本發(fā)明屬于家用計量電表領(lǐng)域，涉及一種基于雙模通信的多功能小型智能電能表。

背景技術(shù)：

1、目前，傳統(tǒng)的智能電表設(shè)備，通常都包括電能測量單元、數(shù)據(jù)處理單元、顯示單元以及電源單元；少部分電表設(shè)計了雙模通信單元、控制與保護單元以及安全模塊，并且集成了全部模塊的電表外觀結(jié)構(gòu)尺寸通常設(shè)計為90*36*66mm，對于高密度環(huán)境，或者較小的安裝空間來說適用性仍需改進。

2、電表當中的通信單元需要與電能測量單元配合使用，測量單元主要包含計量芯片和微處理器，其中微處理器通過通信端口(常見為uart接口)與計量芯片進行通信，達到讀取芯片寄存器的數(shù)據(jù)的目的，使用者則可以使用相關(guān)手段與電表通信，獲取測量數(shù)據(jù)。常規(guī)方案中，電表計量數(shù)據(jù)的讀取有以下幾種方式：

3、1.直接讀?。喝鐐鹘y(tǒng)機械表的指針/滾輪、電子表的液晶屏顯示，此類方法操作簡單，不需要額外的工具輔助，且獲取的數(shù)據(jù)更為直觀，但存在高密度電表場景需要操作人員依次獲取電表數(shù)據(jù)，耗費時間更多，并且位于高空中的電表讀取難度也會大幅提升；

4、2.串口讀?。和ㄟ^rs485高速串口來獲取電表數(shù)據(jù)，此方法相比方法1更為復(fù)雜，rs485主要應(yīng)用于電表安裝后的維護工作，獲取電表數(shù)據(jù)只是其附帶價值；

5、3.遠程獲?。和ㄟ^物聯(lián)網(wǎng)平臺獲取，如安科瑞的adw300物聯(lián)網(wǎng)電表，數(shù)據(jù)可通過rs485通訊或lora、nb-iot、4g、wi-fi等無線方式自動上傳至能源物聯(lián)網(wǎng)平臺，用戶可以通過登錄相應(yīng)的平臺網(wǎng)站或app查看詳細的電能使用報告，此類方法獲取電表數(shù)據(jù)信息更為便捷，可一次性遠距離獲得大量設(shè)備信息，但對于存在故障的電表無法第一時間取得設(shè)備信息，并且斷網(wǎng)/電情況下，此方法無應(yīng)對手段，而且此類電表生產(chǎn)與維護成本較高；

6、4.手持設(shè)備讀取：通常此類設(shè)備采用藍牙或紅外的方式與電表進行通信，相比于方法3，通信距離更近，但成本更低，且在斷電的情況下，依靠電表內(nèi)部的電源模塊仍可正常工作。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種基于雙模通信的多功能小型智能電能表，將多種數(shù)據(jù)讀取方式集成在同一電表中，并設(shè)計多種電表功能，提升電表計量的準確性。

2、為達到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一種基于雙模通信的多功能小型智能電能表，包括模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、計量模塊、存儲模塊、顯示模塊、藍牙模塊、載波通信模塊和微處理器。其中，模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、計量模塊和微處理器依次連接；微處理器分別與存儲模塊、顯示模塊、載波通信模塊和藍牙模塊連接；藍牙模塊和計量模塊連接。所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、計量模塊、存儲模塊、藍牙模塊、載波通信模塊和微處理器均集成在一pcb板上。通過基于藍牙模塊與載波通信模塊的雙模通信，以適配不同場景下的數(shù)據(jù)獲取需求。

4、進一步的，所述的藍牙模塊采用ble5.2+2.4ghz私有協(xié)議。該藍牙模塊包括risccore、mcu、dma控制器、高速緩沖存儲器、usb、片上存儲器、時鐘源、系統(tǒng)時鐘、看門狗定時器、計數(shù)器/定時器模塊、外設(shè)接口、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、通用i/o以及電源管理模塊。此外，藍牙模塊還配置有板載高增益天線，該天線設(shè)置在pcb板的無遮擋區(qū)域，以提高藍牙模塊的傳輸距離。

