專利名稱：智能云電表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電力系統(tǒng)領(lǐng)域，具體涉及一種智能云電表。
背景技術(shù)：
智能云電表不是虛無縹渺的概念，而是能實(shí)現(xiàn)家庭側(cè)需求管理、高級測算、電表數(shù)據(jù)管理和家庭需求響應(yīng)、海量存儲、遠(yuǎn)程控制等眾多應(yīng)用優(yōu)勢的重要技術(shù)成果。只要有網(wǎng)線接口，云技術(shù)可以配置在智能云電表上，是對智能電表現(xiàn)有應(yīng)用的升級，也是智能云電表發(fā)展到高級階段的必要配置，它極大提升了智能云電表的實(shí)用性。所謂的智能產(chǎn)品，比如智能電表，其實(shí)只“能”并不“智”。按照智能的真正定義，目前市面上的產(chǎn)品還屬于初期階段的試驗(yàn)產(chǎn)品，很多企業(yè)的產(chǎn)品實(shí)際是偽智能，目前的智能產(chǎn)品能夠下載軟件，能夠互動，能夠與手機(jī)互相操作，但是這些只是當(dāng)下這些技術(shù)“能”做的基本方式。真正“智”控上卻尚未有大的突破。在智能應(yīng)用上是否有更大的實(shí)用價(jià)值的懷疑。智能云電表結(jié)合我國電力能源計(jì)量特點(diǎn)和家庭能源管理的需求進(jìn)行整體設(shè)計(jì)，形成具有中國鮮明特色的新一代智能云電表。從根本上改變我國偽智能電表的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)，爭取在世界范圍有中國主導(dǎo)的新一代智能云電表。

實(shí)用新型內(nèi)容為克服上述缺陷，本實(shí)用新型提供了一種采用了現(xiàn)代電子的設(shè)計(jì)，可以外擴(kuò)遠(yuǎn)傳通信功能，通過網(wǎng)絡(luò)軟件對電表進(jìn)行控制。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種智能云電表，其改進(jìn)之處在于，所述智能云電表包括:數(shù)據(jù)交換單元、存儲器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、采集器、傳感器、ZigBee模塊、以太網(wǎng)接口、wifi模塊、CPU和顯示器；所述數(shù)據(jù)交換單元、所述存儲器、所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器、所述采集器和所述傳感器依次進(jìn)行數(shù)據(jù)交互；所述CPU處理所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)，并將處理的數(shù)據(jù)傳輸?shù)剿鲲@示器進(jìn)行顯示；所述數(shù)據(jù)交換單元分別通過所述ZigBee模塊、所述以太網(wǎng)接口和所述wifi模塊與外界進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。本實(shí)用新型提供的優(yōu)選技術(shù)方案中，所述存儲器為閃存。本實(shí)用新型提供的第二優(yōu)選技術(shù)方案中，其特征在于，所述CPU采用型號為AT91SAM7S256 的 MCU。本實(shí)用新型提供的第三優(yōu)選技術(shù)方案中，所述ZigBee模塊采用型號為CC2530的
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心/T O本實(shí)用新型提供的第四優(yōu)選技術(shù)方案中，wifi模塊采用型號為88w8686的芯片。本實(shí)用新型提供的第五優(yōu)選技術(shù)方案中，所述以太網(wǎng)接口通過塑料光纖與外界進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。 本實(shí)用新型提供的第六優(yōu)選技術(shù)方案中，所述數(shù)據(jù)交換單元是數(shù)據(jù)接口。與現(xiàn)有技術(shù)比，本實(shí)用新型提供的一種智能云電表，在智能電表基礎(chǔ)上，運(yùn)用云計(jì)算、云存儲等技術(shù)對現(xiàn)有應(yīng)用進(jìn)行升級的智能化云電表設(shè)備，它擁有先進(jìn)的用戶需求側(cè)負(fù)荷管理、高級測算、電表數(shù)據(jù)管理和家庭需求響應(yīng)、用電云海量存儲、遠(yuǎn)程控制等眾多應(yīng)用優(yōu)勢，并能實(shí)現(xiàn)軟件更新和內(nèi)容的無限擴(kuò)充。電力部門通過“用電云”來控制后臺數(shù)據(jù)和軟件平臺，包括基礎(chǔ)操作平臺和應(yīng)用操作系統(tǒng)，智能云電表用戶不需要為自家的電表進(jìn)行任何升級、維護(hù)、資源下載，只需將智能云電表連上網(wǎng)絡(luò)，就可即時(shí)實(shí)現(xiàn)最新應(yīng)用和海量資源的共享。

