專利名稱：遠(yuǎn)程載波單相費(fèi)控智能電能表的制作方法
遠(yuǎn)程載波單相費(fèi)控智能電能表技術(shù)領(lǐng)域
本技術(shù)方案屬于電力計(jì)量裝置，具體是一種遠(yuǎn)程載波單相費(fèi)控智能電能表。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，由于使用場(chǎng)合的局限，例如城市、農(nóng)村或工廠企業(yè)等，抄表人員的工作量很大，而且，也不便于控制。另外由于應(yīng)用場(chǎng)合的情況不同，對(duì)電能表的穩(wěn)定、可靠性有比較高的要求。發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本技術(shù)方案提出一種新的遠(yuǎn)程載波單相費(fèi)控智能電能表，具體如下:
一種遠(yuǎn)程載波單相費(fèi)控智能電能表，包括微處理器、電能表計(jì)量單元、電壓采樣單元、電流采樣單元和電源電路；所述電壓采樣單元和電流采樣單元的信號(hào)輸出端連接電能表計(jì)量單元的信號(hào)輸入端；電能表計(jì)量單元的數(shù)據(jù)輸出端連接微處理器的數(shù)據(jù)輸入端；
所述微處理器的輸出端連接有IXD顯不模塊、繼電器控制輸出接口、秒信號(hào)輸出接口、電能脈沖輸出接口 ；微處理器的控制輸入端連接有按鍵；微處理器還連接有時(shí)鐘電路、存儲(chǔ)器、紅外通訊電路、串行通信電路和載波通信電路；
所述電源電路的電源輸入端連接有蓄電池，電源電路的電源輸出端分別連接電能表計(jì)量單元的電源輸入端、微處理器的電源輸入端和串行通信電路的電源輸入端。
所述電能表計(jì)量單元是電能表計(jì)量芯片ADE7755。
所述電壓采樣單元是分壓電阻網(wǎng)絡(luò)。
所述電流采樣單元采用錳銅電阻作為采樣電阻。
本電能表的原理是，被測(cè)交流電壓和電流經(jīng)過高精度采樣后送到專用電能計(jì)量芯片經(jīng)過一系列數(shù)字處理后，轉(zhuǎn)換成與有功功率成正比的脈沖頻率信號(hào)送給微處理器，微處理器將脈沖信號(hào)依據(jù)時(shí)段費(fèi)率進(jìn)行分時(shí)累加，得到總電量和各費(fèi)率電量，結(jié)果保存到數(shù)據(jù)存貯器中。微處理器同時(shí)完成顯示和與外部(紅外通訊、485串行通訊、載波通信、電能脈沖輸出、秒信號(hào)輸出、繼電器控制和按鍵輸入)進(jìn)行信息交換的功能，其原理框圖如圖1所示。
本技術(shù)方案具有獨(dú)立的紅外、RS485和載波通訊電路,支持遠(yuǎn)程費(fèi)控功能；該表具有高可靠、高精度、長(zhǎng)壽命等優(yōu)點(diǎn)。它適應(yīng)電壓范圍寬，且整機(jī)出廠后無(wú)須調(diào)整。


圖1是本技術(shù)方案的原理框圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式
對(duì)本技術(shù)方案進(jìn)一步說明如下:
參考圖1，一種遠(yuǎn)程載波單相費(fèi)控智能電能表，包括微處理器、電能表計(jì)量單元、電壓采樣單元、電流采樣單元和電源電路；所述電壓采樣單元和電流采樣單元的信號(hào)輸出端連接電能表計(jì)量單元的信號(hào)輸入端；電能表計(jì)量單元的數(shù)據(jù)輸出端連接微處理器的數(shù)據(jù)輸入端；所述微處理器的輸出端連接有LCD顯示模塊、繼電器控制輸出接口、秒信號(hào)輸出接口、電能脈沖輸出接口 ；微處理器的控制輸入端連接有按鍵；微處理器還連接有時(shí)鐘電路、存儲(chǔ)器、紅外通訊電路和串行通信電路；所述電源電路的電源輸入端連接有蓄電池，電源電路的電源輸出端分別連接電能表計(jì)量單元的電源輸入端、微處理器的電源輸入端和串行通信電路的電源輸入端。
本例中，所述電能表計(jì)量單元是電能表計(jì)量芯片ADE7755。所述電壓采樣單元是分壓電阻網(wǎng)絡(luò)。所述電流采樣單元采用錳銅電阻作為采樣電阻。載波通信電路可選配不同廠家的載波模塊，本例中選用的是KQ-100E型電力載波通信模塊，該載波通信模塊可以直接與微處理之間通過數(shù)字信號(hào)通信。
本電能表借助現(xiàn)有成熟的電路模塊電路和微處理器的控制/運(yùn)算功能可以滿足現(xiàn)有遠(yuǎn)程電能表的功能和性能要求。通過對(duì)微處理器的編程，本例的電能表的主要功能如下:
1、計(jì)量功能
a)具有正向有功電能、反向有功電能計(jì)量功能，能存儲(chǔ)其數(shù)據(jù)，并可以據(jù)此設(shè)置組合有功。
b)具有分時(shí)計(jì)量功能，有功電能量按相應(yīng)的時(shí)段分別累計(jì)、存儲(chǔ)總、尖、峰、平、谷電能量。
