可以通過(guò)與其連接的接口裝置，進(jìn)行對(duì)直流微電網(wǎng)的對(duì)接，解決傳統(tǒng)接口之間不匹配的問(wèn)題;

3、本發(fā)明可以在不改變現(xiàn)有智能電表安裝方式的情況下，提供了一種可遠(yuǎn)程通訊并與直流微電網(wǎng)進(jìn)行無(wú)縫銜接的裝置，通過(guò)智能電表雙網(wǎng)絡(luò)混合、雙向通信的實(shí)現(xiàn)，從而實(shí)現(xiàn)了用戶(hù)對(duì)智能電表的遠(yuǎn)程通訊和用電信息查看，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程查詢(xún)與對(duì)接管理的雙重功效，值得廣泛推廣與使用。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，一種遠(yuǎn)程通信式微電網(wǎng)電能表，包括控制器1以及分別與控制器1連接的采集裝置2、通信裝置3和接口裝置4;控制器1包括控制芯片5以及與其連接的指令存儲(chǔ)裝置6，采集裝置2包括與控制器1連接的信號(hào)采集器7和設(shè)置于電能表本體表面的顯示裝置8，通信模塊3包括電力線(xiàn)載波通信模塊9、射頻模塊10和射頻匹配電路11，接口裝置4包括負(fù)載接口13和儲(chǔ)能接口14，射頻匹配電路11連接增幅裝置12。指令存儲(chǔ)裝置包括分級(jí)存儲(chǔ)器以及分別與其連接的程序計(jì)數(shù)器、指令譯碼器和時(shí)序產(chǎn)生器。信號(hào)采集器包括數(shù)據(jù)采集卡以及分別與數(shù)據(jù)采集卡連接的信號(hào)放大器、AD采樣單元。顯示裝置包括顯示面板和輸入面板，

輸入面板包括按鍵盤(pán)，顯示面板包括人機(jī)交互界面的液晶顯示屏。負(fù)載接口包括直流負(fù)載母端和直流控制子端，直流負(fù)載母端分別與多個(gè)直流控制子端連接，直流負(fù)載母端包括Buck變換器。儲(chǔ)能接口包括光伏陣列端口和蓄電池儲(chǔ)能端口，蓄電池儲(chǔ)能端口包括雙向Boost/Buck變換器。增幅裝置包括定向增益天線(xiàn)，定向增益天線(xiàn)包括螺旋臂偶極子天線(xiàn)，通過(guò)同軸電纜與射頻匹配電路相連。電能表的外圍設(shè)置屏蔽罩，屏蔽罩采用0.15mm至0.35mm的金屬板材，板材上包含多個(gè)微型圓孔，屏蔽罩外圍覆蓋絕緣漆層。屏蔽罩頂部設(shè)置伸縮提手，伸縮提手上設(shè)置硅膠套，硅膠套上設(shè)置透氣口及若干顆凸起粒狀。透氣口內(nèi)層設(shè)置海綿襯里。

本裝置的首要職能是實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通信，即通過(guò)電力線(xiàn)載波通信模塊和射頻通信模塊對(duì)來(lái)自智能電表的信息進(jìn)行收集、處理和分析，單片機(jī)芯片是控制器的控制核心，一方面執(zhí)行遠(yuǎn)程通訊指令，另一方面通過(guò)電力載波通信模塊和射頻通信模塊獲取能耗數(shù)據(jù)，顯示屏為包括人機(jī)交互界面的液晶顯示屏，便于用戶(hù)的直接信息讀取;信號(hào)采集器包括數(shù)據(jù)采集卡和模數(shù)處理單元，將采集的信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，并統(tǒng)一匯集送入單片機(jī)進(jìn)行處理;指令存儲(chǔ)裝置包括分級(jí)存儲(chǔ)器以及分別與其連接的程序計(jì)數(shù)器、指令譯碼器和時(shí)序產(chǎn)生器。分級(jí)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)并提供智能電表配置信息、設(shè)備狀態(tài)信息、時(shí)間表信息、計(jì)量數(shù)據(jù)等;程序計(jì)數(shù)器指明程序中下一次要執(zhí)行的指令地址的一種計(jì)數(shù)器。它兼有指令地址寄存器和計(jì)數(shù)器的功能。當(dāng)一條指令執(zhí)行完畢的時(shí)候，程序計(jì)數(shù)器作為指令地址寄存器，其內(nèi)容必須已經(jīng)改變成下一條指令的地址，從而使程序得以持續(xù)運(yùn)行。程序計(jì)數(shù)器用來(lái)形成下一條要執(zhí)行的指令的地址。通常，指令是順序執(zhí)行的，而指令在存儲(chǔ)器中是順序存放的。一般情況下下一條要執(zhí)行的指令的地址可通過(guò)將現(xiàn)行地址加1形成，微操作命令“ 1”就用于這個(gè)目的。如果執(zhí)行的是轉(zhuǎn)移指令，則下一條要執(zhí)行的指令的地址是要轉(zhuǎn)移到的地址。該地址就在本轉(zhuǎn)移指令的地址碼字段，將其直接送往程序計(jì)數(shù)器。指令譯碼器用來(lái)對(duì)指令的操作碼進(jìn)行譯碼，產(chǎn)生相應(yīng)的控制電平，完成分析指令的功能。時(shí)序產(chǎn)生器用來(lái)產(chǎn)生時(shí)間標(biāo)志信號(hào)。

