基于物联网的智能电能计量装置设计

郭志成，李晓青，周德东

（兰州工业学院电气工程学院，甘肃兰州，730050）

0 引言

智能电网是在传统电网的基础上，运用先进传感测量、通信、计算机等技术实现电力传输网络的信息化、互动化、自动化、数字化[1-2]。电能计量装置是智能电网中的重要设备之一，完成基础信息数据的采集任务[3]。以往常采用GPRS通信的方式将计量装置采集的数据远距离传输，实现远程抄表，以降低人工操作成本。但GPRS通讯因用户容量小、费用高、功耗高、数据安全等因素导致其大面积应用受到限制。近年来出现了窄带物联网( narrow band internet of things，NB-IoT)技术，支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接，是物联网技术中的重要分支，其可以容纳海量节点、低功耗、低成本、覆盖范围广、具有比GPRS更高效的网络支持[4]。针对上述情况，本文基于NB-IoT模块设计一种电能计量装置，使用物联网云平台远程监测交互数据，使用方便简单，便于电力部门的管理。

1 系统总体结构

系统总体结构如图1所示，以单片机dsPIC30F6012为控制核心，由电能表芯片ADE9078组成的电能计量电路采集电压、电流、有功、无功、频率等电量数据，通过SPI接口将采集的数据传输至单片机，单片机将数据进行计算处理，通过NB-IOT模块接入NB-IOT基站，经过核心网实现基站与物联网云平台的连接，数据到达云平台后进行进一步的挖掘、分析、运算与处理，最后由用户终端设备显示其结果。此外为了满足装置在多种场合下的应用，还设计了RS-485接口电路，时钟电路为系统提供实时时间，所测电量数据通过LCD液晶屏显示，存储电路用于存储历史数据，通过按键可对记录进行查看。……