專利名稱：單相載波電能表的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電能表，尤其涉及一種單相載波電能表。
技術背景目前國內電表安裝位置比較高，常被鎖在表箱內，用戶需要爬梯子或打開表箱才 能刷卡購電和查看用電情況，這樣給用戶帶來了很多不便。
發(fā)明內容本實用新型的目的在于，針對上述缺點，提供一種基于載波、紅外和RS485通訊的 單相載波電能表。本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的，所述的單相載波電能表，包括主控MCU、電能計 量電路、載波通訊模塊、工作電源、LCD顯示屏、脈沖及工作指示輸出電路、安全認證模組以 及紅外和RS485通訊接口，其結構特點為在主控MCU外部相應的功能引腳上連接有電能計 量電路、載波通訊模塊、LCD顯示屏、脈沖及工作指示輸出電路、安全認證模組以及紅外和 RS485通訊接口。本實用新型的目的還可通過以下技術方案實現(xiàn)的，所述的單相載波電能表，其特 點為包括數(shù)據(jù)存儲部分，數(shù)據(jù)存儲部分連接在主控MCU外部相應的功能引腳上。所述的單 相載波電能表，其特點為所述的安全認證模組采用國密SM1的ESAM模塊或CPU卡。所述的 單相載波電能表，其特點為所述的安全認證模組采用國密SM1的ESAM模塊和CPU卡。本實用新型與原有的電能表相比具有如下優(yōu)勢本實用新型的單相載波電能表能 應用于遠程集中抄表系統(tǒng)，作為系統(tǒng)的低端設備，實現(xiàn)單個用戶的電能計量、電量數(shù)據(jù)電力 線載波通訊的功能。該表可靠性、性能穩(wěn)定、通信能力好。1)采用ESAM加密模塊保證用戶信息和購電數(shù)據(jù)安全。2)采用電力線載波通信，不用架設其它線路，方便可靠。還具備紅外、RS485接口 進行抄表和參數(shù)設置。3)本實用新型采用專用大規(guī)模集成電路計量額定頻率為50Hz的單相交流有功電 能；并利用低壓電力線作為通信信道，把用電量數(shù)據(jù)以電力線載波方式上傳，提供給遠程集 中抄表系統(tǒng)。4)電子計數(shù)部分采用ADE7755，有功電能計量精確，長期工作不須調校。5)反向電量累計到正向，不單獨計量。6)實現(xiàn)集中抄表。7)能擴頻方式進行電力線載波通訊通訊范圍——整個配變臺區(qū)。8)數(shù)據(jù)傳輸準確、可靠、通訊能力強。9)具有開蓋檢測功能，記錄最后三次的開蓋的時間和總開關次數(shù)。
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圖1為本實用新型的電路原理框圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型進行詳細說明如圖1所示，本實用新型所述的單相載波電能表，它包括主控MCU、電能計量電路、 載波通訊模塊、工作電源、LCD顯示屏、脈沖及工作指示輸出電路、安全認證模組以及紅外和 RS485通訊接口，其結構特點為在主控MCU外部相應的功能引腳上連接有電能計量電路、載 波通訊模塊、LCD顯示屏、脈沖及工作指示輸出電路、安全認證模組以及紅外和RS485通訊 接口。在主控MCU外部相應的功能引腳上還可連接有數(shù)據(jù)存儲部分。具體各部件模塊及功能如下1)主控MCU 采用現(xiàn)有市售產品，完成DLT645的協(xié)議解析、電能累計、時段、費率等 用電信息累計和計算，并檢測各模塊的工作，并能通過LCD顯示。2)電能計量電路采用CS5464單相電能計量芯片，計算正反向有功、正反向無功， 測量輸入的電壓、火線、零線電流，即電流采樣、電壓采樣、零線電流采樣。實現(xiàn)方法如下通過電阻分壓網絡、分流片和電流互感器分別對電壓信號和電流信號采樣，送到 電能計量芯片，在計量芯片內部經過濾波、差分放大、A/D轉換和乘法器電路進行乘法運算， 完成被計量電能的瞬時功率測量；再通過低通濾波和“數(shù)字/頻率”轉換器，輸出與計量電 能平均功率成比例的頻率脈沖信號，其中高頻脈沖輸出送入主控芯片組進行處理。CS5464具有軟件校表功能，通過簡單操作和軟件處理，即可完成校表，這可大大提 高生產效率。