一种智能光纤电能表
阅读：26发布：2023-01-15
专利汇可以提供一种智能光纤电能表专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种基于光纤到户的能效智能管理和宽带接入系统，主要包括光线路终端、智能光纤 电能 表和智能插座及自集成电 力 适配器智能用电设备，所述的光线路终端通过公用数据网或专用数据网连接到局端 数据中心 和/或计费中心，光线路终端与智能光纤 电能表 连接，通过光纤与智能光纤电能表进行数据交互，智能光纤电能表与市电供电电力线连接，通过电力线与智能插座及自集成电力适配器智能用电设备连接，进行数据交互。本实用新型第一次使光纤通信、电力载波通信、电能计量和电能控制结合在一起的全新方法。本实用新型以太无源光网络这种新兴的光纤接入网技术作为载体，采用点到多点结构、无源光纤传输，在以太网 基础 上集成多种业务，具有很高的性价比。，下面是一种智能光纤电能表专利的具体信息内容。
1.一种智能光纤电能表，其特征是：包括计量数据采集模块、无源光网络光电转换模块、宽带电力线载波模块和数据处理控制模块，无源光网络光电转换模块与光线路终端或分路器连接，进行光信号的传输，并将光信号与电信号进行相互转换，无源光网络光电转换模块与宽带电力线载波模块连接，与宽带电力线载波模块进行数据交互，通过宽带电力线载波模块将控制信号转换成电力线载波信号搭载到电力线上或从电力线上分离出电力线载波信号并传输给无源光网络光电转换模块，计量数据采集模块采集相应电表的用电量，并将用电量信息通过无源光网络光电转换模块传输至局端数据中心和/或计费中心，数据处理控制模块控制其他模块工作。
2.根据权利要求1所述的一种智能光纤电能表，其特征是：还包括能效管理标识及控制模块，用于检测用户端异常用电，实现局端对用户端异常用电或用户端特殊要求状况下远程控制关断或开启。
一种智能光纤电能表
技术领域
[0001] 本实用新型公开一种电能表技术领域，特别是一种基于光纤到户的智能光纤电能表。
背景技术
[0002] 随着科技和社会的不断进步，地球的能量资源日益减少，以及人们对能源需求的日益增加，整个社会对用电户的节约能源、提高能效等的要求越来越高。为配合节能减排和创造和谐用电环境，人们的用电终端越来越趋于智能化，局端及用电户对用电终端有了进一步交互、沟通的要求。目前，作为用电户终端的主要计量终端之一的电能表，也逐渐发展成为具有通信和远程控制功能的智能电能表，可以支持远程抄表业务，解决了人工抄表工作量大等问题。实现智能抄表，远程通信和远程控制是必不可少的，而进行远程通信和远程控制就要求保证电能表计量数据采集的可靠性和数据传输的实时性等要求。现有技术中的电能表普遍存在着计量数据采集可靠性差和传输实时性差的缺陷，通常不能满足实际应用的需要。目前的智能电能表通常是通过RS-485总线、PLC电力线载波等进行通信，采用RS-485总线通信的电能表，其通信距离较短，一般在几百米范围内，使用范围有限；而采用电力线载波或无线方式通信的电能表，相比于前一类电能表，虽然通信范围增加了，却由于电力线信号干扰较大或者无线信号较弱，采集数据过程容易被干扰，使电能表的数据采集的可靠性和数据传输实时性大打折扣。加之此类电能表无法做到对户内所有用电节点的远程信息采集和控制，也无法满足所有用电节点对局端和INTERNET互联网的访问和指令发送接收，达不到真正意义上的智能能效管理的要求。
[0003] 随着中国智能电网的建设，分布式发电系统和用户侧响应提出了电网高速通信的技术需求。用户可以了解用电情况及各种用电优惠信息的需求也是推动了电网高速通信发展的助动力。电能高可靠性的计量及多种收费模式如分时电价、阶梯电价等用电价格政策的演进也对电能表的智能化、实时化、自动化提出了更高的要求。目前电能表通过RS485、PLC窄带电力线载波或无线的方式实现通信，通信距离短，使用范围有限或受到的干扰较大，通信成本很高使得电能表的数据采集的可靠性和数据传输的实时性大打折扣，同时信息的安全性和可靠性也不能满足智能电网对用户使用管理的管理目标要求。而且，现有技术中的宽带用户接入的一个很大的难点在于用户家庭里的通信线路的布设或改造具有很大的困难，因此按照常规的双绞线铺设家庭内部的数据线将面临成本和使用习惯的考验。实用新型内容
