多功能智能電表系統的制作方法
【專利說明】多功能智能電表系統
[0001]
技術領域
[0002]本發明涉及無線通信技術領域，特別涉及一種多功能智能電表系統。
【背景技術】
[0003]智能電網是指通過建立數字化的電網系統架構，從整個網絡系統的各個節點處(電表、變電站、發電廠等)獲得所需的智能化信息。它包括高級計量架構(AMI，AdvancedMetering Infrastructure)、高級配電運行(ADO，Advanced Distribut1n Operat1n)、高級輸電運行(ATO，Advanced Transmiss1n Operat1n)和高級資產管理(AAM，AdvancedAsset Management)四大模塊。其中，AMI是智能電網的關鍵體系，而智能電表又是AMI的核心。智能計量是實現智能電網智能化和智能數據管理的關鍵基礎技術和重要功能。因此，智能電表是智能電網的重要終端。自動抄表系統(AMRS，Automatic Meter Reading System)，是對電能計量自動抄收的自動控制系統，能提高電力系統用電管理的現代化水平。當電表計量系統具備電力線載波通信、無線通信、RS-485等通信功能時，電能的自動抄表系統的性能得到提升。
[0004]電力線載波通信技術是自動抄表發展的重要方向，但電力線的傳輸環境具有不利于數據傳輸的特性:變壓器和用戶設備(例如空調、冰箱等)有著極低的阻抗，可以使傳輸信號嚴重衰減；在線負荷變化大，例如家電設備的瞬間起動可變的分布阻抗幾乎對所有頻率的信號都起著衰減或隔離的作用，并且這些變化沒有規律，呈隨機狀態；噪聲模型無規律。因此，如何提高電力線傳輸電能數據的抗干擾能力仍是本領域一個亟待解決的問題。

【發明內容】

[0005]本發明所要解決的是采用電力線傳輸電能數據抗干擾能力弱的問題。
[0006]為解決上述問題，本發明提供一種多功能智能電表系統，包括電壓采樣電路、電流采樣電路、電能計量電路、控制電路、存儲器以及擴頻通信電路；所述電壓采樣電路適于對用戶的電網電壓進行采樣以獲得電壓采樣信號，所述電流采樣電路適于對用戶的電網電流進行采樣以獲得電流采樣信號；所述電能計量電路與所述電壓采樣電路和所述電流采樣電路連接，適于根據所述電壓采樣信號和所述電流采樣信號獲得有功功率瞬時值；所述控制電路與所述電能計量電路、所述存儲器以及所述擴頻通信電路連接，適于對所述有功功率瞬時值進行累加處理以獲得電能數據，并將所述電能數據發送至所述存儲器和所述擴頻通信電路；所述存儲器適于存儲所述電能數據，所述擴頻通信電路適于對所述電能數據進行擴頻處理后耦合至電力線信道上。
[0007]可選的，所述電能計量電路包括AD7751集成電路。
[0008]可選的，所述多功能智能電表系統還包括與AD7751集成電路連接的發光二極管。通過設置所述發光二極管，在相線電流和中線電流相差12.5%時可進行發光報警。
[0009]可選的，所述多功能智能電表系統還包括與AD7751集成電路連接的蜂鳴器。通過設置所述蜂鳴器，在相線電流和中線電流相差12.5%時可進行發聲報警。
[0010]可選的，所述多功能智能電表系統還包括與所述控制電路連接的提示裝置；所述控制電路還適于在所述電能數據超過預設閾值時發送觸發信號至所述提示裝置，所述提示裝置適于在接收到所述觸發信號時產生提示信息。通過設置所述提示裝置，在用戶用電量超過預設閾值時可以提示用戶查看用電量，達到節約用電的目的。
[0011]可選的，所述多功能智能電表系統還包括與所述控制電路連接的顯示裝置，所述顯示裝置適于顯示所述電能數據。
[0012]與現有技術相比，本發明具有以下優點:
本發明提供的多功能智能電表系統，利用電力載波擴頻通信技術實現了電能量參數測量、數據通信，提升采用電力線傳輸電能數據的抗干擾能力，突破傳統的電度表概念，把用戶電度表終端設計成一個智能化的綜合性通信終端。其數據傳輸速率為1~2 Mb/s，能滿足自動抄表的數據量。由于該系統的數據量小，可以降低傳輸速率，從而可以降低誤碼率。
【附圖說明】
[0013]圖1是本發明一種實施例的多功能智能電表系統的結構示意圖；
圖2是本發明另一種實施例的多功能智能電表系統的結構示意圖；
圖3是本發明另一種實施例的多功能智能電表系統的結構示意圖；
圖4是本發明又一種實施例的多功能智能電表系統的結構示意圖；
圖5是本發明再一種實施例的多功能智能電表系統的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0014]下面結合實施例及附圖，對本發明作進一步地的詳細說明，但本發明的實施方式不限于此。
[0015]圖1是本發明一種實施例的多功能智能電表系統的結構示意圖，所述多功能智能電表系統包括電壓采樣電路11、電流采樣電路12、電能計量電路13、控制電路14、存儲器15以及擴頻通信電路16。
[0016]具體地，所述電壓采樣電路11適于對用戶的電網電壓進行采樣以獲得電壓采樣信號，所述電流采樣電路12適于對用戶的電網電流進行采樣以獲得電流采樣信號。對用戶的電網電壓和電網電流進行采樣即對相線和中線的電壓和電流進行采樣，有兩種方式:一種是采用互感器進行采樣，另一種是直接進行采樣。采用互感器進行采樣即利用電壓互感器和電流互感器分別來采集用戶的電壓信號和電流信號；直接進行采樣則是用熱穩定性高的電阻分壓網絡來取得電壓信號，而用電阻溫度系數非常小的錳銅片進行電流直接采樣。本領域技術人員知曉兩種采樣方式的具體電路，在此不再對所述電壓采樣電路11和所述電流采樣電路12進行贅述。
[0017]所述電能計量電路13與所述電壓采樣電路11和所述電流采樣電路12連接，適于根據所述電壓采樣信號和所述電流采樣信號獲得有功功率瞬時值。進一步，所述電能計量電路13可以由集成電路以及相關的外圍電路構成。在本實施例中，所述電能計量電路13包括Analog Devices公司的AD7751集成電路，AD7751集成電路的第22引腳(引腳fc)以高頻脈沖形式輸出有功功率瞬時值。
[0018]所述控制電路14與所述電能計量電路13、所述存儲器15以及所述擴頻通信電路16連接，適于對所述有功功率瞬時值進行累加處理以獲得電能數據，并將所述電能數據發送至所述存儲器15和所