[发明专利]单相本地费控载波智能电能表

说明书

技术领域

本发明涉及一种单相本地费控载波智能电能表。

技术背景

近几年来，国家电网公司积极推行“坚强智能电网”的建设，智能电表作为智能电网的核心设备，必将随着智能电网部署的增长，呈现迅速增长势头。

09年，国家电网公司在“计量、抄表和收费标准化建设研究”项目成果的基础上，按照统一坚强智能电网建设的总体要求，结合国内外计量、通信技术现状以及公司系统生产、经营、管理对电能表的基本要求，国家电网公司组织编制了智能电能表系列标准。

发明内容

为适应国家电网公司的智能电能表系列标准，本发明提供了一种安全性高，成本低廉的单相本地费控载波智能电能表。

单相本地费控载波智能电能表，包括采集电流信号的电流采样电路和采集电压信号的电压采样电路，所述的电流信号和电压信号输入计量芯片，所述的计量芯片内设有对电流信号和电压信号进行AD采样得到电流值和电压值的采样模块，和将电压值和电流值相乘得到功率值的硬件乘法器，以及将功率值以脉冲的形式输出的脉冲输出模块；

所述的计量芯片获得的电压值、电流值和反向电量通过SPI接口输入能将计量芯片输出的脉冲转换为电量的微控制单元(MCU，Micro Control Unit)中，所述的微控制单元的输入端分别与载波通信单元、显示模块、存储模块和控制模块连接；

所述的控制模块包括能够利用IC卡和IC卡通信电路对微控制单元内的数据进行设置和更改的IC卡单元，和当用户预存电费小于拉合闸阈值时跳闸、预存电费大于拉合闸阈值时合闸的跳闸断电单元，以及对信息安全加密的嵌入式安全控制模块(ESAM，Embedded Secure Access Module)；所述的IC卡单元的输出端与所述的微控制单元的输入端连接，所述的跳闸断电单元的输入端与所述的微控制单元的输出端连接；

所述的电能表还包括为计量芯片和微控制单元供电的主电源，为IC卡单元供电的副电源，以及为微控制单元提供时钟信号的时钟电路。

进一步，所述的微控制单元还与红外通信单元和485通信单元连接；所述的显示模块包括显示各种电量、电压、电流、时间、通讯地址和表号的LCD显示单元和显示有功脉冲，拉闸和报警信息的LED指示单元；

所述的存储模块包括EEPROM存储单元；所有单元的输入端分别与微控制单元的输出端连接；

所述的副电源与所述的485通信单元连接。

本发明的技术构思是：利用电流采样电路采集电流信号，利用电压采样电路采集电压信号，经过8209计量芯片的计算，计量芯片对信号进行AD采样，得到电压值和电流值，同时通过计量芯片内的硬件乘法器，将电压和电流相乘得到功率，并以脉冲的形式将功率输出，脉冲的快慢表示了功率的大小；计算芯片将相关的电压、电流、反向电量、功率、等信号通过SPI线传输到MCU上，进行处理；正向电量情况下，电压的波形与电流的波形应该是相同的，而反向电量情况下，电压与电流的波形相反了，正向电量和反向电量计量芯片能自行测到。MCU将需要显示的数据通过显示模块显示出来；同时通过载波电路对电能表进行通信；拉合闸模块则可以对用户的用电进行控制。IC卡模块则可以利用IC卡和IC卡通信电路对MCU里的数据进行设置和更改。

另外，本发明中还设置了红外通信单元和485通信单元，电能表可以通过红外通信单元和485通信单元进行通信。

该电路板采用了超大规模数字信号处理芯片、永久保存信息的存贮器、全隔离标准RS485通讯接口、红外通讯和载波通信、大画面宽温液晶显示和信息安全加密ESAM模块等先进技术。该电路板集众多功能于一体，具有电能量计量、信息存储及处理、实时监测、自动控制、信息交互等功能，可有效地杜绝欠费行为，从而顺应了电力部门有效及时地对用户进行现代化科学管理的要求。

本发明具有能够适应国家电网公司的智能电能表系列标准，安全性高，成本低廉的优点。

附图说明

图1为本发明的原理框图。

具体实施方式

参照附图，进一步说明本发明：

单相本地费控载波智能电能表，包括采集电流信号的电流采样电路1和采集电压信号的电压采样电路2，所述的电流信号和电压信号输入计量芯片3，所述的计量芯片3内设有对电流信号和电压信号进行AD采样得到电流值和电压值的采样模块，和将电压值和电流值相乘得到功率值的硬件乘法器，以及将功率值以脉冲的形式输出的脉冲输出模块；