基于WiFi的智能电表技术研究
智能电表的原理及应用论文
智能电表的原理及应用论文1. 引言随着能源需求的增长和对能源管理的需求不断增加，智能电表作为一种新型的电能计量装置，逐渐受到广泛关注和应用。
本文旨在探讨智能电表的原理及其在能源管理中的应用。
2. 智能电表的原理智能电表主要由以下几个部分组成：2.1 传感器智能电表通过传感器监测电流、电压、功率因数等电能相关参数。
传感器通常使用电流互感器、电压互感器和电能计量芯片等来实现数据采集。
2.2 数据处理单元智能电表的数据处理单元负责对传感器采集到的数据进行处理和计算。
数据处理单元通常包含微处理器、存储器和必要的接口电路。
2.3 通信模块智能电表通过通信模块实现与上位系统的数据传输。
通信模块可以采用有线通信方式（如RS485、Modbus等）或无线通信方式（如GPRS、NB-IoT等）。
2.4 数据存储智能电表的数据存储主要用于存储电能计量数据、事件记录等信息。
数据存储可以采用闪存、SD卡等方式。
2.5 显示与操作界面智能电表通常配备有显示屏和按键，用于显示电能使用情况和进行参数设置等操作。
3. 智能电表的应用智能电表的应用不仅仅局限于电能计量，还可以在能源管理中发挥重要作用。
以下是智能电表在能源管理中的一些应用：3.1 能源监测与分析智能电表可以实时监测电能使用情况，并通过数据分析来识别能耗高峰时段、设备能效低下等问题。
这有助于用户优化能源使用，节约能源开支。
3.2 负荷管理智能电表可以通过监测负荷情况，预测负荷峰谷，帮助用户合理分配电力资源，平衡负荷，避免电网过载，提升电网的稳定性和可靠性。
3.3 远程抄表与计费智能电表可以通过通信模块实现远程抄表和计费。
这不仅提高了抄表效率，节省了人力成本，同时也减少了用户盗抄电能、绕过计量等现象。
3.4 告警与故障诊断智能电表可以实时监测设备运行状态，一旦发现异常情况，如电流过载、电压异常等，可以及时发出告警，并提供故障诊断信息，方便用户进行维修和故障排除。
4. 智能电表的优势与挑战4.1 优势•实时监测，提供精确的电能数据；•可远程抄表和计费，提高了工作效率；•提供数据分析和报表，帮助用户优化能源管理；•支持多种通信方式，方便与上位系统对接。
智能电网的通信技术研究
智能电网的通信技术研究在当今社会，能源的高效利用和稳定供应至关重要，智能电网作为现代电力系统的重要发展方向，正逐渐改变着我们的用电方式和电力管理模式。
而在智能电网的众多关键技术中，通信技术无疑是实现其智能化、高效化和可靠运行的核心支撑。
智能电网的通信需求具有多样性和复杂性。
首先，它需要实现对电力系统各个环节的实时监测和控制，包括发电、输电、变电、配电和用电等。
这就要求通信系统具备高可靠性和低延迟，以确保及时准确地获取和传递信息，保障电网的稳定运行。
例如，在电网故障发生时，能够迅速将故障信息传递给控制中心，并及时采取措施进行隔离和修复，减少停电时间和范围。
其次，智能电网需要处理大量的数据，包括电力设备的运行状态、电量计量、用户用电信息等。
这些数据不仅量大，而且类型多样，既有实时性要求高的监测数据，也有需要长期存储和分析的历史数据。
因此，通信系统必须具备高带宽和大容量，以满足数据传输和处理的需求。
为了满足这些需求，多种通信技术在智能电网中得到了应用。
其中，电力线通信（PLC）是一种利用电力线路进行数据传输的技术。
它具有无需重新布线、覆盖范围广等优点，适用于智能电表等终端设备的数据采集和传输。
然而，电力线通信也存在信号衰减大、干扰多等问题，需要采取相应的技术手段进行优化。
无线通信技术在智能电网中也发挥着重要作用。
例如，Zigbee 技术适用于短距离、低速率的数据传输，常用于家庭能源管理系统中的设备通信。
而 WiFi 技术则可以为智能电网中的一些需要高带宽的应用提供支持，如变电站的视频监控等。
此外，移动通信技术如 4G 和 5G 也逐渐在智能电网中得到应用，为远程监控和控制提供了更加便捷和高效的手段。
