一種基于單片機(jī)的智能電能表的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型主要涉及一種智能電能表，更具體地，涉及一種基于單片機(jī)的智能電能表。智能電能表包括電壓互感器、電流互感器、電能計(jì)量芯片、保護(hù)回路、三態(tài)門(mén)、供電電源、微控制器、時(shí)鐘芯片、按鍵輸入、液晶顯示屏、無(wú)線傳輸模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和指示燈，按鍵輸入的輸出端連接著微控制器的輸入端；微控制器的輸出端連接著液晶顯示屏的輸入端；微控制器的輸出端連接著數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的輸入端；微控制器的輸出端連接著指示燈的輸入端。本實(shí)用新型可以存儲(chǔ)大量的測(cè)量信息并具有對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行實(shí)時(shí)分析、綜合和做出各種判斷能力，能進(jìn)行簡(jiǎn)單的故障提示，具有操作面板和顯示器，有簡(jiǎn)單的報(bào)警功能，還可以通過(guò)短信發(fā)送到手機(jī)上進(jìn)行實(shí)時(shí)查詢。
【專利說(shuō)明】
一種基于單片機(jī)的智能電能表
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型主要涉及一種智能電能表，更具體地說(shuō)，涉及一種基于單片機(jī)的智能電能表。
【背景技術(shù)】
[0002]電能表是用來(lái)測(cè)量電能的儀表，又稱電度表，火表，千瓦小時(shí)表，指測(cè)量各種電學(xué)量的儀表。普通電能表只能簡(jiǎn)單的測(cè)量用電量，不能準(zhǔn)確的測(cè)量具體哪個(gè)時(shí)段的用電量，測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確。智能電能表是一種根據(jù)用電的峰時(shí)、平時(shí)、谷時(shí)各時(shí)段的設(shè)定值計(jì)算用戶總的用電量和峰時(shí)、平時(shí)、谷時(shí)的用電量的電能表，使供電局能實(shí)施峰時(shí)、平時(shí)、谷時(shí)各時(shí)段不同的計(jì)費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)。用經(jīng)濟(jì)手段鼓勵(lì)用戶在低谷時(shí)段用電。這也正好符合電力計(jì)費(fèi)系統(tǒng)提出的分時(shí)段計(jì)費(fèi)的要求。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型主要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種基于單片機(jī)的智能電能表，其控制準(zhǔn)確，可以存儲(chǔ)大量的測(cè)量信息并具有對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行實(shí)時(shí)分析、綜合和做出各種判斷能力，能進(jìn)行簡(jiǎn)單的故障提示，具有操作面板和顯示器，有簡(jiǎn)單的報(bào)警功能，還可以通過(guò)短信發(fā)送到手機(jī)上進(jìn)行實(shí)時(shí)查詢。
[0004]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型一種基于單片機(jī)的智能電能表包括電壓互感器、電流互感器、電能計(jì)量芯片、保護(hù)回路、三態(tài)門(mén)、供電電源、微控制器、時(shí)鐘芯片、按鍵輸入、液晶顯示屏、無(wú)線傳輸模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和指示燈，其控制準(zhǔn)確，可以存儲(chǔ)大量的測(cè)量信息并具有對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行實(shí)時(shí)分析、綜合和做出各種判斷能力，能進(jìn)行簡(jiǎn)單的故障提示，具有操作面板和顯示器，有簡(jiǎn)單的報(bào)警功能，還可以通過(guò)短信發(fā)送到手機(jī)上進(jìn)行實(shí)時(shí)查詢。
[0005]其中，所述電壓互感器的輸出端連接著電能計(jì)量芯片的輸入端;所述電流互感器的輸出端連接著電能計(jì)量芯片的輸入端;所述保護(hù)回路的輸出端連接著三態(tài)門(mén)的輸入端；所述三態(tài)門(mén)的輸出端連接著微控制器的輸入端;所述供電電源的輸出端連接著微控制器的輸入端;所述時(shí)鐘芯片的輸出端連接著微控制器的輸入端;所述按鍵輸入的輸出端連接著微控制器的輸入端;所述微控制器的輸出端連接著液晶顯示屏的輸入端;所述微控制器的輸出端連接著無(wú)線傳輸模塊的輸入端;所述微控制器的輸出端連接著數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的輸入端;所述微控制器的輸出端連接著指示燈的輸入端。
[0006]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步優(yōu)化，本實(shí)用新型一種基于單片機(jī)的智能電能表所述微控制器采用AT89C51單片機(jī)。
