一种基于语音报警的智能电表的制作方法

本发明属于电表技术领域，尤其涉及一种基于语音报警的智能电表。

背景技术：

随着我国经济的快速发展，人们的生活水平的提高，各种大功率的家用电器的数量不断增加，但是新的用电问题也逐渐的暴露出来，如电线的绝缘皮老化或者电线的绝缘皮破损，特别是对于那些农村地区的用电户，用电安全意识薄弱，很多家里还在使用着老旧的刀闸开关，且都是没有装漏电保护开关的，加上如果没有装设接地的安全保护措施，在用电过程中，由于电气设备本身的缺陷或者因设备使用不当，这种情况，一旦出现线路或者用电器的金属外壳漏电，就会有触电的危险。随着电力事业的迅速发展，安全用电不容忽视。

日常生活中，很多用电户喜欢同时开启大功率的用电器，这种情况容易造成用电器过载特或者线路短路故障，如果用电户家里没有安装断路器，一旦超过智能电表的额定电流，就极容易烧坏电表，造成用户家里的用电器被烧坏或者因为短路造成的线路温度过高引起着火，造成大量的经济的损失。

现如今的电网企业抓偷电还是靠人工来排查，电网企业每年都要花费大量的人力和物力来抓偷电的用电户，投入的成本高，而且效率低，传统的的电表缺乏用电保护的措施、可靠性不高、体积大、功能单一，难以顺应现代经济发展的需求。

因此，如何设计一种能够提示漏电、过载或短路、及窃电的电表，成为当前急需解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于语音报警的智能电表，以解决以上技术问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于语音报警的智能电表，包括主控制器、漏电检测系统、反窃电检测系统、短路检测模块、智能终端控制模块、智能电表语音报警系统和系统主站；

所述主控制器分别与所述漏电检测系统、反窃电检测系统和短路检测模块电连接；

所述主控制器分别与所述智能终端控制模块、智能电表语音报警系统和系统主站通信连接。

可选的，所述主控制器与所述智能终端控制模块通过gsm模块连接；

所述主控制器与所述智能电表语音报警系统通过串口通讯模块连接；

所述主控制器与所述系统主站通过无线通信网络连接。

可选的，所述短路检测模块用于检测电表线路上的负载电流；

当所述负载电流大于电表的额定值时，触发所述短路检测模块向所述主控制器发送短路报警信号，所述主控制器根据所述短路报警信号分别切断电源及控制所述智能电表语音报警系统发出短路语音报警，所述主控制器分别向所述智能终端控制模块和所述系统主站发送短路报警信息。

可选的，所述漏电检测系统用于检测电表线路上是否有漏电；

当检测出所述电表线路上有漏电时，触发所述漏电检测系统向所述主控制器发送漏电报警信号，所述主控制器根据所述漏电报警信号分别切断电源及控制所述智能电表语音报警系统发出漏电语音报警，所述主控制器分别向所述智能终端控制模块和所述系统主站发送漏电报警信息。

可选的，所述反窃电检测系统用于检测电表线路上是否有窃电；

当检测出所述电表线路上有窃电时，触发所述反窃电检测系统向所述主控制器发送窃电报警信号，所述主控制器根据所述窃电报警信号控制所述智能电表语音报警系统发出窃电语音报警，所述主控制器分别向所述智能终端控制模块和所述系统主站发送窃电报警信息。

可选的，所述漏电检测系统包括零序电流检测电路和信号处理与放大电路；

所述信号处理与放大电路电连接于所述零序电流检测电路，所述信号处理与放大电路电连接于所述主控制器。

可选的，所述反窃电检测系统包括电流检测模块和电表开盖检测模块；

所述电流检测模块和电表开盖检测模块分别电连接于所述主控制器。

与现有技术相比，本发明实施例具有以下有益效果：

本发明实施例提供的一种基于语音报警的智能电表，依靠反窃电检测系统、漏电检测系统、短路检测模块和智能电表语音报警系统相结合的技术，设计了可以自动检测电表线路短路故障、漏电故障，并具有语音报警的智能电表，融入语音报警功能和gsm模块远程通信技术相结合的思想，可以实现智能电表的远程接收报警短信。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例提供的一种基于语音报警的智能电表的结构图。