光纤通信作为一种高速、大容量、低损耗的通信技术，在智能电网的骨干网络中占据着重要地位。
它能够为电网的控制中心、变电站之间提供稳定可靠的通信链路，保障大量数据的快速传输。
在智能电网的通信架构中，通常采用分层的结构。
智能电表原理
智能电表原理概述智能电表是一种能够监测和记录电能消耗的设备，它可以提供实时电能使用信息，并具有远程监控和管理的能力。
智能电表的原理基于先进的电子技术和通信技术，旨在提高电网能源利用效率，并为电力供应商和用户提供更准确的电能计量和账单管理。
工作原理智能电表的工作原理是通过采集电流和电压信号，利用数字电子技术进行计算和处理，最终得出电能消耗的数据。
以下是智能电表的主要工作原理：1. 电流测量智能电表利用电流传感器或电流互感器来测量电流。
电流传感器将电流信号转换为电压信号，然后通过放大电路放大后再进行后续的数字化处理。
2. 电压测量智能电表通过电压变压器或直接连接到电网的电压测量回路来测量电压。
电压信号经过放大电路放大后，也会进行后续的数字化处理。
3. 功率计算智能电表根据电流和电压信号计算出瞬时功率，并通过积分计算得出累计功率。
功率计算通常采用微处理器或专用集成电路进行。
4. 数据存储与传输智能电表通常内置存储器，可以存储历史电能消耗数据和其他相关信息。
这些数据可以在需要时通过通信接口传输到数据管理系统或电力供应商的服务器。
5. 远程监控与管理智能电表具有远程监控和管理的功能，可以通过有线或无线通信方式与数据管理系统进行通信。
电力供应商可以远程读取和管理智能电表的数据，包括实时功率、电能消耗、负载曲线等信息，从而实现对电网的有效监测和管理。
优势和应用智能电表相比传统电表具有以下优势：•准确性：智能电表采用数字化测量和处理技术，可以提供更准确的电能计量和消耗信息。
•节能和环保：智能电表可以帮助用户识别和优化用电行为，从而实现节能减排的目标。
•远程管理：智能电表具有远程监控和管理的能力，可以方便电力供应商对电网进行实时监测和管理。
•电力调度：智能电表可以提供负荷曲线和用电习惯等信息，为电力调度和能源规划提供支持。
智能电表在能源管理、电力供应和收费等领域有广泛的应用。
它可以帮助电力供应商和用户更好地管理和利用电能资源，提高电力供应的可靠性和效率。
人工智能技术在电力行业中的应用——智能电表
人工智能技术在电力行业中的应用——智能电表随着科技的不断进步，人工智能（AI）技术正在广泛应用于各个领域，而电力行业也不例外。
智能电表是智能电网建设的重要组成部分，在电力行业中有着广泛的应用。
本文将探讨智能电表在电力行业中的应用，以及它所带来的益处和挑战。
智能电表是什么？智能电表，又称数字电表或远程抄表系统，是能够自动读取并记录电力用量的电表。
与传统电表不同的是，智能电表使用先进的通讯技术，包括无线通讯、电力载波通讯和互联网通讯技术，实现电能计量、远程数据采集、远程预付费、远程控制和各种电能质量分析等功能。
智能电表的应用智能电表在电力行业中的应用非常广泛，以下列举几个典型的应用场景。
1. 实现电能计量传统电表通常需要人工抄表，过程繁琐、费时费力，而智能电表可以实现远程自动抄表，减少了人力成本和误差。
2. 远程数据采集智能电表重要的功能之一是远程数据采集，即通过通信网络，将电表所采集的数据实时传输到中心服务器，供电力公司和用户进行实时查询和分析，从而及时了解电力使用情况。
3. 远程预付费电力行业中，传统的预付费方式往往需要用户到营业厅进行充值，使用不便。
智能电表采用在线预付费方式，用户可以通过网站、手机APP等多种渠道进行预付费，充值过程方便快捷，同时也降低了营业厅员工的工作量。
4. 远程控制智能电表的远程控制功能可以实现对用户用电设备的远程开关控制，使得电力公司可以迅速控制用户用电，并根据实际用电情况进行合理调控，从而更好地维护电力网络稳定运行。
