可以通過與其連接的接口裝置，進(jìn)行對直流微電網(wǎng)的對接，解決傳統(tǒng)接口之間不匹配的問題;

3、本發(fā)明可以在不改變現(xiàn)有智能電表安裝方式的情況下，提供了一種可遠(yuǎn)程通訊并與直流微電網(wǎng)進(jìn)行無縫銜接的裝置，通過智能電表雙網(wǎng)絡(luò)混合、雙向通信的實(shí)現(xiàn)，從而實(shí)現(xiàn)了用戶對智能電表的遠(yuǎn)程通訊和用電信息查看，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程查詢與對接管理的雙重功效，值得廣泛推廣與使用。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，一種遠(yuǎn)程通信式微電網(wǎng)電能表，包括控制器1以及分別與控制器1連接的采集裝置2、通信裝置3和接口裝置4;控制器1包括控制芯片5以及與其連接的指令存儲(chǔ)裝置6，采集裝置2包括與控制器1連接的信號(hào)采集器7和設(shè)置于電能表本體表面的顯示裝置8，通信模塊3包括電力線載波通信模塊9、射頻模塊10和射頻匹配電路11，接口裝置4包括負(fù)載接口13和儲(chǔ)能接口14，射頻匹配電路11連接增幅裝置12。指令存儲(chǔ)裝置包括分級(jí)存儲(chǔ)器以及分別與其連接的程序計(jì)數(shù)器、指令譯碼器和時(shí)序產(chǎn)生器。信號(hào)采集器包括數(shù)據(jù)采集卡以及分別與數(shù)據(jù)采集卡連接的信號(hào)放大器、AD采樣單元。顯示裝置包括顯示面板和輸入面板，

輸入面板包括按鍵盤，顯示面板包括人機(jī)交互界面的液晶顯示屏。負(fù)載接口包括直流負(fù)載母端和直流控制子端，直流負(fù)載母端分別與多個(gè)直流控制子端連接，直流負(fù)載母端包括Buck變換器。儲(chǔ)能接口包括光伏陣列端口和蓄電池儲(chǔ)能端口，蓄電池儲(chǔ)能端口包括雙向Boost/Buck變換器。增幅裝置包括定向增益天線，定向增益天線包括螺旋臂偶極子天線，通過同軸電纜與射頻匹配電路相連。電能表的外圍設(shè)置屏蔽罩，屏蔽罩采用0.15mm至0.35mm的金屬板材，板材上包含多個(gè)微型圓孔，屏蔽罩外圍覆蓋絕緣漆層。屏蔽罩頂部設(shè)置伸縮提手，伸縮提手上設(shè)置硅膠套，硅膠套上設(shè)置透氣口及若干顆凸起粒狀。透氣口內(nèi)層設(shè)置海綿襯里。

本裝置的首要職能是實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通信，即通過電力線載波通信模塊和射頻通信模塊對來自智能電表的信息進(jìn)行收集、處理和分析，單片機(jī)芯片是控制器的控制核心，一方面執(zhí)行遠(yuǎn)程通訊指令，另一方面通過電力載波通信模塊和射頻通信模塊獲取能耗數(shù)據(jù)，顯示屏為包括人機(jī)交互界面的液晶顯示屏，便于用戶的直接信息讀取;信號(hào)采集器包括數(shù)據(jù)采集卡和模數(shù)處理單元，將采集的信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，并統(tǒng)一匯集送入單片機(jī)進(jìn)行處理;指令存儲(chǔ)裝置包括分級(jí)存儲(chǔ)器以及分別與其連接的程序計(jì)數(shù)器、指令譯碼器和時(shí)序產(chǎn)生器。分級(jí)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)并提供智能電表配置信息、設(shè)備狀態(tài)信息、時(shí)間表信息、計(jì)量數(shù)據(jù)等;程序計(jì)數(shù)器指明程序中下一次要執(zhí)行的指令地址的一種計(jì)數(shù)器。它兼有指令地址寄存器和計(jì)數(shù)器的功能。當(dāng)一條指令執(zhí)行完畢的時(shí)候，程序計(jì)數(shù)器作為指令地址寄存器，其內(nèi)容必須已經(jīng)改變成下一條指令的地址，從而使程序得以持續(xù)運(yùn)行。程序計(jì)數(shù)器用來形成下一條要執(zhí)行的指令的地址。通常，指令是順序執(zhí)行的，而指令在存儲(chǔ)器中是順序存放的。一般情況下下一條要執(zhí)行的指令的地址可通過將現(xiàn)行地址加1形成，微操作命令“ 1”就用于這個(gè)目的。如果執(zhí)行的是轉(zhuǎn)移指令，則下一條要執(zhí)行的指令的地址是要轉(zhuǎn)移到的地址。該地址就在本轉(zhuǎn)移指令的地址碼字段，將其直接送往程序計(jì)數(shù)器。指令譯碼器用來對指令的操作碼進(jìn)行譯碼，產(chǎn)生相應(yīng)的控制電平，完成分析指令的功能。時(shí)序產(chǎn)生器用來產(chǎn)生時(shí)間標(biāo)志信號(hào)。