图示说明：

智能手机终端1、gsm模块2、电流检测模块3、电表开盖检测模块4、零序电流检测电路5、信号处理与放大电路6、短路检测模块7、串口通讯模块8、wt588s-16s语音芯片9、扬声器10、无线通信网络11、系统主站12。

具体实施方式

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1本实施例提供了一种基于语音报警的智能电表，包括主控制器、漏电检测系统、反窃电检测系统、短路检测模块7、智能终端控制模块、智能电表语音报警系统和系统主站12。

所述主控制器分别与所述漏电检测系统、反窃电检测系统和短路检测模块7电连接。

所述主控制器分别与所述智能终端控制模块、智能电表语音报警系统和系统主站12通信连接。

其中，可选的，其中智能终端控制模块为智能手机终端1，主控制器为stm32f103rct6型号的微控制器。

具体的，所述主控制器与所述智能终端控制模块通过gsm模块2连接。

所述主控制器与所述智能电表语音报警系统通过串口通讯模块8连接。

所述主控制器与所述系统主站12通过无线通信网络11连接。

智能手机终端1，主要用于接收各种报警的短信。

gsm模块2与控制器stm32配合使用，智能电表一旦检测有用电户家里的线路发生短路或者漏电，就会把相应的报警短信发到智能手机终端1上。

具体的，所述短路检测模块7用于检测电表线路上的负载电流；当所述负载电流大于电表的额定值时，触发所述短路检测模块7向所述主控制器发送短路报警信号，所述主控制器根据所述短路报警信号分别切断电源及控制所述智能电表语音报警系统发出短路语音报警，所述主控制器分别向所述智能终端控制模块和所述系统主站12发送短路报警信息。

具体的，所述漏电检测系统用于检测电表线路上是否有漏电，所述漏电检测系统包括零序电流检测电路5和信号处理与放大电路6。

所述信号处理与放大电路6电连接于所述零序电流检测电路5，所述信号处理与放大电路6电连接于所述主控制器。

当检测出所述电表线路上有漏电时，触发所述漏电检测系统向所述主控制器发送漏电报警信号，所述主控制器根据所述漏电报警信号分别切断电源及控制所述智能电表语音报警系统发出漏电语音报警，所述主控制器分别向所述智能终端控制模块和所述系统主站12发送漏电报警信息。

具体的，所述反窃电检测系统用于检测电表线路上是否有窃电，所述反窃电检测系统包括电流检测模块3和电表开盖检测模块4。

所述电流检测模块3和电表开盖检测模块4分别电连接于所述主控制器。

当检测出所述电表线路上有窃电时，触发所述反窃电检测系统向所述主控制器发送窃电报警信号，所述主控制器根据所述窃电报警信号控制所述智能电表语音报警系统发出窃电语音报警，所述主控制器分别向所述智能终端控制模块和所述系统主站12发送窃电报警信息。

电流检测模块3，其作用是检测用户有没有偷电的行为，一旦用户进行偷电，只接到电表出线的一根火线或者零线，电流检测模块3如果检测到火线或者零线有一根电流为零，而另一根电流不为零，说明用户只接到电表的一根线在使用，而另一根电线是没有经过电表计量的，私自拉的一根电线在用，这种情况下，说明用户有窃电的行为，此时电流检测模块3就会发送窃电报警信号给主控制器。

