一種流量伴生協管電能表的制作方法

本發明涉及地下水資源的流量能效伴生管理和電控制領域，具體涉及一種流量伴生協管電能表及其使用方法。

背景技術：

水是生命之源，也是社會生活之根基。中國屬于水資源短缺國家，在經濟快速增長的過程中，用水需求不斷上漲，水資源短缺帶來的生態危機和環境問題日漸凸顯。在華北和西北的干旱和半干旱地區，隨著地下水的過度開采，地下水位持續急劇下降，由此造成了一些地方出現荒漠化、鹽堿化、地面沉降、地下漏洞等生態環境惡化問題，嚴重威脅著社會生產、生活安全，以及可持續發展。

為了保護地下水資源，落實國家嚴格的水資源管理制度，確保地下水資源被合理、有序、高效的開發利用，必須對地下水的使用進行嚴格監管。在現有地下水監管技術中，都僅采用水表或流量計作為水量計量工具，該技術難以實現遠距離信號傳輸，并且難以實現對水量的實時自動管理；而目前電能的統計和控制技術已較為成熟，因此，如果能夠以電信號傳送流量信息，并以電能控制監管流量，實現對地下水資源的實時監控和管理，具有巨大的社會效益。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是提供一種能夠對地下水資源實時監控和管理的流量伴生協管電能表及其工作過程。

為解決上述問題，本發明所述的一種流量伴生協管電能表，包括流量數據中心和電能表，所述流量數據中心包括：

—流量計量單元，用于收集流量數據和接收反饋信息，其雙向通信連接于

—RS485通訊，用于對數據信號進行轉換和輸出，其雙向通信連接于

—電力載波芯片，用于存儲并傳輸電信號，并雙向通信連接于

—電力載波通訊，用于電信號傳輸，其雙向通信連接于

所述電能表，包括：

—MCU處理器，內置流量建模程序，用于實時收集電能數據、流量數據，并進行自動跟蹤、記錄、識別、分析、校正并反饋電能—流量能效轉換關系特征組合及能效關系衰減、靜水位、動水位變化影響，同時構造、生成、儲存并更新電能—流量能效關系模型，其與下列模塊或元件雙向連接：

—電能計量單元，通過輸入接口與電流采樣、電壓采樣電連接，用于電能數據的采集，同時通過數據輸出接口與所述MCU處理器電連接；

—電力載波通訊、RS485通訊、GPRS/CDMA通訊，用于電信號的傳輸；

—流量統計單元，用于完成流量的伴生和統計管理；

—內置存儲器，用于存儲電能、流量數據和已構造生成的電能—流量能效關系模型；

—RF卡讀寫單元，將數據寫錄存入RF卡進行傳輸，或讀取RF卡中所存儲的數據；

—控制模塊，實現水泵及管道自動通斷控制功能。

進一步，所述MCU處理器通過GPRS/CDMA通訊與流量、電能數據中心雙向通訊連接。

進一步，所述控制模塊可選擇電磁閥、電動閥和水泵電源自動開關中的一種。

進一步，所述電能表還包括液晶顯示屏和內置實時時鐘，所述液晶顯示屏和內置實時時鐘均與所述MCU處理器電連接，且所述內置實時時鐘上連接獨立電池。

進一步，所述液晶顯示屏用來顯示流量及各種管理信息。

進一步，所述流量計量單元至少有兩個，流量伴生協管電能表對多個流量計單元的集抄和流量統計、管理功能，實現協管。

本發明與現有技術相比具有以下優點：

（1）采用RS485通訊、電力載波通訊和電力載波通訊實現了流量數據信號向電信號的轉換和傳輸，并且通過GPRS/CDMA通訊與電能表雙向連接，實現了水、點同臺共管和遠程資源共享，確保基準參數糾錯校驗的及時、可靠；

（2）本發明通過在電能表MCU處理器中內置流量建模程序，實現了對所接收到的流量、電能數據進行實時建模，生成電能—流量能效關系模型，同時，自動跟蹤、記錄、識別、分析、校正并反饋電能—流量能效轉換關系特征組合及能效關系衰減、靜水位、動水位變化影響，同時構造、生成、儲存并更新電能—流量能效關系模型，實現了對地下水的實時監控；

