一种基于窄带物联网通信的单相智能电能表制造技术

本实用新型专利技术涉及智能电能表领域，具体为一种基于窄带物联网通信的单相智能电能表；单相智能电能表包括稳压电源单元、主控单元，存储单元，与主控单元连接的信号采集单元、通过通信单元与主控单元连接的显示单元，其特征在于：所述通信单元以RS485通信、NB

【技术实现步骤摘要】
一种基于窄带物联网通信的单相智能电能表


[0001]本技术涉及智能电能表领域，具体为一种基于窄带物联网通信的单相智能电能表。

技术介绍

[0002]随着2G服务逐渐退出通信网络，采用以2G为基础的GPRS无线通信的电能表急需替换升级。同时，现有的单相电能表只有单一的电能计量功能，不具备全电量监测功能，在通信配电监测功能应用中达不到实际的监测效果，因此需要多款功能电表同时配合使用实现电压、电流、频率、功率、电能以及配电状态、告警、历史记录存储等以期达到安全可靠的配电技术。

技术实现思路

[0003]本技术提供了一种基于窄带物联网通信的单相智能电能表，有效的解决了现有智能电能表存在的问题，通过用新兴的窄带物联网技术实现无线通信，兼容RS485有线通信技术，具有监测输入电压、电流、有功功率、无功功率、有功电能、无功电能、功率因数、频率等配电参数；监测配电状态，防雷工作状态功能，并具有故障告警功能。
[0004]本申请采用的技术方案如下：
[0005]一种基于窄带物联网通信的单相智能电能表,单相智能电能表包括稳压电源单元、主控单元，存储单元，与主控单元连接的信号采集单元、通过通信单元与主控单元连接的显示单元，所述通信单元以RS485通信、NB
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IoT网络通信和IIC通信传输信号，所述信号采集单元包括电流信号采集单元、电压信号采集单元、配电防雷监测单元，所述单相智能电能表还包括输出单元。
[0006]所述主控单元通过通信单元中的RS485通信和NB
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IoT网络通信与显示单元的上位机信号传输。
[0007]所述主控单元通过通信单元中的IIC通信与显示单元的显示屏信号传输。
[0008]所述电流信号采集单元通过锰铜分流器采集电流信号。
[0009]所述电压信号采集单元通过电阻分压方式采集电压信号。
[0010]所述输出单元包括告警输出单元和脉冲输出单元。
[0011]所述告警输出单元包括蜂鸣器、继电器输出接口和告警指示灯。
[0012]本技术的有益效果为：集成了RS485通信与NB
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IoT无线网络通信功能，解决了2G通信网络退出服务后GPRS无法使用情况下的仪表无线通信功能；仪表除了能够计量电能外，仪表还增加了电压、电流、功率因数、频率、有功功率、无功功率等配电参数的监测功能；以及配电状态功能与防雷状态监测功能；具有电压、电流等越限告警功能，配电状态异常，防雷故障告警功能以及记录告警功能，能够实现智能配电，提高配电的可靠性，并为节能减排提供有效依据。
附图说明
[0013]图1为本技术系统总体结构框图；
[0014]图2至11为智能电能表电路连接图；
具体实施方式
[0015]下面结合附图并通过具体的实施例进一步的说明本技术的技术方案：
[0016]实施例1
[0017]如图1～11所示的一种密集架智能监控系统及其对应结构电路连接图，由电源单元、主控单元、信号采集单元、显示单元、通信单元和输出单元组成。电能表主要具有RS485通信与NB
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IoT网络通信功能。电能表除能够计量单相电能外，还具备单相电压、电流、功率因数、频率、有功功率、无功功率等配电参数的监测功能。电能表增加了配电状态功能与防雷状态监测功能，具有电压、电流等越限告警功能，配电状态异常，防雷故障告警功能以及记录告警功能。同时电能表具备存储512条告警记录以及两年的月度电能存储功能。
[0018]电源单元包括主供电AC220V
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DC5V、DC5V
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DC3.3V与辅助工作电源输入三部分，主供电AC220V电源通过电压采集回路直接提供，DC5V
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DC3.3V采用ASM1117 芯片转换，辅助工作电源采用外部DC5V输，当主电源掉电后，采用辅助电源供电工作。
[0019]主控单元采用32bit ARM Cortex
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M0专业计量SOC芯片RN8213实现，芯片集成计量模块、LCD控制器、EEPROM功能，实现电量计量、显示与数据存储，计量精度小于0.5％。电压信号采集通过电阻分压方式实现，分压阻值为1～2M Ω，六片电阻实现，输入电压信号为100
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220mVrms。电流信号采用锰铜分流器 (锰铜电阻)，其锰铜阻值根据电流规格进行选择5(60)A:250～350μΩ。防雷与空开状态监测采用光耦LTV
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241实现隔离，信号输入采用常闭干接点输入。
[0020]显示单元采用JLX25664G
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251,256*64高点阵,COG,串口液晶屏实现，与SOC 芯片通过IIC通信实现数据交互，主要显示电压、电流、有功功率、无功功率、有功电能、无功电能、功率因数、频率等配电参数及配电状态，防雷工作状态等功能，参数设置与历史数据显示功能。
[0021]通信单元兼容RS485通信与NB
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IoT窄带物联网通信功能。RS485通信采用 MAX13487芯片实现，采用B0505S隔离供电，采用高速光耦M601隔离信号。NB
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IoT 窄带物联网通信采用SIM7020实现，独立DC3.3V电源供电，采用TCP/IP通信模式实现通信，仪表通信协议兼容通信行业YD/T1363.3与电力行业的通信标准DL/T645要求。
[0022]提供独立软件实现通过RS485接口实现NB
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IoT通信配置，可读取、配置通信模式、通信IP地址、仪表注册包、通信心跳信号等参数
[0023]对于本领域技术人员而言，显然本技术不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本技术的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本技术。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本技术的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本技术内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
[0024]此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包
含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于窄带物联网通信的单相智能电能表,单相智能电能表包括稳压电源单元、主控单元，存储单元、与主控单元连接的信号采集单元、通过通信单元与主控单元连接的显示单元，其特征在于：所述通信单元以RS485通信、NB
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IoT网络通信和IIC通信传输信号，所述信号采集单元包括电流信号采集单元、电压信号采集单元、配电防雷监测单元，所述单相智能电能表还包括输出单元。2.根据权利要求1所述的一种基于窄带物联网通信的单相智能电能表，其特征在于：所述主控单元通过通信单元中的RS485通信和NB
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IoT网络通信上位机信号传输。3.根据权利要求1所述的一种基于窄带物联网通...

【专利技术属性】
技术研发人员：田爱军，景少强，马国祯，张玲燕，程利民，
申请(专利权)人：兰州海红技术股份有限公司，
类型：新型
国别省市：