阅读说明：本技术 一种热插拔式家用电能监测工具 (Hot plug type household electric energy monitoring tool ) 是由 蒙媛 何军 龚妮 付饶 周韵 龚玲玲 胡轶加 刘秀峰 于 2019-11-27 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种热插拔式家用电能监测工具,壳体内设有处理器、载波模块、读卡器模块和驱动器；面板上设有显示器、扬声器和功能按键；处理器用于控制读卡器读取电卡信息,并向电表发送请求、获取电表表号,最后比对并判断电表表号与电卡绑定电表号是否一致；处理器用于控制载波模块与用户电表通信,向电表发送读卡器获取的信息,发送充值确认信息,最后从用户电表下载用电信息；插头用于插入与用户家庭用电电路任意位置连接的插孔中。本发明提供了一种灵活、便捷、安全的电能监测工具,方便用户足不出户即时获取用电信息,具有良好的互动感和体验感,对于老年人和年轻人均普遍适用。(The invention discloses a hot-plug type household electric energy monitoring tool.A processor, a carrier module, a card reader module and a driver are arranged in a shell; the panel is provided with a display, a loudspeaker and a function key; the processor is used for controlling the card reader to read the electricity card information, sending a request to the electricity meter, acquiring the number of the electricity meter, and finally comparing and judging whether the number of the electricity meter is consistent with the number of the electricity card bound electricity meter; the processor is used for controlling the carrier module to communicate with the user ammeter, sending the information acquired by the card reader to the ammeter, sending recharging confirmation information, and finally downloading electricity utilization information from the user ammeter; the plug is used for being inserted into a jack connected with any position of a household electric circuit of a user. The invention provides a flexible, convenient and safe electric energy monitoring tool, which is convenient for users to obtain electricity utilization information instantly without going out of home, has good interaction and experience, and is generally applicable to the old and the young.)

一种热插拔式家用电能监测工具

技术领域

本发明涉及电力技术领域，具体涉及一种热插拔式家用电能监测工具。

背景技术

现目前，居民用电缴费方式大致可以分为两种：网上缴费和营业厅缴费。

网上缴费需要智能手机下载缴费软件，各种操作手续在智能手机上操作即可，方便快捷。但是，电费缴纳APP虽然能查看剩余电费，但是有延迟，而且不能查看实时功率、电能质量等数据，用户体验感极低，几乎没有互动感；此外，缴费过程中需要在智能手机上进行电卡绑定、网银交易等环节，大多数老年人客户难以完成这些操作，操作安全性较差；

营业厅缴费，用户缴费后还无法正常用电，需要把电卡重新***到用户电表中激活，且物业会将一批用户电表往往集中安装在某一特定位置地电表箱内，存在电表位置高不便插卡、登高插卡有危险性、用户不知道自己家电表位置等问题，此外，电表虽也可以显示用电数据，但是不能实时传送到用户，不方便用户即时查看当前用电信息。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供了解决上述问题的一种热插拔式家用电能监测工具，开发出一种灵活、便捷、安全的电能监测工具，且方便用户足不出户即时获取用电信息，具有良好的互动感和体验感，对于老年人和年轻人均普遍适用。

本发明通过下述技术方案实现：

一种热插拔式家用电能监测工具，包括壳体、面板和插头，所述壳体内设有处理器、载波模块、读卡器模块和驱动器；

所述面板上设有显示器、扬声器和功能按键，所述功能按键包括余额查询按键、语音播报按键；

所述载波模块，用于与用户电表相互通信；所述读卡器模块，用于读取用户电卡信息；所述电卡信息包括芯片号、绑定电表号、余额；驱动器，作为显示器和扬声器的驱动电路，用于控制显示器和扬声器稳定工作；

所述处理器用于控制读卡器读取电卡信息，并向电表发送请求、获取电表表号，最后比对并判断电表表号与电卡绑定电表号是否一致；处理器用于控制载波模块与用户电表通信，向电表发送读卡器获取的信息，发送充值确认信息，最后从用户电表下载用电信息；处理器还用于控制显示器进行显示所述用电信息、以及控制扬声器进行播报所述用电信息；