智能电表的益处智能电表的应用带来了很多益处，以下列举几点。
1. 节省成本传统抄表方式需要耗费大量人力，而智能电表的远程自动抄表方式可以省去人力成本，同时方便了用户的水、电、气的抄表，以及让抄表数据更新更快更准确，有效减少了人工统计成本。
2. 提高效率智能电表可以实现电能计量和远程数据采集，节省了人力资源，有效提高了工作效率。
同时电力公司也可以根据智能电表所采集的数据进行实时预警，防止事故发生，提升了电网应急处理能力。
无线电表 水表 电能表远程集中抄表系统解决方案
Ø 系统自动记录各种运行日志，以备查询： Ø 数据采集日志（采集时间、采集内容、操作结果）。 Ø 数据统计日志（统计时间、统计内容、操作结果）。 Ø 数据修改日志（记录修改人员、操作机器、修改内容）。 Ø 系统操作日志（记录操作人员、操作机器、操作内容、操作结果）。 Ø 系统登录日志（登录人员、登录机器、退出登录时间）。
电压：AC176～253 V 频率：50Hz
工作温度 工作环境
相对湿度
-40℃～+70℃ 10%～95%
功率消耗 --------
≤15W
时钟
时钟精度 时钟电池
＜±1s/d CR2032
工频耐压 绝缘性能
冲击耐压
2.5KV 6KV
静电放电
8KV
电磁兼容
信号回路：2KV
快速瞬变脉冲群
电源回路：4KV
1
业务报表
系统在商用电子表格的基础上，增加相应定义数据功能，支持用户需要的各类表报，并把生 成的报表自动打印和发布。提供历史数据日、月、年或任意时间段报表。
远程操作
系统可对远方终端执行相应的远程操作命令，包括远程参数设置，远程控制、远程数据抄收、 远程终端复位、远程终端软件升级等。
三、系统分析
3.1、系统功能
本地传输接 4 路 RS485 或 4 路 M-Bus 抄表接口+1 路微功率无线，RS485 接口及 M-Bus 接口支Βιβλιοθήκη 口持插拔方式2
存储容量 ≥16MB 可靠性 MTBF≥7.6×104h
集中器安装时可以放置在下图所示的 200*400*500mm 的基业箱中。
2.3、1 主干网通信设计方案
小区集中抄表系统总体设计采用树型拓扑网络结构，以 24 号楼为中心，通过以太网总线分 别向各个楼群延伸，沿小区内预留的管道（埋地管道、架空桥架），直达在每栋楼宇的地下 室（电表房）中的数据集中器，集中器连接每层楼的采集器。通过采集器把所有居民家的电 表、水表、燃气表连接起来。通信主干网如下图所示，其中红色线部分为各楼宇和数据中心 的通信主干网。通信主干网可采用以太网线连接，也可以使用光纤传输。所有总线都汇聚到 24 号楼。主干通信线缆采用主备方式，预留一路备用通信线路。在 24 号楼汇聚处需预留 8 根网线的管道接入室内。
智能电表的设计与实现
智能电表的设计与实现随着科技的不断进步，智能电表在现代生活中扮演着越来越重要的角色。
它不仅为用户提供了方便的用电管理方式，同时也为电力公司提供了更精确的计费手段。
本文将探讨智能电表的设计和实现，旨在揭示其背后的技术原理和应用前景。
1. 智能电表的工作原理智能电表是一种通过现代计算机技术与电力系统结合的新型电能计量装置。
它通过电流传感器和电压传感器采集用户用电信息，并将这些数据传输到数据中心进行处理。
智能电表内部集成了微处理器和通信模块，使得它能够实现精确计量和远程通信功能。
在使用智能电表的过程中，首先需要将电表与电力系统连接，并确保其正常供电。
智能电表采用数字化技术对电能进行采样和计量，通过对电流和电压信号的采样，可以实时测量出用户的用电量，并将这些数据存储在内部的储存器中。
同时，智能电表还可以通过通信模块将数据发送到数据中心，实现远程抄表和计费功能。
2.智能电表的设计要点在设计智能电表时，需要考虑以下几个要点：2.1 高精度的电流和电压采样为了保证计量的准确性，智能电表需要具备高精度的电流和电压采样能力。
采用高性能的传感器和模数转换器可以提高采样的精度。
