一种基于近场通信技术的双模通信模拟仿真智能电能表制造技术

一种基于近场通信技术的双模通信模拟仿真智能电能表属于智能电能表技术领域，包括电源、CPU、电流传感器、电压传感器、计量输出模块、存储器、红外通信模块、载波微功率双模通信模块、485通信模块、近场通信NFC模块、显示屏、按键、报警装置以及通信接口。本实用新型专利技术将电力线载波通信和微功率无线通信集成于一体，还通过近场通信NFC模块将电网信息传递给支持NFC的手机应用APP上，考核人员使用该手机能够快速完成抄表人员的考核工作。本实用新型专利技术不用安装在固定的考核场地，电力系统办公大楼的墙体等均可以安装使用，不会造成场地的浪费，无论从技术先进性上还是从实际电网教学实训应用上都是一大进步。

【技术实现步骤摘要】
一种基于近场通信技术的双模通信模拟仿真智能电能表
本技术属于智能电能表
，特别是涉及到一种基于近场通信技术的双模通信模拟仿真智能电能表。
技术介绍
随着智能物联网的快速发展，各种智能终端的连接、传感信息的采集和传输都离不开有效的通信手段。在能源领域，能源管理越来越趋向集约化、精益化和标准化。电能作为民生基础能源，其用户表计的自动采集及智能化管理对提升服务、提高效率、节约运营和维护成本、节约能源等十分重要，而通信和数据传输是关键。现有技术中用于考核电力工作人员抄表及排查线路故障等技能的考核系统中，模拟仿真智能电能表用电线连接进系统中，并用RS485进行通讯传输，该种通讯方式仅对考核系统种的关于一些仿真的故障设置，然而其故障现象正确性的验证则要靠考评人现场手动验证来实现。验证过程费时费力，无形之中增加了考评人员的工作量和工作时间。现有电力线载波通信利用电能表连接的电线进行通信和数据传输，无需额外布线，实施方便，并且可穿墙越壁，不受阻挡。然而，电力线载波通信成功率容易受电网中噪声和干扰的影响。微功率无线通信通过射频电波的空中传播传输数据，不受电网中噪声和干扰的影响，但易受墙壁阻挡、金属屏蔽、天气环境等影响。由于智能电表显示屏的限制，电网信息不能完全显示，抄表人员需通过手动操作按键来显示各项电网信息，考核人员在考评抄表人员的时候仍需要再次手动操作键显来确认学员的判断正确性，从而导致考核进度缓慢，增加了大量的人力成本和时间成本。因此现有技术当中亟需要一种新型的技术方案来解决这一问题。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是：提供一种基于近场通信技术的双模通信模拟仿真智能电能表，用来解决现有技术中用于考核电力工作人员抄表及线路检查等技能的考核系统场地资源浪费严重；现有的电力线载波通信和微功率无线通信各自具有其优缺点，单一的通信方式无法保证智能电能表的通信质量；智能电表显示屏不能完全显示电网信息，电力工作人员抄表及线路检查维护等技能考核效率低等技术问题。一种基于近场通信技术的双模通信模拟仿真智能电能表，包括安装在电能表壳体内的电源、CPU、电流传感器、电压传感器、计量输出模块、存储器、红外通信模块、载波微功率双模通信模块、485通信模块和近场通信NFC模块，安装在电能表壳体上的显示屏、按键、报警装置以及通信接口，所述通信接口包括载波微功率无线双模接口、485接口和红外接口；所述CPU分别与计量输出模块、存储器、红外通信模块、载波微功率双模通信模块、显示屏、按键、报警装置、485通信模块以及近场通信NFC模块连接；所述计量输出模块分别与电流传感器以及电压传感器连接；所述红外通信模块通过红外接口与掌上电脑或者红外遥控器连接；所述载波微功率双模通信模块与载波微功率无线双模接口连接；所述485通信模块与485接口连接；所述近场通信NFC模块与近场通信NFC手机连接。所述CPU通过SPI接口与近场通信NFC模块连接。所述载波微功率双模通信模块采用双模芯片LME2981，完成电力线载波通信和微功率无线通信的双模通信。所述报警装置包括声音报警装置和灯光报警装置。所述电源包括外部接入电源和内部电源，外部接入电源连接三相电，通过降压整流滤波、稳压后给电能表供电，内部电源采用电池供电。通过上述设计方案，本技术可以带来如下有益效果：本技术是一种基于近场通信NFC技术的双模通信模拟仿真电能表，它不仅将电力线载波通信和微功率无线通信集成于一体，充分发挥两种通信技术的优点，互相弥补其缺点，还通过近场通信NFC模块将电网信息传递给支持NFC的手机应用APP上，该手机能全屏显示完整的电网信息，考核人员使用该手机能够快速完成抄表人员的考核工作，大大减轻了电力实训考评工作人员的工作量。本技术不用安装在固定的考核场地，电力系统办公大楼的墙体等均可以安装使用，不会造成场地的浪费，无论从技术先进性上还是从实际电网教学实训应用上都是一大进步。附图说明以下结合附图和具体实施方式对本技术作进一步的说明：图1为本技术一种基于近场通信技术的双模通信模拟仿真智能电能表的结构框图。图2为本技术一种基于近场通信技术的双模通信模拟仿真智能电能表中载波微功率双模通信模块的原理框图。图中1-CPU、2-电流传感器、3-电压传感器、4-计量输出模块、5-存储器、6-红外通信模块、7-载波微功率双模通信模块、8-显示屏、9-按键、10-报警装置、11-485通信模块、12-近场通信NFC模块、13-载波微功率无线双模接口、14-485接口、15-红外接口。