專利名稱：智能云電表的制作方法
技術領域：
本發明屬于電力系統領域，具體涉及一種智能云電表。
背景技術：
智能云電表不是虛無縹渺的概念，而是能實現家庭側需求管理、高級測算、電表數據管理和家庭需求響應、海量存儲、遠程控制等眾多應用優勢的重要技術成果。只要有網線接口，云技術可以配置在智能云電表上，是對智能電表現有應用的升級，也是智能云電表發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，目前市面上的產品還屬于初期階段的試驗產品，很多企業的產品實際是偽智能，目前的智能產品能夠下載軟件，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“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設計，爭取在世界范圍有中國主導的新一代智能云電表。
發明內容
為克服上述缺陷，本發明提供了一種智能云電表，采用了現代電子的設計，可以外擴遠傳通信功能，通過網絡軟件對電表進行控制。為實現上述目的，本發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絡與資源層進行數據交互，并能使用戶通過通信網絡訪問智能云電表中的數據；其改進之處在于，所述智能云電表包括數據交換單元、存儲器、模數轉換器、采集器、傳感器、網絡通信單元、CPU和顯示器；所述數據交換單元、所述存儲器、所述模數轉換器、所述采集器和所述傳感器依次進行數據交互；所述CPU處理所述模數轉換器的數據，并將處理的數據傳輸到所述顯示器進行顯示；所述數據交換單元通過所述網絡通信單元與計算機進行數據交互。本發明提供的優選技術方案中，所述存儲器為閃存。本發明提供的第二優選技術方案中，所述CPU采用型號為AT91SAM7S256的MCU。本發明提供的第三優選技術方案中，所述網絡通信單元，包括依次設置的ZigBee模塊、以太網接口和wifi模塊。本發明提供的第四優選技術方案中，所述ZigBee模塊采用型號為CC2530的芯片。本發明提供的第五優選技術方案中，wifi模塊米用型號為88w8686的芯片。本發明提供的第六優選技術方案中，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。本發明提供的第七優選技術方案中，所述物理計算設備，是云計算數據中心計算機設備。
本發明提供的第八優選技術方案中，所述物理存儲設備，是互聯網服務器設備。本發明提供的第九優選技術方案中，所述以太網接口通過塑料光纖連接資源層。與現有技術比，本發明提供的一種智能云電表，在智能電表基礎上，運用云計算、云存儲等技術對現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負荷管理、高級測算、電表數據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勢，并能實現軟件更新和內容的無限擴充。電力部門通過“用電云”來控制后臺數據和軟件平臺，包括基礎操作平臺和應用操作系統，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絡，就可即時實現最新應用和海量資源的共孚。
圖1為智能云電表的結構示意圖。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”技術的智能電表系統，新一代智能云電表技術是能源計量一個重要研究領域。本發明具有性能可靠；低成本及現代網絡通信技術。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；本發明智能云電表具有優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可望在5年后完全實現商品化，是電力系統能源計量領域重大突破。智能云電表具有現代網絡通信技術、“用電云”服務于電表的技術革命。未來幾年電力系統能源計量領域需要提高計量的技術水平，提高計量精度，更需要新一代的計量設備，企業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能源計量重大革命，將以一個全新的面貌及形態出現在中國。新一代智能云電表以網絡通信、云計算技術作為支撐，采用先進的高速雙向通信網絡、先進的傳感和測量技術、先進的設備技術、先進的控制方法以及先進的決策支持系統技術，實現新一代智能云電表的可靠、安全、經濟、高效、環境友好和使用安全的目標的優化高效運行。I用電云概述2.1“用電云”的定義電力系統“用電云”的建立，標志著電力系統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據，提出新一代智能云電表管理系統——“用電云”系統。“用電云”系統具有運算速度快、系統容量大、可操作性強等優點。智能云電表是應用云計算、云存儲技術的能源計量設備，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網功能或內容，智能云電表連上網絡，就可以隨時從外界調取自己需要的資源或信息。它運用物聯網技術采集家庭主要用電設備的電能數據，通過云計算，向客戶提供電能數據查詢、分析報表、報警，滿足家庭能效分析，制訂節能降耗方案、提高設備安全運行可靠性的方案。提供資源的網絡我們稱之為云，為用電服務的網絡我們稱之為“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。按用戶需求動態分配計算和存儲能力，供電公司相當設置一臺超級計算機。“用電云”能賦予用戶前所未有的計算能力。二、良好的可擴展性“用電云”的規模可以動態伸縮，滿足應用和用戶規模增長的需要。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，就可以通過網絡服務來實現我們需要的一切，甚至包括超級計算這樣的任務。