在微型計(jì)算機(jī)中，時(shí)間標(biāo)志信號(hào)一般為三級(jí)：指令周期、總線(xiàn)周期和時(shí)鐘周期。微操作命令產(chǎn)生電路產(chǎn)生完成指令規(guī)定操作的各種微操作命令。這些命令產(chǎn)生的主要依據(jù)是時(shí)間標(biāo)志和指令的操作性質(zhì)，實(shí)際是各微操作控制信號(hào)表達(dá)式的電路實(shí)現(xiàn)，它是組合邏輯控制器中最為復(fù)雜的部分。電力線(xiàn)載波通訊模塊的主要作用是使單片機(jī)與智能電表進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，以實(shí)現(xiàn)裝置外部通信的各種功能;射頻通信模塊結(jié)合射頻匹配電路和增幅裝置，基于射頻通信的方式實(shí)現(xiàn)裝置與智能電表數(shù)據(jù)交換。

電能表的外圍設(shè)置屏蔽罩，屏蔽罩采用0.15mm至0.35mm的金屬板材，板材上包含多個(gè)微型圓孔，屏蔽罩外圍覆蓋絕緣漆層，可以起到很好的絕緣屏蔽效果，從而使裝置箱的抗干擾能力更強(qiáng);屏蔽罩頂部設(shè)置伸縮提手，提手上設(shè)置硅膠套，硅膠套上設(shè)置透氣口及若干顆凸起粒狀，用于增大防滑效果，硅膠材質(zhì)也提高手持時(shí)的舒適度，透氣口內(nèi)層可以設(shè)置海綿襯里，用以吸汗透氣。

通信模塊方面是在傳統(tǒng)的電力線(xiàn)載波通信模塊基礎(chǔ)上，新加入了射頻模塊和射頻匹配電路，射頻模塊作為無(wú)線(xiàn)雙向模塊，整合了高頻鍵控(GFSK)收發(fā)電路的功能，以特小體積、更低成本，實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ?。傳輸速率可達(dá)2M，具有128個(gè)通道，可在擁擠的ISM頻段中達(dá)到穩(wěn)定可靠的短距離數(shù)據(jù)傳輸而互不干擾，被廣泛運(yùn)用在車(chē)輛監(jiān)控、遙控、遙測(cè)、小型無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線(xiàn)抄表、門(mén)禁系統(tǒng)、小區(qū)傳呼、工業(yè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、無(wú)線(xiàn)標(biāo)簽、身份識(shí)別、非接觸射頻智能卡、小型無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)終端、安全防火系統(tǒng)、無(wú)線(xiàn)遙控系統(tǒng)、生物信號(hào)采集、水文氣象監(jiān)控、機(jī)器人控制、無(wú)線(xiàn)232數(shù)據(jù)通信、無(wú)線(xiàn)485/422數(shù)據(jù)通信、數(shù)字音頻、數(shù)字圖像傳輸?shù)阮I(lǐng)域中。射頻匹配電路與射頻模塊相配合，起輔助作用，同時(shí)為了實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)遠(yuǎn)程傳輸?shù)姆€(wěn)定性和高效性，射頻匹配電路連接增幅裝置，即定向增益天線(xiàn)，定向增益天線(xiàn)為螺旋臂偶極子天線(xiàn)，通過(guò)同軸電纜與射頻匹配電路相連，降低了工程上調(diào)整天線(xiàn)之間方向性對(duì)準(zhǔn)的難度。

接口裝置包括負(fù)載接口和儲(chǔ)能接口，負(fù)載接口包括直流負(fù)載母端和直流控制子端，直流負(fù)載母端分別與多個(gè)直流控制子端連接，直流負(fù)載母端包括Buck變換器。儲(chǔ)能接口包括光伏陣列端口和蓄電池儲(chǔ)能端口，蓄電池儲(chǔ)能端口包括雙向Boost/Buck變換器。傳統(tǒng)直流微電網(wǎng)系統(tǒng)的能量控制拓?fù)?，?yīng)用的是分布式的控制方式，本接口裝置將分布式的控制端口進(jìn)行了集中安置，以實(shí)現(xiàn)一機(jī)通用的功能，而且完全在本地實(shí)現(xiàn)，無(wú)需通信，并保證微電網(wǎng)的可靠運(yùn)行。本裝置將直流母線(xiàn)的引出端口與裝置本體上的母線(xiàn)端子對(duì)接，將各應(yīng)用單元的引出端口，如光伏電池單元、蓄電池單元及負(fù)載單元的引出端口對(duì)應(yīng)裝置本體上

