今天为大家介绍一项国家发明授权专利——一种多功能智能电表。该专利由常州得实新技术开发有限公司申请，并于2018年7月31日获得授权公告。

内容说明

本发明涉及一种多功能智能电表，具体地说是一种包含实时位置信息采集功能、断电告警功能、NB-IOT通信技术、远程遥控插座的智能电表。

发明背景

目前的电表大多只能计量电度，部分也仅带有无线或有线传输功能，这些通用电表只能适应常规用户的用电需求；现在随着用电方式的多样化，设备临时或长期租电、住户临时租电等应用场合越来越多，供电方也不再局限于供电局、而可能是普通民众，传统的通用电表已不太适应这些供电方需及时了解供电情况、供电位置、以及需要远程控制断电或供电的应用场合。

发明内容

本发明针对如设备临时或长期租电、住户临时租电等非常规居民的用电场合，提出了一种新的多功能智能电表，该多功能智能电表除了包含电度计量功能外、还包含实时位置信息采集功能、断电告警功能、NB-IOT通信技术、远程遥控插座。

图为本发明原理框图。

本发明采取的技术方案是：一种多功能智能电表，其包括处理器、电压采集电路、电流采集电路、断电检测电路、带继电器控制的可控插座、GPS模块、高度传感器、NB-IOT通信模块、电池及充电电路、显示模块以及485通信电路；所述电压采集电路分别连接交流供电线路和处理器，用于实现对供电线路电压的计量；所述电流采集电路分别连接交流供电线路的火线和处理器，用于实现对供电电流的计量。

所述GPS模块、高度传感器分别和处理器相连，用于实现实时位置信息采集；所述断电检测电路和处理器相连，用于实现断电告警；所述可控插座和处理器相连，用于实现远程遥控插座功能；所述NB-IOT通信模块和处理器相连，用于实现NB-IOT无线通信；所述电池及充电电路用于对设备供电；所述485通信电路和处理器相连，用于实现处理器与上位机之间通信和数据传输。

所述处理器采用单片机处理器。所述高度传感器采用BMP280传感芯片，所述BMP280传感芯片的管脚2、管脚3、管脚4、管脚5分别通过电阻R31连接至所述处理器的数据传输接口。所述NB-IOT通信模块包括NB05-01模组和SIM卡座。

所述处理器采用51系列的STM32L151C8处理芯片；所述STM32L151C8处理芯片的管脚37依次通过电阻R20、三极管D05和三极管D06连接NB05-01模组的VBAT管脚，STM32L151C8处理芯片的管脚12通过三极管D06连接NB05-01模组的RXD管脚，STM32L151C8处理芯片的管脚13通过电阻R17连接NB05-01模组的TXD管脚。

所述电压采集电路包括电阻R30、电阻R34、电阻35和电容C38，所述电阻R30的一端连接交流供电线路的火线，另一端连接所述处理器，且该端还分别连接电阻R34的一端以及相互并联的电阻35和电容C38的一端，所述电阻R34的另一端连接3V电源，所述电阻35和电容C38相互并联后的另一端作为地线连接交流供电线路的零线。

所述电流采集电路包括电流互感器I1以及分别并联在电流互感器I1两端的电阻R29和电阻R36与电容C34 ，所述电阻R36和电容C34相互串联后并联在电阻R29的两端，电阻R36和电容C34之间相互连接的一端作为输出端连接所述处理器，电容C34的另一端同时分别连接电容C33、电阻R27和电阻R28的一端。

所述电容C33和电阻R28的另一端分别接地，所述电阻R27的另一端连接3V电源，且该端还连接有极电容C37的阳极，极电容C37的阴极接地。所述可控插座包括一控制插座通断电的继电器，所述的继电器的驱动控制端通过三极管D09连接所述处理器。

本发明具有以下的有益效果：

1、含完整的电表功能，可实现对用电方用电的电度计量。

2、含位置传感器：多功能智能电表内集成的GPS模块和高度传感器、可实时监测电表当前位置和高度信息，便于随时了解当前电表所处的位置，尤其是对于复杂环境（如高楼内）的应用，可根据高度信息随时查找到电表所处位置。

3、含断电告警功能，便于供电方和用电方随时了解当前供电状态，如有线路故障时可及时恢复。

4、使用NB-IOT通信技术：NB-IOT（窄带物联网）技术，由通信运营商组网运营，支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接，NB-IoT支持待机时间长、对网络连接要求较高设备的高效连接，其低廉的资费、可靠的网络覆盖以及低功耗等特性都决定了该技术将被广泛应用到物联网的各个方面。

5、含远程遥控插座：便于供电方随时切断、或恢复对用电方的供电。