專利名稱：智能云電表的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)領域，具體涉及一種智能云電表。
背景技術(shù)：
智能云電表不是虛無縹渺的概念，而是能實現(xiàn)家庭側(cè)需求管理、高級測算、電表數(shù)據(jù)管理和家庭需求響應、海量存儲、遠程控制等眾多應用優(yōu)勢的重要技術(shù)成果。只要有網(wǎng)線接口，云技術(shù)可以配置在智能云電表上，是對智能電表現(xiàn)有應用的升級，也是智能云電表發(fā)展到高級階段的必要配置，它極大提升了智能云電表的實用性。所謂的智能產(chǎn)品，比如智能電表，其實只“能”并不“智”。按照智能的真正定義，目前市面上的產(chǎn)品還屬于初期階段的試驗產(chǎn)品，很多企業(yè)的產(chǎn)品實際是偽智能，目前的智能產(chǎn)品能夠下載軟件，能夠互動，能夠與手機互相操作，但是這些只是當下這些技術(shù)“能”做的基本方式。真正“智”控上卻尚未有大的突破。在智能應用上是否有更大的實用價值的懷疑。智能云電表結(jié)合我國電力能源計量特點和家庭能源管理的需求進行整體設計，形成具有中國鮮明特色的新一代智能云電表。從根本上改變我國偽智能電表的傳統(tǒng)設計，爭取在世界范圍有中國主導的新一代智能云電表。

發(fā)明內(nèi)容
為克服上述缺陷，本發(fā)明提供了一種智能云電表，采用了現(xiàn)代電子的設計，可以外擴遠傳通信功能，通過網(wǎng)絡軟件對電表進行控制。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種智能云電表，一種智能云電表，所述智能云電表通過通信網(wǎng)絡與資源層進行數(shù)據(jù)交互，并能使用戶通過通信網(wǎng)絡訪問智能云電表中的數(shù)據(jù)；其改進之處在于，所述智能云電表包括數(shù)據(jù)交換單元、存儲器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、采集器、傳感器、網(wǎng)絡通信單元、CPU和顯示器；所述數(shù)據(jù)交換單元、所述存儲器、所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器、所述采集器和所述傳感器依次進行數(shù)據(jù)交互；所述CPU處理所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)，并將處理的數(shù)據(jù)傳輸?shù)剿鲲@示器進行顯示；所述數(shù)據(jù)交換單元通過所述網(wǎng)絡通信單元與計算機進行數(shù)據(jù)交互。本發(fā)明提供的優(yōu)選技術(shù)方案中，所述存儲器為閃存。本發(fā)明提供的第二優(yōu)選技術(shù)方案中，所述CPU采用型號為AT91SAM7S256的MCU。本發(fā)明提供的第三優(yōu)選技術(shù)方案中，所述網(wǎng)絡通信單元，包括依次設置的ZigBee模塊、以太網(wǎng)接口和wifi模塊。本發(fā)明提供的第四優(yōu)選技術(shù)方案中，所述ZigBee模塊采用型號為CC2530的芯片。本發(fā)明提供的第五優(yōu)選技術(shù)方案中，wifi模塊米用型號為88w8686的芯片。本發(fā)明提供的第六優(yōu)選技術(shù)方案中，所述資源層，包括并排設置的物理計算設備和物理存儲設備。本發(fā)明提供的第七優(yōu)選技術(shù)方案中，所述物理計算設備，是云計算數(shù)據(jù)中心計算機設備。
本發(fā)明提供的第八優(yōu)選技術(shù)方案中，所述物理存儲設備，是互聯(lián)網(wǎng)服務器設備。本發(fā)明提供的第九優(yōu)選技術(shù)方案中，所述以太網(wǎng)接口通過塑料光纖連接資源層。與現(xiàn)有技術(shù)比，本發(fā)明提供的一種智能云電表，在智能電表基礎上，運用云計算、云存儲等技術(shù)對現(xiàn)有應用進行升級的智能化云電表設備，它擁有先進的用戶需求側(cè)負荷管理、高級測算、電表數(shù)據(jù)管理和家庭需求響應、用電云海量存儲、遠程控制等眾多應用優(yōu)勢，并能實現(xiàn)軟件更新和內(nèi)容的無限擴充。電力部門通過“用電云”來控制后臺數(shù)據(jù)和軟件平臺，包括基礎操作平臺和應用操作系統(tǒng)，智能云電表用戶不需要為自家的電表進行任何升級、維護、資源下載，只需將智能云電表連上網(wǎng)絡，就可即時實現(xiàn)最新應用和海量資源的共孚。


