一种基于NB-IOT的单相功率电能传感器及虚拟电表系统技术方案

本实用新型专利技术公布了一种基于NB‑IOT的单相功率电能传感器及虚拟电表系统，功率电能传感器包括壳体、安装于壳体的锰铜分流器和电路板；电路板包括电源单元，计量单元与通讯单元；虚拟电表系统包括电能脉冲采集单元、虚拟电表单元和分析统计单元；本实用新型专利技术通过这种传感器设计和虚拟电表系统设计，将传统计量装置的传感器与电能管理部分分离，将电能管理部分放到后台，通过后台软件实现虚拟电能表，完成电能分时计量与电能管理。从而降低电能计量终端设备成本及功耗。

A single-phase power sensor and virtual meter system based on nb-iot

The utility model discloses a single-phase power electric energy sensor and a virtual electric meter system based on Nb \u2011 IOT, the power electric energy sensor comprises a shell, a manganese copper shunt installed on the shell and a circuit board; the circuit board comprises a power supply unit, a metering unit and a communication unit; the virtual electric meter system comprises an electric energy pulse collection unit, a virtual electric meter unit and an analysis and statistics unit; the utility model has the advantages of the following: 1 Through this kind of sensor design and virtual meter system design, the sensor of the traditional metering device is separated from the electric energy management part, the electric energy management part is placed in the background, the virtual electric energy meter is realized through the background software, and the electric energy time-sharing metering and electric energy management are completed. So as to reduce the cost and power consumption of power metering terminal equipment.