圖1為智能云電表的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為智能云電表在“用電云”中的應(yīng)用示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖2所示，提供了一種基于“用電云”技術(shù)的智能電表系統(tǒng)，新一代智能云電表技術(shù)是能源計(jì)量一個(gè)重要研究領(lǐng)域。本發(fā)明具有性能可靠；低成本及現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)。智能云電表由采集、存儲、計(jì)算、高速通信及一些無源器件組成；本發(fā)明智能云電表具有優(yōu)異的抗電磁干擾性能，高可靠性、保密性強(qiáng)、高靈敏度和較小的體積，且制備簡單、成本低，且系統(tǒng)防水防潮，使用壽命長。國際智能電表界普遍認(rèn)為，新一代智能云電表技術(shù)可望在5年后完全實(shí)現(xiàn)商品化，是電力系統(tǒng)能源計(jì)量領(lǐng)域重大突破。智能云電表具有現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、“用電云”服務(wù)于電表的技術(shù)革命。未來幾年電力系統(tǒng)能源計(jì)量領(lǐng)域需要提高計(jì)量的技術(shù)水平，提高計(jì)量精度，更需要新一代的計(jì)量設(shè)備，企業(yè)應(yīng)及時(shí)啟動新一代智能云電表項(xiàng)目。新一代智能云電表作為電力系統(tǒng)能源計(jì)量重大革命，將以一個(gè)全新的面貌及形態(tài)出現(xiàn)在中國。新一代智能云電表以網(wǎng)絡(luò)通信、云計(jì)算技術(shù)作為支撐，采用先進(jìn)的高速雙向通信網(wǎng)絡(luò)、先進(jìn)的傳感和測量技術(shù)、先進(jìn)的設(shè)備技術(shù)、先進(jìn)的控制方法以及先進(jìn)的決策支持系統(tǒng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)新一代智能云電表的可靠、安全、經(jīng)濟(jì)、高效、環(huán)境友好和使用安全的目標(biāo)的優(yōu)化高效運(yùn)行。I用電云概述2.1“用電云”的定義電力系統(tǒng)“用電云”的建立，標(biāo)志著電力系統(tǒng)能效計(jì)量管理進(jìn)入高級超智能階段。為管理以及計(jì)算智能云電表采集大量的信息數(shù)據(jù)，提出新一代智能云電表管理系統(tǒng)——“用電云”系統(tǒng)?！坝秒娫啤毕到y(tǒng)具有運(yùn)算速度快、系統(tǒng)容量大、可操作性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。智能云電表是應(yīng)用云計(jì)算、云存儲技術(shù)的能源計(jì)量設(shè)備，是云設(shè)備的一種。通俗地講，就是用戶不需要單獨(dú)為智能云電表配備所有互聯(lián)網(wǎng)功能或內(nèi)容，智能云電表連上網(wǎng)絡(luò)，就可以隨時(shí)從外界調(diào)取自己需要的資源或信息。它運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)采集家庭主要用電設(shè)備的電能數(shù)據(jù)，通過云計(jì)算，向客戶提供電能數(shù)據(jù)查詢、分析報(bào)表、報(bào)警，滿足家庭能效分析，制訂節(jié)能降耗方案、提高設(shè)備安全運(yùn)行可靠性的方案。提供資源的網(wǎng)絡(luò)我們稱之為云，為用電服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)我們稱之為“用電云”。云資源是無限的我們可以按需使用。通過“用電云”為供電公司提供服務(wù)，家庭通過“用電云”及時(shí)掌握家庭能耗狀況，進(jìn)行分析。2“用電云”的特征[0023]一、強(qiáng)大的計(jì)算能力和存貯能力整合全部供電公司資源，形成一個(gè)功能強(qiáng)大的計(jì)算和存儲平臺。按用戶需求動態(tài)分配計(jì)算和存儲能力，供電公司相當(dāng)設(shè)置一臺超級計(jì)算機(jī)。“用電云”能賦予用戶前所未有的計(jì)算能力。二、良好的可擴(kuò)展性“用電云”的規(guī)?？梢詣討B(tài)伸縮，滿足應(yīng)用和用戶規(guī)模增長的需要。三、虛擬化云計(jì)算支持用戶在任意位置、使用各種終端獲取應(yīng)用服務(wù)。所請求的資源來自“用電云”，而不是固定的有形的實(shí)體。應(yīng)用在“用電云”中某處運(yùn)行，但實(shí)際上用戶無需了解、也不用擔(dān)心應(yīng)用運(yùn)行的具體位置。只需要一臺筆記本或者一個(gè)手機(jī)，就可以通過網(wǎng)絡(luò)服務(wù)來實(shí)現(xiàn)我們需要的一切，甚至包括超級計(jì)算這樣的任務(wù)。四、可靠性“用電云”使用了數(shù)據(jù)多副本容錯(cuò)、計(jì)算節(jié)點(diǎn)同構(gòu)可互換等措施來保障服務(wù)的高可靠性，使用云計(jì)算比使用本地計(jì)算機(jī)可靠。五、經(jīng)濟(jì)性由于“用電云”的特殊容錯(cuò)措施可以采用極其廉價(jià)的節(jié)點(diǎn)來構(gòu)成云，“用電云”的自動化集中式管理使供電公司無需負(fù)擔(dān)日益高昂的數(shù)據(jù)中心管理成本，“用電云”的通用性使資源的利用率較之傳統(tǒng)系統(tǒng)大幅提升，因此用戶可以充分享受“用電云”的低成本優(yōu)勢，經(jīng)常只要花費(fèi)幾百美元、幾天時(shí)間就能完成以前需要數(shù)萬美元、數(shù)月時(shí)間才能完成的任務(wù)。