电能参数远程采集监控系统、方法、终端及介质技术方案

本发明专利技术提供电能参数远程采集监控系统、方法、终端及介质，实现了电能表远程抄表和监控系统，系统地分析了该电能表的计量算法、软硬件设计和远程监控系统的具体功能。该电表采用双CPU结构对数据进行处理，数据信号处理器(DSP)主要计算电表的功率、电能等数据，电能管理CPU的主要作用是与用户进行人机交互并通过4G通信技术对数据进行传输。远程监控系统主要是将接收到的数据进行存储和分析。该系统能够实时监控电表情况，采用自动抄表的方式大大地减少了人力资源的浪费，提高了数据的准确率。但该系统只能对电表数据进行采集，不能对水表、燃气表等其它表进行数据采集和分析。燃气表等其它表进行数据采集和分析。燃气表等其它表进行数据采集和分析。

【技术实现步骤摘要】
电能参数远程采集监控系统、方法、终端及介质


[0001]本专利技术涉及电能监测
，特别是涉及电能参数远程采集监控系统、方法、终端及介质。

技术介绍

[0002]电力是人们生活中必不可少的物品，随着科技的发展智能产品增加，人们对电能的需求越来越大。传统的机械表计量和人工抄表方式导致电能的损耗量大，计量精确度低；人工抄表的方式需要浪费大量的人力资源，抄表效率低、错误率高，不利于对数据进行分析。随着物联网和数字化信息技术的发展，传统的机械表计量和人工抄表的方式逐渐被高精度的智能表和自动抄表系统所替代。由于电能表的分布范围广，所以采用远程无线抄表的方式对电能表的数据进行采集，这种方式只需要在有无线网络覆盖的地方就可以进行数据的自动采集，这样既避免了布线所带来的麻烦，也大大节约了经济成本。
[0003]为实现对电能表的自动抄表，减少资源浪费、提高工作效率。刘鹍等人提出了一种RS485通信方式，该方法虽然操作简单，便于抄表，但是需要专门布线连接，大范围布线经济需求高，且容易受外界干扰，因此不太实用。Adiono T等人提出了一种依靠ZigBee等无线通信技术的通信方式，该方法虽然能在一定程度上减少布线成本，但是其通信距离短，且功率损耗大，所以不适合远距离的数据通信。陈向群等人采用RFID通信技术实现对电能表数据的采集，该方法虽然提高了人工抄表的效率，但仍需要人工手持RFID读写设备对电表数据进行采集，无法实行电表的自动采集。谭铭钊采用OFDM窄带载波的通信方式，该方法通信方式较为复杂，各厂家之间的电能表不能相互通信，而且低压抄表带来的误差较大。汪超采用GSM、GPRS无线传输技术，虽然能够远距离精准安全传输信息，但该方法需要的硬件环境较高，维护成本高，不利于大范围使用。李佳莹等人采用新型计量溯源的方法对电量进行计量，并通过移动网络进行传输，该方法容易受到温度和电磁的干扰。邹敏采用4G通讯和TCP/IP协议完成对采集到的电量数据的传输，该方法虽然传输效率高距离远，但TCP/IP协议需要大量的IP地址。

