本發(fā)明涉及電力技術領域，尤其涉及一種電能計量系統(tǒng)。

背景技術：

電表是用于計量用戶用電量的儀表?，F(xiàn)有的多用戶電能計量系統(tǒng)是通過控制單元控制若干個電表分別對不同用戶的用電量進行計量?？刂茊卧兔總€電表均需通過外部走線連接市電的火線和零線，布線復雜；且每個電表中均包括獨立的電源模塊，用于將市電轉換為直流電為其內部各功能模塊供電，由于每個電表中的電源模塊所占的空間較大，導致整個電表的體積增大，不利于電表的安裝，且成本較高。

綜上可知，現(xiàn)有的電能計量系統(tǒng)存在布線復雜，電表的體積較大，不利于安裝，且成本較高的問題。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種電能計量系統(tǒng)，旨在解決現(xiàn)有的電能計量系統(tǒng)存在的布線復雜，電表的體積較大，不利于安裝，且成本較高的問題。

本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，一種電能計量系統(tǒng)，包括控制裝置和n個電表，n為正整數(shù)；所述控制裝置的火線端和零線端分別與市電的火線和零線連接，所述n個電表從第1個電表開始至第n-1個電表，每個電表的第二零線端口、第二電源端口及第二通訊端口分別與后一個電表的第一零線端口、第一電源端口及第一通訊端口電連接，且所述第1個電表的第一零線端口、第一電源端口及第一通訊端口分別與所述控制裝置的零線端口、電源端口及通訊端口電連接，每個電表的第一零線端口、第一電源端口及第一通訊端口分別與其第二零線端口、第二電源端口及第二通訊端口電連接，所述n個電表的火線輸入端均與所述火線連接，所述n個電表的火線輸出端分別與不同用戶負載的零線端連接，所述用戶負載的火線端與所述火線連接；

所述控制裝置對所述市電進行電壓轉換，并通過其電源端口輸出直流電為所述n個電表供電，每個電表對與其連接的用戶負載的用電量進行計量，并通過其第一通訊端口輸出電能計量值至所述控制裝置。

進一步的，所述控制裝置包括電源模塊、第一控制模塊、第一通訊模塊及第二通訊模塊；所述控制裝置的電源端口包括正電源端口和地端口；

所述電源模塊的負輸入端和正輸入端分別為所述控制裝置的火線端和零線端，所述電源模塊的正輸入端還與所述控制裝置的零線端口電連接，所述電源模塊的負輸出端和正輸出端分別與所述第一控制模塊的地端和電源端連接，所述電源模塊的負輸出端和正輸出端還分別與所述控制裝置的地端口和正電源端口電連接，所述第一控制模塊的第一通訊端和第二通訊端分別與所述第一通訊模塊的第一通訊端和所述第二通訊模塊的第一通訊端連接，所述第一通訊模塊的第二通訊端與所述控制裝置的通訊端口電連接；

所述電源模塊對所述市電進行電壓轉換，并輸出直流電為所述第一控制模塊、所述第一通訊模塊及所述第二通訊模塊供電，同時，所述電源模塊通過所述控制裝置的電源端口輸出直流電為所述n個電表供電；所述第一通訊模塊通過所述控制裝置的通訊端口接收所述n個電表輸出的電能計量值，并將所述電能計量值發(fā)送至所述第一控制模塊，所述第一控制模塊將所述電能計量值通過所述第二通訊模塊發(fā)送至用戶終端。

進一步的，所述控制裝置還包括第一存儲模塊；所述第一存儲模塊與所述第一控制模塊連接；

所述第一存儲模塊對所述n個電表發(fā)送的電能計量值進行存儲。

進一步的，所述電表包括取樣模塊、計量模塊、第二控制模塊、第三通訊模塊及隔離模塊；所述電表的第一電源端口包括第一正電源端口和第一地端口，所述電表的第二電源端口包括第二正電源端口和第二地端口；

