一种便携式预付费电能表制造技术

本实用新型专利技术公开了一种便携式预付费电能表装置，该装置包括供电电源单元、电压电流采集单元、内置继电器控制单元、存储单元和近场通信控制器模块等组成。近场通信控制器模块包括微控制器和近场通信单元。本实用新型专利技术通过近场通信方式将日、月冻结数据以及表计状态数据等上传至用户手机，并通过移动通信方式上传到抄表主站，进行实时数据抄读，也可以实现阶梯收费的功能。

【技术实现步骤摘要】
一种便携式预付费电能表
本技术具体涉及一种电能表装置，特别涉及一种基于便携式预付费电能表装置。
技术介绍
目前普遍使用的预付费电能表为卡片式预付费电能表，包括IC卡和射频卡形式；此种表包括电源模块、电压电流采样处理单元、微控制器、内置继电器控制单元以及显示单元，能自动完成电量数据的采集、计量、显示、控制及提示报警等功能。用户通过卡片购置电量并在此表上使用后，获得了所购电量的使用权限；在用户用电的过程中，智能表中的微控制器自动核减剩余电量，所购电量用完后便会自动通过内置继电器断电，用户需重新购电才能正常使用。由于卡片预付费电能表的这种固有特性，目前有以下几点弊端：1、用户难以实时了解当前的用电信息，同时需要用户去相应的电力公司营业厅才可以缴费，续费，给客户带来很大不便；2、电力局无法根据市场情况及时调价，在能源价格上涨时造成巨大损失；3、卡片式的预付费方式故障率高，不利于保管，易受潮湿环境和人为攻击干扰，增加了损坏的概率。
技术实现思路
针对上述现有技术的不足，本技术的目的是提供一种能进行实时查询并可靠预付费的便携式预付费电能表。为了实现上述目的，本技术通过以下技术方案实现：一种基于便携式预付费电能表装置，其特征在于，该装置包括供电电源单元、电压电流采集单元、内置继电器控制单元、存储单元和近场通信控制器模块，所述近场通信控制器模块包括微控制器和近场通信单元；，近场通信控制器模块通过射频通信方式与用户手机进行数据信息的交换，微控制器部分负责对电源电压检测、电量信号处理、内置继电器驱动控制，并通过射频部分进行数据传输。所述供电电源单元为所述微控制器提供电能并将电源掉电或低电压检测信号传送至所述的微控制器，所述的电压电流采样单元将回路中流过的电压、电流送到电量信号处理单元；所述的内置继电器控制单元接收微控制器的开合命令；数据存储单元将充值信息或采集的异常状态信息传至微控制器，由微控制器将这些信息通过近场通信方式传至用户的手机设备，所述近场通信模块将接收到的控制信号通过微控制器对所述内置继电器控制单元进行控制。从上述技术方案可以看出，本技术通过近场通信方式将日、月冻结数据以及表计状态数据等上传至用户手机，并通过移动通信方式上传到抄表主站，进行实时数据抄读，也可以实现阶梯收费的功能。用户可以自主通过手机方式选择缴费额度及缴费时间，省去使用卡片式购电的麻烦，直接以手机扣费的方式购置所需电量，并通过进场通信方式对用户所用电量预充，为用户带来很多便利。电力局也能实现预收费功能、调价功能、梯度计量功能和远程内置继电器控制功能，从而有效解决缴费困难问题，并对用户用电信息的实时监测。附图说明结合附图，并通过参考下面的详细描述，将会更容易地对本技术有更完整的理解其伴随的优点和特征，其中：图1为本技术的功能框图。图2为本技术的近场通信模块电路原理图。具体实施方式为使本技术的内容更加清楚易懂，以下结合说明书附图，对本技术的内容作进一步说明。当然本技术并不局限于该具体实施例，本领域内的技术人员所熟知的一般替换也涵盖在本技术的保护范围内。其次，本技术利用示意图进行了详细的表述，在详述本技术实例时，为了便于说明，示意图不依照一般比例局部放大，不应以此作为对本技术的限定。如图1所示为本技术的功能模块图：如图1所示，本技术提供的一种便携式预付费电能表包含供电电源单元、电压电流采集单元、内置继电器控制单元、存储单元和近场通信控制器模块，近场通信控制器模块整合了微控制器和近场通信单元。上述功能单元均与该近场通信控制模块上的微控制器相连，并由微控制器对上述功能模块实施总控制。所述电源检测单元包括主电源检测电路，其功能是为所述近场通信控制模块供电并将电源掉电或低电检测信号传送至所述近场通信控制器模块的微控制器；所述电压电流采样单元将采集到的电压、电流数据传至微控制器，再由微控制器与近场通信芯片进行数据传输，然后将数据信息和采集异常状态信息通过手机通信方式发送至抄表总站；所述近场通信控制器模块将接收到的控制信号通过微控制器对所述内置继电器控制单元进行控制。