c)可存儲(chǔ)上12個(gè)月的總電能和各費(fèi)率電能量；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分界時(shí)刻為月末24時(shí)，或在每月I號(hào)至28號(hào)內(nèi)的整點(diǎn)時(shí)刻。
2、費(fèi)控功能
遠(yuǎn)程方式通過載波或RS485虛擬介質(zhì)和遠(yuǎn)程售電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。
2.1、遠(yuǎn)程費(fèi)控電能表
電費(fèi)計(jì)算在遠(yuǎn)程售電系統(tǒng)中完成，表內(nèi)不存儲(chǔ)、顯示與電費(fèi)、電價(jià)相關(guān)信息。電能表接收遠(yuǎn)程售電系統(tǒng)下發(fā)的拉閘、允許合閘、ESAM數(shù)據(jù)抄讀指令時(shí)，需通過嚴(yán)格的密碼驗(yàn)證及安全認(rèn)證。
可通過虛擬介質(zhì)對(duì)電能表內(nèi)的用電參數(shù)進(jìn)行設(shè)置；
2.2、安全認(rèn)證加密要求
通過固態(tài)介質(zhì)或虛擬介質(zhì)對(duì)電能表進(jìn)行參數(shù)設(shè)置、預(yù)存電費(fèi)、信息返寫和下發(fā)遠(yuǎn)程控制命令操作時(shí)，需通過嚴(yán)格的密碼驗(yàn)證或ESAM模塊等安全認(rèn)證，以確保數(shù)據(jù)傳輸安全可靠。ESAM模塊的加密算法應(yīng)符合國(guó)家密碼管理的有關(guān)政策，使用SMl算法。
3、事件記錄
a)永久記錄電能表清零事件的發(fā)生時(shí)刻及清零時(shí)的電能量數(shù)據(jù)。
b)記錄編程總次數(shù)，最近10次編程的時(shí)刻、操作者代碼、編程項(xiàng)的數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)。采用
c)記錄校時(shí)總次數(shù)(不包含廣播校時(shí))，最近10次校時(shí)的時(shí)刻、操作者代碼。
d)記錄掉電的總次數(shù)，最近10次掉電發(fā)生及結(jié)束的時(shí)刻。
e)記錄最近10次遠(yuǎn)程控制拉閘和最近10次遠(yuǎn)程控制合閘事件，記錄拉、合閘事件發(fā)生時(shí)刻和電能量等數(shù)據(jù)。
f)記錄開表蓋總次數(shù)，最近10次開表蓋事件的發(fā)生、結(jié)束時(shí)刻。
4、費(fèi)率、時(shí)段及電價(jià)方案
具有兩套費(fèi)率時(shí)段表，可在約定的時(shí)刻自動(dòng)轉(zhuǎn)換；每套費(fèi)率至少支持4個(gè)費(fèi)率。
具有日歷、時(shí)鐘，全年應(yīng)至少可設(shè)置2個(gè)時(shí)區(qū)，在24h內(nèi)至少可以任意編程8個(gè)時(shí)段；時(shí)段的最小間隔為15min ;時(shí)段可跨越零點(diǎn)設(shè)置。
具有兩套電價(jià)方案，可在約定的時(shí)刻或達(dá)到約定的用電量水平時(shí)自動(dòng)轉(zhuǎn)換。
支持通過紅外、RS485通信接口修改費(fèi)率表、時(shí)段表及電價(jià)方案，有防止非授權(quán)人操作的安全措施。
5、顯示功能
a)電能表能顯示以下信息:
I)當(dāng)月和上月月度累計(jì)用電量；
2)各費(fèi)率累計(jì)電能量示值和總累計(jì)電能量示值；
3)當(dāng)前時(shí)間；
4)報(bào)警代碼或提示；
5)通信狀態(tài)提示；
6)電能表的表號(hào)。
b)電量顯示單位為千瓦時(shí)(kWh),顯示位數(shù)為8位,含2位小數(shù)。
c)IXD背光喚醒方式，包括按鍵喚醒、紅外喚醒(任意紅外設(shè)備均可喚醒)、等方式；在正常使用情況下，IXD壽`命不小于10年。
d)停電時(shí)可通過按鍵喚醒顯示(背光燈可不點(diǎn)亮)；喚醒后如無(wú)操作，LCD在自動(dòng)顯示一個(gè)循環(huán)后應(yīng)自動(dòng)關(guān)閉；按鍵顯示操作結(jié)束30秒后自動(dòng)關(guān)閉顯示。
e)指示燈:_脈沖指示燈:紅色，平時(shí)滅，計(jì)量有功電能時(shí)閃爍；
-報(bào)警指示燈:紅色，正常時(shí)滅，報(bào)警時(shí)常亮。
-跳閘指示燈:黃色，負(fù)荷開關(guān)分?jǐn)鄷r(shí)亮，平時(shí)滅。
6、凍結(jié)功能
定時(shí)凍結(jié):按照約定的時(shí)間及間隔凍結(jié)電能量數(shù)據(jù)；每個(gè)凍結(jié)量至少保存12次。
瞬時(shí)凍結(jié):在非正常情況下，凍結(jié)當(dāng)前的日歷、時(shí)間、所有電能量和重要測(cè)量量的數(shù)據(jù)；瞬時(shí)凍結(jié)量應(yīng)保存最后3次的數(shù)據(jù)。
