[發明專利]一種電能表遠程監控系統及其方法

在審

• 申請號: 201710383458.3
• 申請日: 2017-05-26
• 公開（公告）號: CN107134853A
• 公開（公告）日: 2017-09-05
• 發明（設計）人: 張衛山;張春峰;烏蘭高娃;徐亮;趙德海;張元杰
• 申請（專利權）人: 青島卓迅電子科技有限公司
• 主分類號: H02J13/00
• 分類號: H02J13/00
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司37221
• 代理人: 黃海麗

技術領域

本發明屬于電能表監控領域，尤其涉及一種電能表遠程監控系統及其方法。

背景技術

隨著我國經濟的飛速發展，各行各業對電的需求越來越大，不同時間用電量不均衡的現象也日益嚴重。為緩解我國日趨尖銳的電力供需矛盾，調節負荷曲線，改善用電量不均衡的現象，全面實行峰、平、谷分時電價制度，“削峰填谷”，提高全國的用電效率，合理利用電力資源，國內部分省市的電力部門已開始逐步推出了多費率電能表，對用戶的用電量分時計費。1995年4月，由國家計委、國家經貿委和電力工業部聯合在上海召開的全國計劃用電工作會議上決定，用3～4年時間，在全國各大電網內，有計劃、分步驟全面推行峰谷分時電價制度。總目標是各網轉移高峰電力10～15％，全國實現轉移高峰電力1000～2000萬千瓦，推行的范圍不僅是工業、商業用戶，而且對非工業、農業用電也要逐步實行。在有條件的地區，即已經實行一戶一表的居民用電區，也將有計劃的開發低谷用電，實行峰谷電價，以提高電能利用率，提高居民的用電質量。對電力用戶采用不同時段和不同計費標準。鼓勵低谷時段的電力消費。

目前，電能表遠程監控系統的現狀多以用電采集和電能質量監測為主。用電監控方面在遠程實時可視化監控、用電挖掘、人機交互處理上存在一定的不足，不能足夠做到智能。因此，現有技術中對于數據挖掘以及大數據分析下的人機交互的問題，尚缺乏有效的解決方案。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供了一種電能表遠程監控系統。該系統具有低成本、操作簡單、實時可靠、提供用戶用電行為分析以及電量預測功能，幫助用戶分析查看用電數據和合理規劃用電，提高了用戶用電管理水平。

本發明的一種電能表遠程監控系統，包括：

本地服務器，其作為內網的服務器，且其內部嵌入有樹莓派作為中心處理器，所述樹莓派通過第一無線通信模塊獲取電能表狀態監控電路所采集到的信息；及

MQTT服務器，其與本地服務器和WEB服務器分別相連，用于保證內網與外網之間通信的安全、穩定及實時性；及

WEB服務器，其與多種類型的客戶端分別相連；所述WEB服務器用于保障客戶端的可視化界面的穩定運行與訪問；

所述MQTT服務器還與緩存服務器相連，所述緩存服務器用于周期性地寫入MQTT服務器所接收到的數據；所述緩存服務器還與數據持久化模塊相連，所述數據持久化模塊用于調取緩存服務器內緩存的數據并按照預設格式及順序進行預設時間間隔將數據存儲至數據持久化模塊并做持久化處理。

進一步的，所述數據持久化模塊還與數據挖掘模塊相連，所述數據挖掘模塊用于調取數據持久化模塊內的數據并預測未來預設時間的用電量。

其中，緩存服務器可選用Redis作為數據緩存模塊，周期性的把更新的數據寫入磁盤或把修改操作寫入追加的記錄文件。

數據持久化模塊可選用Hbase模塊，其中，Hbase把數據按照日期、時間、用電量、溫度格式化的順序每個小時為一條按條儲存到Hbase中做數據的持久化，方便信息的讀取使用。

進一步的，所述樹莓派還通過第二無線通信模塊與MQTT服務器相連。

進一步的，所述電能表狀態監控電路包括監控處理器相連，所述監控處理器分別與電壓采樣電路、電流采樣電路、功率采樣電路、溫度及濕度采樣電路相連。

進一步的，所述電能表狀態監控電路還包括開關狀態獲取模塊和報警信息獲取模塊，其分別與電能表芯片相連，所述電能表芯片用于主動將開關狀態及報警信息分別傳送至開關狀態獲取模塊和報警信息獲取模塊，進而分別傳送至監控處理器。

進一步的，所述第一無線通信模塊為ZigBee模塊。

其中，樹莓派通過串口與外置的ZigBee通信，樹莓派再通過自身的ZigBee端口與各線路模塊上的ZigBee進行通信，完成線路模塊信息的采集與控制。

樹莓派相當于一個微型的計算機，自帶有WiFi模塊、USB接口、內存卡卡槽，能夠與局域網之間進行通信，連接IO設備以及有一定量的存儲空間便于存儲本地數據。通過串口與帶有ZigBee芯片的擴展板連接，實現數據采集和電路控制。樹莓派的擴展性好、穩定性高、體積小非常適合嵌入式開發。

進一步的，所述第二無線通信模塊為WiFi模塊。

樹莓派結合自身時間校驗對采集對數據作初期緩存、判斷、處理，然后通過WiFi模塊鏈接內網傳輸數據包。

進一步的，所述數據持久化模塊用于將調取的緩存在緩存服務器內數據按照日期、時間、用電量、溫度格式化的順序每個小時為一條信息進行存儲。