此外，还需要考虑电源的稳定性和噪声对采样结果的影响。
2.2 数据安全和隐私保护智能电表存储了用户的用电信息，因此数据的安全和隐私保护是非常重要的。
采用加密算法和安全通信协议可以保护用户数据的机密性和完整性。
此外，还可以通过访问控制和身份验证等手段防止非法操作和数据泄露。
2.3 通信技术的选择智能电表的通信模块可以选择有线或无线通信技术，如RS485、GPRS、NB-IoT等。
选择合适的通信技术可以提高通信的稳定性和可靠性。
同时还需要考虑通信模块的功耗和成本等因素。
2.4 远程控制和管理功能智能电表不仅可以实现远程抄表和计费，还可以具备远程控制和管理功能。
例如，用户可以通过手机App或网页端实时监测自己的用电情况，并对电器进行远程控制。
电力公司可以通过远程管理平台对电网进行实时监测和维护，提高供电质量和运行效率。
电力系统中的智能电表技术
电力系统中的智能电表技术智能电表是一种应用于电力系统中的新型技术产品，其具备了传统电表所不具备的智能化功能，能够实现对用户电能的精确测量、远程监控、数据传输与处理等多项功能。
智能电表技术的引入对提高电力系统运行效率、实现电力管理智能化具有重要意义。
本文将介绍智能电表技术的原理、应用以及其在电力系统中的影响。
一、智能电表技术原理及功能智能电表技术是基于传统电表进行升级改造的一项技术创新，采用了微处理器、通信模块以及传感器等先进器件，实现了电能的精确测量和数据的采集、传输与处理。
智能电表技术具备以下功能：1. 电能测量：智能电表能够准确测量用户的电能消耗情况，实现精确计量，并输出相应的数据。
2. 数据传输：智能电表通过通信模块将测量数据传输给电力公司或相关管理部门，实现了实时监控与数据的远程传输。
3. 远程监控：电力公司可以通过智能电表实时监控用户的用电情况，及时了解到电网的负荷和供需情况。
4. 节能管理：智能电表可以对用户的用电情况进行实时监控和分析，提供节能建议和优化方案。
二、智能电表技术在电力系统中的应用智能电表技术在电力系统中的应用主要体现在以下几个方面：1. 电能计量：智能电表通过准确测量用户的电能使用情况，实现了对电能的计量和管理，确保电费的准确计算。
2. 电网监控：智能电表通过与电力公司的通信系统连接，实现了对电网负荷、电压等参数的实时监控，可以及时发现和解决潜在的电力问题。
3. 电网调度：电力公司可以通过智能电表获取用户的用电情况，合理调度电网运行，优化电力供需平衡。
4. 负荷管理：智能电表可以对用户的用电负荷进行实时监测，电力公司可以根据用户的用电情况进行负荷调整，提高电网的供电可靠性。
5. 收费管理：智能电表可以实现远程抄表和自动计费，消除了传统人工抄表的工作量和误差，提高了收费效率和准确性。
三、智能电表技术对电力系统的影响智能电表技术的引入对电力系统产生了深远的影响：1. 提高供电可靠性：智能电表技术可以实现对电网的实时监控和负荷管理，减少了电力故障和停电的可能性，提高了供电可靠性。
智能电表技术与电能质量监测
智能电表技术与电能质量监测智能电表技术的出现为电能质量监测带来了重要的突破。
智能电表是一种具有智能化功能的电能测量设备，能够实时测量和记录电能消耗，同时还能通过通信技术与电力系统进行远程通信和数据传输。
本文将就智能电表技术与电能质量监测展开探讨。
一、智能电表技术的基本原理及优势智能电表利用微电子技术和通信技术，实现电能的测量、采集、传输与分析。
与传统电表相比，智能电表具有以下几个优势：1. 实时监测：智能电表能够实时测量和记录电能消耗，通过对用电信息的监测与分析，可以及时发现电能使用异常和问题，减少用电风险。
2. 数据传输：智能电表通过通信技术与电力系统进行远程通信和数据传输，无需人工读取数据。
这样一来，用户不仅能够方便地获取自己的用电信息，电力系统管理者也能够实时地了解电网负荷情况，进行合理调控。
3. 数据分析：智能电表能够对用电数据进行分析，提供多项统计信息，如用电历史曲线、功率因数、电能质量等。