所述第一正電源端口和所述第一地端口分別與所述第二正電源端口和所述第二地端口電連接，所述取樣模塊連接在所述電表的火線輸入端和火線輸出端之間，所述計量模塊的第一輸入端和第二輸入端分別與所述取樣模塊的輸出端和所述電表的零線端口電連接，所述第二控制模塊的輸入端和通訊端分別與所述計量模塊的輸出端和所述第三通訊模塊的第一通訊端連接，所述第二控制模塊的電源端和地端分別與所述隔離模塊的正輸出端和負輸出端連接，所述第三通訊模塊的第二通訊端與所述電表的通訊端口電連接，所述隔離模塊的正輸入端和負輸入端分別與所述電表的正電源端口和地端口電連接；

所述取樣模塊對相應的用戶負載的電流和電壓進行取樣，并輸出取樣值至所述計量模塊；所述計量模塊根據(jù)所述取樣值對所述用戶負載的用電量進行計量，并輸出電能計量值至所述第二控制模塊；所述第二控制模塊將所述電能計量值通過所述第三通訊模塊輸出至所述控制裝置；當所述電表的火線輸入端與所述火線斷接時，所述隔離模塊對所述電表的電源端口進行隔離。

進一步的，所述電表還包括控制開關；所述控制開關連接在所述取樣模塊和所述電表的火線輸出端之間；

所述第二控制模塊接收用戶通過所述控制裝置發(fā)送的開合控制指令，并根據(jù)所述開合控制指令對所述控制開關進行開合控制。

進一步的，所述電表還包括顯示模塊，所述顯示模塊與所述第二控制模塊連接；

所述顯示模塊對相應的用戶負載的用電信息進行顯示。

進一步的，所述電表還包括第二存儲模塊，所述第二存儲模塊與所述第二控制模塊連接；

所述第二存儲模塊對所述計量模塊輸出的電能計量值進行存儲。

本發(fā)明提供的電能計量系統(tǒng)包括控制裝置和n個電表，控制裝置與市電的火線和零線連接，用于對市電進行電壓轉換，并通過其電源端口輸出直流電為n個電表供電，每個電表對與其連接的用戶負載的用電量進行計量，并通過其第一通訊端口輸出電能計量值至控制裝置。由于每個電表的電能均由控制裝置提供，因此電表內部無需設置電源模塊，減小了電表的體積，有利于電表安裝，且降低了成本；同時，由于n個電表的零線端口通過依次電連接的方式共接于控制裝置的零線端口，因此每個電表無需再外接線路連接市電的零線，簡化了整個系統(tǒng)的布線。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例提供的一種電能計量系統(tǒng)的結構框圖；

圖2是本發(fā)明另一實施例提供的一種電能計量系統(tǒng)的結構框圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

參見圖1，是本發(fā)明實施例提供的一種電能計量系統(tǒng)的結構框圖。為了便于說明，僅示出了與本發(fā)明實施例相關的部分，詳述如下：

如圖1所示，一種電能計量系統(tǒng)，包括控制裝置1和n個電表21～2n，n為正整數(shù)?？刂蒲b置1上設置有零線端口a、電源端口b及通訊端口c。每個電表(21、22、……、或2n等)上均設置有第一零線端口a1、第一電源端口b1、第一通訊端口c1、第二零線端口a2、第二電源端口b2及第二通訊端口c2。

控制裝置1的火線端和零線端分別與市電的火線l和零線n連接，n個電表21～2n從第1個電表21開始至第n-1個電表2(n-1)，每個電表的第二零線端口a2、第二電源端口b2及第二通訊端口c2分別與后一個電表的第一零線端口a1、第一電源端口b1及第一通訊端口c1電連接，且第1個電表21的第一零線端口a1、第一電源端口b1及第一通訊端口c1分別與控制裝置1的零線端口a、電源端口b及通訊端口c電連接，每個電表(21、22、……、或2n等)的第一零線端口a1、第一電源端口b1及第一通訊端口c1分別與其第二零線端口a2、第二電源端口b2及第二通訊端口c2電連接，n個電表21～2n的火線輸入端均與火線l連接，n個電表21～2n的火線輸出端分別與不同用戶負載的零線端連接，用戶負載的火線端與火線l連接。

控制裝置1對市電進行電壓轉換，并通過其電源端口b輸出直流電為n個電表21～2n供電，每個電表(21、22、……、或2n等)對與其連接的用戶負載的用電量進行計量，并通過其第一通訊端口c1輸出電能計量值至控制裝置1。

