[发明专利]一种家庭用电管理智能仪表

说明书

技术领域

本发明涉及一种实现多路电能计量和管理功能的智能仪表，在电能计量的基础上结合电能管理，可以对家庭的每路用电情况进行计量、记录、储存、分析、并提供给用户和控制中心进行用电管理、用电需求，实现节能和节约电费目的。

背景技术

日前国家电网公司公布了今后10年智能电网的建设规划，到2020年我国将基本建成智能电网。

智能电网作为下一代电网的发展模式，在全球范围内已获得广泛关注，对于建立智能电网来改进电能分配和节约电能的需求不断增大。智能电网包含从发电、调度、输电、变电、配电和用电各个环节，智能电表属于智能用电的环节，承载了重要的应用功能。

2009年10月，国家电网公司公布了智能电表新标准。新老对比，新标准对电表在计量、费控、通信、功耗、电子线路布线等技术指标要求均有了大幅提高，诸多先前对MCU附加功能由可选变成了必选项，更高的计算能力(DMIPS)以满足智能电表的高性能要求；更大的存储容量顺应复杂的数据处理需求；更多的I/O如SPI、I2C、智能卡、UART以及RTC等应对增加的周边器件支持能力。

本发明的特点是在于符合智能电表新的标准，并在此基础上增加对多路用电线路计量(智能电表只对总线路计量)功能，增加多路用电的显示功能，能将用户用电信息详细告知用户、向控制端发送用电需求；增加家庭用电的高效管理功能，实现节能和节约电费目的。广泛用于智能电网、峰谷用电、阶梯用电等场合。

发明内容

针对现在对用电管理的要求及市场相应产品的空缺，本发明的目的在于：设计一种对家庭各路用电线路用电信息进行采集，分析家庭用电状况，将用电信息发送至控制中心，实现节电和节约电费管理的智能仪表，仪表可对自身功耗计量。

本发明基本原理如图1所示，市电从线路接口模块A接入，并由模块A分成多路分别给照明、空调、电视、冰箱、洗衣机、厨房等设备供电。电能计量模块B包括(1)模拟开关，(2)电压周期检测电路，(3)单片机，(4)电能计量芯片，(5)串口芯片。单片机根据电压周期检测电路的信号，在一个周期开始时控制电能计量芯片对其中一路用电线路计量，在计量特定周期后通过模拟开关迅速切换至下一家用电线路计量，且每路计量相同周期数，在计量完最后一路时又迅速切换至第一路计量，如此循环，则每路用电量近似周期电量乘上计量线路总数。同时，单片机实时监测来自通信芯片的信号，在收到信息处理模块D要求发送数据的命令时，将计量数据发送给信息处理模块D。电源模块C包括变压器、(6)低压差线性稳压器和(8)降压DC/DC，为各部分电路供电。线性稳压器为电能计量模块B供电，以降低电源噪声，提高计量精度，降压DC/DC为信息处理和管理模块供电，以降低功耗，节约电能。信息处理和管理模块D包括(7)光耦芯片、(9)串口芯片、(10)实时时钟、(11)微处理器、(12)LCD屏、(13)内存、(14)FLASH、(15)网络接口。光耦芯片实现电能计量模块B与信息处理模块D之间的电气隔离通信，微处理器通过串口芯片向电能计量模块B发送命令或是从电能计量模块B接收每路用电信息，并分析，存储相应数据到FALSH，数据分析包括各用电线路时平均用电量，日平均用电量，日平均用电时间，月平均用电时间，月平均用电量等等，处理器将这些信息通过网络接口发送至控制终端，通过LCD屏将信息告之用户，用户可以根据这些信息调整家用电分配、向控制中心发送用电需求，实现节电等等。

一种家庭用电管理智能仪表，其对家庭用电信息进行管理。所述的用电信息为电压有效值、电流有效值、电压频率、有功功率、无功功率、功率因素等。所述的信息管理是对上述信息求时、日、周、月年分布，并对信息进行存储、显示、向控制中心发送用电需求。

该用电管理智能仪表具备：

信息采集电路，采集家庭各用电线路(照明、空调、电视、冰箱洗衣机、厨房等)的实时信息。

信息处理电路，分析信息采集电路采集的实时信息，并存储、显示、向控制中心发送用电需求。

根据权利要求1所述的家庭用电管理智能仪表，其特征在于：

所述的信息采集电路采用单芯片循环扫描计量方式实现对家庭各用电线路(照明、空调、电视、冰箱、洗衣机、厨房等)的实时信息。

根据权利要求1所述的家庭用电管理智能仪表，其特征在于：

所述的信息采集电路包括电压周期检测电路、模拟开关、电能计量芯片、单片机、通信芯片等。

根据权利要求1所述的家庭用电管理智能仪表，其特征在于：