(12)实用新型专利
(10)授权公告号 CN 206421561 U(45)授权公告日 2017.08.18
(21)申请号 201621184980.6(22)申请日 2016.10.28
(73)专利权人 国网河南省电力公司电力科学研
究院
地址 450052 河南省郑州市嵩山南路85号专利权人 国网河南省电力公司
国家电网公司(72)发明人 邵淮岭 王雍 侯慧娟 刘忠
郅擎宇 姚艳霞 丁涛 王刚民 代迎凯 (74)专利代理机构 郑州知己知识产权代理有限
公司 41132
代理人 季发军(51)Int.Cl.
G08C 17/02(2006.01)
权利要求书1页 说明书5页 附图1页
G08C 19/00(2006.01)G08C 15/00(2006.01)H04L 1/24(2006.01)H02J 13/00(2006.01)
CN 206421561 U(54)实用新型名称
用电信息实时数据采集装置(57)摘要
本实用新型公开一种用电信息实时数据采集装置，包括用户终端、数据采集单元和数据处理单元，用户终端与数据采集单元相连接，用户终端为多个，数据采集单元包括多个采集模块和通信模块，数据处理单元包括处理模块、比对模块和存储模块，多个用电终端与多个采集模块对
多个采集模块通过通信模块与数据处理应连接，
单元相连接，通信模块包括有线通信和无线通信，比对模块对处理模块接收的有线信号和无线信号进行分析比对并存储在存储模块内。本实用新型采用双通信模式防止其中一种通信模块出现故障无法传输的问题发生，而且通过在数据处理模块中增设比对模块，可以将采集模块传输的信息进行分析比对，防止出现通信干扰造成数据丢失的现象发生。
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权 利 要 求 书
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1.一种用电信息实时数据采集装置，其特征在于：包括用户终端、数据采集单元和数据处理单元，所述用户终端与所述数据采集单元相连接，所述用户终端为至少一个，所述数据采集单元包括采集模块和通信模块，所述数据处理单元包括依次连接的处理模块、比对模块和存储模块，所述用电终端与所述采集模块连接，所述采集模块通过所述通信模块与所述数据处理单元相连接，所述通信模块包括有线通信和无线通信，所述比对模块对所述处理模块接收的有线信号和无线信号进行分析比对并存储在所述存储模块内，所述采集模块上监控模块，所述监控模块与数据处理模块连接。
2.如权利要求1所述的用电信息实时数据采集装置，其特征在于：所述采集模块包括用户信息采集模块、实时用电采集模块和SIM卡采集模块，所述比对模块对所述用户信息采集模块、实时用电采集模块和SIM卡采集模块的信息进行比对。
3.如权利要求2所述的用电信息实时数据采集装置，其特征在于：所述数据处理单元还包括控制模块和报警模块，所述比对模块、所述控制模块和所述报警模块依次电连接。
4.如权利要求3所述的用电信息实时数据采集装置，其特征在于：所述数据处理单元还包括GIS模块，所述处理模块的输出端分别与所述比对模块和GIS模块的输入端相连接，所述比对模块和GIS模块的输出端与所述控制模块的输入端相连接，所述控制模块的输出端与所述报警模块电连接。
5.如权利要求4所述的用电信息实时数据采集装置，其特征在于：所述用户终端包括液晶显示模块、ZigBee无线通信模块、电源模块、电流检测电路，所述液晶显示模块、电源模块、电流检测电路分别与ZigBee无线通信模块相连。
6.如权利要求5所述的用电信息实时数据采集装置，其特征在于：所述采集模块为智能电表。
7.如权利要求6所述的用电信息实时数据采集装置，其特征在于：所述智能电表包括硬件部分，其中，硬件部分包括微处理器、供电单元、时钟单元、存储单元、电流采样单元、电压采样单元、温度采样单元、通信接口单元、开关接口单元；供电单元、时钟单元、存储单元、电流采样单元、电压采样单元、温度采样单元、通信接口单元、开关接口单元分别与微处理器相连。
8.如权利要求7所述的用电信息实时数据采集装置，其特征在于：所述微处理器为智能电表的控制核心，用于与智能电表的其他单元进行交互并完成各种运算。
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说 明 书
用电信息实时数据采集装置
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技术领域