[0004] 针对上述提到的现有技术中的电表使用局限性差的缺点，本实用新型提供一种智能光纤电能表，其利用光线路终端通过公用数据网或专用数据网连接到局端数据中心和/或计费中心，再利用光线路终端与智能光纤电能表连接，通过光纤与智能光纤电能表进行数据交互，智能光纤电能表与市电供电电力线连接，通过电力线与智能插座及自集成电力适配器智能用电设备连接，进行数据交互，实现光纤到户的智能管理服务，解决上述问题。
[0005] 本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是：一种智能光纤电能表，包括计量数据采集模块、无源光网络光电转换模块、宽带电力线载波模块和数据处理控制模块，无源光网络光电转换模块与光线路终端或分路器连接，进行光信号的传输，并将光信号与电信号进行相互转换，无源光网络光电转换模块与宽带电力线载波模块连接，与宽带电力线载波模块进行数据交互，通过宽带电力线载波模块将控制信号转换成电力线载波信号搭载到电力线上或从电力线上分离出电力线载波信号并传输给无源光网络光电转换模块，计量数据采集模块采集相应电表的用电量，并将用电量信息通过无源光网络光电转换模块传输至局端数据中心和/或计费中心，数据处理控制模块控制其他模块工作。
[0006] 所述的智能光纤电能表还包括能效管理标识及控制模块，用于检测用户端异常用电，实现局端对用户端异常用电或用户端特殊要求状况下远程控制关断或开启。
[0007] 本实用新型的有益效果是：本实用新型第一次使光纤通信、电力载波通信、电能计量和电能控制结合在一起的全新方法。采用本实用新型无需在用户家庭内部新增布设任何新的线路即可完成包括宽带接入和各种数据采集及控制的功能。本实用新型以太无源光网络这种新兴的光纤接入网技术作为载体，采用点到多点结构、无源光纤传输，在以太网基础上集成多种业务，具有很高的性价比，能够为终端用户提供可靠的数据、语音和视频业务，并能够提供高达1Gbit/s的上下行带宽，能够适应现在及将来10年内用户对带宽的要求。另外，本实用新型中，EPON(即以太无源光网络)采用复用技术，支持更多的用户，每个用户可以享受到更大的带宽，以此接入技术为基础实现智能光纤电表对局端的交互访问完全可以满足需求。同时，本实用新型采用电力线载波技术，利用现有的电力线进行数据传输，无需另外布线，可做到支持即插即用，只要有电源接口就可以扩展网络连接，提供简洁、方便的组网方案。利用现有电力线最大传输速率可达到700Mbps，支持QoS特性，对网络时延要求较高的应用环境，如在线游戏和多媒体应用等，均可以达到稳定、良好的效果。
附图说明
[0009] 图1为本实用新型整体系统方框图。
[0010] 图2为本实用新型中智能光纤电能表系统方框图。
[0011] 图3为本实用新型中智能插座系统方框图。
具体实施方式
[0012] 本实施例为本实用新型优选实施方式，其他凡其原理和基本结构与本实施例相同或近似的，均在本实用新型保护范围之内。
[0013] 请参看附图1，本实用新型的基于光纤到户的能效智能管理和宽带接入系统主要包括光线路终端、智能光纤电能表和智能插座及自集成电力适配器智能用电设备，光线路终端通过公用数据网或专用数据网连接到局端数据中心和/或计费中心，本实施例中，局端是指电力部门(如：供电局)、水务部门和/或燃气部门，计费中心是指电力部门、水务部门和/或燃气部门的计费中心，具体实施时，也可指代其他部门，如北方的供热部门等，本实施例中的光线路终端可以通过光纤连接至公用数据网或专用数据网，接收公用数据网或专用数据网传输的信息，同时将本地信息上传至公用数据网或专用数据网。本实施例中，还包括分路器，光线路终端与分路器连接，经过分路器将光线路终端输出分成一路以上，分别连接至不同用户的智能光纤电能表上，本实施例中，分路器通常可将光线路终端输出分成8路、16路或32路到用户端楼道强电井中，并连接在智能光纤电能表的光接口上，利用光波分复用技术，传输1310/1490nm波长的光波至智能光纤电能表上。具体实施时，也可以采用其他形式的分路器按照实际需要将光线路终端输出分成多路，或也可以不设置分路器而直接将光线路终端与智能光纤电能表连接，通过光纤与智能光纤电能表进行数据交互。请结合参看附图2，本实施例中，智能光纤电能表主要包括计量数据采集模块、无源光网络光电转换模块、宽带电力线载波模块和数据处理控制模块，无源光网络光电转换模块与光线路终端或分路器连接，进行光信号的传输，用于将光信号与电信号进行相互转换，即接收光线路终端或分路器传输的光信号，并将光信号转换成电信号，还可以将电信号转换成光信号，并将光信号传输至光线路终端或分路器。