电表无线读取装置及方法

摘要

本发明公开了电表无线读取装置及方法。它包括处理单元、脉冲传感器、电池模块，所述电表无线读取装置由电池模块供电，处理单元通过脉冲传感器获得电表上的用电信息；所述电表无线读取装置进一步设有无线通讯模块、天线，处理单元通过无线通讯模块、天线与外部通讯。本发明具有装置能耗低，安装过程方便、安全，可以测量记录各种用电信息，有各种报警事件输出功能等优点。

权利要求

1.一种电表无线读取装置，其特征在于：它包括处理单元、脉冲传感器（11）、电池模块，所述电表无线读取装置（10）由电池模块供电，处理单元通过脉冲传感器（11）获得电表（14）上的用电信息；所述电表无线读取装置（10）进一步设有无线通讯模块、天线（13），处理单元通过无线通讯模块、天线（13）与外部通讯；

所述脉冲传感器（11）通过光电转换方式感测电表的脉冲灯发出的信号。

2.根据权利要求1所述的电表无线读取装置，其特征在于：所述处理单元包括运算器、存储器、时钟。

3.根据权利要求1所述的电表无线读取装置，其特征在于：所述电表无线读取装置进一步设有连线（12），连接脉冲传感器（11）和处理单元，使脉冲传感器（11）安装方便。

4.一种根据权利要求1所述的电表无线读取装置的工作方法，所述工作方法包括：

1）上电初始化设置，装置进入休眠状态；

2）脉冲或定时唤醒装置：

当脉冲唤醒装置时，

处理单元进行用电量记录，

处理单元计算出功率值并记录，

如果发生报警事件，则通过无线上报，

装置进入休眠状态，等待下一次唤醒；

当定时唤醒装置时，

无线通讯模块进入接收状态，

如果接收到外部指令，处理单元则进行相应的数据通讯，装置进入休眠状态，等待下一次唤醒。

5.根据权利要求4所述的工作方法，其特征在于：步骤2）中所述的用电量记录分时段记录各个时段的累计用电量并存储在处理单元的存储器中。

6.根据权利要求4所述的工作方法，其特征在于：步骤2）中所述的功率值通过两个脉冲之间的间隔时间计算得出。

7.根据权利要求4所述的工作方法，其特征在于：步骤2）中所述的报警事件由电量、功率、功率瞬变量参数中的一种或多种达到设定报警值而触发报警。

说明书

电表无线读取装置及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种电表无线读取装置，尤其涉及一种安装安全方便，有各种报警事件输出的电表无线读取装置。

背景技术

[0002] 电表是用电量的计量仪表，其输出信息包含当前用电功率、用电量等重要信息。通过读取电表输出的信息，对于我们安全用电、节约用电、智能控制有着非常重要的意义。

[0003] 现有技术中提出的电表读取装置多是基于RS485总线的，读取装置还需要外部供电。这样就使得安装的时候需要接线，对于非工程技术人员来说，有一定的实施难度，并且存在接触强电导致触电这样的重大的安全隐患。而且电表作为计费计量仪表，接线端子一般被罩壳保护，非授权用户不得打开。

[0004] 现有电表读取方法只读取电表的累计用电量，不能读取某一特定时间段的用电量，比如事后查询凌晨一点到四点的用电量。另外，现有电表读取方法不关心实时的用电功率及其变化，比如不能在用电功率超过某一特定值时立刻报警输出。

发明内容

[0005] 为了解决上述现有技术方案中的不足，本发明提供了一种能够方便安全安装，可以测量记录各种用电信息，有各种报警事件输出功能的电表无线读取装置。

[0006] 本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

[0007] 一种电表无线读取装置，它包括处理单元、脉冲传感器、电池模块，所述电表无线读取装置由电池模块供电，处理单元通过脉冲传感器获得电表上的用电信息；所述电表无线读取装置进一步设有无线通讯模块、天线，处理单元通过无线通讯模块、天线与外部通讯。