这些信息有助于用户和电力系统管理者进行用电计划和电网优化管理。
二、智能电表技术在电能质量监测中的应用智能电表技术在电能质量监测中发挥着重要的作用。
通过智能电表，可以实时监测电能质量参数，及时发现电能质量问题并采取相应措施。
1. 电压波动监测：智能电表能够实时监测电压波动及其频率范围，一旦检测到电压波动超过安全范围，智能电表会自动产生告警信号，提醒用户或电力系统管理者采取相应措施。
2. 电流畸变监测：智能电表可以实时监测电流畸变程度，如谐波电流和非线性电流。
对于电流畸变超标的情况，智能电表会及时报警，为用户和电力系统管理者提供保护机制。
3. 电能测量与分析：智能电表能够精确测量电能，并提供多项电能质量参数，如功率因数、频率偏差等。
这些参数能够帮助用户合理用电，节能减排。
4. 电能异常分析：智能电表能够自动监测电能使用情况，并进行异常分析。
一旦检测到电能使用异常，智能电表会自动生成警报，并提供异常分析报告，为用户和电力系统管理者提供故障诊断和排查依据。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
分数: ___________任课教师签字：___________ 华北电力大学研究生结课作业学年学期：2013-2014学年第二学期课程名称：Seminar课程学生姓名：孟宪盖学号：2132215028提交时间：2014年7月12日基于WiFi的智能电表技术研究摘要介绍一种基于WiFi的智能电表系统的硬件和软件实现方法，给出智能电表系统的总体框架结构。
通过在现有智能电表硬件上增加Wi-Fi通信模块及接口电路，在软件上增加对 Wi-Fi模块的驱动和对TCP连接的数据收发管理，实现了智能电表对外的多路并行TCP通信，并可以通过参数设置，使智能电表可以工作于 AP和STA两种工作模式。
关键词：智能电表Wi-Fi通信无线传输Smart meter technology research based WiFiAbstract Introduced hardware and software method of a smart meter system based on Wi-Fi communication,given the whole framework of the smart meter system.By increasing the communication modules of Wi-Fi and interface circuits on the existing smart meter hardware,and increasing the drivring of Wi-Fi module and managing of sending and receiving to the connection of TCP on the software, the smart meter achieves external multi-channel parallel TCP communications, and can work in two modes AP and STA by being setted the parameters.Keywords: smart meter Wi-Ficommunication wireless transmission一引言出于加强用电监管的要求，电力资源的紧张，发电、用电环境监管要求日趋严格及能源政策的不断调整，电力网络跟电力市场、用户之间的协调和交换越来越紧密，电能消耗的质量水平要求逐步提高，可再生能源等分布式发电资源数量不断增加，传统电力网络已经难以支撑如此多的发展要求。
为此人们提出了发展智能电网(smart grid)的设想，以实现在传统电网基础上的升级换代。