电表开盖检测模块4用于，如果用户私自将电表拆开改装电表的电路结构实施偷电，电表开盖检测模块4就会向主控制器发送窃电报警信号。

零序电流检测电路5，其主要作用是，如果用户家里的线路有漏电的现象，零序电流检测电路5就会检测到流入的电流和流出的电流之差不为零，经过漏电检测系统的信号处理与放大电路6处理，就会向主控制器发送漏电报警信号，触发主控制器控制智能电表语音报警系统发出漏电报警信号。

漏电检测系统的信号处理与放大电路6，主要的功能是处理零序电流检测电路5传送过来的微弱信号进行信号加工处理与放大，加工成主控制器能够识别的二进制信号，同时也具有防信号干扰的功能。

短路检测模块7，主要的功能是防止用电户家里的线路出现短路或者线路过载，超过智能电表的额定功率，烧坏电表，更重要的是防止用户家里的用电器被烧坏或者因为短路造成的线路温度过高引起着火，一旦出现上述紧急情况，智能电表的短路检测模块7就会通知主控制器自动切断电源，同时会发送短路报警信号给主控制器，这样就可以降低用户家里线路短路造成的损失。

智能电表语音报警系统包括串口通讯模块8、wt588s-16s语音芯片9及扬声器10。

wt588s-16s语音芯片9，该芯片具有识别精度高，抗干扰能力强，功耗小的优点，其主要的作用是将主控制器传送过来的二进制报警信号进行加工和处理，进一步转换成语音信号，再传送给扬声器10进行语音报警，不同的报警信号会转换成不同的语音报警信号，方便用户知道是出现了哪种电路故障，而不是像传统的蜂鸣器报警一样，只是一直在响，却不知道是哪种线路故障。

系统主站12，可以用于发送命令或者数据给智能电表，同时智能电表也可以发送命令给主站，这样供电企业和用户就可以随时了解电能表的各项数据，一旦用户家里的电路出现漏电故障或者用户有漏电行为，电表的主控制器就会发送命令给主站，供电企业人员就可以知道哪家用户和用户的地址信息，方便供电技术人员进行处理。

综上所述，本实施例提供的一种基于语音报警的智能电表的工作原理为：

智能电表的检测短路故障的语音报警功能：

当用电户家里的线路出现短路或者线路过载，智能电表的短路检测模块7能够自动检测到大电流，超过智能电表的额定电流，就极容易烧坏电表，造成用户家里的用电器被烧坏或者因为短路造成的线路温度过高引起着火，一旦出现上述紧急情况，上图所示的智能电表的短路检测模块7如果检测的电流大于设定的动作电流就会自动切断电源，同时第一时间会发送短路报警信号给主控制器，主控制器接受到短路检测模块7发送过来的短路报警信号后，通过智能电表语音报警系统的串口通讯模块8传送到wt588s-16s语音芯片9，将主控制器传送过来的二进制短路报警信号转换成语音报警信号，最后传送到扬声器10语音报警，扬声器10会报警说出“尊敬的用电户，智能电表已经检测到您家中的线路出现短路故障，已切断电源”，同时主控制器也会触发gsm模块2把短路报警的信息以短信或者电话的形式发送到用电户的智能手机终端1上显示，这样用电户就会知道是什么原因跳闸，避免了烧坏电表，造成用户家里的用电器被烧坏或者因为短路造成的线路温度过高引起着火，降低了线路短路故障的损失。