的控制端子連接。直流微電網(wǎng)采用的是直流母線(xiàn)電壓下垂模式，該模式是通過(guò)將各單元的控制，嵌入到相應(yīng)的控制器或控制接口電路中來(lái)實(shí)現(xiàn)的。每個(gè)單元的工作狀態(tài)由自身的控制接口電路來(lái)選擇，并且控制接口電路實(shí)現(xiàn)了母線(xiàn)電壓和其他各單元電源的互聯(lián)，進(jìn)而決定各單元電源的工作模式。接口裝置在進(jìn)行直流微電網(wǎng)對(duì)接時(shí)，直流母線(xiàn)電壓Udc應(yīng)滿(mǎn)足340V 壓下垂模式，根據(jù)母線(xiàn)電壓調(diào)節(jié)輸出電流;當(dāng)330V MPPT模式，實(shí)現(xiàn)最大太陽(yáng)能的輸出;當(dāng)Udc <330V時(shí)，輸出電流Ip達(dá)到限制電流，Boost功率變換器恒流輸出;如果直流母線(xiàn)電壓繼續(xù)跌落時(shí)，Boost功率變換器停止工作。蓄電池組充放電的門(mén)檻電壓設(shè)置為350V，直流微電網(wǎng)的功率缺額由蓄電池組提供，當(dāng)340V 時(shí)，蓄電池儲(chǔ)能端口中的雙向Boost/Buck變換器運(yùn)行在電壓下垂控制模式，基于母線(xiàn)電壓Udc和蓄電池的SOC，選擇相應(yīng)的充放電電流;當(dāng)Udc <340V或者360V < Udc時(shí)，蓄電池組以極限電流進(jìn)行充放電，從而協(xié)調(diào)直流微電網(wǎng)的能量平衡。

下面以裝置應(yīng)用時(shí)控制芯片的一個(gè)時(shí)序周期流程為例，控制芯片采用AVR單片機(jī)。

在實(shí)際查詢(xún)裝置設(shè)計(jì)中，具備類(lèi)似功能的芯片或電路系統(tǒng)均可應(yīng)用，其運(yùn)行和操作方法是，將編寫(xiě)的軟件固化在硬件中，其工作流程包括：

步驟301：程序開(kāi)始;

步驟302：判斷查詢(xún)開(kāi)始按鍵是否按下，當(dāng)用戶(hù)開(kāi)始查詢(xún)時(shí)首先按下查詢(xún)裝置上的開(kāi)始查詢(xún)按鍵以表示進(jìn)入查詢(xún)操作，當(dāng)芯片檢測(cè)到該按鍵時(shí)程序進(jìn)入查詢(xún)流程，否則保持初始狀態(tài);

步驟303：當(dāng)查詢(xún)開(kāi)始按鍵按下后，用戶(hù)通過(guò)鍵盤(pán)輸入查詢(xún)密碼，每按下一個(gè)按鍵，鍵盤(pán)掃描一次，系統(tǒng)記下輸入數(shù)據(jù)，計(jì)算輸入位數(shù);

步驟304：當(dāng)計(jì)算出的位數(shù)滿(mǎn)足要求時(shí)，系統(tǒng)將信息通過(guò)電力線(xiàn)載波通信發(fā)至預(yù)查詢(xún)智能電表，然后等待電表的回執(zhí);如果按鍵在1分鐘內(nèi)沒(méi)有任何響應(yīng)，而且輸入位數(shù)不滿(mǎn)足要求，則程序回到初始狀態(tài)，用戶(hù)需要重新輸入密碼;

步驟305：查詢(xún)裝置通過(guò)電力線(xiàn)載波通信向電表發(fā)送查詢(xún)數(shù)據(jù);

步驟306：本發(fā)明中的電力線(xiàn)通信調(diào)制/解調(diào)模塊具有雙向通信功能，向電表發(fā)送查詢(xún)數(shù)據(jù)后，經(jīng)過(guò)電表對(duì)數(shù)據(jù)的解析，電表通過(guò)電力線(xiàn)通信向查詢(xún)裝置發(fā)送查詢(xún)成功與否的信息;

步驟307：當(dāng)系統(tǒng)收到電表發(fā)送成功的信息，則將本次查詢(xún)信息存入查詢(xún)裝置的存儲(chǔ)器，并在顯示器上顯示，否則程序進(jìn)入步驟302，用戶(hù)需重新進(jìn)行查詢(xún)操作;

步驟308：流程結(jié)束。

最后說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案所做的其他修改或者等同替換，只要不脫離本發(fā)明技術(shù)方案