[0007]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步優(yōu)化，本實(shí)用新型一種基于單片機(jī)的智能電能表所述電能計(jì)量芯片采用CS5460A芯片。
[0008]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步優(yōu)化，本實(shí)用新型一種基于單片機(jī)的智能電能表所述液晶顯示屏采用SMS0601液晶顯示芯片。
[0009]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步優(yōu)化，本實(shí)用新型一種基于單片機(jī)的智能電能表所述按鍵電路米用矩陣式鍵盤(pán)。
[0010]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步優(yōu)化，本實(shí)用新型一種基于單片機(jī)的智能電能表所述時(shí)鐘芯片采用DS1302時(shí)鐘芯片。
[0011]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步優(yōu)化，本實(shí)用新型一種基于單片機(jī)的智能電能表所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器為EPROM。
[0012]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步優(yōu)化，本實(shí)用新型一種基于單片機(jī)的智能電能表所述保護(hù)回路采用晶閘管保護(hù)回路。
[0013]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步優(yōu)化，本實(shí)用新型一種基于單片機(jī)的智能電能表所述無(wú)線傳輸模塊采用GSM短信收發(fā)芯片。
[0014]控制效果:本實(shí)用新型一種基于單片機(jī)的智能電能表，其控制準(zhǔn)確，可以存儲(chǔ)大量的測(cè)量信息并具有對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行實(shí)時(shí)分析、綜合和做出各種判斷能力，能進(jìn)行簡(jiǎn)單的故障提示，具有操作面板和顯示器，有簡(jiǎn)單的報(bào)警功能，還可以通過(guò)短信發(fā)送到手機(jī)上進(jìn)行實(shí)時(shí)查詢。
【附圖說(shuō)明】

[0015]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方法對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0016]圖1為本實(shí)用新型一種基于單片機(jī)的智能電能表的硬件結(jié)構(gòu)圖。
[0017]圖2為本實(shí)用新型一種基于單片機(jī)的智能電能表的微控制器的電路原理圖。
[0018]圖3為本實(shí)用新型一種基于單片機(jī)的智能電能表的電能計(jì)量芯片的電路原理圖。
[0019]圖4為本實(shí)用新型一種基于單片機(jī)的智能電能表的按鍵輸入的電路原理圖。
[0020]圖5為本實(shí)用新型一種基于單片機(jī)的智能電能表的液晶顯示屏的電路原理圖。
[0021]圖6為本實(shí)用新型一種基于單片機(jī)的智能電能表的供電電源的電路原理圖。
[0022]圖7為本實(shí)用新型一種基于單片機(jī)的智能電能表的三態(tài)門(mén)的電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]【具體實(shí)施方式】一:
[0024]結(jié)合圖1、2、3、4、5、6、7說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述一種基于單片機(jī)的智能電能表包括電壓互感器、電流互感器、電能計(jì)量芯片、保護(hù)回路、三態(tài)門(mén)、供電電源、微控制器、時(shí)鐘芯片、按鍵輸入、液晶顯示屏、無(wú)線傳輸模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和指示燈，其控制準(zhǔn)確，可以存儲(chǔ)大量的測(cè)量信息并具有對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行實(shí)時(shí)分析、綜合和做出各種判斷能力，能進(jìn)行簡(jiǎn)單的故障提示，具有操作面板和顯示器，有簡(jiǎn)單的報(bào)警功能，還可以通過(guò)短信發(fā)送到手機(jī)上進(jìn)行實(shí)時(shí)查詢。
[0025]其中，所述電壓互感器的輸出端連接著電能計(jì)量芯片的輸入端，電壓互感器用于把電路中的大電壓(220V)變換成電能計(jì)量芯片所要求的輸入電壓。
[0026]所述電流互感器的輸出端連接著電能計(jì)量芯片的輸入端，電流互感器用于把電路中的大電流(1A)變換成電能計(jì)量芯片所要求的輸入電流，電能計(jì)量芯片根據(jù)其內(nèi)部的瞬時(shí)電壓和瞬時(shí)電流計(jì)算瞬時(shí)功率，再輸出脈沖驅(qū)動(dòng)機(jī)械式計(jì)數(shù)器或步進(jìn)電機(jī)計(jì)算用電量。