（3）本發明可根據流量建模系統已儲存更新的電能—流量能效關系模型，自動生成流量，因此當流量計或者電力載波通訊出現故障且流量伴生協管電能表無法檢測、接收到流量信號數據時，設備將自動脫機并按最新構造、生成且已儲存、更新的電能—流量能效關系模型轉換伴生流量，不影響正常的水量、電能計量；當故障排除后，系統自動無縫跟蹤對接、校正并退出脫機狀態。

附圖說明

圖1為本發明實施例一所述的一種流量伴生協管電能表的原理框圖；

圖2為本發明實施例二所述的一種流量伴生協管電能表具體應用的原理框圖。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明的優選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優選實施例僅用于說明和解釋本發明，并不用于限定本發明。

實施例1：

如圖1所示的一種流量伴生協管電能表，包括流量數據中心和電能表，其中，流量數據中心包括：收集流量數據和接收反饋信息的流量計量單元，用于對數據信號進行轉換和輸出的RS485通訊，存儲并傳輸電信號的電力載波芯片，和用于傳輸電信號的電力載波通訊；電能表包括MCU處理器，內置流量建模程序，用于實時收集電能數據、流量數據，并進行自動跟蹤、記錄、識別、分析、校正并反饋電能—流量能效轉換關系特征組合及能效關系衰減、靜水位、動水位變化影響，同時構造、生成、儲存并更新電能—流量能效關系模型，其與收集電能信號的電能計量單元電連接，與用于電信號傳輸的電力載波通訊、RS485通訊、GPRS/CDMA通訊連接，并與用于完成流量的伴生和統計管理的流量統計單元，用于存儲電能、流量數據和已構造生成的電能—流量能效關系模型的內置存儲器，用于寫錄和讀取RF卡的RF卡讀寫單元，以及用于實現水泵及管道自動通斷控制功能的控制模塊雙向連接；MCU處理器通過GPRS/CDMA通訊與流量、電能數據中心雙向通訊連接，控制模塊可選擇電磁閥、電動閥和水泵電源自動開關中的一種，電能表還包括液晶顯示屏和內置實時時鐘，液晶顯示屏和內置實時時鐘均與MCU處理器電連接，且內置實時時鐘上連接獨立電池。

如圖2所示，一種流量伴生協管電能表的工作原理如下：流量伴生協管電能表與取水機電井供電電源變壓器輸出端電連接，接入線路后，取水方需要分別到電力和水資源管理機構辦理電費和水資源費、水費的繳款手續，繳款成功后，取水方得到具有一定數量的用電、取水權限；上述繳款過程可以有兩種途徑實現：（1）網絡平臺繳費，繳費成果由水、電管理系統通過GPRS/CDMA遠程派發至流量伴生協管電能表；（2）IC卡繳費，繳費成果由水、電管理系統分別通過讀寫設備寫入到IC卡，將插入IC卡插入至流量伴生協管電能表即可取得用電、取水權限（需要說明的是，IC卡具有一卡雙用、獨立結算功能，可同時實現水、電費繳存款，水、電任何一方欠費，都無法實現正常的用電、取水）；正常取水過程中，安裝在機電井取水管道上的流量計量單元信號輸送到機電井供電線路，并實時傳送至流量伴生協管電能表，流量伴生協管電能表MCU處理器中的內置流量建模程序將自動鎖定所接收數據，并進行自動跟蹤、記錄、識別、分析、校正并反饋電能—流量能效轉換關系特征組合及能效關系衰減、靜水位、動水位變化影響，然后構造、生成、儲存并更新電能—流量能效關系模型，最后通過流量統計單元完成對流量的伴生和統計管理；MCU處理器在完成對數據的跟蹤、識別、校正等處理后，將自動分配地址將數據、建模信息及處理結果存儲于內置存儲器，并將流量信息及管理信息顯示于液晶顯示屏上；當流量計或者電力載波通訊出現故障且流量伴生協管電能表無法檢測、接收到流量信號數據時，設備自動脫機并按最新構造、生成且已儲存、更新的電能—流量能效關系模型轉換伴生流量，不影響正常的水量、電能計量，故障排除后，系統自動無縫跟蹤對接、校正，脫機狀態退出；與此同時，流量伴生協管電能表MCU處理器通過GPRS/CDMA與水、電數據中心保持雙向通訊連接，在建模系統根據實時接收到的流量、電能特征組合信號數據自動構造、生成、儲存并更新電能—流量能效關系模型時，數據中心可實時對流量伴生協管電能表MCU處理器授予數據共享，自動糾正能效關系模型基準參數。

最后應說明的是：以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，盡管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，對于本領域的技術人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。