[0001]本实用新型涉及一种用电信息交互设备技术领域，尤其是涉及一种用电信息实时数据采集装置。
背景技术
[0002]国家电网公司以奉献清洁能源、促进经济发展、服务社会和谐为基本使命，提出建 设涵盖电力系统的发电、输电、变电、配电、用电和调度各个环节的统一坚强智能电网。推动客户侧新能源和可再生能源分布式发电，减少对化石燃料的依赖，是未来能源技术发展的方向。因此，供电公司需要实时采集用户用电的实时信息，实现降低用电成本、安全可靠用电。
[0003]目前市场上有各种电力信息采集终端，如符合国网公司用电信息采集新标准的集 中器、采集器，以及一些电参数计量装置。但是每一种都有一些缺点：1)符合国网公司用电 信息采集新标准的集中器、采集器只适用于用户电能表的采集；2)市场上的一些电参数计 量装置，采集协议与标准不统一，如果要实现用户采集数据集中的话，成本会比较高。因此，需要一种采集方法以及相关装置，来实现用户用电信息的实时采集以及统一传输。[0004]目前，各地市公司已经投入大量电能量数据采集终端设备，其它未投入各地市也将陆续实现系统各个功能。电能信息采集系统设计建设、设备运行维护由电能计量人员完成，技术含量高，工作量大，同时地市级人员缺乏整体标准化设计理念，在现场也没有模拟运行环境的标准安装、模拟故障排查的一体化的实训设备，为下一步各地市级营销计量中心对现场故障排查以及运维人员技能培训和提高带来不可预测的困难。[0005]授权公告号CN103456199公开一种用电信息采集模拟系统，包括计算机、交换器、发电厂用电信息采集分系统、公变用户用电信息采集分系统、转变用户用电信息采集分系统以及主站服务器，通过计算机控制虚负荷电源驱动各电能表进行显示，可以进行从发电、升压、降压、公变用户和转变用户用电信息的直观呈现，包括总表、分别关系，损耗计算，多种通信方式的现场教学，通讯故障，电流大小，相角大小，接线故障，主站服务器的负荷管理、线损管理、影响管理培训等。实用新型内容
[0006]有鉴于此，本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种用电信息实时数据采集装置，采用双通信模式防止其中一种通信模块出现故障无法传输的问题发生，而且通过在数据处理模块中增设比对模块，可以将采集模块传输的信息进行分析比对，防止出现通信干扰造成数据丢失的现象发生。[0007]为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：[0008]一种用电信息实时数据采集装置，包括用户终端、数据采集单元和数据处理单元，所述用户终端与所述数据采集单元相连接，所述用户终端为至少一个，所述数据采集单元包括采集模块和通信模块，所述数据处理单元包括依次连接的处理模块、比对模块和存储
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模块，所述用电终端与所述采集模块连接，所述采集模块通过所述通信模块与所述数据处理单元相连接，所述通信模块包括有线通信和无线通信，所述比对模块对所述处理模块接收的有线信号和无线信号进行分析比对并存储在所述存储模块内，所述采集模块上监控模块，所述监控模块与数据处理模块连接。[0009]进一步的，所述采集模块包括用户信息采集模块、实时用电采集模块和SIM卡采集模块，所述比对模块对所述用户信息采集模块、实时用电采集模块和SIM卡采集模块的信息进行比对。
[0010]进一步的，所述数据处理单元还包括控制模块和报警模块，所述比对模块、所述控制模块和所述报警模块依次电连接。[0011]进一步的，所述数据处理单元还包括GIS模块，所述处理模块的输出端分别与所述比对模块和GIS模块的输入端相连接，所述比对模块和GIS模块的输出端与所述控制模块的输入端相连接，所述控制模块的输出端与所述报警模块电连接。[0012]所述用户终端包括液晶显示模块、ZigBee无线通信模块、电源模块、电流检测电路，所述液晶显示模块、电源模块、 电流检测电路分别与ZigBee无线通信模块相连。