約定凍結(jié):在新老兩套費(fèi)率/時(shí)段轉(zhuǎn)換、階梯電價(jià)轉(zhuǎn)換或電力公司認(rèn)為有特殊需要時(shí)，凍結(jié)轉(zhuǎn)換時(shí)刻的電能量以及其他重要數(shù)據(jù)，保存最后2次凍結(jié)數(shù)據(jù)。
日凍結(jié):存儲(chǔ)每天零點(diǎn)時(shí)刻的電能量，應(yīng)可存儲(chǔ)兩個(gè)月的數(shù)據(jù)。
整點(diǎn)凍結(jié):存儲(chǔ)整點(diǎn)時(shí)刻或半點(diǎn)時(shí)刻的有功總電能，應(yīng)可存儲(chǔ)96個(gè)數(shù)據(jù)。
凍結(jié)內(nèi)容及對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)應(yīng)符合DL/T 645-2007及其備案文件要求。
7、計(jì)時(shí)功能
采用具有溫度補(bǔ)償功能的內(nèi)置硬件時(shí)鐘電路，具有日歷、計(jì)時(shí)、閏年自動(dòng)轉(zhuǎn)換功能；內(nèi)部時(shí)鐘端子輸出頻率為1Hz。在25 +60°C溫度范圍內(nèi)，時(shí)鐘準(zhǔn)確度< ±ls/d;在參比溫度(230C )下，時(shí)鐘準(zhǔn)確度彡±0.5s/d。
電能表可接受的廣播校時(shí)范圍不得大于5min ;廣播校時(shí)無(wú)需編程鍵和通訊密碼配合；每日允許校時(shí)次數(shù)可根據(jù)要求進(jìn)行設(shè)置(缺省為每日只允許校時(shí)一次)，且應(yīng)避免在電能表執(zhí)行凍結(jié)或結(jié)算數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存操作前后5min內(nèi)進(jìn)行。
權(quán)利要求
1.一種遠(yuǎn)程載波單相費(fèi)控智能電能表，其特征是包括微處理器、電能表計(jì)量單元、電壓采樣單元、電流采樣單元和電源電路；所述電壓采樣單元和電流采樣單元的信號(hào)輸出端連接電能表計(jì)量單元的信號(hào)輸入端；電能表計(jì)量單元的數(shù)據(jù)輸出端連接微處理器的數(shù)據(jù)輸入端; 所述微處理器的輸出端連接有LCD顯示模塊、繼電器控制輸出接口、秒信號(hào)輸出接口、電能脈沖輸出接口 ；微處理器的控制輸入端連接有按鍵；微處理器還連接有時(shí)鐘電路、存儲(chǔ)器、紅外通訊電路、串行通信電路和載波通信電路； 所述電源電路的電源輸入端連接有蓄電池，電源電路的電源輸出端分別連接電能表計(jì)量單元的電源輸入端、微處理器的電源輸入端和串行通信電路的電源輸入端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)程載波單相費(fèi)控智能電能表，其特征是所述電能表計(jì)量單元是電能表計(jì)量芯片ADE7755。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)程載波單相費(fèi)控智能電能表，其特征是所述電壓采樣單元是分壓電阻網(wǎng)絡(luò)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)程載波單相費(fèi)控智能電能表，其特征是所述電流采樣單元采用錳銅電阻作為采樣電阻。
全文摘要
一種遠(yuǎn)程單相費(fèi)控智能電能表，包括微處理器、電能表計(jì)量單元、電壓采樣單元、電流采樣單元和電源電路；所述電壓采樣單元和電流采樣單元的信號(hào)輸出端連接電能表計(jì)量單元的信號(hào)輸入端；電能表計(jì)量單元的數(shù)據(jù)輸出端連接微處理器的數(shù)據(jù)輸入端；所述微處理器的輸出端連接有LCD顯示模塊、繼電器控制輸出接口、秒信號(hào)輸出接口、電能脈沖輸出接口；微處理器的控制輸入端連接有按鍵；微處理器還連接有時(shí)鐘電路、存儲(chǔ)器、紅外通訊電路和串行通信電路；所述電源電路的電源輸入端連接有蓄電池，電源電路的電源輸出端分別連接電能表計(jì)量單元的電源輸入端、微處理器的電源輸入端和串行通信電路的電源輸入端。本技術(shù)方案具有獨(dú)立的紅外和RS485通訊接口，支持遠(yuǎn)程費(fèi)控功能。
文檔編號(hào)G01R22/10GK103149432SQ20111039969
公開日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2011年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月6日
發(fā)明者丁喬樂, 吳軍, 林江濤, 徐翔 申請(qǐng)人:江蘇盛德電子儀表有限公司