圖1為智能云電表的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為智能云電表在“用電云”中的應用示意圖。
具體實施例方式如圖1所示，提供了一種基于“用電云”技術(shù)的智能電表系統(tǒng)，新一代智能云電表技術(shù)是能源計量一個重要研究領域。本發(fā)明具有性能可靠；低成本及現(xiàn)代網(wǎng)絡通信技術(shù)。智能云電表由采集、存儲、計算、高速通信及一些無源器件組成；本發(fā)明智能云電表具有優(yōu)異的抗電磁干擾性能，高可靠性、保密性強、高靈敏度和較小的體積，且制備簡單、成本低，且系統(tǒng)防水防潮，使用壽命長。國際智能電表界普遍認為，新一代智能云電表技術(shù)可望在5年后完全實現(xiàn)商品化，是電力系統(tǒng)能源計量領域重大突破。智能云電表具有現(xiàn)代網(wǎng)絡通信技術(shù)、“用電云”服務于電表的技術(shù)革命。未來幾年電力系統(tǒng)能源計量領域需要提高計量的技術(shù)水平，提高計量精度，更需要新一代的計量設備，企業(yè)應及時啟動新一代智能云電表項目。新一代智能云電表作為電力系統(tǒng)能源計量重大革命，將以一個全新的面貌及形態(tài)出現(xiàn)在中國。新一代智能云電表以網(wǎng)絡通信、云計算技術(shù)作為支撐，采用先進的高速雙向通信網(wǎng)絡、先進的傳感和測量技術(shù)、先進的設備技術(shù)、先進的控制方法以及先進的決策支持系統(tǒng)技術(shù)，實現(xiàn)新一代智能云電表的可靠、安全、經(jīng)濟、高效、環(huán)境友好和使用安全的目標的優(yōu)化高效運行。I用電云概述2.1“用電云”的定義電力系統(tǒng)“用電云”的建立，標志著電力系統(tǒng)能效計量管理進入高級超智能階段。為管理以及計算智能云電表采集大量的信息數(shù)據(jù)，提出新一代智能云電表管理系統(tǒng)——“用電云”系統(tǒng)?！坝秒娫啤毕到y(tǒng)具有運算速度快、系統(tǒng)容量大、可操作性強等優(yōu)點。智能云電表是應用云計算、云存儲技術(shù)的能源計量設備，是云設備的一種。通俗地講，就是用戶不需要單獨為智能云電表配備所有互聯(lián)網(wǎng)功能或內(nèi)容，智能云電表連上網(wǎng)絡，就可以隨時從外界調(diào)取自己需要的資源或信息。它運用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)采集家庭主要用電設備的電能數(shù)據(jù)，通過云計算，向客戶提供電能數(shù)據(jù)查詢、分析報表、報警，滿足家庭能效分析，制訂節(jié)能降耗方案、提高設備安全運行可靠性的方案。提供資源的網(wǎng)絡我們稱之為云，為用電服務的網(wǎng)絡我們稱之為“用電云”。云資源是無限的我們可以按需使用。通過“用電云”為供電公司提供服務，家庭通過“用電云”及時掌握家庭能耗狀況，進行分析。2“用電云”的特征一、強大的計算能力和存貯能力整合全部供電公司資源，形成一個功能強大的計算和存儲平臺。按用戶需求動態(tài)分配計算和存儲能力，供電公司相當設置一臺超級計算機?！坝秒娫啤蹦苜x予用戶前所未有的計算能力。二、良好的可擴展性“用電云”的規(guī)模可以動態(tài)伸縮，滿足應用和用戶規(guī)模增長的需要。三、虛擬化云計算支持用戶在任意位置、使用各種終端獲取應用服務。所請求的資源來自“用電云”，而不是固定的有形的實體。應用在“用電云”中某處運行，但實際上用戶無需了解、也不用擔心應用運行的具體位置。只需要一臺筆記本或者一個手機，就可以通過網(wǎng)絡服務來實現(xiàn)我們需要的一切，甚至包括超級計算這樣的任務。四、可靠性“用電云”使用了數(shù)據(jù)多副本容錯、計算節(jié)點同構(gòu)可互換等措施來保障服務的高可靠性，使用云計算比使用本地計算機可靠。五、經(jīng)濟性由于“用電云”的特殊容錯措施可以采用極其廉價的節(jié)點來構(gòu)成云，“用電云”的自動化集中式管理使供電公司無需負擔日益高昂的數(shù)據(jù)中心管理成本，“用電云”的通用性使資源的利用率較之傳統(tǒng)系統(tǒng)大幅提升，因此用戶可以充分享受“用電云”的低成本優(yōu)勢，經(jīng)常只要花費幾百美元、幾天時間就能完成以前需要數(shù)萬美元、數(shù)月時間才能完成的任務。3“用電云”的架構(gòu)根據(jù)“用電云”系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)，結(jié)合我國智能電表的實際特點，智能云電表的云計算平臺架構(gòu)應該具有3個層次，I資源層、2平臺層、3應用層，下面分別介紹各層。