本实施例中，电转换模块与宽带电力线载波模块连接，与宽带电力线载波模块进行数据交互，可以通过宽带电力线载波模块将控制信号转换成电力线载波信号搭载到电力线上或从电力线上分离出电力线载波信号并传输给无源光网络光电转换模块，本实施例中，智能光纤电能表还包括计量数据采集模块，用于采集该电表用户的用电量，并将用电量信息传输给宽带电力线载波模块，然后通过无源光网络光电转换模块传输至局端数据中心和/或计费中心。本实施例中，智能光纤电能表还包括有能效管理标识及控制模块，用于检测用户端异常用电，当用户端发生用电异常时，可以在局端对相应的用户端进行断电处理，或者，用户可以申请特殊用电要求，局端对用户端特殊要求状况下实行远程控制开启。本实用新型中的系统中，智能光纤电能表与市电供电电力线连接，通过市电供电电力线与用户市内的智能插座和/或自集成电力适配器智能用电设备连接，进行数据交互。请结合参看附图3，本实施例中，智能插座主要包括强电输入模块、强电输出模块、电力载波分离复用模块和弱电传输模块，强电输入模块与智能光纤电能表连接，用于电能输入，强电输入模块与强电输出模块连接，强电输入模块将电能传输给强电输出模块，用户端的电器设备等连接在强电输出模块上，由强电输出模块输出给用电设备供电。本实施例中，电力载波分离复用模块与强电输入模块连接，与强电输入模块进行数据交互，电力载波分离复用模块从强电输入模块输入的强电中分离出电力载波信号，同时可以将本地信息转换成电力线载波信号搭载到电力线上，由强电输入模块输出至电力线上，本实施例中，弱电传输模块与电力载波分离复用模块连接，与电力载波分离复用模块进行数据交互，用于接收电力载波分离复用模块分离出来的控制信息，同时，可以将本地信息传输给电力载波分离复用模块，由电力载波分离复用模块发出。本实施例中，智能插座还包括能效管理标志控制模块和时钟模块，时钟模块与能效管理标志控制模块连接，给能效管理标志控制模块提供时钟，能效管理标志控制模块与电力载波分离复用模块连接，与电力载波分离复用模块进行数据交互，能效管理标志控制模块上设有控制外接用电节点的控制输出接口，可用于控制各个用点节点逐级打开或关闭。
[0014] 本实用新型在使用时，主要是利用光线路终端通过公用数据网或专用数据网连接到局端数据中心和/或计费中心，同时光线路终端通过光纤与智能光纤电能表进行数据交互，智能光纤电能表通过电力线与智能插座及自集成电力适配器智能用电设备进行数据交互。本实施例中，利用分路器将光线路终端的输出分成一路以上，分别连接至不同用户的智能光纤电能表上。本实施例中，用户端利用智能插座采集用户的水表、煤气/燃气表等信息，并上传至局端数据中心和/或计费中心；同时，还可以利用智能插座采集用户的报警器信息，上传至局端数据中心；还可以利用智能光纤电能表采集用户的用电量信息，上传至局端数据中心和/或计费中心。同时，本实施例中，用户端还可以通过光线路终端利用光纤连接至以太网，享受宽带服务。
[0015] 本实用新型第一次使光纤通信、电力载波通信、电能计量和电能控制结合在一起的全新方法。采用本实用新型无需在用户家庭内部新增布设任何新的线路即可完成包括宽带接入和各种数据采集及控制的功能。本实用新型以太无源光网络这种新兴的光纤接入网技术作为载体，采用点到多点结构、无源光纤传输，在以太网基础上集成多种业务，具有很高的性价比，能够为终端用户提供可靠的数据、语音和视频业务，并能够提供高达1Gbit/s的上下行带宽，能够适应现在及将来10年内用户对带宽的要求。另外，本实用新型中，EPON(即以太无源光网络)采用复用技术，支持更多的用户，每个用户可以享受到更大的带宽，以此接入技术为基础实现智能光纤电表对局端的交互访问完全可以满足需求。同时，本实用新型采用电力线载波技术，利用现有的电力线进行数据传输，无需另外布线，可做到支持即插即用，只要有电源接口就可以扩展网络连接，提供简洁、方便的组网方案。利用现有电力线最大传输速率可达到700Mbps，支持QoS特性，对网络时延要求较高的应用环境，如在线游戏和多媒体应用等，均可以达到稳定、良好的效果。
[0016] 以上所述仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本申请的保护范围。
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