專利名稱：單相遠程費控智能電能表的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種單相遠程費控智能電能表。
背景技術：
近幾年來，國家電網公司積極推行“堅強智能電網”的建設，智能電表作為智能電網的核心設備，必將隨著智能電網部署的增長，呈現迅速增長勢頭。09年，國家電網公司在“計量、抄表和收費標準化建設研究”項目成果的基礎上，按照統一堅強智能電網建設的總體要求，結合國內外計量、通信技術現狀以及公司系統生產、 經營、管理對電能表的基本要求，國家電網公司組織編制了智能電能表系列標準。

發明內容
為適應國家電網公司的智能電能表系列標準，本發明提供了一種安全性高，成本低廉的單相遠程費控智能電能表。單相遠程費控智能電能表，包括采集電流信號的電流采樣電路和采集電壓信號的電壓采樣電路，所述的電流信號和電壓信號輸入計量芯片，所述的計量芯片內設有對電流信號和電壓信號進行AD采樣得到電流值和電壓值的采樣模塊，和將電壓值和電流值相乘得到功率值的硬件乘法器，以及將功率值以脈沖的形式輸出的脈沖輸出模塊；所述的計量芯片獲得的電壓值、電流值和反向電量通過SPI接口輸入能將計量芯片輸出的脈沖轉換為電量的微控制單元(MCU，Micro Control Unit)中，所述的微控制單元的輸入端分別與通信模塊、顯示模塊、存儲模塊和控制模塊連接；所述的控制模塊包括當用戶預存電費小于拉合閘閾值時跳閘、預存電費大于拉合閘閾值時合閘的跳閘斷電單元，和對信息安全加密的嵌入式安全控制模塊(ESAM，Embedded Secure Access Module)；所述的跳閘斷電單元的輸入端與所述的微控制單元的輸出端連接；所述的電能表還包括電源模塊和為微控制單元提供時鐘信號的時鐘電路。進一步，所述的通信模塊包括紅外通信單元和485通信單元；所述的顯示模塊包括顯示各種電量、電壓、電流、時間、通訊地址和表號的IXD顯示單元和顯示有功脈沖，拉閘和報警信息的LED指示單元；所述的存儲模塊包括EEPROM存儲單元；所有單元的輸入端分別與微控制單元的輸出端連接。進一步，所述的電源模塊包括為計量芯片和微控制單元供電的主電源和為485通信單元供電的副電源。本發明的技術構思是利用電流采樣電路采集電流信號，利用電壓采樣電路采集電壓信號，經過8209計量芯片的計算，計量芯片對信號進行AD采樣，得到電壓值和電流值， 同時通過計量芯片內的硬件乘法器，將電壓和電流相乘得到功率，并以脈沖的形式將功率輸出，脈沖的快慢表示了功率的大小；計算芯片將相關的電壓、電流、反向電量、功率、等信號通過SPI線傳輸到MCU上，進行處理；正向電量情況下，電壓的波形與電流的波形應該是相同的，而反向電量情況下，電壓與電流的波形相反了，正向電量和反向電量計量芯片能自行測到。MCU將需要顯示的數據通過顯示模塊顯示出來；同時通過紅外通信單元或485通信單元對電能表進行通信；拉合閘模塊則可以對用戶的用電進行控制。該電路板采用了超大規模數字信號處理芯片、永久保存信息的存貯器、全隔離標準RS485通訊接口、紅外通訊和通信、大畫面寬溫液晶顯示和信息安全加密ESAM模塊等先進技術。該電路板集眾多功能于一體，具有電能量計量、信息存儲及處理、實時監測、自動控制、信息交互等功能，可有效地杜絕欠費行為，從而順應了電力部門有效及時地對用戶進行現代化科學管理的要求。本發明具有能夠適應國家電網公司的智能電能表系列標準，安全性高，成本低廉的優點。


圖1為本發明的原理框圖。
具體實施例方式參照附圖，進一步說明本發明單相遠程費控智能電能表，包括采集電流信號的電流采樣電路1和采集電壓信號的電壓采樣電路2，所述的電流信號和電壓信號輸入計量芯片3，所述的計量芯片3內設有對電流信號和電壓信號進行AD采樣得到電流值和電壓值的采樣模塊，和將電壓值和電流值相乘得到功率值的硬件乘法器，以及將功率值以脈沖的形式輸出的脈沖輸出模塊；所述的計量芯片3獲得的電壓值、電流值和反向電量通過SPI接口輸入能將計量芯片輸出的脈沖轉換為電量的微控制單元(MCU，Micro Control Unit) 4中，所述的微控制單元4的輸入端分別與通信模塊、顯示模塊、存儲模塊和控制模塊連接；所述的控制模塊包括當用戶預存電費小于拉合閘閾值時跳閘、預存電費大于拉合閘閾值時合閘的跳閘斷電單元11，和對信息安全加密的嵌入式安全控制模塊(ESAM， Embedded Secure Access Module)；所述的跳閘斷電單元11的輸入端與所述的微控制單元 4的輸出端連接；所述的電能表還包括電源模塊和為微控制單元4提供時鐘信號的時鐘電路7。