應用層主要包括傳感器、智能云電表采集設備，智能電網(wǎng)中任何智能電力數(shù)據(jù)采集終端(智能云電表)是以采集電力線三相電壓和電流為基礎，進行各種計算產(chǎn)生有功、無功、功率因數(shù)、電量等參數(shù)及相應控制。如RTU、TTU、DTU、負荷控制設備、配電儀、無功控制器、變壓器監(jiān)測儀、三相多功能電表等。都是采集電力線三相電壓和電流，只不過名稱不同而已。每種設備都有各自的規(guī)約以及各自部門管理。統(tǒng)一到“用電云”什么問題都可以解決，并且符合國網(wǎng)公司大運行的政策。應用層主要經(jīng)過傳感器完成高速電壓、電流采樣，智能云電表只提供電壓、電流數(shù)據(jù)，用戶可以經(jīng)過“用電云”訪問智能云電表設備，智能云電表只是完成采集數(shù)據(jù)功能，及時將采集的數(shù)據(jù)輸送給“用電云”，極大減少了智能云電表的計算量，大量的運算全部由“用電云”完成，即節(jié)省智能云電表運算，從根本上降低了智能云電表成本。設備升級無需在智能云電表進行，任何升級全部由“用電云”完成，解決每個用戶升級問題。方便供電公司工作人員的工作量只要硬件設備不改造，無論任何時候在“云”內(nèi)都能升級。不論你是RTU還是TTU全部由“用電云”完成，只要涉及電力信息數(shù)據(jù)“用電云”完全能能夠勝任，并且完成分析計算。
平臺層構(gòu)建在應用層的基礎之上，供電公司在平臺上進行軟件開發(fā)和測試。主要完成用戶軟件開發(fā)建立軟件運行環(huán)境。“用電云”的用電圖像顯示、用電曲線顯示，全部在平臺上完成。4智能云電表通信系統(tǒng)架構(gòu)通信網(wǎng)絡成為智能云電表數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的核心，通信網(wǎng)絡的質(zhì)量決定“用電云”的效率。以塑料光纖作為通信傳輸媒體是能源計量數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹卮蟾锩瑸槟茉从嬃繑?shù)據(jù)傳輸提供高速網(wǎng)絡通信服務。6智能云電表技術(shù)架構(gòu)智能云電表除具有智能電表的全部功能，新應用的需求是具有家庭能源使用的全部信息，優(yōu)化能源的分配和消費，同時為智能電網(wǎng)的實施提供支撐。智能通信和數(shù)據(jù)處理，可擴展的和安全的下一代網(wǎng)絡通信技術(shù)。提供更加精確的電量計費和更多的智能電網(wǎng)功倉泛。把新的配電管理、高級測算、電表數(shù)據(jù)管理和需求響應等內(nèi)容與現(xiàn)有的服務項目諸如客戶管理系統(tǒng)以及停電管理系統(tǒng)整合在一起。電費結(jié)算功能例如中國移動的充值卡一樣，可以充值的智能云電表?？蛻粼谌魏蔚胤劫徺I充值卡即完成電量的充值。最大特點是智能云電表采集原始進行分塊存儲不進行任何計算，不分析，需要分析全部由計算機通過通信接口進行，實現(xiàn)云計算。不進行計算可以最大限度節(jié)約硬件資源，即節(jié)約成本。通過以下實施例對智能云電表作進一步解釋。如圖1所示，一種智能云電表，包括數(shù)據(jù)交換單元、存儲器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、采集器、傳感器、網(wǎng)絡通信單元、CPU和顯示器；所述數(shù)據(jù)交換單元、所述存儲器、所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器、所述采集器和所述傳感器依次進行數(shù)據(jù)交互；所述CPU處理所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)，并將處理的數(shù)據(jù)傳輸?shù)剿鲲@示器進行顯示；所述數(shù)據(jù)交換單元通過所述網(wǎng)絡通信單元與計算機進行數(shù)據(jù)交互。所述存儲器為閃存。所述CPU采用型號為AT91SAM7S256的MCU。所述網(wǎng)絡通信單元，包括依次設置的ZigBee模塊、以太網(wǎng)接口和wifi模塊。所述ZigBee模塊采用型號為CC2530的芯片。wifi模塊采用型號為88w8686的芯片。所述資源層，包括并排設置的物理計算設備和物理存儲設備。所述物理計算設備，是云計算數(shù)據(jù)中心計算機設備。所述物理存儲設備，是互聯(lián)網(wǎng)服務器設備。所述以太網(wǎng)接口通過塑料光纖連接資源層；所述數(shù)據(jù)交換單元是數(shù)據(jù)接口。需要聲明的是，本發(fā)明內(nèi)容及具體實施方式
