專利名稱：一種國網(wǎng)單相載波遠程費控智能電能表的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電能表，尤其涉及的是一種國網(wǎng)單相載波遠程費控智能電能表。
背景技術：
隨著電網(wǎng)系統(tǒng)的改革，現(xiàn)有的電能表在數(shù)據(jù)處理能力、事件記錄能力和信息交互 的功能都不能滿足電能表發(fā)展的需要。因此，現(xiàn)有技術還有待于改進和發(fā)展。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種國網(wǎng)單相載波遠程費控智能電能表，旨在解決現(xiàn) 有的電能表的在數(shù)據(jù)處理能力，事件記錄能力和信息交互功能上的不足。本實用新型的技術方案如下一種國網(wǎng)單相載波遠程費控智能電能表，其包括電壓采樣模塊、電流采樣模塊、電 能計量芯片、數(shù)字信號處理芯片，其特征在于，還包括記錄并永久保存電能表所有狀態(tài)信息的事件記錄模塊；能顯示電能表所有狀態(tài)信息的大畫面寬溫液晶顯示模塊；對電壓采樣模塊和電流采樣模塊采取的電壓和電流信號進行濾波處理的濾波 器；所述電壓采樣模塊和電流采樣模塊分別連接各種對應的濾波器，所述濾波器連接 所述電能計量芯片，所述電能計量芯片連接數(shù)字信號處理芯片，所述數(shù)字信號處理芯片連 接事件記錄模塊和大畫面寬溫液晶顯示模塊。所述的國網(wǎng)單相載波遠程費控智能電能表，其中，所述電能表還包括通信模塊，所 述通信模塊包括紅外通信模塊、載波通信模塊和串口通信模塊；所述通信模塊用于電能表 進行數(shù)據(jù)傳輸，廣播校時，抄表和管理。所述的國網(wǎng)單相載波遠程費控智能電能表，其中，所述電能表還包括確保電能表 安全可靠的傳輸數(shù)據(jù)的安全認證模塊，所述安全認證模塊連接所述數(shù)字信號處理器。所述的國網(wǎng)單相載波遠程費控智能電能表，其中，所述電能表還包括清除電表內(nèi) 部存儲的數(shù)據(jù)的清零模塊，所述清零模塊連接所述數(shù)字信號處理芯片。所述的國網(wǎng)單相載波遠程費控智能電能表，其中，所述電能表還包括一具有日歷、 計時、閏年自動轉換功能的時鐘模塊，所述時鐘模塊連接所述數(shù)字信號處理芯片。所述的國網(wǎng)單相載波遠程費控智能電能表，其中，所述電能表還包括一用于修改 電能表內(nèi)部程序的編程模塊，所述編程模塊連接所述數(shù)字信號處理芯片。所述的單相電子式載波多費率電能表，其中，所述編程模塊還設置有一編程開關， 用于保護電能表編程操作的安全。所述的國網(wǎng)單相載波遠程費控智能電能表，其中，所述串口通信模塊為RS485通信模塊。本實用新型的有益效果本實用新型通過采用超大規(guī)模數(shù)字信號處理芯片、永久 保存信息的事件記錄模塊、RS485通訊和紅外通訊、大畫面寬溫液晶顯示等先進技術，使電 能表集眾多功能于一體，具有電能量計量、信息存儲及處理、實時監(jiān)測、信息交互等功能。
圖1是本實用新型中電能表的原理框圖；圖2是本實用新型中電能表的IXD顯示界面參考圖。
具體實施方式
為使本實用新型的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實施 例對本實用新型進一步詳細說明。如圖1所示，所述電能表包括電流采樣模塊、電壓采樣模塊、電能計量芯片、數(shù)字 信號處理芯片、存儲器、事件記錄模塊、大畫面寬溫液晶顯示模塊和通信模塊。還包括分別 設置在電流采樣模塊和電壓采樣模塊輸出端處的濾波器。所述事件記錄模塊用于記錄并永久保存電能表所有狀態(tài)信息；所述大畫面寬溫液 晶顯示模塊用于顯示電能表所有狀態(tài)信息；所述電壓采樣模塊和電流采樣模塊分別取樣單 相電線上的的電壓和電流信號，并分別經(jīng)過濾波器進行濾波處理后送入電能計量芯片。