【技术实现步骤摘要】
一种基于NB-IOT的单相功率电能传感器及虚拟电表系统
本技术属于电能计量
，具体为一种基于NB-IOT的单相功率电能传感器及虚拟电表系统。
技术介绍
随着物联网技术的迅猛发展，万物互联成为现实，电能计量向精细化发展，未来中小型设备进行功率电能监测将成为普遍需求，这种需求，一方面是基于企业能效管理需要，另一方面是基于企业设备使用管理需要。然而现有的电能计量设备成本和体积均阻碍了这一精细化管理发展。现有的单相智能电表和数显仪表产品基于收费和现场监控要求设计，均具有液晶显示、按键、485通讯等功能，内部有专门的MCU处理器，数据到后台必须经过专用的通讯采集设备，因此成本高、体积大，不适合能效精细化管理需求。
技术实现思路
本技术的目的是针对以上问题，提供一种基于NB-IOT的单相功率电能传感器及虚拟电表系统，它通过这种传感器设计和虚拟电表系统设计，将传统计量装置的传感器与电能管理部分分离，将电能管理部分放到后台，通过后台软件实现虚拟电能表，完成电能分时计量与电能管理。从而降低电能计量终端设备成本及功耗。为实现以上目的，本技术采用的技术方案是：一种基于NB-IOT的单相功率电能传感器及虚拟电表系统，包括壳体、安装于壳体的锰铜分流器和电路板；所述电路板包括电源单元，计量单元与通讯单元；所述通讯单元与计量单元通过脉冲检测电路连接；所述电源单元通过掉电监测电路与通讯单元连接；所述计量单元包括电压采集计量单元和电流采集计量单元，且分别连接有电压采样调理电路和电流采样调理电路；所述通讯模块采用NB-IOT物联网通讯模块，通过IO口实时采样计量单元的电能脉冲，并通过NB-IOT物联网发送到后台虚拟电表系统进行电能累计和分时计量管理；虚拟电表系统包括，电能脉冲采集单元、虚拟电表单元及分析统计单元；在所述后台虚拟电表系统中，单相功率电能传感通过NB-IOT通讯模块上传带时标电能数据。进一步的，所述计量单元采用分流器接入方式提供电流采样，采用电阻分压方式来进行电压衰减；所述计量单元采用内置晶振单相电能计量芯片BL0930，且该芯片的CF引脚输出3200imp/kWh的仪表常数，内部直接输出到NB-IOT通讯模块，外部通过光电耦合器输出到校表仪器进行电表校验。进一步的，所述电源单元采用了由电容C7与电阻R6串联构成的阻容分压电路；所述电容C7为一种容量为470nF且耐压630VAC以上的金属化聚丙烯薄膜电容器，所述电阻R6为3W470Ω的金属氧化膜电阻。进一步的，所述通讯单元包括NB-IOT通讯模块、超级电容或锂电池、开机电路、SIM卡座和内置天线；所述NB-IOT通讯模块开机通过开机电路检测外部电源进行开机；所述通讯单元采集的电能脉冲数据进行累加发送到后台虚拟电表系统。本技术的有益效果：1、本技术装置通过这种传感器设计和虚拟电表系统设计，将传统计量装置的传感器与电能管理部分分离，将电能管理部分放到后台，通过后台软件实现虚拟电能表，完成电能分时计量与电能管理。从而降低电能计量终端设备成本及功耗。2、传统的电表采用载波模块、集中器或RS485通讯加采集器加集中器；本技术相对于传统的单相电能表，取消了按键、显示和RS485通讯功能；能有效降低电能量采集系统的通讯网络的成本与复杂性。附图说明图1为本技术的功率电能传感器原理框图。图2为本技术中阻容分压电路的连接示意图。具体实施方式为了使本领域技术人员更好地理解本技术的技术方案，下面结合附图对本技术进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本技术的保护范围有任何的限制作用。如图1-2所示，本技术的具体结构为：一种基于NB-IOT的单相功率电能传感器及虚拟电表系统，包括壳体、安装于壳体的锰铜分流器和电路板；所述电路板包括电源单元，计量单元与通讯单元；所述通讯单元与计量单元通过脉冲检测电路连接；所述电源单元通过掉电监测电路与通讯单元连接；所述计量单元包括电压采集计量单元和电流采集计量单元，且分别连接有电压采样调理电路和电流采样调理电路；所述通讯模块采用NB-IOT物联网通讯模块，通过IO口实时采样计量单元的电能脉冲，并通过NB-IOT物联网发送到后台虚拟电表系统进行电能累计和分时计量管理；虚拟电表系统包括，电能脉冲采集单元、虚拟电表单元及分析统计单元；在所述后台虚拟电表系统中，单相功率电能传感通过NB-IOT通讯模块上传带时标电能数据。优选的，所述计量单元采用分流器接入方式提供电流采样，采用电阻分压方式来进行电压衰减；所述计量单元采用内置晶振单相电能计量芯片BL0930，且该芯片的CF引脚输出3200imp/kWh的仪表常数，内部直接输出到NB-IOT通讯模块，外部通过光电耦合器输出到校表仪器进行电表校验。优选的，所述电源单元采用了由电容C7与电阻R6串联构成的阻容分压电路；所述电容C7为一种容量为470nF且耐压630VAC以上的金属化聚丙烯薄膜电容器，所述电阻R6为3W470Ω的金属氧化膜电阻。优选的，所述通讯单元包括NB-IOT通讯模块、超级电容或锂电池、开机电路、SIM卡座和内置天线；所述NB-IOT通讯模块开机通过开机电路检测外部电源进行开机；所述通讯单元采集的电能脉冲数据进行累加发送到后台虚拟电表系统。需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。本文中应用了具体个例对本专利技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本专利技术的方法及其核心思想。以上所述仅是本专利技术的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本
的技术人员来说，在不脱离本专利技术原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将专利技术的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于NB-IOT的单相功率电能传感器及虚拟电表系统，其特征在于，包括壳体、安装于壳体的锰铜分流器和电路板；所述电路板包括电源单元，计量单元与通讯单元；所述通讯单元与计量单元通过脉冲检测电路连接；所述电源单元通过掉电监测电路与通讯单元连接；所述计量单元包括电压采集计量单元和电流采集计量单元，且分别连接有电压采样调理电路和电流采样调理电路；通讯模块采用NB-IOT物联网通讯模块，通过IO口实时采样计量单元的电能脉冲，并通过NB-IOT物联网发送到后台虚拟电表系统进行电能累计和分时计量管理；虚拟电表系统包括，电能脉冲采集单元、虚拟电表单元及分析统计单元；在后台虚拟电表系统中，单相功率电能传感器通过NB-IOT通讯模块上传带时标电能数据。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于NB-IOT的单相功率电能传感器及虚拟电表系统，其特征在于，包括壳体、安装于壳体的锰铜分流器和电路板；所述电路板包括电源单元，计量单元与通讯单元；所述通讯单元与计量单元通过脉冲检测电路连接；所述电源单元通过掉电监测电路与通讯单元连接；所述计量单元包括电压采集计量单元和电流采集计量单元，且分别连接有电压采样调理电路和电流采样调理电路；通讯模块采用NB-IOT物联网通讯模块，通过IO口实时采样计量单元的电能脉冲，并通过NB-IOT物联网发送到后台虚拟电表系统进行电能累计和分时计量管理；虚拟电表系统包括，电能脉冲采集单元、虚拟电表单元及分析统计单元；在后台虚拟电表系统中，单相功率电能传感器通过NB-IOT通讯模块上传带时标电能数据。


2.根据权利要求1所述的一种基于NB-IOT的单相功率电能传感器及虚拟电表系统，其特征在于，所述计量单元采用分流器接入方式提供电流采样，采用电阻分压方式来进行电...

【专利技术属性】
技术研发人员：李靖，唐海富，沈合堂，陈彪，
申请(专利权)人：怀化建南机器厂有限公司，
类型：新型
国别省市：湖南;43