本實用新型具體涉及一種電能表裝置，特別涉及一種基于便攜式預(yù)付費(fèi)電能表裝置。

背景技術(shù)：

目前普遍使用的預(yù)付費(fèi)電能表為卡片式預(yù)付費(fèi)電能表，包括IC卡和射頻卡形式；此種表包括電源模塊、電壓電流采樣處理單元、微控制器、內(nèi)置繼電器控制單元以及顯示單元，能自動完成電量數(shù)據(jù)的采集、計量、顯示、控制及提示報警等功能。用戶通過卡片購置電量并在此表上使用后，獲得了所購電量的使用權(quán)限；在用戶用電的過程中，智能表中的微控制器自動核減剩余電量，所購電量用完后便會自動通過內(nèi)置繼電器斷電，用戶需重新購電才能正常使用。由于卡片預(yù)付費(fèi)電能表的這種固有特性，目前有以下幾點弊端：1、用戶難以實時了解當(dāng)前的用電信息，同時需要用戶去相應(yīng)的電力公司營業(yè)廳才可以繳費(fèi)，續(xù)費(fèi)，給客戶帶來很大不便；2、電力局無法根據(jù)市場情況及時調(diào)價，在能源價格上漲時造成巨大損失；3、卡片式的預(yù)付費(fèi)方式故障率高，不利于保管，易受潮濕環(huán)境和人為攻擊干擾，增加了損壞的概率。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型的目的是提供一種能進(jìn)行實時查詢并可靠預(yù)付費(fèi)的便攜式預(yù)付費(fèi)電能表。

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種基于便攜式預(yù)付費(fèi)電能表裝置，其特征在于，該裝置包括供電電源單元、電壓電流采集單元、內(nèi)置繼電器控制單元、存儲單元和近場通信控制器模塊，所述近場通信控制器模塊包括微控制器和近場通信單元；，近場通信控制器模塊通過射頻通信方式與用戶手機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的交換，微控制器部分負(fù)責(zé)對電源電壓檢測、電量信號處理、內(nèi)置繼電器驅(qū)動控制，并通過射頻部分進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。所述供電電源單元為所述微控制器提供電能并將電源掉電或低電壓檢測信號傳送至所述的微控制器，所述的電壓電流采樣單元將回路中流過的電壓、電流送到電量信號處理單元；所述的內(nèi)置繼電器控制單元接收微控制器的開合命令；數(shù)據(jù)存儲單元將充值信息或采集的異常狀態(tài)信息傳至微控制器，由微控制器將這些信息通過近場通信方式傳至用戶的手機(jī)設(shè)備，所述近場通信模塊將接收到的控制信號通過微控制器對所述內(nèi)置繼電器控制單元進(jìn)行控制。

從上述技術(shù)方案可以看出，本實用新型通過近場通信方式將日、月凍結(jié)數(shù)據(jù)以及表計狀態(tài)數(shù)據(jù)等上傳至用戶手機(jī)，并通過移動通信方式上傳到抄表主站，進(jìn)行實時數(shù)據(jù)抄讀，也可以實現(xiàn)階梯收費(fèi)的功能。用戶可以自主通過手機(jī)方式選擇繳費(fèi)額度及繳費(fèi)時間，省去使用卡片式購電的麻煩，直接以手機(jī)扣費(fèi)的方式購置所需電量，并通過進(jìn)場通信方式對用戶所用電量預(yù)充，為用戶帶來很多便利。電力局也能實現(xiàn)預(yù)收費(fèi)功能、調(diào)價功能、梯度計量功能和遠(yuǎn)程內(nèi)置繼電器控制功能，從而有效解決繳費(fèi)困難問題，并對用戶用電信息的實時監(jiān)測。

附圖說明

結(jié)合附圖，并通過參考下面的詳細(xì)描述，將會更容易地對本實用新型有更完整的理解其伴隨的優(yōu)點和特征，其中：

圖1為本實用新型的功能框圖。

圖2為本實用新型的近場通信模塊電路原理圖。

具體實施方式

為使本實用新型的內(nèi)容更加清楚易懂，以下結(jié)合說明書附圖，對本實用新型的內(nèi)容作進(jìn)一步說明。當(dāng)然本實用新型并不局限于該具體實施例，本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員所熟知的一般替換也涵蓋在本實用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。其次，本實用新型利用示意圖進(jìn)行了詳細(xì)的表述，在詳述本實用新型實例時，為了便于說明，示意圖不依照一般比例局部放大，不應(yīng)以此作為對本實用新型的限定。