3)載波通訊模塊采用現(xiàn)有市售產品，該模塊完成用戶信息在電力線上的傳輸、 鏈路層的協(xié)議解析，并最后給基表完全符合DLT645-2007協(xié)議的通訊信息。4)工作電源采用變壓器方式，輸入為220v的電力線，輸出有三路，分別是5v， +12v，+12v，分別供給主控部分電路、485通訊隔離電源、電能計量部分電源。5)IXD顯示屏分別顯示用戶的用電信息和電表的故障信息，6)脈沖及工作指示輸出電路計量脈沖的輸出、正常工作指示。7)安全認證模組采用國密SM1的ESAM模塊或/和CPU卡，對用戶的用電信息進 行密文存儲和交換，對需進行修改參數(shù)和重要用電信息等重要參數(shù)，進行安全認證，并記錄 正常和非法錯作的情況，通過載波和CPU用戶卡反饋到主站。終端、用戶卡和ESAM模塊之間的認證和授權是由其內密藏的各種權限的密鑰和 SM1加解密算法經過特定的數(shù)學運算流程進行。8)數(shù)據(jù)存儲部分存儲用戶的特定時間的負荷或一些不重要的參數(shù)，用來對用戶 的一定時間內的用電情況進行分析。 9)紅外和RS485通訊接口 除通過載波能進行抄表外，還能通過紅外、RS485接口 進行抄表和參數(shù)設置。本實用新型的單相載波電能表工作原理具體應用情況一集中器通過電力線載波通訊定期采集電能表的用電信息，把這 些信息送到主站，主站完成計費，并根據(jù)條件判斷是否對用戶斷電和恢復供電，由主張通過集中器、電力線通訊下發(fā)拉閘和允許上電指令到電能表，由電能表完成拉閘和允許上電的 控制。為保證信息傳輸?shù)陌踩?，我們在表內嵌入帶國密SM1的ESAM模塊完成集中器(主 站)和電表之間的合法身份認證。上述的集中器采用載波集中器，為現(xiàn)有技術生產的產品。 具體應用情況二電能表端完成計費，用戶通過用戶CPU卡(遠程售電終端)對電 能表充值，集中器和主站通過電力線載波通訊定期采集電能表的用電信息，并把這些信息 和售電終端的數(shù)據(jù)庫信息進行統(tǒng)一分析，有效監(jiān)控用電的情況。本部分的涉及的信息安全 同情況一。上述的集中器采用載波集中器，為現(xiàn)有技術生產的產品。
權利要求一種單相載波電能表，包括主控MCU、電能計量電路、載波通訊模塊、工作電源、LCD顯示屏、脈沖及工作指示輸出電路、安全認證模組以及紅外和RS485通訊接口，其特征在于在主控MCU外部相應的功能引腳上連接有電能計量電路、載波通訊模塊、LCD顯示屏、脈沖及工作指示輸出電路、安全認證模組以及紅外和RS485通訊接口。
2.根據(jù)權利要求1所述的單相載波電能表，其特征在于包括數(shù)據(jù)存儲部分，數(shù)據(jù)存儲 部分連接在主控MCU外部相應的功能引腳上。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的單相載波電能表，其特征在于所述的安全認證模組采 用國密SM1的ESAM模塊或CPU卡。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的單相載波電能表，其特征在于所述的安全認證模組采 用國密SM1的ESAM模塊和CPU卡。
專利摘要本實用新型公開一種單相載波電能表，包括主控MCU、電能計量電路、載波通訊模塊、工作電源、LCD顯示屏、脈沖及工作指示輸出電路、安全認證模組以及紅外和RS485通訊接口，其特征在于在主控MCU外部相應的功能引腳上連接有電能計量電路、載波通訊模塊、LCD顯示屏、脈沖及工作指示輸出電路、安全認證模組以及紅外和RS485通訊接口。本實用新型還包括數(shù)據(jù)存儲部分，數(shù)據(jù)存儲部分連接在主控MCU外部相應的功能引腳上。本實用新型的單相載波電能表能應用于遠程集中抄表系統(tǒng)，作為系統(tǒng)的低端設備，實現(xiàn)單個用戶的電能計量、電量數(shù)據(jù)電力線載波通訊的功能。該表可靠性、性能穩(wěn)定、通信能力好。
文檔編號G01R11/57GK201583594SQ20092018187
公開日2010年9月15日 申請日期2009年12月28日 優(yōu)先權日2009年12月28日
發(fā)明者傅謙, 曹立波 申請人:福州中弘微電子科技有限公司