具体实施方式如图所示，一种基于近场通信技术的双模通信模拟仿真智能电能表，包括安装在电能表壳体内的电源、CPU1、电流传感器2、电压传感器3、计量输出模块4、存储器5、红外通信模块6、载波微功率双模通信模块7、485通信模块11和近场通信NFC模块12，安装在电能表壳体上的显示屏8、按键9、报警装置10以及通信接口，所述通信接口包括载波微功率无线双模接口13、485接口14和红外接口15；所述CPU1分别与计量输出模块4、存储器5、红外通信模块6、载波微功率双模通信模块7、显示屏8、按键9、报警装置10、485通信模块11以及近场通信NFC模块12连接；所述计量输出模块4分别与电流传感器2以及电压传感器3连接；所述红外通信模块6通过红外接口15与掌上电脑或者红外遥控器连接；所述载波微功率双模通信模块7与载波微功率无线双模接口13连接；所述485通信模块11与485接口14连接；所述近场通信NFC模块12与近场通信NFC手机连接。所述CPU1通过SPI接口与近场通信NFC模块11连接。所述载波微功率双模通信模块7采用双模芯片LME2981，完成电力线载波通信和微功率无线通信的双模通信。所述报警装置10包括声音报警装置和灯光报警装置。所述电源包括外部接入电源和内部电源，外部接入电源连接三相电，通过降压整流滤波、稳压后为智能表提供对应的电压，内部电源采用内部备用电池供电。外部供电采用三相独立供电即只要有一相电压正常的情况下电表就能正常工作。此外内部电源供电方便在电表外部电源切断的情况下查看电能表内部存储数据。三相电压和电流分别经电压传感器3和电流传感器2转换为采样信号，送入计量输出模块4的专用芯片，经AD转换后变换为数字信息，计算出各相电压、电流、功率、电能、等电参量并将这些数据送到相应的寄存器当中。CPU1用于分时计费和处理各种输入输出数据，通过SPI接口将计量输出模块4的专用芯片的数据读出，并根据预先设定的时段完成分时有功电能计量和最大需量计量功能，根据需要其还负责显示各项数据，通过红外通信模块6、红外接口15、载波微功率双模通信模块7、载波微功率无线双模接口13、485通信模块、485接口14进行通信传输、远程费控，完成运行参数的监测，并记录存储各种用电数据等。CPU1的外围连接有继电器控制电路，CPU1控制继电器控制电路，通过多个继电器的不同组合实现不同故障的模拟控制输出。显示屏8为LCD液晶显示器，主要负责显示智能表的各项参数和计量数据。通讯部分设置有独立的红外通讯、载波微功率无线通信及两路独立的485通讯信道：当其中一种通讯信道发生故障时另外一路能及时的承担电网数据传送的任本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于近场通信技术的双模通信模拟仿真智能电能表，其特征是：包括安装在电能表壳体内的电源、CPU(1)、电流传感器(2)、电压传感器(3)、计量输出模块(4)、存储器(5)、红外通信模块(6)、载波微功率双模通信模块(7)、485通信模块(11)和近场通信NFC模块(12)，安装在电能表壳体上的显示屏(8)、按键(9)、报警装置(10)以及通信接口，所述通信接口包括载波微功率无线双模接口(13)、485接口(14)和红外接口(15)；所述CPU(1)分别与计量输出模块(4)、存储器(5)、红外通信模块(6)、载波微功率双模通信模块(7)、显示屏(8)、按键(9)、报警装置(10)、485通信模块(11)以及近场通信NFC模块(12)连接；所述计量输出模块(4)分别与电流传感器(2)以及电压传感器(3)连接；所述红外通信模块(6)通过红外接口(15)与掌上电脑或者红外遥控器连接；所述载波微功率双模通信模块(7)与载波微功率无线双模接口(13)连接；所述485通信模块(11)与485接口(14)连接；所述近场通信NFC模块(12)与近场通信NFC手机连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于近场通信技术的双模通信模拟仿真智能电能表，其特征是：包括安装在电能表壳体内的电源、CPU(1)、电流传感器(2)、电压传感器(3)、计量输出模块(4)、存储器(5)、红外通信模块(6)、载波微功率双模通信模块(7)、485通信模块(11)和近场通信NFC模块(12)，安装在电能表壳体上的显示屏(8)、按键(9)、报警装置(10)以及通信接口，所述通信接口包括载波微功率无线双模接口(13)、485接口(14)和红外接口(15)；所述CPU(1)分别与计量输出模块(4)、存储器(5)、红外通信模块(6)、载波微功率双模通信模块(7)、显示屏(8)、按键(9)、报警装置(10)、485通信模块(11)以及近场通信NFC模块(12)连接；所述计量输出模块(4)分别与电流传感器(2)以及电压传感器(3)连接；所述红外通信模块(6)通过红外接口(15)与掌上电脑或者红外遥控器连接；所述载波微功率双模通信模块(7)...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵懿，田密，林永朋，谢强，苗威，牛小威，王俭，姜涛，刘公明，周游，李秋涛，翟岭江，韩国炜，李敬峰，付健，王艳萍，孙纯余，王国辉，
申请(专利权)人：国网吉林省电力有限公司长春供电公司，国家电网公司，
类型：新型
国别省市：吉林,22