如圖1所示為本實用新型的功能模塊圖：如圖1所示，本實用新型提供的一種便攜式預(yù)付費(fèi)電能表包含供電電源單元、電壓電流采集單元、內(nèi)置繼電器控制單元、存儲單元和近場通信控制器模塊，近場通信控制器模塊整合了微控制器和近場通信單元。上述功能單元均與該近場通信控制模塊上的微控制器相連，并由微控制器對上述功能模塊實施總控制。所述電源檢測單元包括主電源檢測電路，其功能是為所述近場通信控制模塊供電并將電源掉電或低電檢測信號傳送至所述近場通信控制器模塊的微控制器；所述電壓電流采樣單元將采集到的電壓、電流數(shù)據(jù)傳至微控制器，再由微控制器與近場通信芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，然后將數(shù)據(jù)信息和采集異常狀態(tài)信息通過手機(jī)通信方式發(fā)送至抄表總站；所述近場通信控制器模塊將接收到的控制信號通過微控制器對所述內(nèi)置繼電器控制單元進(jìn)行控制。

此外，本實用新型的電壓電流采樣單元有互感器采樣方式或錳銅采樣方式可供選擇。重要數(shù)據(jù)在存儲器內(nèi)分區(qū)域多次保存，防止數(shù)據(jù)丟失并有效糾錯。電能表近場通信控制器模塊上的近場芯片將電量、金額數(shù)據(jù)通過用戶手機(jī)傳輸至電力公司的監(jiān)控中心，此外該近場芯片也可通過手機(jī)設(shè)備接收數(shù)據(jù)和控制命令，傳送給微控制器。

所述近場通信控制器模塊的相關(guān)電路如圖2所示。所述近場通信控制器模塊的供電部分是由外部電源經(jīng)過變壓整流后的電源VBAT，通過電容C2、電容C3和極性電容C1并聯(lián)且濾波后得到，之后接入所述近場通信控制器模塊D1的8腳和9腳為其供電。

所述近場通信控制器模塊D1的17、18、19、20腳分別讀入電能量計量信號CS、SCLK、SDO、SDI。所述NFC模塊D1的15腳輸出關(guān)閉內(nèi)置繼電器控制信號CTRL_MOTOR_CLOSE，其16腳輸出打開內(nèi)置繼電器控制信號CTRL_MOTOR_OPEN。具體為，當(dāng)讀入的計量信號數(shù)據(jù)超過存儲器中設(shè)定的預(yù)充電能量數(shù)值時，其內(nèi)置繼電器打開，用戶可以正常供電；當(dāng)讀入的計量信號數(shù)據(jù)低于存儲器中設(shè)定的預(yù)充電能量數(shù)值時，其內(nèi)置繼電器關(guān)閉，用戶必須充值才可正常使用。

所述近場通信控制器模塊D1可通過手機(jī)客戶端查詢余額、當(dāng)前電能表實時單價、總用電量、剩余電量和表號等信息。

使用時，本實用新型采用低功耗模式，設(shè)定周期喚醒，當(dāng)探測到手機(jī)客戶端下發(fā)數(shù)據(jù)時，將下發(fā)的數(shù)據(jù)保存在本實用新型存儲單元內(nèi)。依靠互感器方式或者錳銅方式計量，通過近場通信方式接收充值金額等信息，并根據(jù)實時價格參數(shù)實現(xiàn)自動扣費(fèi)。當(dāng)剩余金額少于透支金額下限時，自動關(guān)閥，并具有電價調(diào)整策略。當(dāng)出現(xiàn)外部人為干擾或開蓋等影響電能量計量情況下，微控制器對內(nèi)置繼電器進(jìn)行斷開操作。

本實用新型利用近場通信技術(shù)與客戶的手機(jī)客戶端實現(xiàn)在近距離范圍內(nèi)互通，并通過移動互聯(lián)網(wǎng)將手機(jī)客戶端的數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)街髡鞠到y(tǒng)，電力管理部門通信設(shè)備信號，唯一通信地址被動喚醒抄表，根據(jù)短距離近場通信協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。抄表主站下發(fā)的金額、單價、使用金額下限等數(shù)據(jù)通過手機(jī)客戶端下發(fā)至本實用新型，本實用新型上傳日、月凍結(jié)數(shù)據(jù)、表計狀態(tài)等信息至抄表主站，實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)的抄讀，電力公司可由此實現(xiàn)階梯收費(fèi)。本實用新型的微控制器根據(jù)主站下發(fā)的數(shù)據(jù)實時處理居民用電數(shù)據(jù)、剩余金額，當(dāng)用戶電能量計量出現(xiàn)異常狀態(tài)時，可將此異常狀態(tài)上傳至抄表主站系統(tǒng)，這時電力公司可保留證據(jù)或者通過遠(yuǎn)程控制直接對特定用戶執(zhí)行斷開操作。

可以理解的是，雖然本實用新型已較佳實施例披露如上，然而上述實施例并非用以限定本實用新型。對于任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，在不脫離本實用新型技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容對本實用新型技術(shù)方案作出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本實用新型技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本實用新型的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本實用新型技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。