在微型計(jì)算機(jī)中，時(shí)間標(biāo)志信號(hào)一般為三級(jí)：指令周期、總線周期和時(shí)鐘周期。微操作命令產(chǎn)生電路產(chǎn)生完成指令規(guī)定操作的各種微操作命令。這些命令產(chǎn)生的主要依據(jù)是時(shí)間標(biāo)志和指令的操作性質(zhì)，實(shí)際是各微操作控制信號(hào)表達(dá)式的電路實(shí)現(xiàn)，它是組合邏輯控制器中最為復(fù)雜的部分。電力線載波通訊模塊的主要作用是使單片機(jī)與智能電表進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，以實(shí)現(xiàn)裝置外部通信的各種功能;射頻通信模塊結(jié)合射頻匹配電路和增幅裝置，基于射頻通信的方式實(shí)現(xiàn)裝置與智能電表數(shù)據(jù)交換。

電能表的外圍設(shè)置屏蔽罩，屏蔽罩采用0.15mm至0.35mm的金屬板材，板材上包含多個(gè)微型圓孔，屏蔽罩外圍覆蓋絕緣漆層，可以起到很好的絕緣屏蔽效果，從而使裝置箱的抗干擾能力更強(qiáng);屏蔽罩頂部設(shè)置伸縮提手，提手上設(shè)置硅膠套，硅膠套上設(shè)置透氣口及若干顆凸起粒狀，用于增大防滑效果，硅膠材質(zhì)也提高手持時(shí)的舒適度，透氣口內(nèi)層可以設(shè)置海綿襯里，用以吸汗透氣。

通信模塊方面是在傳統(tǒng)的電力線載波通信模塊基礎(chǔ)上，新加入了射頻模塊和射頻匹配電路，射頻模塊作為無線雙向模塊，整合了高頻鍵控(GFSK)收發(fā)電路的功能，以特小體積、更低成本，實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ?。傳輸速率可達(dá)2M，具有128個(gè)通道，可在擁擠的ISM頻段中達(dá)到穩(wěn)定可靠的短距離數(shù)據(jù)傳輸而互不干擾，被廣泛運(yùn)用在車輛監(jiān)控、遙控、遙測、小型無線網(wǎng)絡(luò)、無線抄表、門禁系統(tǒng)、小區(qū)傳呼、工業(yè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、無線標(biāo)簽、身份識(shí)別、非接觸射頻智能卡、小型無線數(shù)據(jù)終端、安全防火系統(tǒng)、無線遙控系統(tǒng)、生物信號(hào)采集、水文氣象監(jiān)控、機(jī)器人控制、無線232數(shù)據(jù)通信、無線485/422數(shù)據(jù)通信、數(shù)字音頻、數(shù)字圖像傳輸?shù)阮I(lǐng)域中。射頻匹配電路與射頻模塊相配合，起輔助作用，同時(shí)為了實(shí)現(xiàn)無線遠(yuǎn)程傳輸?shù)姆€(wěn)定性和高效性，射頻匹配電路連接增幅裝置，即定向增益天線，定向增益天線為螺旋臂偶極子天線，通過同軸電纜與射頻匹配電路相連，降低了工程上調(diào)整天線之間方向性對準(zhǔn)的難度。