所述的通信模塊包括紅外通信單元9和485通信單元8 ；所述的顯示模塊包括顯示各種電量、電壓、電流、時間、通訊地址和表號的LCD顯示單元13和顯示有功脈沖，拉閘和報警信息的LED指示單元12，所述的存儲模塊包括EEPROM存儲單元14 ；所有單元的輸入端分別與微控制單元4的輸出端連接。所述的電源模塊包括為計量芯片和微控制單元供電的主電源5和為485通信單元 8供電的副電源6。本發明的技術構思是利用電流采樣電路采集電流信號，利用電壓采樣電路采集電壓信號，經過8209計量芯片的計算，計量芯片對信號進行AD采樣，得到電壓值和電流值， 同時通過計量芯片內的硬件乘法器，將電壓和電流相乘得到功率，并以脈沖的形式將功率輸出，脈沖的快慢表示了功率的大??；計算芯片將相關的電壓、電流、反向電量、功率、等信號通過SPI線傳輸到MCU上，進行處理；正向電量情況下，電壓的波形與電流的波形應該是相同的，而反向電量情況下，電壓與電流的波形相反了，正向電量和反向電量計量芯片能自行測到。MCU將需要顯示的數據通過顯示模塊顯示出來；同時通過紅外通信單元或485通信單元對電能表進行通信；拉合閘模塊則可以對用戶的用電進行控制。該電路板采用了超大規模數字信號處理芯片、永久保存信息的存貯器、全隔離標準RS485通訊接口、紅外通訊和通信、大畫面寬溫液晶顯示和信息安全加密ESAM模塊等先進技術。該電路板集眾多功能于一體，具有電能量計量、信息存儲及處理、實時監測、自動控制、信息交互等功能，可有效地杜絕欠費行為，從而順應了電力部門有效及時地對用戶進行現代化科學管理的要求。本發明具有能夠適應國家電網公司的智能電能表系列標準，安全性高，成本低廉的優點。本說明書實施例所述的內容僅僅是對發明構思的實現形式的列舉，本發明的保護范圍不應當被視為僅限于實施例所陳述的具體形式，本發明的保護范圍也及于本領域技術人員根據本發明構思所能夠想到的等同技術手段。
權利要求
1.單相遠程費控智能電能表，其特征在于包括采集電流信號的電流采樣電路和采集電壓信號的電壓采樣電路，所述的電流信號和電壓信號輸入計量芯片，所述的計量芯片內設有對電流信號和電壓信號進行AD采樣得到電流值和電壓值的采樣模塊，和將電壓值和電流值相乘得到功率值的硬件乘法器，以及將功率值以脈沖的形式輸出的脈沖輸出模塊；所述的計量芯片獲得的電壓值、電流值和反向電量通過SPI接口輸入能將計量芯片輸出的脈沖轉換為電量的微控制單元中，所述的微控制單元的輸入端分別與通信模塊、顯示模塊、存儲模塊和控制模塊連接；所述的控制模塊包括當用戶預存電費小于拉合閘閾值時跳閘、預存電費大于拉合閘閾值時合閘的跳閘斷電單元，和對信息安全加密的嵌入式安全控制模塊；所述的跳閘斷電單元的輸入端與所述的微控制單元的輸出端連接；所述的電能表還包括電源模塊和為微控制單元提供時鐘信號的時鐘電路。
2.如權利要求1所述的單相遠程費控智能電能表，其特征在于所述的通信模塊包括紅外通信單元和485通信單元；所述的顯示模塊包括顯示各種電量、電壓、電流、時間、通訊地址和表號的IXD顯示單元和顯示有功脈沖，拉間和報警信息的LED指示單元；所述的存儲模塊包括EEPROM存儲單元；所有單元的輸入端分別與微控制單元的輸出端連接。
3.如權利要求2所述的單相遠程費控智能電能表，其特征在于所述的電源模塊包括為計量芯片和微控制單元供電的主電源和為485通信單元供電的副電源。
全文摘要
單相遠程費控智能電能表，包括電流采樣電路和電壓采樣電路，電流信號和電壓信號輸入計量芯片，計量芯片內設采樣模塊，硬件乘法器，及脈沖輸出模塊；計量芯片獲得的電壓值、電流值和反向電量通過SPI接口輸入微控制單元中，微控制單元的輸入端分別與通信模塊、顯示模塊、存儲模塊和控制模塊連接；控制模塊包括跳閘斷電單元和嵌入式安全控制模塊；跳閘斷電單元的輸入端與微控制單元的輸出端連接；電能表還包括電源模塊和為微控制單元提供時鐘信號的時鐘電路。本發明具有能夠適應國家電網公司的智能電能表系列標準，安全性高，成本低廉的優點。
文檔編號G07F15/06GK102262800SQ20111016109
公開日2011年11月30日 申請日期2011年6月15日 優先權日2011年6月15日
發明者劉崢嶸, 姜干才, 張喜春, 楊光, 洪軍 申請人:杭州炬華科技股份有限公司