[实用新型]具有电能计量功能的WSN网关

说明书

技术领域

本实用新型涉及用电用户(居民用户、商业用户、行政用户、工业用户等)的电能计量技术领域，具体涉及一种具有电能计量功能的WSN网关。

背景技术

近年来，随着物联网建设不断推进，以及智能住宅的发展，为用电用户的用电方式和电能计量方法提出了如图1所示的基于智能插座的电能计量系统模型。该模型采用了先进的计算机技术、网络通讯技术、综合布线技术，将用电、计量以及用电用户内部各种智能化信息处理系统有机地结合在一起，通过统筹管理使得用电用户的生活和工作更加方便、安全、有效。

如图1所示，该电能计量系统包括电能表、智能插座和网关等主要设备，其中电能表用于计量用户的总体电能值；智能插座用于采集各个电器的电能值情况，采集各电器的用电数据和参数，并且可以通过WSN(Wireless Sensor Network，无线传感器网络)网络，将这些信息经过网关转发给用电服务器；网关可以通过WSN网络和各个智能插座建立连接，各个智能插座将其用电数据和参数发送到网关，网关将用电数据处理转换后通过互联网转发给用电服务器例如用电管理部门或者该用电用户。基于这些用电数据和参数，用电服务器可以通过网关实现对各电器的远程智能控制和管理，进而通过对各电器的能耗情况制定更有效的节能降耗措施。其中，图1中的L、N线分别表示入户电力线的相线和零线，与电器一起构成用电回路。

虽然图1中的基于智能插座/物联网的电能计量系统的优点突出，但也存在一些较大的设计缺陷：网关所起到的作用十分有限，不能对智能插座系统集中设置或操作，具有WSN通信功能的网关不是通用的网关，而是专用网关，而且目前尚无实用产品；智能插座的作用均是相同的，难以承载对大电流或大功率的需求，缺少对用电用户总电能以及总电流的计量。

实用新型内容

为解决上面提到的问题，本实用新型提出了具有电能计量功能的WSN网关，该网关不仅具有网关的功能，还具有电能计量功能，网关功能强大。

本实用新型实施例提供了一种用电用户使用的具有电能计量功能的WSN网关。

为此，本实用新型实施例提供如下技术方案。

一种具有电能计量功能的网关，用于将智能插座所采集的并且通过WSN网络传送的来自各个电器的用电信息以及网关自身所统计的用电信息进行WSN到WIFI的协议转换，然后通过无线路由器接入到internet，再经由internet转发给用电服务器；以及接收由无线路由器转发的来自用电服务器的控制命令，将其进行WiFi到WSN的协议转换，然后通过WSN网络转发给相应的智能插座，由智能插座对相应的电器执行相应的控制操作，该网关包括电压预处理、电流预处理、电能计量、CPU、WSN模块、WiFi模块以及电源，其中：

电压预处理，采集入户低压电力线的电压信号，并且对电压信号进行滤波、分压和调整处理，然后将所处理后的电压信号传送给电能计量；

电流预处理，采集入户低压电力线上的电流信号，并且对其进行分流和调整处理，然后将所处理后的电流信号传送给电能计量；

电能计量，根据来自电压预处理的电压信号以及电流预处理的电流信号，计算出该低压电力线上的总的电能值；

CPU，为网关的运算与控制核心，控制电能计量来计量总的电能值、电压和电流，以及控制WSN模块以及WiFi模块的通信；

WSN模块，网关通过WSN模块与智能插座进行通信；

WiFi模块，网关通过WiFi模块与无线路由器进行通信；

电源，从220v低压电力线中获取电能，并且进行电压转换，提供网关的工作电源。

本实用新型所提供的WSN网关，可以利用现有的无线路由器，实现用电用户的用电信息无线传送给用电服务器，但需要实现WSN与WiFi之间的协议转换。这里，WSN网关除了具有通常的网关功能之外，还可以实现对用电电户的总电能信息的统计，弥补了现有的智能插座难以承载对大电流或大功率的需求、缺少对用电用户总电能以及总电流的计量的不足，另外，WSN网关还可以对各智能插座进行集中控制和操作，根据各电器的能耗情况制定更有效的节能降耗措施。

附图说明

图1为基于智能插座的电能计量系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的基于具有电能计量功能的WSN网关的电能计量系统的结构示意图；

图3为图2中所示的具有电能计量功能的WSN网关的结构示意图；

图4为图2中所示的智能插座的结构示意图。

具体实施方式