[0008] 所述处理单元包括运算器、存储器、时钟。

[0009] 所述脉冲传感器通过光电转换方式感测电表的脉冲灯发出的信号。

[0010] 所述电表无线读取装置进一步设有连线，连接脉冲传感器和处理单元，使脉冲传感器安装方便。

[0011] 由于装置由电池供电，所以降低功耗才能有更长的连续工作时间。本发明主要通过使装备尽可能的处于休眠状态来实现低功耗。

[0012] 一种所述的电表无线读取装置的工作方法，所述工作方法包括：

[0013] 1）上电初始化设置，装置进入休眠状态；

[0014] 2）脉冲或定时唤醒装置：

[0015] 当脉冲唤醒装置时，

[0016] 处理单元进行用电量记录，

[0017] 处理单元计算出功率值并记录，

[0018] 如果发生报警事件，则通过无线上报，

[0019] 装置进入休眠状态，等待下一次唤醒；

[0020] 当定时唤醒装置时，

[0021] 无线通讯模块进入接收状态，

[0022] 如果接收到外部指令，处理单元则进行相应的数据通讯，

[0023] 装置进入休眠状态，等待下一次唤醒。

[0024] 步骤2）中所述的用电量记录分时段记录各个时段的累计用电量并存储在处理单元的存储器中。

[0025] 步骤2）中所述的功率值通过两个脉冲之间的间隔时间计算得出。

[0026] 步骤2）中所述的报警事件由电量、功率、功率瞬变量参数中的一种或多种达到设定报警值而触发报警。

[0027] 与现有技术相比，本发明的有益效果为：

[0028] 1、本发明利用脉冲或定时唤醒两种机制实现了低功耗，可以应用小型的电池为装置供电，使整个装置小型化，且装置安装过程方便、安全。

[0029] 2、装置工作与电表工作完全电气隔离，不存在电气干扰的情况。

[0030] 3、装置被动接收电表发出信号，不主动读取，不干扰电表的运行。

[0031] 4、工作适应性广，只要有脉冲灯输出的电表都可以使用，不需要红外接口和RS485接口硬件，也不需要上述接口对应的软件协议。

[0032] 5、采用无线方式与外部设备通讯，可以远程读取电表运行状态。

[0033] 6、可存储多时段信息供查询，具有多种报警事件输出功能。

[0034] 7、借由对电表信息的方便读取，可以衍生出丰富功能，使电表这一重要信息源纳入到物联网的感知层中来。实现诸如远程监控、智能控制、漏电监测、用电器运行诊断这样的功能，也可以帮助我们节约用电，实现节能减排。

附图说明

[0035] 参照附图，本发明的公开内容将变得更易理解。本领域的技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于举例说明本发明的技术方案，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。

[0036] 图1是电表无线读取装置的应用示意图；

[0037] 图2是电表无线读取装置的结构示意图；

[0038] 图3是本发明的初始工作流程图；

[0039] 图4是电表无线读取装置的脉冲唤醒工作流程图；

[0040] 图5是电表无线读取装置的定时唤醒工作流程图；

[0041] 图中，电表无线读取装置10、脉冲传感器11、连线12、天线13、电表14。

具体实施方式

[0042] 图1-5及以下说明描述了本发明的可选实施方案以教导本领域技术人员如何实施和再现本发明。为了教导本发明的技术方案，已简化或省略了一些常规方面技术方案。本领域技术人员应该理解源自这些方式的变型或替换将在本发明的范围内。本领域技术人员应该理解下述特征能够以各种方式组合以形成本发明的多个变型。因此，本发明并不局限于下述可选实施方式，而仅由权利要求和它们的等同物限定。

[0043] 图1示意性地给出了本发明实施例电表无线读取装置的应用示意图。如图1所示，所述脉冲传感器11可以设置在电表无线读取装置10的主体上，当然，也可以使用连线12与主体相连。脉冲传感器11可粘在电表14的脉冲灯窗上，安装方便。脉冲传感器11与电表无线读取装置10之间采用连线连接的方式，使得读取装置安装自由方便。而且读取装置不会阻挡电表屏幕显示，也容易使读取装置找到无线信号屏蔽小的安装位置。读取装置通过天线13发射或接收电磁波，实现无线通讯。

[0044] 图2给出了本发明电表无线读取装置的结构示意图，它包括处理单元、脉冲传感器11、电池模块，所述电表无线读取装置由电池模块供电，处理单元通过脉冲传感器11获得电表14上的用电信息，处理单元通过无线通讯模块、天线13与外部通讯。