5、進一步的，所述的載波通信模塊的頻率范圍為1mhz～30mhz，符合國網(wǎng)規(guī)定的寬帶載波頻率范圍。

6、進一步的，該電表還包括電源模塊，該電源模塊分別與模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、計量模塊、微處理器、存儲模塊、顯示模塊、藍牙模塊和載波通信模塊連接。

7、進一步的，集成的pcb板安裝于一殼體中，該殼體采用小型化尺寸設(shè)計，可達到82x36x50mm的尺寸，從而實現(xiàn)電表的小型化。

8、此外，該殼體設(shè)置有導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)，通過所述導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)可將電表固定于導(dǎo)軌上，以便于安裝和拆卸。

9、本發(fā)明的有益效果在于：

10、(1)本發(fā)明實現(xiàn)了智能電表的尺寸優(yōu)化，比常用導(dǎo)軌電表尺寸小30％；

11、(2)本發(fā)明集成了雙模通信(寬帶載波+藍牙通信)，并添加了數(shù)字顯示屏以及開放rs485接口，能夠滿足大部分場景下的電表數(shù)據(jù)獲取需求；且通過板載高增益天線提高了藍牙模塊傳輸距離；

12、(3)本發(fā)明通過集成多種功能，不僅僅滿足計量需求，更能夠有效促進能源的管理及應(yīng)用。

13、本發(fā)明的其他優(yōu)點、目標和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進行闡述，并且在某種程度上，基于對下文的考察研究對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見的，或者可以從本發(fā)明的實踐中得到教導(dǎo)。本發(fā)明的目標和其他優(yōu)點可以通過下面的說明書來實現(xiàn)和獲得。

技術(shù)特征：

1.一種基于雙模通信的多功能小型智能電能表，其特征在于：包括模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、計量模塊、存儲模塊、顯示模塊、藍牙模塊、載波通信模塊和微處理器；所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、計量模塊和微處理器依次連接；所述微處理器分別與所述存儲模塊、顯示模塊、載波通信模塊和藍牙模塊連接；所述藍牙模塊和計量模塊連接；所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、計量模塊、存儲模塊、藍牙模塊、載波通信模塊和微處理器均集成在一pcb板上。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能小型智能電能表，其特征在于：所述藍牙模塊采用ble5.2+2.4ghz私有協(xié)議；所述載波通信模塊的頻率范圍為1mhz～30mhz。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多功能小型智能電能表，其特征在于：所述藍牙模塊包括risc?core、mcu、dma控制器、高速緩沖存儲器、usb、片上存儲器、時鐘源、系統(tǒng)時鐘、看門狗定時器、計數(shù)器/定時器模塊、外設(shè)接口、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、通用i/o以及電源管理模塊。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能小型智能電能表，其特征在于：所述藍牙模塊配置有板載高增益天線，該天線配置在所述pcb板的無遮擋區(qū)域，以提高藍牙模塊的傳輸距離。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能小型智能電能表，其特征在于：還包括電源模塊，該電源模塊分別與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、計量模塊、微處理器、存儲模塊、顯示模塊、藍牙模塊和載波通信模塊連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能小型智能電能表，其特征在于：集成的所述pcb板安裝于一殼體中，該殼體設(shè)置有導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)，通過所述導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)將電表安裝于導(dǎo)軌上。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種基于雙模通信的多功能小型智能電能表，屬于家用計量電表領(lǐng)域。該電表包括模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、計量模塊、存儲模塊、顯示模塊、藍牙模塊、載波通信模塊和微處理器。其中，所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、計量模塊、存儲模塊、藍牙模塊、載波通信模塊和微處理器均集成在一PCB板上；在該PCB板上設(shè)置有藍牙模塊的板載高增益天線，且天線配置在PCB板的無遮擋區(qū)域，以提高藍牙模塊的傳輸距離。本發(fā)明集成了雙模通信，并添加數(shù)字顯示屏以及開放RS485接口，能夠滿足大部分場景下的電表數(shù)據(jù)獲取需求。

技術(shù)研發(fā)人員：練晶杰,王忠杰,敖榮思,董鎮(zhèn)銘,王秋實,段佳鑫
受保護的技術(shù)使用者：澋芯微電子（重慶）有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/28