技术实现思路

[0004]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供电能参数远程采集监控系统、方法、终端及介质，用于解决现有技术中各种电能监测手段都不够完善的问题。
[0005]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术的第一方面提供一种电能测量装置，包括：数据采集模块，用于采集用电设备的用电参数；数据处理模块，连接所述数据采集模块；通信模块，连接所述数据处理模块；其中，所述数据处理模块包括由主处理单元和从处理单元所构成的双处理系统；所述从处理单元从所述数据采集模块处接收用电参数，并据以计算电能数据；所述主处理单元将所述从处理单元计算得到的电能数据对外展示和/或通过所述通信模块向外传输。
[0006]于本专利技术的第一方面的一些实施例中，所述电能测量装置还包括：人机交互模块，
连接所述数据处理模块中的主处理单元；所述人机交互模块包括显示单元和按键单元；所述显示单元用于显示电能数据；所述按键单元供按压后进行信息交互。
[0007]于本专利技术的第一方面的一些实施例中，所述电能测量装置还包括：数据存储模块，连接所述数据处理模块；所述数据存储模块包括所述从处理单元内的静态随机存取存储器及外挂的串行随机存储器；其中，所述静态随机存取存储器用于存储采集到的用电参数；所述串行随机存储器用于提供掉电保护。
[0008]于本专利技术的第一方面的一些实施例中，所述通信模块包括EC200S
‑
CN模块；所述EC200S
‑
CN模块内置MQTT协议栈；主处理单元通过AT指令对所述EC200S
‑
CN模块进行配置，并采用MQTT协议连接到云服务器；在所述EC200S
‑
CN模块与云服务器连接成功后，将数据以JSON格式进行打包并上传至云服务器，所述云服务器对接收到的数据进行解析并存入数据库中。
[0009]于本专利技术的第一方面的一些实施例中，所述从处理单元计算电能数据的过程包括：采样一个周期内若干个采样点的瞬时电压和瞬时电流，据以计算所述采样点所对应的瞬时功率；按照计算所得的所述瞬时功率的正、负分别累加得到对应的正累加和与负累加和，以计算得到一个周期内的有功功率和无功功率；根据计算所得的一个周期内的有功功率和无功功率，计算功率因数和单个周期波内的电能。
[0010]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术的第二方面提供一种电能参数远程采集监控系统，包括：设备层，包括集中器、采集器及电能测量装置；其中，所述采集器连接若干个电能测量装置，所述集中器连接若干个采集器；传输层，包括通信模块和通信基站；应用层，包括远程监控系统和数据库；其中，所述电能测量装置连接并采集待测对象的用电参数，据以计算对应的电能数据，将电能数据传输至采集器，并由所述采集器传输至集中器；所述集中器将电能数据传输至传输层，通过通信模块和通信基站再传输至应用层；应用层中的数据库用以存储电能数据，所述远程监控系统用以对电能数据进行处理和分析。
[0011]于本专利技术的第二方面的一些实施例中，所述远程监控系统用于执行如下任一种或多种远程任务：任务1)对电能数据进行处理与分析，包括电量分析和/或付费率计费分析；任务2)根据电能数据计算输入输出电量、线损率，并将用电量图示化；任务3)在更改费率或用户欠费时，对电能测量装置进行远程升级并控制其停止供电；任务4)在发生用电异常情况时发出警报信息；任务5)集中管理电能测量装置，管理方式包括增加、删除或修改。
[0012]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术的第三方面提供一种电能参数远程采集监控方法，应用于电能测量装置，包括：采集用电设备的用电参数；根据所述用电参数计算相应的电能数据；将所述电能数据对外展示和/或向外传输；其中，所述电能数据的计算过程包括：采样一个周期内若干个采样点的瞬时电压和瞬时电流，据以计算所述采样点所对应的瞬时功率；按照计算所得的所述瞬时功率的正、负分别累加得到对应的正累加和与负累加和，以计算得到一个周期内的有功功率和无功功率；根据计算所得的一个周期内的有功功率和无功功率，计算功率因数和单个周期波内的电能。
[0013]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术的第三方面提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述电能参数远程采集监控方法。
[0014]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术的第四方面提供一种电子终端，包括：处
理器及存储器；所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述终端执行所述电能参数远程采集监控方法。
[0015]如上所述，本专利技术的电能参数远程采集监控系统、方法、终端及介质，具有以下有益效果：本专利技术提供的智能电能表，实现了电能表远程抄表和监控系统，系统地分析了该电能表的计量算法、软硬件设计和远程监控系统的具体功能。该电表采用双CPU结构对数据进行处理，数据信号处理器(DSP)主要对计算电表的功率、电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电能测量装置，其特征在于，包括：数据采集模块，用于采集用电设备的用电参数；数据处理模块，连接所述数据采集模块；通信模块，连接所述数据处理模块；其中，所述数据处理模块包括由主处理单元和从处理单元所构成的双处理系统；所述从处理单元从所述数据采集模块处接收用电参数，并据以计算电能数据；所述主处理单元将所述从处理单元计算得到的电能数据对外展示和/或通过所述通信模块向外传输。2.根据权利要求1所述的电能测量装置，其特征在于，所述电能测量装置还包括：人机交互模块，连接所述数据处理模块中的主处理单元；所述人机交互模块包括显示单元和按键单元；所述显示单元用于显示电能数据；所述按键单元供按压后进行信息交互。3.根据权利要求1所述的电能测量装置，其特征在于，所述电能测量装置还包括：数据存储模块，连接所述数据处理模块；所述数据存储模块包括所述从处理单元内的静态随机存取存储器及外挂的串行随机存储器；其中，所述静态随机存取存储器用于存储采集到的用电参数；所述串行随机存储器用于提供掉电保护。4.根据权利要求1所述的电能测量装置，其特征在于，所述通信模块包括EC200S
‑
CN模块；所述EC200S
‑
CN模块内置MQTT协议栈；主处理单元通过AT指令对所述EC200S
‑
CN模块进行配置，并采用MQTT协议连接到云服务器；在所述EC200S
‑
CN模块与云服务器连接成功后，将数据以JSON格式进行打包并上传至云服务器，所述云服务器对接收到的数据进行解析并存入数据库中。5.根据权利要求1所述的电能测量装置，其特征在于，所述从处理单元计算电能数据的过程包括：采样一个周期内若干个采样点的瞬时电压和瞬时电流，据以计算所述采样点所对应的瞬时功率；按照计算所得的所述瞬时功率的正、负分别累加得到对应的正累加和与负累加和，以计算得到一个周期内的有功功率和无功功率；根据计算所得的一个周期内的有功功率和无功功率，计算功率因数和单个周期波内的电能。6.一种电能参数远程采集监控系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴仲超，朱明星，李奇，李建泽，孙智慧，沈卫兵，李莉莉，薛立军，盛华艳，孙航，孙冰冰，仰继连，张纯，王一帆，曹艳珺，余赵绮，
申请(专利权)人：国网安徽省电力有限公司蚌埠供电公司，
类型：发明
国别省市：