[0013]所述采集模块为智能电表，所述智能电表包括硬件部分，其中，硬件部分包括微处理器、供电单元、时钟单元、存储 单元、电流采样单元、电压采样单元、温度采样单元、通信接口单元、开关接口单元 ；供电单 元、时钟单元、存储单元、电流采样单元、电压采样单元、温度采样单元、通信接口单元、开关 接口单元分别与微处理器相连 ；其中， 所述微处理器 ：为智能电表的控制核心，用于与智能电表的其他单元进行交互并完成 各种运算 ； 所述供电单元 ：用于为智能电表的各个电路提供电源供应 ； 所述时钟单元 ：用于为智能电表提供时钟功能 ； 所述存储单元：用于存储智能电表采集的各种数据 ； 所述电流采样单元：用于采集瞬时电流； 所述电压采样单元：用于采集瞬时电压 ； 所述温度采样单元：用于采集当前温度值； 所述通信接口单元 ：用于实现与其他设备之间的通信 ； 所述开关接口单元：包括多个开关接口，每个开关接口连接一智能开关，至多可以包括 32 个开关接口；所述智能开关：接受所述智能电表的开关管理模块管理，用于与一个或多个用电设备 相连，并对相连的一个或多个用电设备进行控制。[0014]本实用新型的有效效果：[0015]1．用电信息采集装置，包括用户终端、数据采集单元和数据处理单元，用户终端与数据采集单元相连接，用户终端为多个，数据采集单元包括多个采集模块和通信模块，数据处理单元包括处理模块、比对模块和存储模块，多个用电终端与多个采集模块对应连接，多个采集模块通过通信模块与数据处理单元相连接，通信模块包括有线通信和无线通信，比对模块对处理模块接收的有线信号和无线信号进行分析比对并存储在存储模块内。使用时，采集模块对用户终端的用电信息进行采集，用户终端用电信息包括用电能量数据、交采数据、工况数据、电能质量统计数据和事件记录数据等多种数据，采集模块与用户终端相匹配为多个，采集模块采集到的数据信息通过通信模块传输给数据处理单元，通信模块包括有线通信和无线通信，采集模块传输的有线信号数据和无线信号数据经过处理模块的分析处理后传输给比对模块，比对模块对所述有线信号数据和无线信号数据进行分析比对验证两者的完整性；比对模块比对过后的信号数据通过存储模块进行存储，完成采集工作；[0016]本实用新型采用双线数据通信有效预防其中某一通信方式损坏后造成通信失败
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的问题发生，而且在数据处理单元中设置比对模块，对有线数据信息和无线数据信息进行比对，检验通信模块的完整性防止数据丢失的问题发生。[0017]2.有线通信为光纤通信，无线通信为Zigbee无线通信，光线通信具有传输速度快而且稳定的效果，无线通信采用Zigbee将用户终端的信号通过多个中转基站进行传输给数据处理单元，Zigbee具有低功耗和抗干扰特性，有利于降低成本和提高信号传输功效。[0018]3.采集模块包括用户信息采集模块、实时用电采集模块和SIM卡采集模块，通过采集上述信息并使用比对模块对用户信息采集模块、实时用电采集模块和SIM卡采集模块的信息进行现场比对，有效预防盗窃电力的问题发生。[0019]4.数据处理单元还包括控制模块和报警模块，比对模块、控制模块和报警模块依次电连接。使用时根据比对模块的比对结果，报警模块向电力工作人员提供目前电网使用实时状况，有利于电力工作人员对电网的远程监控，协助电力部门快速定位系统故障原因，提前做好用电维护工作，保障整个采集系统安全稳定运行。[0020]5. 数据处理单元还包括GIS模块，处理模块的输出端分别与比对模块和GIS模块的输入端相连接，比对模块和GIS模块的输出端与控制模块相连接，控制模块的输出端与报警模块电连接。通过GIS系统对用户位置、采集设备位置、供电线路等信息的地理进行定位，指导电路维护工作的快速优化与选择。附图说明
[0021]图1为本实用新型的原理框图。
具体实施方式
[0022]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述。[0023]实施例一[0024]如图1所示，本实用新型包括用户终端1、数据采集单元2和数据处理单元3，用户终端1与数据采集单元2相连接，用户终端1为多个，数据采集单元2包括采集模块4（图示一个）和通信模块5，采集模块4包括用户信息采集模块、实时用电采集模块和SIM卡采集模块，数据处理单元3包括依次电连接的处理模块6、比对模块7和存储模块8，处理模块6用于接收并处理通信模块5传送的有线信号数据和无线信号数据，用电终端1与采集模块4对应连接，采集模块4通过通信模块5与数据处理单元3相连接，通信模块5包括有线通信和无线通信，有线通信为光纤通信，无线通信为Zigbee无线通信，比对模块7对处理模块6接收的有线信号和无线信号进行分析比对并存储在存储模块8内，所述采集模块上监控模块，所述监控模块与数据处理模块连接，所述监控模块采用摄像头，摄像头拍摄出月初的电表读数和月末的电表读数，将两张照片传输到数据处理模块，数据处理模块连接有数字图像识别模块，图像识别模块采用201510849103.X，计算模块计算两次识别数据的差值，即当月用电量，当月用电量与采集模块采集的数值对比，若无误差，不报警，若误差大于5度，控制器控制报警器报警。