此外，本技术的电压电流采样单元有互感器采样方式或锰铜采样方式可供选择。重要数据在存储器内分区域多次保存，防止数据丢失并有效纠错。电能表近场通信控制器模块上的近场芯片将电量、金额数据通过用户手机传输至电力公司的监控中心，此外该近场芯片也可通过手机设备接收数据和控制命令，传送给微控制器。所述近场通信控制器模块的相关电路如图2所示。所述近场通信控制器模块的供电部分是由外部电源经过变压整流后的电源VBAT，通过电容C2、电容C3和极性电容C1并联且滤波后得到，之后接入所述近场通信控制器模块D1的8脚和9脚为其供电。所述近场通信控制器模块D1的17、18、19、20脚分别读入电能量计量信号CS、SCLK、SDO、SDI。所述NFC模块D1的15脚输出关闭内置继电器控制信号CTRL_MOTOR_CLOSE，其16脚输出打开内置继电器控制信号CTRL_MOTOR_OPEN。具体为，当读入的计量信号数据超过存储器中设定的预充电能量数值时，其内置继电器打开，用户可以正常供电；当读入的计量信号数据低于存储器中设定的预充电能量数值时，其内置继电器关闭，用户必须充值才可正常使用。所述近场通信控制器模块D1可通过手机客户端查询余额、当前电能表实时单价、总用电量、剩余电量和表号等信息。使用时，本技术采用低功耗模式，设定周期唤醒，当探测到手机客户端下发数据时，将下发的数据保存在本技术存储单元内。依靠互感器方式或者锰铜方式计量，通过近场通信方式接收充值金额等信息，并根据实时价格参数实现自动扣费。当剩余金额少于透支金额下限时，自动关阀，并具有电价调整策略。当出现外部人为干扰或开盖等影响电能量计量情况下，微控制器对内置继电器进行断开操作。本技术利用近场通信技术与客户的手机客户端实现在近距离范围内互通，并通过移动互联网将手机客户端的数据信息传输到主站系统，电力管理部门通信设备信号，唯一通信地址被动唤醒抄表，根据短距离近场通信协议进行数据传输。抄表主站下发的金额、单价、使用金额下限等数据通过手机客户端下发至本技术，本技术上传日、月冻结数据、表计状态等信息至抄表主站，实现实时数据的抄读，电力公司可由此实现阶梯收费。本技术的微控制器根据主站下发的数据实时处理居民用电数据、剩余金额，当用户电能量计量出现异常状态时，可将此异常状态上传至抄表主站系统，这时电力公司可保留证据或者通过远程控制直接对特定用户执行断开操作。可以理解的是，虽然本技术已较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本技术。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本技术技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的
技术实现思路
对本技术技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本技术技术方案的内容，依据本技术的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本技术技术方案保护的范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种便携式预付费电能表，其特征在于，该装置包括供电电源单元、电压电流采集单元、内置继电器控制单元、存储单元和近场通信控制器模块，所述的近场通信控制器模块包括微控制器和近场通信单元，上述功能单元均与该近场通信控制器模块上的微控制器相连，并由微控制器对上述功能模块实施总控制。

【技术特征摘要】
1.一种便携式预付费电能表，其特征在于，该装置包括供电电源单元、电压电流采集单元、内置继电器控制单元、存储单元和近场通信控制器模块，所述的近场通信控制器模块包括微控制器和近场通信单元，上述功能单元均与该近场通信控制器模块上的微控制器相连，并由微控制器对上述功能模块实施总控制。2.根据权利要求1所述的一种便携式预付费电能表，其特征在于，所述近场通信控制器模块通过射频通信方式与用户手机进行数据信息的交换，微控制器部分负责对电源电压检测、电量信号处理、内置继电器驱动控制，并通过射频部分进行数据传输。3.根据权利要求1所述的一种便携式预付费电能...

【专利技术属性】
技术研发人员：石英春，谭立新，杨玉霜，雷道仲，李刚成，李宇峰，熊英，黄亚辉，
申请(专利权)人：湖南信息职业技术学院，
类型：新型
国别省市：湖南,43