所述電壓采樣模塊和電流采樣模塊分別連接各種對應的濾波器，所述濾波器連接 所述電能計量芯片，所述電能計量芯片連接數(shù)字信號處理芯片，所述數(shù)字信號處理芯片連 接事件記錄模塊和大畫面寬溫液晶顯示模塊。所述電能表還包括通信模塊，所述通信模塊包括紅外通信模塊和串口通信模塊； 所述通信模塊用于電能表進行數(shù)據(jù)傳輸，廣播校時，抄表和管理。所述串口通信模塊為 RS485通信模塊。所述電能表還包括確保電能表安全可靠的傳輸數(shù)據(jù)的安全認證模塊；還包括清除 電表內(nèi)部存儲的數(shù)據(jù)的清零模塊；還包括一具有日歷、計時、閏年自動轉換功能的時鐘模 塊；還包括一用于修改電能表內(nèi)部程序的編程模塊；所述編程模塊還設置有一編程開關， 用于保護電能表編程操作的安全。所述時鐘模塊、清零模塊、安全認證模塊、編程模塊分別 連接至所述數(shù)字信號處理芯片。智能電能表的工作原理為，智能電能表工作時，電壓、電流經(jīng)采樣模塊轉換為采樣 信號并通過濾波處理后送入電能計量芯片，電能計量芯片將能量信號轉化為脈沖信號送到 數(shù)字信號處理芯片進行電量脈沖采集，電量累計和各項計算分析處理，其結果保存在存儲 器中；同時數(shù)字信號處理芯片完成紅外、485通訊、液晶顯示等功能處理。電能表帶有時鐘 電路，保證時鐘在標稱溫度下時鐘日誤差小于0. 5s/d。數(shù)據(jù)安全性上采用冗余設計，數(shù)據(jù)采 用多重備份，確保計量數(shù)據(jù)可靠。所述智能電能表的主要功能有計量功能、自動轉換費率和時段及電價方案、安全 認證、電力參數(shù)測量及監(jiān)測、事件記錄、計時功能、顯示功能、通訊功能、端口輸出、報警功 能、編程開關和編程密碼雙重防護措施。所述智能電能表具有計量功能，包括電量計量、電量凍結、清零。所述智能電能表的電量計量功能包括(1)具有正、反向有功電能計量功能，能存儲其數(shù)據(jù)，并可以據(jù)此設置組合有功；[0034](2)具有分時計量功能，有功電能量按相應的時段分別累計、存儲總、尖、峰、平、谷 電能量；(3)能存儲上12個月的總電能和各費率電能量；數(shù)據(jù)存儲分界時刻為月末M時， 或在每月1號至觀號內(nèi)的整點時刻。所述智能電能表的電量凍結功能，電量凍結可以凍結正向(反向)有功及尖、峰、 平、谷電量，具體分為以下幾種情況(1)定時凍結電表按照用戶約定的時間及間隔凍結電能量數(shù)據(jù)；每個凍結量保 存12次；(2)瞬時凍結在非正常情況下，凍結當前的日歷、時間、所有電能量和有功功率 的數(shù)據(jù)；瞬時凍結量保存最后3次的數(shù)據(jù)；(3)約定凍結在新老兩套費率/時段轉換、階梯電價轉換或電力公司認為有特殊 需要時，凍結轉換時刻的電能量以及其他重要數(shù)據(jù)，保存最后2次凍結數(shù)據(jù)；(4)日凍結存儲每天零點時刻的電能量，存儲60天的數(shù)據(jù)；(5)整點凍結存儲整點時刻或半點時刻的有功總電能和無功總電量以及凍結時 間，可存儲96個數(shù)據(jù)。凍結電量可通過用戶卡、檢查卡或其它通信接口抄出，便于進行用電量分析和線 損統(tǒng)計。所述智能電能表的清零功能，電能表只有在被授權及通過安全驗證的情況下能進 行電量清零操作，清除電表內(nèi)部存儲的電能量、凍結量、事件記錄等數(shù)據(jù)。永久記錄電能表 清零事件的發(fā)生時刻及清零時的電能量數(shù)據(jù)。