意在證明本發(fā)明所提供技術(shù)方案的實際應用，不應解釋為對本發(fā)明保護范圍的限定。本領域技術(shù)人員在本發(fā)明的精神和原理啟發(fā)下，可作各種修改、等同替換、或改進。但這些變更或修改均在申請待批的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種智能云電表，所述智能云電表通過通信網(wǎng)絡與資源層進行數(shù)據(jù)交互，并能使用戶通過通信網(wǎng)絡訪問智能云電表中的數(shù)據(jù)；其特征在于，所述智能云電表包括數(shù)據(jù)交換單元、存儲器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、采集器、傳感器、網(wǎng)絡通信單元、CPU和顯示器；所述數(shù)據(jù)交換單元、所述存儲器、所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器、所述采集器和所述傳感器依次進行數(shù)據(jù)交互；所述CPU 處理所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)，并將處理的數(shù)據(jù)傳輸?shù)剿鲲@示器進行顯示；所述數(shù)據(jù)交換單元通過所述網(wǎng)絡通信單元與資源層進行數(shù)據(jù)交互。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能云電表，其特征在于，所述存儲器為閃存。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能云電表，其特征在于，CPU采用型號為AT91SAM7S256的MCU。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能云電表，其特征在于，所述網(wǎng)絡通信單元，包括依次設置的ZigBee模塊、以太網(wǎng)接口和wifi模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的智能云電表，其特征在于，所述ZigBee模塊采用型號為 CC2530的芯片。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的智能云電表,其特征在于，wifi模塊米用型號為88w8686的芯。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能云電表，其特征在于，所述資源層，包括并排設置的物理計算設備和物理存儲設備。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的智能云電表，其特征在于，所述物理計算設備，是云計算數(shù)據(jù)中心計算機設備。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的智能云電表，其特征在于，所述物理存儲設備，是互聯(lián)網(wǎng)服務器設備。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能云電表，其特征在于，所述以太網(wǎng)接口通過塑料光纖連接資源層。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種智能云電表，包括數(shù)據(jù)交換單元、存儲器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、采集器、傳感器、網(wǎng)絡通信單元、CPU和顯示器；所述數(shù)據(jù)交換單元、所述存儲器、所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器、所述采集器和所述傳感器依次進行數(shù)據(jù)交互；所述CPU處理所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)，并將處理的數(shù)據(jù)傳輸?shù)剿鲲@示器進行顯示；所述數(shù)據(jù)交換單元通過所述網(wǎng)絡通信單元與資源層進行數(shù)據(jù)交互。本發(fā)明提供的智能云電表，采用了現(xiàn)代電子的設計，可以外擴遠傳通信功能，通過網(wǎng)絡軟件對電表進行控制。
文檔編號G07F15/06GK103021088SQ20121047892
公開日2013年4月3日 申請日期2012年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月22日
發(fā)明者郭炳慶 申請人:中國電力科學研究院, 國家電網(wǎng)公司