3“用電云”的架構(gòu)根據(jù)“用電云”系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)，結(jié)合我國智能電表的實(shí)際特點(diǎn)，智能云電表的云計(jì)算平臺架構(gòu)應(yīng)該具有3個(gè)層次，I資源層、2平臺層、3應(yīng)用層，下面分別介紹各層。應(yīng)用層主要包括傳感器、智能云電表采集設(shè)備，智能電網(wǎng)中任何智能電力數(shù)據(jù)采集終端(智能云電表)是以采集電力線三相電壓和電流為基礎(chǔ)，進(jìn)行各種計(jì)算產(chǎn)生有功、無功、功率因數(shù)、電量等參數(shù)及相應(yīng)控制。如RTU、TTU、DTU、負(fù)荷控制設(shè)備、配電儀、無功控制器、變壓器監(jiān)測儀、三相多功能電表等。都是采集電力線三相電壓和電流，只不過名稱不同而已。每種設(shè)備都有各自的規(guī)約以及各自部門管理。統(tǒng)一到“用電云”什么問題都可以解決，并且符合國網(wǎng)公司大運(yùn)行的政策。應(yīng)用層主要經(jīng)過傳感器完成高速電壓、電流采樣，智能云電表只提供電壓、電流數(shù)據(jù)，用戶可以經(jīng)過“用電云”訪問智能云電表設(shè)備，智能云電表只是完成采集數(shù)據(jù)功能，及時(shí)將采集的數(shù)據(jù)輸送給“用電云”，極大減少了智能云電表的計(jì)算量，大量的運(yùn)算全部由“用電云”完成，即節(jié)省智能云電表運(yùn)算，從根本上降低了智能云電表成本。設(shè)備升級無需在智能云電表進(jìn)行，任何升級全部由“用電云”完成，解決每個(gè)用戶升級問題。方便供電公司工作人員的工作量只要硬件設(shè)備不改造，無論任何時(shí)候在“云”內(nèi)都能升級。不論你是RTU還是TTU全部由“用電云”完成，只要涉及電力信息數(shù)據(jù)“用電云”完全能能夠勝任，并且完成分析計(jì)算。平臺層構(gòu)建在應(yīng)用層的基礎(chǔ)之上，供電公司在平臺上進(jìn)行軟件開發(fā)和測試。主要完成用戶軟件開發(fā)建立軟件運(yùn)行環(huán)境?！坝秒娫啤钡挠秒妶D像顯示、用電曲線顯示，全部在平臺上完成。[0038]4智能云電表通信系統(tǒng)架構(gòu)通信網(wǎng)絡(luò)成為智能云電表數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的核心，通信網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量決定“用電云”的效率。以塑料光纖作為通信傳輸媒體是能源計(jì)量數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹卮蟾锩?，為能源?jì)量數(shù)據(jù)傳輸提供高速網(wǎng)絡(luò)通信服務(wù)。6智能云電表技術(shù)架構(gòu)智能云電表除具有智能電表的全部功能，新應(yīng)用的需求是具有家庭能源使用的全部信息，優(yōu)化能源的分配和消費(fèi)，同時(shí)為智能電網(wǎng)的實(shí)施提供支撐。智能通信和數(shù)據(jù)處理，可擴(kuò)展的和安全的下一代網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)。提供更加精確的電量計(jì)費(fèi)和更多的智能電網(wǎng)功倉泛。把新的配電管理、高級測算、電表數(shù)據(jù)管理和需求響應(yīng)等內(nèi)容與現(xiàn)有的服務(wù)項(xiàng)目諸如客戶管理系統(tǒng)以及停電管理系統(tǒng)整合在一起。電費(fèi)結(jié)算功能:例如中國移動的充值卡一樣，可以充值的智能云電表?？蛻粼谌魏蔚胤劫徺I充值卡即完成電量的充值。最大特點(diǎn)是智能云電表采集原始進(jìn)行分塊存儲不進(jìn)行任何計(jì)算，不分析，需要分析全部由計(jì)算機(jī)通過通信接口進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)云計(jì)算。不進(jìn)行計(jì)算可以最大限度節(jié)約硬件資源，即節(jié)約成本。通過以下實(shí)施例對智能云電表作進(jìn)一步解釋。如圖1所示，一種智能云電表，包括:數(shù)據(jù)交換單元、存儲器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、采集器、傳感器、網(wǎng)絡(luò)通信單元、CPU和顯示器；所述數(shù)據(jù)交換單元、所述存儲器、所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器、所述采集器和所述傳感器依次進(jìn)行數(shù)據(jù)交互；所述CPU處理所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)，并將處理的數(shù)據(jù)傳輸?shù)剿鲲@示器進(jìn)行顯示；所述數(shù)據(jù)交換單元通過所述網(wǎng)絡(luò)通信單元與計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。