所述智能電能表具有自動轉換費率和時段及電價方案功能(1)電表采用硬件時鐘電路，具有日歷、計時和閏年自動轉換功能；(2)日歷、時鐘和費率時段及電價方案均可通過RS485、紅外數(shù)據(jù)接口等進行設置 和調整，設置時需按下編程鍵，進入編程狀態(tài)；(3)具有兩套費率時段表，可在約定的時刻自動轉換；(4)每套費率表包括兩個時區(qū)，在一個自然日內(nèi)至少可編程設置4種費率和48個 時段，時段設置的最小時間間隔為15分鐘，時段可跨越零點設置；[0049](5)具有兩套電價方案，可在約定的時刻或達到約定的用電量水平時自動轉換。所述智能電能表具有安全認證的功能，對電能表進行參數(shù)設置命令操作時，需通 過嚴格的密碼驗證等安全認證，以確保數(shù)據(jù)傳輸安全可靠。所述智能電能表具有電力參數(shù)測量及監(jiān)控的功能，智能電表能測量、記錄、顯示 當前電壓、電流(包括零線電流)、有功功率、功率因數(shù)等運行參數(shù)。測量誤差(引用誤 差)士以內(nèi)。所述智能電能表具有事件記錄的功能，電量的事件記錄功能可以記錄對電表的編 程和清零操作以及電表運行狀態(tài)，具體分為以下幾種情況(1)永久記錄電能表清零事件的發(fā)生時刻及清零時的電能量數(shù)據(jù)；(2)記錄編程總次數(shù)，最近10次編程的時刻、操作者代碼、編程項的數(shù)據(jù)標識；(3)記錄校時總次數(shù)(不包含廣播校時)，最近10次校時的時刻、操作者代碼；(4)記錄掉電的總次數(shù)，最近10次掉電發(fā)生及結束的時刻；[0057](5)記錄開表蓋總次數(shù)，最近10次開表蓋事件的發(fā)生、結束時刻。事件記錄可通過 通信接口抄出，便于進行統(tǒng)計分析。所述智能電能表具有計時功能，采用內(nèi)置帶溫度補償?shù)挠布r鐘電路，具有日歷、 計時、閏年自動轉換功能；內(nèi)部時鐘端子輸出頻率為1Hz。電能表可接受的廣播校時范圍不 大于5min ；廣播校時無需編程鍵和通訊密碼配合；每天只允許校對一次，且應避免在電能 表執(zhí)行凍結或結算數(shù)據(jù)轉存操作前后5min內(nèi)進行。所述智能電能表具有顯示功能，該電能表采用大屏幕寬溫中文字符液晶顯示，具 有防紫外線功能，在正常使用情況下，LCD壽命大于10年。電能表具備自動循環(huán)和按鍵兩種顯示方式；自動循環(huán)顯示時間間隔可在5 20秒 內(nèi)設置；按鍵顯示時，LCD應啟動背光，帶電時無操作60s后自動關閉背光。停電顯示停電后，液晶顯示自動關閉；液晶顯示關閉后，可用按鍵或其他方式喚 醒液晶顯示；喚醒后如無操作，自動循環(huán)顯示一遍后關閉顯示；按鍵顯示操作結束30秒后 關閉顯不。所述智能電能表具有通訊功能，所述電能表包括通信模塊，所述通信包括包括紅 外通信模塊、載波通信模塊和RS485串口通信模塊，且每一個模塊都對應具有一個紅外通 信接口、一個載波通信接口、一個RS485通信接口。通信接口物理層彼此獨立，一種通信信 道的損壞不影響其它信道。電能表通過通信接口可以與手持終端、數(shù)據(jù)采集器、檢測設備、 計算機等進行數(shù)據(jù)傳輸、廣播對時設置、抄讀、編程、管理等。RS485通信接口和電能表內(nèi)部電路實現(xiàn)電氣隔離，有失效保護電路。調制式紅外通 信接口的缺省波特率為1200bps。RS485通信傳輸速率允許在1200bps、M00bps、4800bps、 9600bps中選擇，缺省設置為MOObps。通信接口通過電氣性能、抗干擾試驗。所述智能電能表具有端口輸出的功能，電能表具備與所計電能成正比的光脈沖測 試輸出和電脈沖測試輸出功能。電脈沖測試輸出為光隔離無源輸出，脈寬為80ms士20ms。 電能表具備秒時間信號輸出端子。所述智能電能表具有報警功能，當電表出現(xiàn)下列故障時，在循環(huán)顯示第一項顯示 報警代碼或報警提示，并且LCD背光燈持續(xù)點亮當電能表出現(xiàn)故障時，顯示出錯信息碼 (用Err-X X表示)。