在本發(fā)明實施例中，當n為1，即電能計量系統(tǒng)僅包括一個電表時，該電表的第一零線端口a1、第一電源端口b1及第一通訊端口c1分別與控制裝置1的零線端口a、電源端口b及通訊端口c電連接。

在本發(fā)明實施例中，電表21～2n的第一零線端口a1、第一電源端口b1及第一通訊端口c1可以設置為卡針形狀，電表21～2n的第二零線端口a2、第二電源端口b2及第二通訊端口c2或者控制裝置的零線端口a、電源端口b及通訊端口c可以設置為與第一零線端口a1、第一電源端口b1及第一通訊端口c1分別對應的卡槽形狀，卡針卡接于卡槽內，從而實現(xiàn)第1個電表21的第一零線端口a1、第一電源端口b1及第一通訊端口c1與控制裝置1的零線端口a、電源端口b及通訊端口c的電連接，以及前一個電表的第二零線端口a2、第二電源端口b2及第二通訊端口c2與后一個電表的第一零線端口a1、第一電源端口b1及第一通訊端口c1的電連接。當然，將電表21～2n的第一零線端口a1、第一電源端口b1及第一通訊端口c1設置為卡槽形狀，將電表21～2n的第二零線端口a2、第二電源端口b2及第二通訊端口c2或者控制裝置的零線端口a、電源端口b及通訊端口c可以設置為卡針形狀，同樣可以實現(xiàn)電表與電表或電表與控制裝置1之間的電連接。上述通過卡接的方式實現(xiàn)兩個裝置之間的電連接，不僅減少了系統(tǒng)的外部走線，簡化了系統(tǒng)的布線，而且通過卡接的方式使得用戶可根據(jù)實際需求對電表的數(shù)量進行靈活配置。

在本發(fā)明實施例中，控制裝置1將市電的零線通過其內部引至其零線端口a，第1個電表21的第一零線端口a1與控制裝置1的零線端口a電連接，后一個電表的第一零線端口a1與前一個電表的第二零線端口a2電連接，且每個電表的第一零線端口a1與其第二零線端口a2在電表內部電連接，即n個電表的零線端口通過依次電連接的方式共接于控制裝置1的零線端口a，從而使得每個電表無需再通過外部線路連接市電的零線，簡化了系統(tǒng)的布線。

在本發(fā)明實施例中，控制裝置1將市電進行電壓轉換，并通過其電源端口b輸出直流電為每個電表供電，電表內部無需設置電源模塊，從而減小了電表的體積，有利于電表的安裝，且降低了成本。

參見圖2，是本發(fā)明實施例另一提供的一種電能計量系統(tǒng)的結構框圖。為了便于說明，僅示出了與本發(fā)明實施例相關的部分，詳述如下：

如圖2所示，作為本發(fā)明一實施例，控制裝置1包括電源模塊10、第一控制模塊11、第一通訊模塊12及第二通訊模塊13；控制裝置1的電源端口b包括正電源端口b+和地端口bg。

電源模塊11的負輸入端和正輸入端分別為控制裝置1的火線端和零線端，電源模塊11的正輸入端還與控制裝置1的零線端口a電連接，電源模塊11的負輸出端和正輸出端分別與第一控制模塊11的地端和電源端連接，電源模塊11的負輸出端和正輸出端還分別與控制裝置1的地端口bg和正電源端口b+電連接，第一控制模塊11的第一通訊端和第二通訊端分別與第一通訊模塊12的第一通訊端和第二通訊模塊13的第一通訊端連接，第一通訊模塊12的第二通訊端與控制裝置1的通訊端口c電連接。

可以理解的是，在本發(fā)明實施例中，電源模塊10還與第一通訊模塊12和第二通訊模塊13連接(圖中未示出)。

電源模塊10對市電進行電壓轉換，并輸出直流電為第一控制模塊11、第一通訊模塊12及第二通訊模塊13供電，同時，電源模塊11通過控制裝置1的電源端口b輸出直流電為n個電表21～22供電；第一通訊模塊12通過控制裝置1的通訊端口c接收n個電表21～22輸出的電能計量值，并將電能計量值發(fā)送至第一控制模塊11，第一控制模塊11將電能計量值通過第二通訊模塊13發(fā)送至用戶終端。