[0045] 处理单元包括运算器、存储器、时钟。脉冲传感器11通过光电转换方式感测电表脉冲灯发出的信号。

[0046] 由于装置由电池供电，所以降低功耗才能有更长的连续工作时间。本发明主要通过使装备尽可能的处于休眠状态来实现低功耗。下面通过一些简单的概算来说明使用这种方法对降低装置功耗的贡献：

[0047] 根据现有技术，取一般性参数，电池容量为1000mAH，无线模块接收电流15mA，装置活跃电流为200uA，装置休眠电流为25uA。电表每2秒一个脉冲，每个脉冲唤醒后工作0.2ms。无线模块定时1秒唤醒一次，接收2ms。

[0048] 如果装置一直处于活跃，且为了响应数据通讯，无线模块一直处于接收状态，那么电池工作时间概算式1000mAH/15mA+200uA，约为65.8小时，即2.7天。

[0049] 采用本发明的工作方法，则功耗主要由3部分组成，包括装置休眠电流25uA、脉冲唤醒电流、定时唤醒电流。脉冲唤醒电流概算式200uA*0.2ms/2s，为0.02uA。定时唤醒电流概算式15mA*2ms/1s，为30uA。这样电池工作时间概算式1000mAH/25uA+0.02uA+30uA，约为18175小时，即2.07年。

[0050] 图3示意性地给出了本发明的初始工作流程图。上电复位后，处理单元执行初始化设置。初始化设置包括处理单元自身的各种工作参数设置和无线通讯模块初始化设置。执行完初始化设置后装置进入休眠状态，以此降低系统功耗。

[0051] 图4示意性地给出了本发明的脉冲唤醒工作流程图，所述工作方法包括：

[0052] 当电表发出脉冲时，唤醒装置。处理单元进行用电量记录，即记录一定时间段内的脉冲数量。所述时段具体长度可由外部设备设置。处理单元根据设置值分时段记录各个时段的累计用电量并存储在存储器中，以供外部设备读取。时段设置可依据峰谷电时间，使用电量分别计入峰电电量或谷电电量。时段设置还可根据需要，设置为一个长度的时间段进行一次累计记录。

[0053] 处理单元计算出功率值。功率值通过两个脉冲之间的间隔时间计算得出。例如电表脉冲输出属性是1600imp/kWh，表明负载功率为1kW时，则脉冲频率为1600/3600s=0.444Hz。如果脉冲间隔为1s，反推出当前用电功率为2.25kW。

[0054] 如果发生报警事件，则通过无线上报。报警事件由外部设备设置。报警事件由电量、功率、功率瞬变量参数中的一种或多种达到设定报警值而触发报警。例如可设置报警事件为功率大于1.5kW并且功率瞬变量为100W才触发报警。

[0055] 然后装置进入休眠状态，等待下一次唤醒。

[0056] 图5示意性地给出了本发明的定时唤醒工作流程图，所述工作方法包括：

[0057] 装置定时唤醒，该定时唤醒源可能来自处理单元也可能来自无线模块。唤醒后无线模块进入接收状态检查有没有外部设备发来通讯指令。如果接收到指令数据，则进入数据通讯处理。

[0058] 然后装置进入休眠状态，等待下一次唤醒。

[0059] 实施例1

[0060] 外部设备希望以后能查询每小时的用电量，则通过无线通讯设置记录时段长度为1小时。当需要取用数据的时候，再通过无线通讯读取装置存储器中的用电量数据。

[0061] 实施例2

[0062] 外部设备希望在用电功率大于5kW的时候切断部分负载，并检查执行机构是否工作正常。则可以通过无线通讯设置报警事件1为功率大于5kW。当电表无线读取装置一旦计算出当前功率大于5kW，则立刻触发报警，并通过无线发出报警信号。外部设备得到报警信号后控制继电器，切断其中部分负载。再通过无线读取当前功率值是否降到预定值，以达到闭环控制的目的。

[0063] 实施例3

[0064] 外部设备希望做联动控制，当某一用电器A被打开的时候，启动用电器B。已知A的功率为1000W，B的功率为100W。则可以通过无线通讯设置报警事件2为功率瞬变+1000W。如果当前功率为800W，当功率值瞬变为1800W的时候，电表无线读取装置触发报警事件2，并通过无线发出报警信号。外部设备得到报警信息后控制启动用电器B。外部设备还可读取当前功率值是否在理论的1900W。

[0065] 功率瞬变除了可设置为正瞬变值，也可设置为负瞬变值。