四、可靠性“用電云”使用了數據多副本容錯、計算節點同構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、經濟性由于“用電云”的特殊容錯措施可以采用極其廉價的節點來構成云，“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據中心管理成本，“用電云”的通用性使資源的利用率較之傳統系統大幅提升，因此用戶可以充分享受“用電云”的低成本優勢，經常只要花費幾百美元、幾天時間就能完成以前需要數萬美元、數月時間才能完成的任務。3“用電云”的架構根據“用電云”系統的體系結構，結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，智能電網中任何智能電力數據采集終端(智能云電表)是以采集電力線三相電壓和電流為基礎，進行各種計算產生有功、無功、功率因數、電量等參數及相應控制。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約以及各自部門管理。統一到“用電云”什么問題都可以解決，并且符合國網公司大運行的政策。應用層主要經過傳感器完成高速電壓、電流采樣，智能云電表只提供電壓、電流數據，用戶可以經過“用電云”訪問智能云電表設備，智能云電表只是完成采集數據功能，及時將采集的數據輸送給“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據“用電云”完全能能夠勝任，并且完成分析計算。
平臺層構建在應用層的基礎之上，供電公司在平臺上進行軟件開發和測試。主要完成用戶軟件開發建立軟件運行環境。“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架構通信網絡成為智能云電表數據傳輸系統的核心，通信網絡的質量決定“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據傳輸的重大革命，為能源計量數據傳輸提供高速網絡通信服務。6智能云電表技術架構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，優化能源的分配和消費，同時為智能電網的實施提供支撐。智能通信和數據處理，可擴展的和安全的下一代網絡通信技術。提供更加精確的電量計費和更多的智能電網功倉泛。把新的配電管理、高級測算、電表數據管理和需求響應等內容與現有的服務項目諸如客戶管理系統以及停電管理系統整合在一起。電費結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。客戶在任何地方購買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，實現云計算。不進行計算可以最大限度節約硬件資源，即節約成本。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，包括數據交換單元、存儲器、模數轉換器、采集器、傳感器、網絡通信單元、CPU和顯示器；所述數據交換單元、所述存儲器、所述模數轉換器、所述采集器和所述傳感器依次進行數據交互；所述CPU處理所述模數轉換器的數據，并將處理的數據傳輸到所述顯示器進行顯示；所述數據交換單元通過所述網絡通信單元與計算機進行數據交互。所述存儲器為閃存。所述CPU采用型號為AT91SAM7S256的MCU。所述網絡通信單元，包括依次設置的ZigBee模塊、以太網接口和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，是云計算數據中心計算機設備。所述物理存儲設備，是互聯網服務器設備。所述以太網接口通過塑料光纖連接資源層；所述數據交換單元是數據接口。需要聲明的是，本發明內容及具體實施方式
意在證明本發明所提供技術方案的實際應用，不應解釋為對本發明保護范圍的限定。本領域技術人員在本發明的精神和原理啟發下，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。
權利要求
1.一種智能云電表，所述智能云電表通過通信網絡與資源層進行數據交互，并能使用戶通過通信網絡訪問智能云電表中的數據；其特征在于，所述智能云電表包括數據交換單元、存儲器、模數轉換器、采集器、傳感器、網絡通信單元、CPU和顯示器；所述數據交換單元、所述存儲器、所述模數轉換器、所述采集器和所述傳感器依次進行數據交互；所述CPU 處理所述模數轉換器的數據，并將處理的數據傳輸到所述顯示器進行顯示；所述數據交換單元通過所述網絡通信單元與資源層進行數據交互。
2.根據權利要求1所述的智能云電表，其特征在于，所述存儲器為閃存。
3.根據權利要求1所述的智能云電表，其特征在于，CPU采用型號為AT91SAM7S256的MCU。
4.根據權利要求1所述的智能云電表，其特征在于，所述網絡通信單元，包括依次設置的ZigBee模塊、以太網接口和wifi模塊。
5.根據權利要求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.根據權利要求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.根據權利要求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.根據權利要求7所述的智能云電表，其特征在于，所述物理計算設備，是云計算數據中心計算機設備。
9.根據權利要求7所述的智能云電表，其特征在于，所述物理存儲設備，是互聯網服務器設備。
10.根據權利要求1所述的智能云電表，其特征在于，所述以太網接口通過塑料光纖連接資源層。
全文摘要
本發明提供了一種智能云電表，包括數據交換單元、存儲器、模數轉換器、采集器、傳感器、網絡通信單元、CPU和顯示器；所述數據交換單元、所述存儲器、所述模數轉換器、所述采集器和所述傳感器依次進行數據交互；所述CPU處理所述模數轉換器的數據，并將處理的數據傳輸到所述顯示器進行顯示；所述數據交換單元通過所述網絡通信單元與資源層進行數據交互。本發明提供的智能云電表，采用了現代電子的設計，可以外擴遠傳通信功能，通過網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 優先權日2012年11月22日
發明者郭炳慶 申請人:中國電力科學研究院, 國家電網公司