在實際應用中，電源模塊10可以采用現(xiàn)有的包括變壓器、整流濾波單元及電壓轉換單元等，用于將交流市電轉換為直流電的電源模塊。在本發(fā)明實施例中，電源模塊10輸出的直流電的電壓可以為16v或5v，具體根據(jù)實際需求進行設置，此處不做限制。

在本發(fā)明實施例中，火線為電壓、電流取樣的公共基點，即火線為“地”點，也就是說本發(fā)明實施例中的控制裝置1或電表21～22內部的火線均共接于地，即共接于控制裝置1的電源端口b的地端口bg。

在本發(fā)明實施例中，第一控制模塊11可以采用cpu(centralprocessingunit，中央處理器)、mcu(microcontrollerunit，微控制單元)或單片機等，此處不做限制。

在本發(fā)明實施例中，第一通訊模塊12可以采用rs485通信接口，當然，第一通訊模塊12還可以采用其他可實現(xiàn)類似功能的串行通信接口，具體根據(jù)實際需求進行設置，此處不做限制。

在本發(fā)明實施例中，第二通訊模塊13可以為無線通信模塊，具體可以為藍牙通信模塊或wifi通信模塊等，此處不做限制。

在本發(fā)明實施例中，用戶終端可以為手機、平板電腦、臺式電腦等智能終端，用于實現(xiàn)對用戶用電量的實時監(jiān)控。

在本發(fā)明實施例中，控制裝置1將市電的零線n通過其內部引出至其零線端口a，為n個電表21～22提供公共零線接點，使得電表21～22電表無需再外接線路與市電的零線n連接，從而簡化了系統(tǒng)布線。同時，控制裝置1中的電源模塊10可通過電源接口b為電表21～22提供電能，每個電表21～22中可以節(jié)省一個電源模塊，不僅減小了電表的體積，而且降低了成本。

作為本發(fā)明一實施例，控制裝置1還包括第一存儲模塊(圖中未示出)；第一存儲模塊與第一控制模塊11連接。

第一存儲模塊11對n個電表21～22發(fā)送的電能計量值進行存儲。

作為本發(fā)明一實施例，每個電表(21、22、……、或2n等)均包括取樣模塊201、計量模塊202、第二控制模塊203、第三通訊模塊204及隔離模塊205。每個電表(21、22、……、或2n等)的第一電源端口b1包括第一正電源端口b1+和第一地端口b1g，每個電表(21、22、……、或2n等)的第二電源端口b2包括第二正電源端口b2+和第二地端口b2g。

其中，每個電表(21、22、……、或2n等)的第一正電源端口b1+和第一地端口b1g分別與其第二正電源端口b2+和第二地端口b2g電連接，取樣模塊201連接在電表的火線輸入端和火線輸出端之間，計量模塊202的第一輸入端和第二輸入端分別與取樣模塊201的輸出端和電表的零線端口(a1或a2)電連接，第二控制模塊203的輸入端和通訊端分別與計量模塊202的輸出端和第三通訊模塊204的第一通訊端連接，第二控制模塊203的電源端和地端分別與隔離模塊205的正輸出端和負輸出端連接，第三通訊模塊204的第二通訊端與電表的通訊端口(c1或c2)電連接，隔離模塊205的正輸入端和負輸入端分別與電表的正電源端口(b1+后b2+)和地端口(b1g或b2g)電連接。

取樣模塊201對相應的用戶負載的電流和電壓進行取樣，并輸出取樣值至計量模塊202；計量模塊202根據(jù)取樣值對用戶負載的用電量進行計量，并輸出電能計量值至第二控制模塊203；第二控制模塊203將電能計量值通過第三通訊模塊204輸出至控制裝置1；當電表的火線輸入端與火線斷接時，隔離模塊205對電表的電源端口(b1或b2)進行隔離。