所述插头，用于***与用户家庭用电电路任意位置连接的插孔中。

进一步地，所述壳体上还设有插卡口，用于***电卡，被***的电卡通过读卡器模块读取用户电卡信息。

进一步地，所述用电信息包括用户当前电表余额、当前电量、上月电费、本月电费、电压、电流、功率。

进一步地，所述电表用于实时采集用户用电信息，所述用户用电信息包括电费余额、电压、电流、瞬时功率、当月电费、历史电费。

进一步地，所述功能按键还包括功率测试按键。

基于上述的一种热插拔式家用电能监测工具的监测方法，包括以下步骤：

步骤1，插头接入与用户家庭用电电路任意位置连接的插孔中，处理器从用户电表下载用电信息，所述用电信息包括当前电表余额；

步骤2，处理器控制读卡器读取电卡信息，并向电表发送请求、获取电表表号，最后比对并判断电表表号与电卡绑定电表号是否一致；

步骤3，若电表表号与电卡绑定电表号一致，则进入步骤4；若不一致，则返回步骤2；

步骤4，处理器向电表发送读卡器获取的信息，发送充值确认信息；

步骤5，处理器从用户电表下载用电信息，并比对插卡前后的当前电表余额；

步骤6，若插卡前后获得的当前电表余额相等，则电费充值失败，返回步骤1；若插卡前后获得的当前电表余额不相等，则电费充值成功。

进一步地，通过显示器和扬声器进行显示和播放所述用电信息。

进一步地，还包括功率测试方法，通过处理器实时下载电表监测的瞬时功率，并基于功率阶梯识别的算法，离散积分方式获取测试电器平均功率。

进一步地，所述率测试方法包括以下步骤：

步骤1，启动功率测试，通过处理器实时下载电表监测的瞬时功率；

步骤2，并在规定时间内关闭待测电器电源，在所述规定时间内通过处理器监测瞬时功率是否发生变化；若未发生变化，则返回步骤1；若发生变化，则进入步骤3；

步骤3，打开待测电器电源，并在设定时间内保持开机状态；

步骤4，在设定时间内，通过处理器计算获取待测电器的功率信息；

步骤5，通过显示器和扬声器进行显示和播放所述功率信息。

进一步地，所述功率信息包括平均功率、连续工作1小时耗电量、连续工作1天耗电量。

本发明具有如下的优点和有益效果：

1、本发明提供了一种即插即用的小型电能监测工具，插在用户家里任一带电插座或插板中即可工作，再将电卡***到本工具即可完成充值后的电卡激活；此外本发明提供的工具也方便用户通过电表获取当前用电信息。并且，本发明提供的工具带有显示器和扬声器，具有显示和语音播报功能，可以告知用户现在电表余额、电流电压等用电质量数据、所有设备的用电功率，还可以测量电器的平均功率并且语音播报操作过程和测试结果。

2、本发明提供的电能监测工具，还可用于测试电器功率信息，基于用户已有的电表功率采集的传感方式，不必增加传感器，极大地节约了制作成本；此外，基于功率阶梯识别的算法，离散积分方式获取电器平均功率，方便用户快捷获取电器的功率信息。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明的一种热插拔式家用电能监测工具正面结构示意图；

图2为本发明的一种热插拔式家用电能监测工具侧面结构示意图；

图3为本发明的监测工具工作原理结构图。

附图中标记及对应的零部件名称：1-壳体，2-面板，3-插头，4-显示器，5-扬声器，6-余额查询按键，7-语音播报按键，8-功率测试按键，9-插卡口。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

本实施例提供了一种热插拔式家用电能监测工具，如图1和图2所示，包括壳体、面板和插头，壳体呈长方体结构，插头设于壳体的一端端面上使工具整体结构呈倒L型结构，方便用户手持操作。壳体内设有处理器、载波模块、读卡器模块和驱动器，如图3所示。

面板上设有显示器、扬声器和功能按键。显示器采用液晶显示器，可以显示制定的中文和数字；功能按键包括余额查询按键、语音播报按键和功率测试按键；显示器、功能按键区和扬声器在面板上由上至下依次分布。

