)與遠(yuǎn)程控制端進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的物聯(lián)網(wǎng)智能電能表管理系統(tǒng)，其特征在于所述的數(shù)據(jù)采集器為多個(gè)，且管理系統(tǒng)中還包括數(shù)據(jù)集中器，數(shù)據(jù)集中器通過網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議接入互聯(lián)網(wǎng)，并分別與多個(gè)數(shù)據(jù)采集器、智能電能表組成統(tǒng)一的物聯(lián)網(wǎng)；數(shù)據(jù)采集器通過物聯(lián)網(wǎng)接收到的來自于物聯(lián)網(wǎng)智能電能表的表端數(shù)據(jù)并傳輸至數(shù)據(jù)集中器，數(shù)據(jù)集中器將表端數(shù)據(jù)通過互聯(lián)網(wǎng)傳輸至遠(yuǎn)程控制端，并將互聯(lián)網(wǎng)中來自于遠(yuǎn)程控制端的控制指令通過物聯(lián)網(wǎng)傳輸至各個(gè)數(shù)據(jù)采集器，數(shù)據(jù)采集器也通過物聯(lián)網(wǎng)將控制指令傳輸至終端智能電能表。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的物聯(lián)網(wǎng)智能電能表管理系統(tǒng)，其特征在于所述的數(shù)據(jù)集中器中的無線收發(fā)模塊是放大無線收發(fā)模塊，通過放大無線收發(fā)模塊將從物聯(lián)網(wǎng)中接收到來自于數(shù)據(jù)采集器的表端數(shù)據(jù)放大后再通過互聯(lián)網(wǎng)傳輸至遠(yuǎn)程控制端，或者將從互聯(lián)網(wǎng)中獲取到的遠(yuǎn)程控制端控制指令放大后再通過物聯(lián)網(wǎng)傳輸至數(shù)據(jù)采集器中。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的物聯(lián)網(wǎng)智能電能表管理系統(tǒng)，其特征在于所述的遠(yuǎn)程控制端包含中型關(guān)系型數(shù)據(jù)庫與計(jì)算機(jī)綜合管理系統(tǒng)，其中計(jì)算機(jī)綜合管理系統(tǒng)包括以下模塊業(yè)務(wù)管理模塊用于實(shí)現(xiàn)表端業(yè)務(wù)管理、手持機(jī)業(yè)務(wù)管理、銀行業(yè)務(wù)管理、支付寶業(yè)務(wù)管理、其它終端平臺(tái)支付業(yè)務(wù)管理、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)管理、IC卡業(yè)務(wù)管理的功能；基礎(chǔ)數(shù)據(jù)模塊用于實(shí)現(xiàn)站點(diǎn)設(shè)置、區(qū)域設(shè)置、表類型設(shè)置、繳費(fèi)類型設(shè)置、數(shù)據(jù)傳輸類型設(shè)置的功能；無線網(wǎng)絡(luò)管理模塊用于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涔芾?、?shù)據(jù)集中站點(diǎn)管理、數(shù)據(jù)集散中心管理的功能；報(bào)表管理模塊用于實(shí)現(xiàn)用戶基本信息管理報(bào)表、用戶繳費(fèi)信息報(bào)表、用戶補(bǔ)卡信息報(bào)表，以及日?qǐng)?bào)表、月報(bào)表、年報(bào)表的生成功能；系統(tǒng)設(shè)置模塊用于實(shí)現(xiàn)管理員設(shè)置、菜單設(shè)置、密鑰設(shè)置、發(fā)票格式設(shè)置、無線地址設(shè)置的功能。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種物聯(lián)網(wǎng)智能電能表及其管理系統(tǒng)，屬一種電能表，電能表中包括電能表計(jì)數(shù)模塊、繼電器與CPU控制器，CPU控制器接入電能表計(jì)數(shù)模塊，且還通過繼電器控制電路與繼電器相連，所述的電能表計(jì)數(shù)模塊接入電源輸入端，繼電器接入電源輸出端；CPU控制器從電能表計(jì)數(shù)模塊中讀取數(shù)據(jù)信息并通過EPPROM存儲(chǔ)器儲(chǔ)存，還通過繼電器控制電路控制繼電器的閉合與斷開，本發(fā)明所提供的一種物聯(lián)網(wǎng)智能電能表及其管理系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單，其功能基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)，適合在各個(gè)地區(qū)安裝使用，應(yīng)用范圍廣闊。
文檔編號(hào)G08C19/00GK102496258SQ20111036333
公開日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2011年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月16日
發(fā)明者吳岳飛, 彭東, 邵澤華 申請(qǐng)人:成都秦川科技發(fā)展有限公司