【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电能表，具体而言涉及一种基于li-fi通讯技术的电能表。
技术介绍
1、传统电能表在进行远程通讯时，常常依赖于无线通信或有线通信方式。然而，传统通信方式存在通信干扰、安全性问题，且需要额外的通信设备和复杂的网络布线，限制了电能表的远程通讯性能和便利性。
2、li-fi(light fidelity)光保真技术，又称为可见光无线通信，该技术是一种利用可见光波谱进行数据传输的全新无线传输技术。li-fi通信是以led为载体，在不影响正常照明前提下，将信息通过调制器进行调制后，将数字信号载频到led发光二极管上，利用led发出快速的光脉冲无线传输信息。
3、申请号为201910189493.0的专利技术申请中公开了一种基于可见光通信技术的电能计量抄表系统，包括可见光通信信号发射系统以及抄表终端；电能表侧系统包括电能表接口模块、发射系统mcu、发射系统电源模块、可见光光源模块；抄表终端包括抄表终端mcu、抄表终端电源模块、电压判决模块、信号前置放大模块以及光电探测器。该专利技术通过结合可见光通信技术和室内变电站环境的特点，提出了一种在室内变电站环境下、基于可见光通信技术低压抄表系统的整体设计方案。然而，上述现有技术中无法实现双向通讯，无法进行远程费控拉合闸操作，在安全性上也存在不足。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种基于li-fi通讯技术的电能表，引入li-fi光保真技术，将电能表与li-fi光发射和接收设备集成，实现
2、本专利技术解决技术问题所采用的技术方案是：一种基于li-fi通讯技术的电能表，所述电能表包括li-fi通讯模块、通讯接口和控制芯片、数据处理单元、显示单元、计量单元、费控单元、安全模块；所述li-fi通讯模块集成于所述电能表的硬件结构中，包括光发射设备和光接收设备；
3、所述光发射设备负责将数据转换成可见光信号进行发送；所述光接收设备负责接收外部发来的可见光信号，并将其转换为电信号进行解码；所述通讯接口和控制芯片用于处理发送和接收的数据，并进行li-fi通讯协议的解析和控制；所述数据处理单元负责对接收到的数据进行解码、校验和存储，对待发送的数据进行编码处理；所述显示单元用于实时显示电能使用数据、费用信息；所述计量单元负责对电能进行测量和计量；所述费控单元支持通过li-fi技术进行远程费控拉合闸操作；所述安全模块用于数据加密和身份认证，确保通讯安全；所述电能表通过与主站系统的远程通讯，进行数据上传和下载，支持远程监测和控制功能。
4、进一步地，所述光发射设备包括led发光二极管或其他可见光发射器，当电能表作为发送端时，通过所述光发射设备将经过编码处理的数字信号调制成光信号，然后通过可见光波谱进行传输；所述光接收设备包括光电转换器pd，当电能表作为接收端时，所述光接收设备负责接收外部传来的可见光信号，并将其转换为电信号进行滤波、整形和放大处理，最终解调出相应的模拟信息。
5、进一步地，当所述电能表需要实现双向传输时，通过进行频谱区分或多路取样调制，并加入同步识别信号和同步检测信号即可实现。
6、进一步地，所述通讯接口负责将处理后的数据传输到所述光发射设备或光接收设备；所述控制芯片负责控制通讯参数，包括时序、频率，确保数据传输的准确性和稳定性。
7、进一步地，所述显示单元包括液晶显示屏或其他显示装置；通过li-fi技术，电能表通过所述光发射设备向外部显示传输数据，或通过所述光接收设备接收外部的显示指令，实现双向显示功能。
8、进一步地，所述安全模块负责对传输的数据进行加密保护，确保通讯过程中的数据机密性和完整性；负责进行身份认证，防止非法操作和重放攻击。
9、进一步地，设计所述远程监测和控制功能，确保电能表与主站系统之间的高效数据交互，使得用户可以通过远程监测平台实时获取电能使用数据和设备状态信息。
10、li-fi光保真通讯技术是一种全新的无线传输技术，利用可见光波谱进行数据传输。在电能表上的应用，采用led发光二极管作为光发射器，通过调制器对数字信号进行调制，将信息载频到led上，然后利用led发出快速的光脉冲进行无线传输。当电能表作为接收端时，我们在电能表内部设置光电转换器(pd)，用于接收含有信息的可见光信号，并将其转换为电信号，再经过滤波、整形和放大，最终解调出相应的模拟信息。若需要实现双向传输，可以进行频谱区分或多路取样调制，并加入同步识别信号和同步检测信号即可实现。
11、本专利技术的有益效果是：与现有技术相比，本专利技术提供的一种基于li-fi通讯技术的电能表，具有以下几点优势：