载波模块，用于与用户电表相互通信；采用现有标准载波模块，具有信号编码功能，在220V电线中加入小信号，实现信号传输。读卡器模块，用于读取用户电卡信息，采用标准电卡读卡器模块，可以读取IC卡的基本信息，包括芯片号、绑定电表号、余额。驱动器，作为显示器和扬声器的驱动电路，用于控制显示器和扬声器稳定工作。

处理器用于控制读卡器读取电卡信息，并向电表发送请求、获取电表表号，最后比对并判断电表表号与电卡绑定电表号是否一致；处理器用于控制载波模块与用户电表通信，向电表发送读卡器获取的信息，发送充值确认信息，最后从用户电表下载用电信息；处理器还用于控制显示器进行显示所述用电信息、以及控制扬声器进行播报所述用电信息。

插头，用于***与用户家庭用电电路任意位置连接的插孔中。采用市电插头***家中任何一个带电插座或者插板中，装置即可开始工作。壳体上还设有插卡口，用于***电卡，被***的电卡通过读卡器模块读取用户电卡信息。

上述用电信息包括用户当前电表余额、当前电量、上月电费、本月电费、电压、电流、功率。所述电表用于实时采集用户用电信息，所述用户用电信息包括电费余额、电压、电流、瞬时功率、当月电费、历史电费。

本发明提供的工具上电开始后，可进行一次自动语音播报和显示器轮动显示，如果工具一直处于带电工作状态，想要再听或者再看自动播报，只需要按一下语音播报按键或者拔下装置重新***插座即可。

用户想要查询余额时，按下余额查询按键，处理器会下载电表用电信息，并通过显示器显示、或通过扬声器播报；用户想要测试电器功率时，按下功率测试按键，处理器通过电表获取功率信息，并并通过显示器显示、或通过扬声器播报。

实施例2

基于实施例1提供的一种热插拔式家用电能监测工具的监测方法，具体步骤如下所示：

步骤1，插头接入与用户家庭用电电路任意位置连接的插孔中，处理器从用户电表下载用电信息，所述用电信息包括当前电表余额；

步骤2，处理器控制读卡器读取电卡信息，并向电表发送请求、获取电表表号，最后比对并判断电表表号与电卡绑定电表号是否一致；

步骤3，若电表表号与电卡绑定电表号一致，则扬声器播报“电卡一致，信息正确”，并进入步骤4；若不一致，则扬声器播报“电卡错误”，并返回步骤2，此时提醒用户需要确认***的是否为充值待激活电卡；

步骤4，处理器向电表发送读卡器获取的信息，发送充值确认信息；

步骤5，处理器从用户电表下载用电信息，并比对插卡前后的当前电表余额；

步骤6，若插卡前后获得的当前电表余额相等，则语音播报“充值失败”，电费充值失败，返回步骤1；若插卡前后获得的当前电表余额不相等，则语音播报“充值成功”，电费充值成功。

步骤7，此时，显示器显示插卡后获取的用电信息，且自动语音播报用电信息，播报次数依据实际需求设定。

实施例3

基于实施例1提供的一种热插拔式家用电能监测工具进行功率测试的方法，具体步骤如下所示：

步骤1，启动功率测试，通过处理器实时下载电表监测的瞬时功率；

步骤2，并在规定时间内关闭待测电器电源，在所述规定时间内通过处理器监测瞬时功率是否发生变化；若未发生变化，则返回步骤1；若发生变化，则进入步骤3；

步骤3，打开待测电器电源，并在设定时间内保持开机状态；

步骤4，在设定时间内，通过处理器计算获取待测电器的功率信息；

步骤5，通过显示器和扬声器进行显示和播放所述功率信息。

所述功率信息包括平均功率、连续工作1小时耗电量、连续工作1天耗电量。

如测试家中制定电器的平均功率：按一下功率测试，工具会语音提示：“请1分钟内关闭需要测试的电器电源”。1分钟内通过工具监测用电功率发生明显变化后，语音提示：“请打开需要测试的电器电源，至少保持开机5分钟”。5分钟后工具扬声器播报测试结果：“您的电器平均功率是XXX瓦，此电器1小时大约耗电XX度，连续工作1天大约耗电XXX度”，重复播报3次。液晶显示“电器功率为XXX kW，1小时耗电约XX度，1天耗电约等于XXX度”，循环滚动持续2分钟。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。