一種基于手機nfc通信控制的用電控制器的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種基于手機NFC通信控制的用電控制器。
【背景技術】
[0002]近幾年來，預付費式電表已逐漸成為電網電能的計量設備，出現了使用IC卡預付費的電能表。但是仍然存在一些問題:1、不支持通過手機等智能設備實現網絡付費充電，并直接獲取用電信息；2、電能表只能與供電公司的后臺進行交互，信息量受到當前抄表系統速率的限制，出故障后也不便于問題的定位；3、現有技術單獨使用NFC交互數據時，傳輸距離短，傳輸速率低，單獨使用W1-Fi時，掃描設備慢，認證過程復雜；4、由于部分用戶將跳閘信號線斷開，導致電能表無剩余金額而透支欠費，不能追回使供電公司利益受損。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型要解決的技術問題在于提供一種基于手機NFC通信控制的用電控制器，以解決現有技術存在的問題。
[0004]為解決上述技術問題，本實用新型采用以下技術方案:
[0005]一種基于手機NFC通信控制的用電控制器，包括均與單片機連接的電能計量模塊、用于與具有NFC芯片的手機進行無線連接的NFC模塊、遙控信號發送模塊、存儲模塊、W1-Fi模塊、無線通訊模塊、顯示模塊、計時模塊和電源模塊；還包括斷電模塊，所述斷電模塊包括與遙控信號發送模塊進行無線通信的遙控信號接收模塊，以及與遙控信號接收模塊連接、用于斷開用電電路的斷電執行模塊。
[0006]電能計量模塊的輸入端連接取樣芯片，取樣芯片的輸入端連接電流互感器。
[0007]所述NFC模塊采用英飛凌公司的NFC控制器和NFC安全芯片，所述NFC控制器通過SPI接口與單片機連接，所述NFC安全芯片與NFC控制器連接。
[0008]所述無線通訊模塊為基于6LoWPAN無線傳感器網絡的通訊模塊，通過UART或者SPI接口與單片機相連。
[0009]所述單片機為嵌入式ARM處理器。
[0010]所述W1-Fi模塊采用TI公司的集成收發器與協議棧的一體化模塊，通過USB、UART或者SPI與單片機連接。
[0011]所述斷電執行模塊為斷路器。
[0012]遙控信號發送模塊和遙控信號接收模塊均采用433MHz或315MHz無線模塊。
[0013]本實用新型的有益效果:1、將具備NFC功能的智能手機靠近本實用新型的NFC模塊，可實現直接網上繳費充電，免去了用戶每次去供電公司繳納電費的麻煩；2、能夠結合NFC、W1-Fi技術各自的優點，彌補各自的缺點，極大方便了用戶使用，提升了用戶體驗；3、本實用新型的6LoWPAN無線傳感器網絡模塊，將用電控制器接入供電公司的IPV6監控網絡中，供電公司能及時得到充值信息，用戶的用電數據，設備運行狀態；供電公司可以及時進行對賬，賬戶信息更新，故障維護等處理；4、本實用新型的W1-Fi模塊在NFC模塊的引導下，完成用戶智能手機與用電控制器的W1-Fi認證過程，用戶只需要使用具備NFC功能的智能手機觸碰NFC模塊即可完成認證，獲取用電信息；5、用電控制器與用電電路之間采用遙控信號通信，代替了原有電線連接通信控制，欠費用戶很難將本實用新型的遙控信號切斷，較好地解決了用電透支欠費問題。
【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型的結構原理框圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細說明。
[0016]本實用新型提供一種基于手機NFC通信控制的用電控制器，包括單片機、電能計量模塊、NFC模塊、遙控信號發送模塊、斷電模塊、存儲模塊、W1-Fi模塊、無線通訊模塊、顯示模塊、計時模塊、電源模塊；其中各功能模塊具體描述如下:
[0017]單片機，采用嵌入式ARM處理器，用于控制電能計量模塊將取樣電流值與取樣電壓值換算成電能值，并將電能值存儲到存儲模塊；負責整個用電控制器相關通訊及控制相關程序的運行。
[0018]電能計量模塊，用于將電流值和電壓值換算成電能值，并換算成電費金額；其輸入端連接取樣芯片，取樣芯片的輸入端連接三組電流互感器。電流互感器向取樣芯片提供電流值和電壓值，取樣模塊用于取樣電流值和電壓值。
[0019]NFC模塊，采用英飛凌公司的NFC控制器和NFC安全芯片，NFC控制器通過SPI接口與單片機連接，NFC安全芯片與NFC控制器連接；用于與具有NFC芯片的手機進行無線連接，通過NFC模塊，用戶手機可以進行網上繳費充電，讀取用電量信息。
[0020]遙控信號發送模塊，采用433MHz或315MHz無線模塊，用于向與斷電執行模塊連接的遙控信號接收模塊發送斷電信息。
[0021]斷電模塊，包括遙控信號接收模塊以及與遙控信號接收模塊連接的斷電執行模塊。遙控信號接收模塊與遙控信號發送模塊進行無線通信，接收遙控信號發送模塊發送的斷電信息，斷電執行模塊接收到遙控信號接收模塊輸出的無線斷電信號后斷開用電電路。遙控信號接收模塊采用433MHz或315MHz無線模塊，斷電執行模塊采用斷路器。