在本發(fā)明實施例中，取樣模塊201可以為互感器或錳銅分流器，即將互感器或錳銅分流器串接在電表的火線輸入端和火線輸出端之間，可實現(xiàn)對用戶負載的電流或電壓的檢測。在實際應用中，取樣模塊201還可以為其他可進行電流或電壓采樣的電路或元器件，此處不做限制。

在本發(fā)明實施例中，計量模塊202可以采用現(xiàn)有的以電能計量芯片為核心的電能計量電路，例如，采用以型號為rn8209g的計量芯片為核心的電能計量電路，具體根據(jù)實際需求進行設置，此處不做限制。

在本發(fā)明實施例中，第二控制模塊203可以采用cpu(centralprocessingunit，中央處理器)、mcu(microcontrollerunit，微控制單元)或單片機等，此處不做限制。

在本發(fā)明實施例中，第三通訊模塊204可以采用rs485通信接口，當然，第三通訊模塊204還可以采用其他可實現(xiàn)類似功能的串行通信接口，具體根據(jù)實際需求進行設置，此處不做限制。

在實際應用中，當電表的火線輸入端與火線斷開連接時，由于電表內部的火線為地線，因此，用戶負載的大電流會倒灌回電表的地端口(b1g或b2g)，從而燒毀電表的電源端口，甚至燒毀電表。本發(fā)明實施例在電表的電源端口(b1或b2)與第二控制模塊203之間設置隔離模塊205，從而避免了電表的火線輸入端與火線斷開連接時，用戶負載的大電流倒灌導致電表燒毀的情況。

在本發(fā)明實施例中，隔離模塊205可以采用以電源隔離芯片為核心的隔離電路，例如，可以采用以電源隔離芯片b_s-2wr2為核心的電源隔離電路，具體根據(jù)實際需求進行設置，此處不做限制。

作為本發(fā)明一實施例，電表(21、22、……、或2n等)還包括控制開關206。控制開關206連接在取樣模塊201和電表的火線輸出端之間。

第二控制模塊203接收用戶通過控制裝置1發(fā)送的開合控制指令，并根據(jù)開合控制指令對控制開關206進行開合控制。

在實際應用中，控制開關206可以為繼電器或由開關管組成的開關電路等，具體根據(jù)實際需求進行設置，此處不做限制。

在本發(fā)明實施例中，當某一用戶未繳納電費時，用戶可以通過用戶終端發(fā)送開合控制指令(例如斷電指令)至控制裝置1，控制裝置1中的第二通訊模塊13將接收到的開合控制指令發(fā)送至第一控制模塊11，第一控制模塊11將開合控制指令通過第一通訊模塊12發(fā)送至相應的電表，相應電表中的第二控制模塊203根據(jù)開合控制指令控制控制開關206斷開，進而停止為相應的用戶負載供電，從而實現(xiàn)了對用戶負載通斷電的遠程控制。

作為本發(fā)明一實施例，電表(21、22、……、或2n等)還包括顯示模塊(圖中未示出)，顯示模塊與第二控制模塊203連接，顯示模塊對相應的用戶負載的用電信息進行顯示。

在實際應用中，顯示模塊可以為液晶顯示屏或led顯示屏，具體根據(jù)實際需求進行設置，此處不做限制。

作為本發(fā)明一實施例，電表(21、22、……、或2n等)還包括第二存儲模塊(圖中未示出)，第二存儲模塊與第二控制模塊203連接。

第二存儲模塊對計量模塊202輸出的電能計量值進行存儲。

本發(fā)明實施例提供的電能計量系統(tǒng)包括控制裝置和n個電表，控制裝置與市電的火線和零線連接，用于對市電進行電壓轉換，并通過其電源端口輸出直流電為n個電表供電，每個電表對與其連接的用戶負載的用電量進行計量，并通過其第一通訊端口輸出電能計量值至控制裝置。由于每個電表的電能均由控制裝置提供，因此電表內部無需設置電源模塊，減小了電表的體積，有利于電表安裝，且降低了成本；同時，由于n個電表的零線端口通過依次電連接的方式共接于控制裝置的零線端口，因此每個電表無需再外接線路連接市電的零線，簡化了整個系統(tǒng)的布線。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。