所述智能電能表具有編程開關和編程密碼雙重防護措施，以防止非授權人進行編 程操作。電能表僅在允許編程狀態(tài)才能進行編程操作，廣播校時和讀表操作不受編程開關 的控制。(1)編程開關a)編程開關采用按鍵式設計，且只有在打開封印后方能觸及到編程開關。b)在可編程狀態(tài)下，若240分鐘內(nèi)沒有任何操作，電能表將自動關閉編程狀態(tài)。(2)編程密碼 a)電能表需先通過編程密碼驗證才能執(zhí)行編程或其他特殊操作。b)密碼采用兩級管理，每一級密碼由6位阿拉伯數(shù)字組成；密碼權限等級不同，可 執(zhí)行的操作不同。c)具有高等級密碼權限的人員，可修改低等級密碼，并執(zhí)行低等級密碼的所有操 作。[0074]d)連續(xù)3次密碼輸入錯誤，電能表將自動關閉編程功能M小時。電能表采用IXD顯示，顯示內(nèi)容對應顯示代碼參見圖2的顯示界面參考圖和表1 的顯示說明。
權利要求1.一種國網(wǎng)單相載波遠程費控智能電能表，包括電壓采樣模塊、電流采樣模塊、電能計 量芯片、數(shù)字信號處理芯片，其特征在于，還包括記錄并永久保存電能表所有狀態(tài)信息的事件記錄模塊；能顯示電能表所有狀態(tài)信息的大畫面寬溫液晶顯示模塊；對電壓采樣模塊和電流采樣模塊采取的電壓和電流信號進行濾波處理的濾波器；所述電壓采樣模塊和電流采樣模塊分別連接各種對應的濾波器，所述濾波器連接所述 電能計量芯片，所述電能計量芯片連接數(shù)字信號處理芯片，所述數(shù)字信號處理芯片連接事 件記錄模塊和大畫面寬溫液晶顯示模塊。
2.根據(jù)權利要求1所述的國網(wǎng)單相載波遠程費控智能電能表，其特征在于，所述電能 表還包括通信模塊，所述通信模塊包括紅外通信模塊、載波通信模塊和串口通信模塊。
3.根據(jù)權利要求1所述的國網(wǎng)單相載波遠程費控智能電能表，其特征在于，所述電能 表還包括確保電能表安全可靠的傳輸數(shù)據(jù)的安全認證模塊，所述安全認證模塊連接所述數(shù) 字信號處理芯片。
4.根據(jù)權利要求1所述的國網(wǎng)單相載波遠程費控智能電能表，其特征在于，所述電能 表還包括清除電表內(nèi)部存儲的數(shù)據(jù)的清零模塊，所述清零模塊連接所述數(shù)字信號處理芯 片。
5.根據(jù)權利要求1所述的國網(wǎng)單相載波遠程費控智能電能表，其特征在于，所述電能 表還包括一具有日歷、計時、閏年自動轉換功能的時鐘模塊，所述時鐘模塊連接所述數(shù)字信 號處理芯片。
6.根據(jù)權利要求1所述的國網(wǎng)單相載波遠程費控智能電能表，其特征在于，所述電能 表還包括一用于修改電能表內(nèi)部程序的編程模塊，所述編程模塊連接所述數(shù)字信號處理芯 片。
7.根據(jù)權利要求6所述的國網(wǎng)單相載波遠程費控智能電能表，其特征在于，所述編程 模塊還設置有一編程開關。
8.根據(jù)權利要求2所述的國網(wǎng)單相載波遠程費控智能電能表，其特征在于，所述串口 通信模塊為RS485通信模塊。
專利摘要本實用新型公開了一種國網(wǎng)單相載波遠程費控智能電能表，其包括電壓采樣模塊、電流采樣模塊、電能計量芯片、數(shù)字信號處理芯片，其特征在于，還包括記錄并永久保存電能表所有狀態(tài)信息的事件記錄模塊；能顯示電能表所有狀態(tài)信息的大畫面寬溫液晶顯示模塊；對電壓采樣模塊和電流采樣模塊采取的電壓和電流信號進行濾波處理的濾波器。采用本實用新型可使現(xiàn)有的電能表具有電能量計量、信息存儲及處理、實時監(jiān)測、信息交互等功能。
文檔編號G01R11/02GK201886042SQ20102052571
公開日2011年6月29日 申請日期2010年9月9日 優(yōu)先權日2010年9月9日
發(fā)明者覃正雙, 陳賢澤 申請人:深圳市森暉電子有限公司