[0022]W1-Fi模塊，采用TI公司的集成收發器與協議棧的一體化模塊，通過USB，UART或者SPI與單片機連。
[0023]無線通訊模塊，采用基于6LoWPAN無線傳感器網絡的通訊模塊，通過UART或者SPI接口與單片機相連。
[0024]顯示模塊，采用IXD顯示屏，顯示用戶的用電信息和付費信息。
[0025]計時模塊，為實時提供時鐘信號的時鐘電路。
[0026]電源模塊，為本實用新型供電。
[0027]本實用新型的工作原理:
[0028]1、使用具備NFC功能的手機完成付費充值的過程如下:
[0029]首先用戶去供電公司營業廳進行注冊，完成本實用新型與NFC智能手機的密鑰注冊與交換；用戶通過手機支付寶等第三方支付方式為NFC手機錢包充值；將NFC智能手機靠近NFC模塊，手機與電表通過NFC建立安全連接，進行身份確認；鑒權完成后，通過基于6LoWPAN無線傳感器網絡與供電公司后臺建立連接，更新充值數據，完成充值操作；完成充值后，在LCD顯示屏和用戶手機APP上同時提示充值信息，賬戶信息及當月用電量。
[0030]2、不同具備NFC功能的手機用戶獲取用戶用電信息或運行日志、故障信息的過程如下:
[0031 ] 將手機靠近NFC模塊，通過NFC交換雙方的身份，雙方的MAC地址以及W1-Fi密碼，進行自動驗證，建立W1-Fi安全連接；用電控制器根據用戶身份的不同，將不同的數據發送給手機；如果是用電用戶，用電控制器通過TCPSocket連接啟動發送進程，將用戶的分時用電信息，賬戶信息等發送到用電用戶的手機上，手機通過相應的APP將結果顯示給用戶，以便用戶核對數據；如果是檢測人員，用電控制器通過TCPSocket連接啟動發送進程，將用電控制器的運行信息等傳送到檢測人員的智能手機上，智能手機通過相應的APP對數據進行分析，定位故障。
[0032]3、當電能計量模塊計算出用戶用電透支欠費時，通過遙控信號發送模塊向斷電模塊的遙控信號接收模塊發送斷電信號，并輸出給斷電執行模塊斷路器，實現用戶用電電路中負荷開關的斷開，用電控制器與用電電路之間采用遙控信號通信，代替了原有電線連接通信控制，欠費用戶很難將本實用新型的遙控信號切斷，較好地解決了用電透支欠費問題。
【主權項】
1.一種基于手機NFC通信控制的用電控制器，其特征在于:包括均與單片機連接的電能計量模塊、用于與具有NFC芯片的手機進行無線連接的NFC模塊、遙控信號發送模塊、存儲模塊、W1-Fi模塊、無線通訊模塊、顯示模塊、計時模塊和電源模塊；還包括斷電模塊，所述斷電模塊包括與遙控信號發送模塊進行無線通信的遙控信號接收模塊，以及與遙控信號接收模塊連接、用于斷開用電電路的斷電執行模塊。2.根據權利要求1所述的基于手機NFC通信控制的用電控制器，其特征在于:電能計量模塊的輸入端連接取樣芯片，取樣芯片的輸入端連接電流互感器。3.根據權利要求1所述的基于手機NFC通信控制的用電控制器，其特征在于:所述NFC模塊采用英飛凌公司的NFC控制器和NFC安全芯片，所述NFC控制器通過SPI接口與單片機連接，所述NFC安全芯片與NFC控制器連接。4.根據權利要求1所述的基于手機NFC通信控制的用電控制器，其特征在于:所述無線通訊模塊為基于6LoWPAN無線傳感器網絡的通訊模塊，通過UART或者SPI接口與單片機相連。5.根據權利要求1或4所述的基于手機NFC通信控制的用電控制器，其特征在于:所述單片機為嵌入式ARM處理器。6.根據權利要求1所述的基于手機NFC通信控制的用電控制器，其特征在于:所述W1-Fi模塊采用TI公司的集成收發器與協議棧的一體化模塊，通過USB、UART或者SPI與單片機連接。7.根據權利要求1所述的基于手機NFC通信控制的用電控制器，其特征在于:所述斷電執行模塊為斷路器。8.根據權利要求1所述的基于手機NFC通信控制的用電控制器，其特征在于:遙控信號發送模塊和遙控信號接收模塊均采用433MHz或315MHz無線模塊。
【專利摘要】本實用新型提供一種基于手機NFC通信控制的用電控制器，包括均與單片機連接的電能計量模塊、NFC模塊、遙控信號發送模塊、存儲模塊、Wi-Fi模塊、無線通訊模塊、顯示模塊、計時模塊和電源模塊；還包括斷電模塊，斷電模塊包括與遙控信號發送模塊進行無線通信的遙控信號接收模塊，以及與遙控信號接收模塊連接、用于斷開用電電路的斷電執行模塊。本實用新型可實現直接網上繳費充電；結合NFC、Wi-Fi技術各自的優點，極大方便了用戶使用；供電公司可以及時進行對賬，賬戶信息更新，故障維護等處理；用戶只需要使用具備NFC功能的智能手機觸碰NFC模塊即可完成認證，獲取用電信息；用電控制器與用電電路之間采用遙控信號通信，較好地解決了用電透支欠費問題。
【IPC分類】G07F15/06
【公開號】CN204883965
【申請號】CN201520589944
【發明人】牟建仕, 馮兵
【申請人】牟建仕, 馮兵
【公開日】2015年12月16日
【申請日】2015年8月7日