智能电表是智能电网(特别是智能配电网)数据采集的基本设备之一，承担着原始电能数据采集、计量和传输的任务，是实现信息集成、分析优化和信息展现的基础。
在智能电表基础上构建的高级量测体系(advanced metering infrastructure，AMI)、自动抄表(automatic meter reading，AMR)系统能为用户提供更加详细的用电信息，使用户可以更好地管理他们的用电量，以达到节省电费和减少温室气体排放的目标；电力零售商可以根据用户的需求灵活地制定分时电价，推动电力市场价格体系的改革；配电公司能够更加迅速地检测故障，并及时响应强化电力网络控制和管理。
国内的智能电表的通信方式主要有RS-485通信、红外通信、电力线载波通信、GPRS无线通信等，其中RS-485通信和红外通信主要用于本地通信，而电力线载波通信和GPRS无线通信主要用于远程通信。
随着智能电网建设的推进和构建高级计量体系的需求，对智能电表的通信性能有了更高的要求，智能电表的通信需要具备更高的实时性，需要更高的通信速率以承载大量的数据，同时对通信的安全性和通信网络的接入也提出更高的要求。
本文提出将WiFi无线通信作为智能电表的通信方式。
通信技术正朝着IP化的方向发展，以以太网为基础的有线网络覆盖全球，WiFi 作为以太网的无线终端接入技术正在越来越普及，各种移动互联网设备都已将WiFi 通信作为通信的必备功能。
WiFi 通信已成为局域网的重要组成方式，电信运营商也正在铺设越来越多的WiFi 热点，WiFi 通信已经具备了良好的基础平台环境。
同时，由于WiFi 通信采用的是无线通信方式，使得智能电表的安装无需铺设专门的通信线路，具有很高的安装便利性。
在满足智能电表行业标准和技术条件的基础上，将WiFi 通信加入到智能电表的通信方式之中，以满足高速、实时的通信需求。
二WIFi通信技术优势1.相对蓝牙技术，更适合中国普遍的公寓住宅楼情况下的家用电系统；无线电波的覆盖范围广，基于蓝牙技术的电波覆盖范围非常小，半径大约只有50英尺左右约合15米，而Wi-Fi的半径则可达300英尺左右约合100米，办公室自不用说，就是在整栋大楼中也可使用。
最近，由Vivato公司推出的一款新型交换机。
据悉，该款产品能够把目前Wi-Fi无线网络300英尺接近100米的通信距离扩大到4英里约6.5公里。
2.传输速率更适合AMR基础上的AMI、智能电表；虽然由Wi-Fi技术传输的无线通信质量不是很好，数据安全性能比蓝牙差一些，传输质量也有待改进，但传输速度非常快，可以达到11mbps，符合个人和社会信息化的需求。
3.作为电能消耗的信息反馈的技术和设备，其推广障碍低；厂商进入该领域的门槛比较低。
厂商只要在机场、车站、咖啡店、图书馆等人员较密集的地方设置“热点”，并通过高速线路将因特网接入上述场所。
这样，由于“热点”所发射出的电波可以达到距接入点半径数十米至100米的地方，用户只要将支持无线LAN的笔记本电脑或PDA拿到该区域内，即可高速接入因特网。
也就是说，厂商不用耗费资金来进行网络布线接入，从而节省了大量的成本。
4.对人体辐射小，健康；IEEE802.11规定的发射功率不可超过100毫瓦，实际发射功率约60~70毫瓦。
手机的发射功率约200毫瓦至1瓦间，手持式对讲机高达5瓦，而且无线网络使用方式并非像手机直接接触人体，应该是绝对安全的。
图1-1 802.11b/a/g/n对比通过上图观察得知，WiFi是基于802.11一系列协议的标准和无线设备兼容。
随着无线设备的对协议标准的互通支持，满足WiFi对传输速率和覆盖范围的提升和潜力拓展。
对于智能电表的实际需求，这是最好的满足。
