（云南农业大学2016级电气工程及其自动化 云南昆明 650201）
摘要：目前，居民电能表有相当一部分安装在距地面2米高的墙上，或者安装在四米多高的电杆上，居民查看电能表指示数需借助梯子等登高工具，非常不方便。本文将蓝牙与摄像头等技术有机结合，把电能表图像读出来，并传到手机上，使居民直观看到的电能表指示数，便于人们从手机上了解用电情况。
关键词：电能表；读数器；研发探索
一、研发背景
随着科学技术的日新月异，科技成果已惠及千家万户。在电力计量方面，从原先的机械表到现在的智能表，由原先的人工上门抄表变为远程自动采集指示数，实现了免打扰抄表、无人工干预，上门催费变为短信催费，用户可以通过“电e宝”APP、“掌上电力”APP、微信公共众号等方式查询自己的月用电量、电费、并交纳电费等。短短几年，发展相当迅速。老百姓在享受着科技给日常生活带来的便利的同时，发现仍有不足。老百姓只能通过供电公司给用户提供的电费票据看到结算时的电表指示数，看不到电表动态变化的指示数，要想看动态指示数，必须通过观察电表才能看到。当发现电费票据上的电量电费较往月增加时，想与电表上的指示数比较一下很不方便。多数电表箱安装在墙上或电杆上，安装高度普遍在距地面2米以上或者更高，安装在电杆上的电表箱至少也有4米，要想观察装在墙上的电表指示数必须踩梯子蹬高，而装在电杆上的电表，非电力专业人员根本看不到电表的指示数。基于以上原因，老百姓在电量电费增突时，或因远程采集指示数出现异常时，无法及时核对，电费方面如有疑问找不到有利的证据，想要维权也比较被动，用电消费不透明。
二、研发思路
（一）应提供通过先进技术手段，直观看到的电能表指示数，用先进的技术手段代替费时费力地请专业人员或借用登高工具观看，故需研发电能表读数器，把电能表图像读出来，并把传到手机上，便于人们从手机上了解用电情况。
（二）因为受电表箱的大小所限，所以研发的电能表读数器必须具备机身小巧、轻薄，便于安装的特点。
（三）研发的电能表读数器必须具备操作简单，实用性强的特点，使多数人都会操作。
（四）电力用户可以随时直观了解自家的用电情况，可自行记录自家月用电情况，与供电部门出具的票据进行比较。比如连续两个月同日抄表，分别记录电表指示数、当月的用电指示数，结合物价局公布的电价，大致就可计算出应该交的电费数，若发现差异较大时，可到供电部门请求核实，维护自身权益。
三、电能表读数器的结构及工作原理
（一）基本结构
1、红外线摄像头
（1）摄像头必须具备白天与夜间自动调节的功能；
（2）摄像头必须具备能够拍到2－5cm之内图像的功能。因为电表箱安装电能表后，剩余空间很小；
（3）摄像头材质一定要选用全玻璃的镜头，因为全玻璃镜头的透光性和灵敏度都好于塑胶镜头，对光线的敏感性较突出，能够在暗光环境下读取到清晰的指示数。
2、蓝牙模块
（1）电能表读数器内置的蓝牙模块必须是蓝牙主端设备（主模式）。因为蓝牙技术规定每一对设备之间进行蓝牙通讯时，必须一个为主角色，另一个为从角色，才能通讯。通讯时，必须由主端进行查找，发起配对，建链成功后，双方即可收发数据。要把电能表上的指示数发到用户手机上，就要求电能表读数器的内置蓝牙模块必须是主角色，由它发出配对命令，寻找附近手机，传输指示数据；
（2）电能表读数器内置蓝牙模块必须具备不需要输入对方PIN码的功能。
3、开关模块
（1）电能表读数器在平时应该在断电备用状态，当用户想读取指示数时，通过开关模块进入运行状态；
（2）由于电表安装高度较高，因而必须是远程遥控开关；
（3）开关模块功能只需具备开和关（通断电）功能即可，不需其他选项功能，因电表箱空间狭小，各模块功能满足要求即可。
4、电源
为便于用户使用，避免频繁更换电池，因而电源从用户自家电能表出线口接入。
四、工作原理
（一）接线图
五、研发前景
（一）研发的适用性
1、随着老百姓法制意识的不断提升，用电知情权显得尤为重要。“明明白白用电，清清楚楚缴费 ”的呼声越来越高，老百姓需要电能表读数器。
2、电能表读数器在现在的市场上至今没有，可以说本项目是一项填补性的研发，具有唯一性，专利性。
3、与读数器配套的设备为智能手机，智能手机普及率约60％，且正在逐年上升，故读数器适用范围较广。
（二）效益预估
1、市场上满足研发要求的模块很多，可选择性强，大都在50元左右，预计成品的全部模块及摄像头成本在300元左右。用户买得起，用得着。
2、电能表读数器并不算高端电子设备，预计成本价格便宜，每台读数器利润按20元计算，按照全国4.3亿户家庭用户计算，若有1％的家庭购买，则利润为8600万元，经济效益非常可观。
论文作者:张海钰
论文发表刊物:《电力设备》2018年第25期
论文发表时间:2019/1/16
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