[0027]所述保護(hù)回路的輸出端連接著三態(tài)門(mén)的輸入端，保護(hù)回路用于保護(hù)電能表不受電壓電流的影響。
[0028]所述三態(tài)門(mén)的輸出端連接著微控制器的輸入端，三態(tài)門(mén)用于保護(hù)電能表免受過(guò)電壓、過(guò)電流和突然斷電的影響。
[0029]所述供電電源的輸出端連接著微控制器的輸入端，供電電源用于給電能表供電使電能表完成測(cè)量工作。
[0030]所述時(shí)鐘芯片的輸出端連接著微控制器的輸入端，時(shí)鐘芯片用于給電能表提供系統(tǒng)時(shí)間。
[0031 ]所述按鍵輸入的輸出端連接著微控制器的輸入端，按鍵輸入用于輸入對(duì)電能表的控制信號(hào)。
[0032]所述微控制器的輸出端連接著液晶顯示屏的輸入端，液晶顯示屏用于顯示電能表測(cè)量值。
[0033]所述微控制器的輸出端連接著無(wú)線傳輸模塊的輸入端，無(wú)線傳輸模塊用于將電能表測(cè)量的信息通過(guò)無(wú)線傳輸?shù)哪K傳輸?shù)绞謾C(jī)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控。
[0034]所述微控制器的輸出端連接著數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的輸入端，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊用于存儲(chǔ)本月、上月各月電量，能存儲(chǔ)各月峰值、平時(shí)、谷時(shí)各時(shí)段的用電量。
[0035]所述微控制器的輸出端連接著指示燈的輸入端，指示燈用于指示用戶剩余電量不多，需要及時(shí)充值。
[0036]【具體實(shí)施方式】二:
[0037]結(jié)合圖1、2、3、4、5、6、7說(shuō)明本實(shí)施方式，所述微控制器采用六了89051單片機(jī)。所述AT89C51單片機(jī)從它內(nèi)部的硬件到軟件都有一套完整的按位操作系統(tǒng)，片內(nèi)RAM區(qū)間還特別開(kāi)辟了一個(gè)雙重功能的地址區(qū)間，十六個(gè)字節(jié)，單元地址20H?2FH，它既可作字節(jié)處理，也可作位處理。51單片機(jī)的I/O腳的設(shè)置和使用非常簡(jiǎn)單，當(dāng)該腳作輸入腳使用時(shí)，只須將該腳設(shè)置為高電平(復(fù)位時(shí)，各I/O口均置高電)。當(dāng)該腳作輸出腳使用時(shí)，則為高電平或低電平均可。
[0038]【具體實(shí)施方式】三:
[0039]結(jié)合圖1、2、3、4、5、6、7說(shuō)明本實(shí)施方式，所述電能計(jì)量芯片采用03546(^芯片。所述CS5460A芯片具有片內(nèi)看門(mén)狗定時(shí)器與內(nèi)部電源監(jiān)視器;具有瞬時(shí)電流、瞬時(shí)電壓、瞬時(shí)功率、電流有效值、電壓有效值、功率有效值測(cè)量及電能計(jì)量功能;提供了外部復(fù)位引腳;雙向串行接口與內(nèi)部寄存器陣列可以方便地與微處理器相連接；外部時(shí)鐘最高頻率可達(dá)20MHz;具有功率方向輸出指示。
[0040]【具體實(shí)施方式】四:
[0041 ] 結(jié)合圖1、2、3、4、5、6、7說(shuō)明本實(shí)施方式，所述液晶顯示屏采用SMS0601液晶顯示芯片。所述液晶顯示器可直接與AT89C51單片機(jī)采用兩個(gè)總線實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的串行傳送而不需要單獨(dú)的顯示器驅(qū)動(dòng)芯片，從而減少了整個(gè)電能表的空間。SMS0601—體化顯示器具有6位數(shù)字顯示功能，并提供兩個(gè)時(shí)間分隔符。
[0042]【具體實(shí)施方式】五:
[0043]結(jié)合圖1、2、3、4、5、6、7說(shuō)明本實(shí)施方式，所述按鍵電路采用矩陣式鍵盤(pán)。電能表上的所有按鍵可提供用戶按鍵查詢本月的峰時(shí)、平時(shí)、谷時(shí)各時(shí)段的用電量以及本月用電總量，上月的峰時(shí)、平時(shí)、谷時(shí)各時(shí)段的用電量以及上月用電總量，上上月的峰時(shí)、平時(shí)、谷時(shí)各時(shí)段的用電量以及上上月用電總量。可以查詢瞬時(shí)電流值，瞬時(shí)電壓值，電壓有效值，電流有效值，各時(shí)段值的設(shè)置值。所以按鍵電路采用矩陣式鍵盤(pán)具有多個(gè)按鍵實(shí)現(xiàn)電能表的控制。
[0044]【具體實(shí)施方式】六:
[0045]結(jié)合圖1、2、3、4、5、6、7說(shuō)明本實(shí)施方式，所述驅(qū)動(dòng)模塊采用M0C3061。對(duì)電能表來(lái)說(shuō)，它需要根據(jù)時(shí)間段的劃分來(lái)計(jì)量各時(shí)段的電能值，因此在電能表中需要一個(gè)時(shí)鐘芯片計(jì)時(shí)。DS1302是一種高性能、低功耗、帶RAM的實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，它工作電壓寬達(dá)2.5—5 H用三線接口與單片機(jī)進(jìn)行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個(gè)字節(jié)的時(shí)鐘信號(hào)或RAM數(shù)據(jù)。DSl302內(nèi)部有一個(gè)31 X 8的用于臨時(shí)性存放數(shù)據(jù)的RAM寄存器。