所述存儲器為閃存。所述CPU采用型號為AT91SAM7S256的MCU。所述網(wǎng)絡(luò)通信單元，包括依次設(shè)置的ZigBee模塊、以太網(wǎng)接口和wifi模塊。所述ZigBee模塊采用型號為CC2530的芯片。wifi模塊采用型號為88w8686的芯片。所述資源層，包括:并排設(shè)置的物理計(jì)算設(shè)備和物理存儲設(shè)備。物理計(jì)算設(shè)備是云計(jì)算數(shù)據(jù)中心計(jì)算機(jī)設(shè)備；物理存儲設(shè)備是互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器設(shè)備。所述以太網(wǎng)接口通過塑料光纖連接資源層。所述數(shù)據(jù)交換單元是數(shù)據(jù)接口。需要聲明的是，本實(shí)用新型內(nèi)容及具體實(shí)施方式
意在證明本實(shí)用新型所提供技術(shù)方案的實(shí)際應(yīng)用，不應(yīng)解釋為對本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限定。本領(lǐng)域技術(shù)人員在本實(shí)用新型的精神和原理啟發(fā)下，可作各種修改、等同替換、或改進(jìn)。但這些變更或修改均在申請待批的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種智能云電表,其特征在于,所述智能云電表包括:數(shù)據(jù)交換單兀、存儲器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、采集器、傳感器、ZigBee模塊、以太網(wǎng)接口、wifi模塊、CPU和顯示器；所述數(shù)據(jù)交換單元、所述存儲器、所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器、所述采集器和所述傳感器依次進(jìn)行數(shù)據(jù)交互；所述CPU處理所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)，并將處理的數(shù)據(jù)傳輸?shù)剿鲲@示器進(jìn)行顯示；所述數(shù)據(jù)交換單元分別通過所述ZigBee模塊、所述以太網(wǎng)接口和所述wifi模塊與外界進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能云電表，其特征在于，所述存儲器為閃存。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能云電表，其特征在于，所述CPU采用型號為AT91SAM7S256 的 MCU。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能云電表，其特征在于，所述ZigBee模塊采用型號為CC2530的芯片。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能云電表，其特征在于，wifi模塊米用型號為88w8686的-H-* I I心/T O
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能云電表，其特征在于，所述以太網(wǎng)接口通過塑料光纖與外界進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能云電表，其特征在于，所述數(shù)據(jù)交換單元是數(shù)據(jù)接口。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種智能云電表，包括數(shù)據(jù)交換單元、存儲器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、采集器、傳感器、ZigBee模塊、以太網(wǎng)接口、wifi模塊、CPU和顯示器；所述數(shù)據(jù)交換單元、所述存儲器、所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器、所述采集器和所述傳感器依次進(jìn)行數(shù)據(jù)交互；所述CPU處理所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)，并將處理的數(shù)據(jù)傳輸?shù)剿鲲@示器進(jìn)行顯示；所述數(shù)據(jù)交換單元分別通過所述ZigBee模塊、所述以太網(wǎng)接口和所述wifi模塊與外界進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。本實(shí)用新型提供的智能云電表，采用了現(xiàn)代電子的設(shè)計(jì)，可以外擴(kuò)遠(yuǎn)傳通信功能，通過網(wǎng)絡(luò)軟件對電表進(jìn)行控制。
文檔編號G07F15/06GK203012854SQ20122062396
公開日2013年6月19日 申請日期2012年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月22日
發(fā)明者郭炳慶 申請人:中國電力科學(xué)研究院, 國家電網(wǎng)公司