WiFi UWB Blue Tooth ZigBee GPRS/GSM成本较高最高较低最低高于UWB电池寿命（天）0.5至5 1-10h 1至7 100-1000 1至7有效传输距离（米）1-100 1-30 1-10+ 255/65,000 1,000+传输速率 5.5/11Mbps40-600Mbps 1-3Mbps 20/40/250kBps 64-128+ kBps采用协议802.11b DS-UWB/MBOA802.15.1 802.15.4 1xRTT/CDMA通信频带 2.4Ghz 3.1-10.6Ghz 2.4Ghz 2.4Ghz/868Mhz/915Mhz 900/1800/1900M hz适合传输的内容图像视频图像监测信号声音&数据在满足未来智能电表适应性方面，通过对这几种无线通信方式相比较得出，WiFi有安全性问题，ZigBee有速率限制问题，GPRS有费率昂贵问题，BlueTooth 有距离问题，UWB有电池寿命问题。
三智能电表在智能电网中的定位1.智能电表的概括功能为高级测量、高效控制、高速通信、快速储能。
2.智能电表及AMI 的建立是智能电网的基础。
从功能的多少和智能化的程度将智能电网的建设以及智能计量系统的建设分为 5 个层次图3-1 智能计量系统与智能电网功能概况智能电表是以微处理器应用和网络通信技术为核心的智能化仪表，具有自动计量/测量、数据处理、双向通信和功能扩展等能力，能够实现双向计量、远程/本地通信、实时数据交互、多种电价计费、远程断供电、电能质量监测、水气热表抄读、与用户互动等功能。
以智能电表为基础构建的智能计量系统，能够支持智能电网对负荷管理、分布式电源接入、能源效率、电网调度、电力市场交易和减少排放等方面的要求。
四基于WIFI通信的智能电表图4-1 智能电表工作于AP模式图4-2 智能电表工作于STA模式智能电表有AP、STA两种工作模式，表根据实际情况的需要会自动选择何种工作方式。
在没有公网或专用WiFi网络覆盖的情况下，智能电表工作于AP 模式，自动创建一个WiFi网络，实现与移动互联网设备的WiFi通信，实现本地抄表/人工抄表。
在有公网或专用WiFi网络覆盖的情况下，智能电表工作于STA 模式。
通过无线传输到无线AP，再有线传输到控制中心，借助有线传输实现远程抄表。
图4-3 基于WiFi的用电采集系统总体结构图该系统包括智能电表、WiFi无线局域网网络和控制中心。
WiFi通讯模块采集用户电表的信息，并将其处理后通过WiFi 无线通信方式，如距离较远通过无线中继器，发送到AP接入点。
接入点将收集到的数据通过有线网络传送至控制中心。
五硬件搭建基于WiFi通信的智能电表采用K30系列的MK30N512VMD微控制器作为核心处理单元。
K30采用DSP指令集的32位ARMCortex-M4内核，工作频率可达100Mhz，RAM容量128KB，Flash容量512KB。
K30工作电压为1.7-3.6V，集成功耗模式管理器，支持10多种功耗模式，内置DMA控制器，提供32个完全可编程通道；集成16位SAR ADC，最大可支持位4路差分信号和24路单端信号的模拟量输入，最大支持48路信号输入，其中段码信号最大支持44路，公共端信号4路。
在通信接口上，K30支持CAN、IIC、SPI、UATR等通信接口。
WiFi部分采用BCM8000模块作为构建智能电表的接入设备，其工作电压3.3V，满足802.11b/g标准，具备UART、SPI、USB等多种通信接口。
BCM8000支持STA和AP两种组网模式，在AP模式下，BCM8000可在无需额外AP支持的情况下与其它设备建立Wi-Fi连接，并支持DHCH服务。
WiFi-VDD为Wi-Fi电路电源，由电表内部的3.3V数字电路V3P3提供，WiFi-VDD受K30的IO引脚PTE2控制。
由于BCm8000内部没有复位电路，为保障模块上电后能正常工作，对BCM8000复位也需要控制。
因为K30的IO引脚已经全部被占用，所以新加MAX706来对BCM进行上电复位；K30和BCM8000之间的数据交换通过串行通讯口UART进行，由于两者都是使用3.3V 的TTL电平作为逻辑1，所以不需要电平转换。