12、1)高速双向通讯：采用li-fi光保真技术，，照明设备可以在不影响正常照明的前提下，利用led作为载体传输数据，实现了光信号与数据传输的高度一致，确保通讯过程中的稳定性和可靠性，电能表能够实现高速、可靠的双向通讯。通过led发光二极管作为光发射器和光电转换器作为光接收器，数据传输在可见光波谱下进行，实现光信号与数据传输的完美融合，确保通讯的稳定性和可靠性，同时消除了传统通讯方式可能存在的电磁干扰问题。
13、2)远程费控拉合闸操作：电能表内部集成li-fi光发射和接收设备，实现了远程费控拉合闸操作功能。用户可以通过li-fi技术实时控制电能表的开关状态，实现远程拉闸和合闸操作，无需到现场进行人工干预，提高了费控管理的便捷性和准确性。
14、3)实时数据监测：li-fi通讯技术使得电能表能够实时上传和下载数据，支持远程监测功能。用户可以通过li-fi技术实时获取电能使用数据，包括电能计量数据和费用信息，帮助用户实时了解电能使用情况，进行电费管理和用电决策。
15、4)节能环保：采用可见光作为传输介质，li-fi通讯技术避免了电磁波传输带来的电磁污染，同时具备节能环保的特性。电能表使用li-fi通讯技术，减少了能源消耗，对环境友好，为可持续发展做出积极贡献。
16、5)安全可靠：电能表内部集成安全模块，支持数据加密和身份认证，确保通讯过程的安全性。li-fi通讯技术采用可见光传输，通讯链路相对封闭，降低了外部干扰和黑客攻击的风险，保障了用户数据的隐私和安全。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种基于LI-FI通讯技术的电能表，其特征在于：所述电能表包括LI-FI通讯模块、通讯接口和控制芯片、数据处理单元、显示单元、计量单元、费控单元、安全模块；所述LI-FI通讯模块集成于所述电能表的硬件结构中，包括光发射设备和光接收设备；
2.如权利要求1所述的一种基于LI-FI通讯技术的电能表，其特征在于：所述光发射设备包括LED发光二极管或其他可见光发射器，当电能表作为发送端时，通过所述光发射设备将经过编码处理的数字信号调制成光信号，然后通过可见光波谱进行传输；所述光接收设备包括光电转换器PD，当电能表作为接收端时，所述光接收设备负责接收外部传来的可见光信号，并将其转换为电信号进行滤波、整形和放大处理，最终解调出相应的模拟信息。
3.如权利要求1或2所述的一种基于LI-FI通讯技术的电能表，其特征在于：当所述电能表需要实现双向传输时，通过进行频谱区分或多路取样调制，并加入同步识别信号和同步检测信号即可实现。
4.如权利要求1所述的一种基于LI-FI通讯技术的电能表，其特征在于：所述通讯接口负责将处理后的数据传输到所述光发射设备或光接收设备
5.如权利要求1所述的一种基于LI-FI通讯技术的电能表，其特征在于：所述显示单元包括液晶显示屏或其他显示装置；通过LI-FI技术，电能表通过所述光发射设备向外部显示传输数据，或通过所述光接收设备接收外部的显示指令，实现双向显示功能。
6.如权利要求1所述的一种基于LI-FI通讯技术的电能表，其特征在于：所述安全模块负责对传输的数据进行加密保护，确保通讯过程中的数据机密性和完整性；负责进行身份认证，防止非法操作和重放攻击。
7.如权利要求1所述的一种基于LI-FI通讯技术的电能表，其特征在于：设计所述远程监测和控制功能，确保电能表与主站系统之间的高效数据交互，使得用户可以通过远程监测平台实时获取电能使用数据和设备状态信息。
...【技术特征摘要】
1.一种基于li-fi通讯技术的电能表，其特征在于：所述电能表包括li-fi通讯模块、通讯接口和控制芯片、数据处理单元、显示单元、计量单元、费控单元、安全模块；所述li-fi通讯模块集成于所述电能表的硬件结构中，包括光发射设备和光接收设备；
2.如权利要求1所述的一种基于li-fi通讯技术的电能表，其特征在于：所述光发射设备包括led发光二极管或其他可见光发射器，当电能表作为发送端时，通过所述光发射设备将经过编码处理的数字信号调制成光信号，然后通过可见光波谱进行传输；所述光接收设备包括光电转换器pd，当电能表作为接收端时，所述光接收设备负责接收外部传来的可见光信号，并将其转换为电信号进行滤波、整形和放大处理，最终解调出相应的模拟信息。
3.如权利要求1或2所述的一种基于li-fi通讯技术的电能表，其特征在于：当所述电能表需要实现双向传输时，通过进行频谱区分或多路取样调制，并加入同步识别信号和同步检测信号即可实现。
4.如权...
【专利技术属性】
技术研发人员：王珈，洪晨力，张建启，余武军，王勤龙，鲁燕飞，张福才，许呈现，谢东丰，王晖，刘欢，施政祥，
申请(专利权)人：浙江恒业电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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