智能电表的检测漏电故障的语音报警功能：

当用电户家里的线路出现漏电情况时，如电线的绝缘皮老化或者电线的绝缘皮破损，特别是对于那些农村的用电户，防触电安全意识薄弱，很多家里都是没有装漏电保护开关的，如果用电户家里电器的金属外壳漏电，如果没有装设接地的措施，这种情况，一旦出现线路或者用电器的金属外壳漏电，就会有触电的危险，漏电检测系统的零序电流检测电路5会自动检测到漏电，会及时切断电源，避免因为线路漏电而被触电，其原理是当用电户家里的线路只要有一根火线或者零线漏电，流出的电流不等于流入的电流，零序电流检测电路5就产生一个微弱的磁场，传送漏电报警信号给信号处理与放大电路6进行加工处理与放大后，拉开脱扣器，同时再把漏电报警信号传送给主控制器，主控制器接受到漏电检测系统的零序电流检测电路5发送过来的漏电报警信号后，通过智能电表语音报警系统的串口通讯模块8传送到wt588s-16s语音芯片9，将主控制器传送过来的二进制线路漏电报警信号转换成语音报警信号，最后传送到扬声器10语音报警，扬声器10会报警说出“尊敬的用电户，智能电表已经检测到您家中的线路出现漏电故障，为防止触电的危险，已切断电源”，同时主控制器也会触发gsm模块2把漏电报警的信息以短信或者电话的形式发送到用电户的智能手机终端1上，这样用电户就会知道是什么线路故障原因而停电，避免了用电户触电的危险，防止了用电户家中的电量漏电到大地，电表一直运转，却不会跳闸造成大量电费浪费的情况，避免了用电户的经济损失。

智能电表的反窃电语音报警功能：

反窃电检测系统的电流检测模块3，一旦用户进行偷电，只接到电表出线的一根火线或者零线，电流检测模块3如果检测到火线或者零线有一根电流为零，而另一根电流不为零，说明用户只接到电表的一根线在使用，而另一根电线是没有经过电表计量的，私自拉的一根电线在用，这种情况下，说明用户有窃电的行为，电流检测模块3就会自动发送偷电的信号给主控制器,如果用户私自将电表拆开改装电表的电路结构实施偷电，就会出动智能电表里面的开关，反窃电检测系统模块就会自动向主控制器发送窃电报警信号，一旦出现有以上两种窃电的行为，智能电表语音报警系统就会发出语音警告提示语“智能电表已经检测到您有窃电的行为，为不影响您的诚信档案，请停止窃电行为。”主控制器会通过无线通信网络11模块传送用户窃电的信息给电网系统主站12，供电的企业的后台系统就可以监控到这些有窃电行为的用电户，同时也会把窃电用户的信息记录到诚信档案，供电企业的技术人员就可以知道是哪家用电户在偷电，就可以去现场处置。方便供电企业抓窃电行为的用电户，降低企业的线损率，降低供电企业的经济损失。

利用本实施例，依靠反窃电检测系统、漏电检测系统、短路检测模块7和智能电表语音报警系统相结合的技术，设计了可以自动检测电表线路短路故障、漏电故障，同时具有语音报警的智能电表，融入了语音报警功能和gsm模块2远程通信技术相结合的思想，可以实现智能电表的远程接收报警短信，一旦用电户家里的线路出现短路故障，漏电故障，智能电表通过漏电检测系统自动检测，可以检测到用户家里漏电的故障，同时智能电表系统的短路检测模块7可以检测到用电户家里线路的短路故障，一旦短路电流或者过载电流超过智能电表的额定值，就会立即切断电源，同时进行语音报警，有效的保护了设备和人身的安全。

该基于语音报警的智能电表，能够自动提示用电户家里的线路是哪种故障，方便技术人员可以快速的找到线路故障的原因，传统的电子报警器的蜂鸣器只是一直在响，却不会说出是哪种故障，维修人员往往需要排查很久，才能够找到线路故障的原因，与传统的电子报警器相比，可以更加智能和高效判断线路的故障。从而减少了用电户的停电时间，提高了供电的服务质量。采用先进的gsm通信报警模块，即便是用电户在外面，只要用电户家里的线路出现故障，也可以收到家里的线路故障报警短信用，这样用电户就可以提前通知技术人员到家里维修，而不是回到家中需要用电的时候才知道家里没电了，避免影响用电户正常用电。反窃电技术可以有效制止用电户偷电的现象，反窃电检测系统融入了电流检测和开表盖检测相结合的技术，判断更加准确，可以有效的降低电网的经济损失。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。