接口裝置包括負(fù)載接口和儲(chǔ)能接口，負(fù)載接口包括直流負(fù)載母端和直流控制子端，直流負(fù)載母端分別與多個(gè)直流控制子端連接，直流負(fù)載母端包括Buck變換器。儲(chǔ)能接口包括光伏陣列端口和蓄電池儲(chǔ)能端口，蓄電池儲(chǔ)能端口包括雙向Boost/Buck變換器。傳統(tǒng)直流微電網(wǎng)系統(tǒng)的能量控制拓?fù)?，?yīng)用的是分布式的控制方式，本接口裝置將分布式的控制端口進(jìn)行了集中安置，以實(shí)現(xiàn)一機(jī)通用的功能，而且完全在本地實(shí)現(xiàn)，無需通信，并保證微電網(wǎng)的可靠運(yùn)行。本裝置將直流母線的引出端口與裝置本體上的母線端子對接，將各應(yīng)用單元的引出端口，如光伏電池單元、蓄電池單元及負(fù)載單元的引出端口對應(yīng)裝置本體上

的控制端子連接。直流微電網(wǎng)采用的是直流母線電壓下垂模式，該模式是通過將各單元的控制，嵌入到相應(yīng)的控制器或控制接口電路中來實(shí)現(xiàn)的。每個(gè)單元的工作狀態(tài)由自身的控制接口電路來選擇，并且控制接口電路實(shí)現(xiàn)了母線電壓和其他各單元電源的互聯(lián)，進(jìn)而決定各單元電源的工作模式。接口裝置在進(jìn)行直流微電網(wǎng)對接時(shí)，直流母線電壓Udc應(yīng)滿足340V 壓下垂模式，根據(jù)母線電壓調(diào)節(jié)輸出電流;當(dāng)330V MPPT模式，實(shí)現(xiàn)最大太陽能的輸出;當(dāng)Udc <330V時(shí)，輸出電流Ip達(dá)到限制電流，Boost功率變換器恒流輸出;如果直流母線電壓繼續(xù)跌落時(shí)，Boost功率變換器停止工作。蓄電池組充放電的門檻電壓設(shè)置為350V，直流微電網(wǎng)的功率缺額由蓄電池組提供，當(dāng)340V 時(shí)，蓄電池儲(chǔ)能端口中的雙向Boost/Buck變換器運(yùn)行在電壓下垂控制模式，基于母線電壓Udc和蓄電池的SOC，選擇相應(yīng)的充放電電流;當(dāng)Udc <340V或者360V < Udc時(shí)，蓄電池組以極限電流進(jìn)行充放電，從而協(xié)調(diào)直流微電網(wǎng)的能量平衡。

下面以裝置應(yīng)用時(shí)控制芯片的一個(gè)時(shí)序周期流程為例，控制芯片采用AVR單片機(jī)。

在實(shí)際查詢裝置設(shè)計(jì)中，具備類似功能的芯片或電路系統(tǒng)均可應(yīng)用，其運(yùn)行和操作方法是，將編寫的軟件固化在硬件中，其工作流程包括：

步驟301：程序開始;

步驟302：判斷查詢開始按鍵是否按下，當(dāng)用戶開始查詢時(shí)首先按下查詢裝置上的開始查詢按鍵以表示進(jìn)入查詢操作，當(dāng)芯片檢測到該按鍵時(shí)程序進(jìn)入查詢流程，否則保持初始狀態(tài);

步驟303：當(dāng)查詢開始按鍵按下后，用戶通過鍵盤輸入查詢密碼，每按下一個(gè)按鍵，鍵盤掃描一次，系統(tǒng)記下輸入數(shù)據(jù)，計(jì)算輸入位數(shù);

步驟304：當(dāng)計(jì)算出的位數(shù)滿足要求時(shí)，系統(tǒng)將信息通過電力線載波通信發(fā)至預(yù)查詢智能電表，然后等待電表的回執(zhí);如果按鍵在1分鐘內(nèi)沒有任何響應(yīng)，而且輸入位數(shù)不滿足要求，則程序回到初始狀態(tài)，用戶需要重新輸入密碼;

步驟305：查詢裝置通過電力線載波通信向電表發(fā)送查詢數(shù)據(jù);

步驟306：本發(fā)明中的電力線通信調(diào)制/解調(diào)模塊具有雙向通信功能，向電表發(fā)送查詢數(shù)據(jù)后，經(jīng)過電表對數(shù)據(jù)的解析，電表通過電力線通信向查詢裝置發(fā)送查詢成功與否的信息;

步驟307：當(dāng)系統(tǒng)收到電表發(fā)送成功的信息，則將本次查詢信息存入查詢裝置的存儲(chǔ)器，并在顯示器上顯示，否則程序進(jìn)入步驟302，用戶需重新進(jìn)行查詢操作;

步驟308：流程結(jié)束。

最后說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方案所做的其他修改或者等同替換，只要不脫離本發(fā)明技術(shù)方案