[0046]本實(shí)用新型一種基于單片機(jī)的智能電能表的工作原理為:本實(shí)用新型一種基于單片機(jī)的智能電能表通過(guò)電壓互感器和電流互感器將電路中的大電壓和大電流變換成電能計(jì)量芯片所要求的輸入電壓和輸入電流范圍之內(nèi)，電能計(jì)量芯片根據(jù)電路內(nèi)部的瞬時(shí)電壓和瞬時(shí)電流計(jì)算瞬時(shí)功率，再輸出脈沖驅(qū)動(dòng)機(jī)械式計(jì)數(shù)器或步進(jìn)電機(jī)計(jì)算電量，將計(jì)算好的電量傳輸?shù)轿⒖刂破鳎⒖刂破鲗⒂?jì)算的電量存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，通過(guò)也將液晶顯示器進(jìn)行顯示，通過(guò)無(wú)線傳輸芯片傳送到手機(jī)進(jìn)行監(jiān)控。保護(hù)回路和三態(tài)門(mén)相互配合對(duì)電能表進(jìn)行過(guò)電壓、過(guò)電流和突然斷電的保護(hù)，按鍵輸入可以查看各月的電量，供電電源給電能表供電實(shí)現(xiàn)電量測(cè)量，指示燈指示用戶電量即將用完需要及時(shí)充值。時(shí)鐘芯片提供系統(tǒng)時(shí)間供電能表計(jì)算電量。
[0047]雖然本實(shí)用新型已以較佳的實(shí)施例公開(kāi)如上，但其并非用以限定本實(shí)用新型，任何熟悉此技術(shù)的人，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)，都可以做各種改動(dòng)和修飾，因此本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書(shū)所界定的為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于單片機(jī)的智能電能表，其特征在于，所述智能電能表包括電壓互感器、電流互感器、電能計(jì)量芯片、保護(hù)回路、三態(tài)門(mén)、供電電源、微控制器、時(shí)鐘芯片、按鍵輸入、液晶顯示屏、無(wú)線傳輸模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和指示燈，所述電壓互感器的輸出端連接著電能計(jì)量芯片的輸入端;所述電流互感器的輸出端連接著電能計(jì)量芯片的輸入端;所述保護(hù)回路的輸出端連接著三態(tài)門(mén)的輸入端;所述三態(tài)門(mén)的輸出端連接著微控制器的輸入端;所述供電電源的輸出端連接著微控制器的輸入端;所述時(shí)鐘芯片的輸出端連接著微控制器的輸入端；所述按鍵輸入的輸出端連接著微控制器的輸入端;所述微控制器的輸出端連接著液晶顯示屏的輸入端;所述微控制器的輸出端連接著無(wú)線傳輸模塊的輸入端;所述微控制器的輸出端連接著數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的輸入端;所述微控制器的輸出端連接著指示燈的輸入端。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于單片機(jī)的智能電能表，其特征在于:所述微控制器采用AT89C51單片機(jī)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于單片機(jī)的智能電能表，其特征在于:所述電能計(jì)量芯片采用CS5460A芯片。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于單片機(jī)的智能電能表，其特征在于:所述液晶顯示屏采用SMS0601液晶顯示芯片。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于單片機(jī)的智能電能表，其特征在于:所述按鍵電路采用矩陣式鍵盤(pán)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于單片機(jī)的智能電能表，其特征在于:所述時(shí)鐘芯片采用DS1302時(shí)鐘芯片。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于單片機(jī)的智能電能表，其特征在于:所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器為EPROM。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于單片機(jī)的智能電能表，其特征在于:所述保護(hù)回路采用晶閘管保護(hù)回路。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于單片機(jī)的智能電能表，其特征在于:所述無(wú)線傳輸模塊采用GSM短信收發(fā)芯片。
【文檔編號(hào)】G01R22/06GK205720422SQ201620652972
【公開(kāi)日】2016年11月23日
【申請(qǐng)日】2016年6月23日
【發(fā)明人】徐超
【申請(qǐng)人】徐超