[0025]本实用新型的工作原理包括以下步骤：[0026]S1：采集模块对用户终端的用电信息进行采集，用户终端用电信息包括用电能量数据、交采数据、工况数据、电能质量统计数据和事件记录数据，采集模块与用户终端相匹
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配，而且每个采集模块均包括用户信息采集模块、实时用电采集模块和SIM卡采集模块；[0027]S2：采集模块采集到的数据信息通过光纤通信和Zigbee无线通信两种通信方式传输给数据处理单元；[0028]S3：采集模块传输的有线信号数据和无线信号数据经过处理模块的分析处理后传输给比对模块，比对模块不仅对用户信息采集模块、实时用电采集模块和SIM卡采集模块进行比对，同时对光纤通信和Zigbee无线通信的数据信号进行分析比对验证两者的完整性；[0029]S4：比对模块比对过后的信号数据通过存储模块进行存储，完成采集工作。[0030]实施例二[0031]如图1所示，本实用新型包括用户终端1、数据采集单元2和数据处理单元3，用户终端1与数据采集单元2相连接，用户终端1为多个，数据采集单元2包括采集模块4和通信模块5，采集模块4包括用户信息采集模块、实时用电采集模块和SIM卡采集模块，数据处理单元3包括GIS模块9、处理模块6、比对模块7、控制模块10、报警模块11和存储模块8，处理模块6用于接收并处理通信模块5传送的有线信号数据和无线信号数据，处理模块6的输出端分别与比对模块7和GIS模块9的输入端相连接，比对模块7和GIS模块9的输出端与控制模块10相连接，控制模块10的输出端与报警模块11电连接，用电终端1与采集模块4对应连接，采集模块4通过通信模块5与数据处理单元3相连接，通信模块5包括有线通信和无线通信，有线通信为光纤通信，无线通信为Zigbee无线通信，比对模块7对处理模块6接收的有线信号和无线信号进行分析比对并存储在存储模块8内。
[0032]本实施例与实施例一的结构基本相同，不同的是：数据处理单元还包括GIS模块、控制模块和报警模块，比对模块、控制模块和报警模块依次电连接，GIS模块用于分析处理所述采集模块的信号。当比对模块的两种比对结果出现不一致的现象，比对模块传送信号给控制模块，控制模块控制报警模块提示电力工作人员对现场进行检修、维护，此过程中GIS模块提供准确的地理定位，有利于提高工作人员确认故障的速度，提高电力服务标准。[0033]所述用户终端包括液晶显示模块、ZigBee无线通信模块、电源模块、电流检测电路，所述液晶显示模块、电源模块、 电流检测电路分别与ZigBee无线通信模块相连。[0034]所述采集模块为智能电表，所述智能电表包括硬件部分，其中，硬件部分包括微处理器、供电单元、时钟单元、存储 单元、电流采样单元、电压采样单元、温度采样单元、通信接口单元、开关接口单元 ；供电单 元、时钟单元、存储单元、电流采样单元、电压采样单元、温度采样单元、通信接口单元、开关 接口单元分别与微处理器相连 ；其中， 所述微处理器 ：为智能电表的控制核心，用于与智能电表的其他单元进行交互并完成 各种运算 ； 所述供电单元 ：用于为智能电表的各个电路提供电源供应 ； 所述时钟单元 ：用于为智能电表提供时钟功能； 所述存储单元：用于存储智能电表采集的各种数据 ； 所述电流采样单元：用于采集瞬时电流； 所述电压采样单元：用于采集瞬时电压 ； 所述温度采样单元：用于采集当前温度值； 所述通信接口单元 ：用于实现与其他设备之间的通信； 所述开关接口单元：包括开关接口，每个开关接口连接一智能开关，至多可以包括 32 个开关接口；所述智能开关：接受所述智能电表的开关管理模块管理，用于与一个或多个用电设备 相连，并对相连的一个或多个用电设备进行控制。[0035]最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本实用
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新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
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