專利名稱：一種新型電能量脈沖采集器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電能量脈沖采集器。
背景技術(shù)：
目前，市場(chǎng)上的電能量脈沖采集器種類很多，但這些產(chǎn)品普遍存在抗干擾能力差、 脈沖采集不準(zhǔn)確等問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種抗干擾能力強(qiáng)、電能量脈沖采集準(zhǔn)確的新型電能量脈沖采集器。
一種新型電能量脈沖采集器，其中包括處理器、一個(gè)及一個(gè)以上脈沖采集接 口單元；脈沖采集接口單元包括輸入濾波電路、光電耦合器、輸出信號(hào)處理電路，其 中，輸入濾波電路的信號(hào)輸入端用于連接接收電能量脈沖信號(hào)，輸入濾波電路的信號(hào)輸 出端連接光電耦合器的信號(hào)輸入端，光電耦合器的信號(hào)輸出端連接輸出信號(hào)處理電路的 信號(hào)輸入端，輸出信號(hào)處理電路的信號(hào)輸出端連接處理器的脈沖采集信號(hào)輸入端。
所述的新型電能量脈沖采集器，其中脈沖采集接口單元中的輸入濾波電路包 括第一電容、第一電阻，第一電容、第一電阻的第一端均連接于光電耦合器的用于接收 電能量脈沖信號(hào)的輸入端正極，第一電容、第一電阻的第二端均接地；光電耦合器的輸 入端負(fù)極通過限流電阻接地；輸出信號(hào)處理電路包括第二電容以及第三、第四電阻，第 三電阻的第一端用于連接上拉電源，第三電阻的第二端連接光電耦合器的輸出端正極， 第二電容、第四電阻的第一端均連接光電耦合器的輸出端正極，第二電容、第四電阻的 第二端接地，光電耦合器的輸出端負(fù)極接地。
所述的新型電能量脈沖采集器，其中所述輸出信號(hào)處理電路還包括發(fā)光二極 管、第五電阻，發(fā)光二極管與第五電阻構(gòu)成的串聯(lián)電路用于連接在電源和光電耦合器的 輸出端正極之間。
所述的新型電能量脈沖采集器，其中所述的新型電能量脈沖采集器還包括 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元的數(shù)據(jù)輸入輸出接口連接所述處理器的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)輸入輸出端。
所述的新型電能量脈沖采集器，其中所述的新型電能量脈沖采集器還包括通 信單元，通信單元連接所述處理器的通信接口。
所述的新型電能量脈沖采集器，其中所述的通信單元包括485通信接口電 路，485通信接口電路連接所述處理器的485通信接口。
所述的新型電能量脈沖采集器，其中所述的通信單元包括紅外通信接口電 路，紅外通信接口電路連接所述處理器的紅外通信接口。
所述的新型電能量脈沖采集器，其中所述的通信單元包括載波通信接口電 路，載波通信接口電路連接所述處理器的載波通信接口。
所述的新型電能量脈沖采集器，其中所述的新型電能量脈沖采集器還包括掉 電檢測(cè)單元，掉電檢測(cè)單元的電源端用于連接供電電源，掉電檢測(cè)單元的控制端連接所述處理器的掉電保護(hù)控制信號(hào)輸入端。
所述的新型電能量脈沖采集器，其中所述的處理器采用32位的ARM7微處理 器 LPC2138。
本發(fā)明采用上述技術(shù)方案后將達(dá)到如下的技術(shù)效果本發(fā)明的新型電能量脈沖采集器，其中的脈沖采集接口單元，通過光耦，使采集的 脈沖信號(hào)與處理器不共地，提高抗干擾能力，此外，輸入濾波電路對(duì)采集的電能量脈沖 信號(hào)進(jìn)行濾波處理，輸出信號(hào)處理電路對(duì)光耦輸出的信號(hào)進(jìn)一步進(jìn)行處理，提高輸入處 理器的脈沖采集信號(hào)的準(zhǔn)確性；進(jìn)一步地，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元將輸入處理器的采集信號(hào)以及 處理器的處理信號(hào)進(jìn)行存儲(chǔ)；通信單元可將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)的信息與其它設(shè)備進(jìn)行通 信傳輸；掉電檢測(cè)單元可在供電電源電壓低時(shí)，使處理器將有關(guān)數(shù)據(jù)保存到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單 元，防止數(shù)據(jù)丟失。


圖1為本發(fā)明的一種新型電能量脈沖采集器的結(jié)構(gòu)框圖； 圖2為圖1所示電能量脈沖采集器中脈沖采集接口單元的電路原理圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的一種新型電能量脈沖采集器，如圖所示包括處理器、脈沖采集接口單 元、通信單元、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元、掉電檢測(cè)單元，其中，通信單元可采用485通信接口電 路、紅外通信接口電路、載波通信接口電路中的其中一種或兩種以上，脈沖采集接口單 元的信號(hào)輸出端連接處理器的脈沖采集信號(hào)輸入端，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元的數(shù)據(jù)輸入輸出接口 連接所述處理器的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)輸入輸出端，掉電檢測(cè)單元的電源端用于連接供電電源，掉 電檢測(cè)單元的控制端連接所述處理器的掉電保護(hù)控制信號(hào)輸入端。485通信接口電路、紅 外通信接口電路、載波通信接口電路的通信連接端口分別連接處理器的485通信接口、 紅外通信接口、載波通信接口。
脈沖采集接口單元包括一個(gè)及一個(gè)以上脈沖采集接口單元。脈沖采集接口單元 包括輸入濾波電路、光電耦合器U1、輸出信號(hào)處理電路，其中，輸入濾波電路的信號(hào)輸 入端用于連接接收電能量脈沖信號(hào)，輸入濾波電路的信號(hào)輸出端連接光電耦合器的信號(hào) 輸入端，光電耦合器的信號(hào)輸出端連接輸出信號(hào)處理電路的信號(hào)輸入端，輸出信號(hào)處理 電路的信號(hào)輸出端連接處理器的脈沖采集信號(hào)輸入端。
本實(shí)施例中，脈沖采集接口單元包括十六個(gè)脈沖采集接口單元，各脈沖采集接 口單元電路相同，如圖2所示，所述輸入濾波電路包括第一電容Cl、第一電阻R1，第一 電容Cl、第一電阻Rl的第一端均連接于光電耦合器Ul的用于接收電能量脈沖信號(hào)的輸 入端正極，第一電容Cl、第一電阻Rl的第二端均接地；光電耦合器Ul的輸入端負(fù)極 通過限流電阻R2接地；輸出信號(hào)處理電路包括第二電容C2以及第三電阻R3、第四電阻 R5，第三電阻R3的第一端用于連接+3.3伏上拉電源，第三電阻R3的第二端連接光電耦 合器Ul的輸出端正極，第二電容C2、第四電阻R5的第一端均連接光電耦合器Ul的輸出 端正極，第二電容C2、第四電阻R5的第二端接地，光電耦合器Ul的輸出端負(fù)極接地。 所述輸出信號(hào)處理電路還包括發(fā)光二極管LED、第五電阻R4，發(fā)光二極管LED與第五電 阻R4構(gòu)成的串聯(lián)電路用于連接在+3.3伏電源和光電耦合器Ul的輸出端正極之間。
光電耦合器Ul起隔離的作用，使輸入的電能量脈沖信號(hào)側(cè)與處理器不共地，提高抗干擾能力，圖1中的pulseO為脈沖輸入信號(hào)，第一電容Cl和第一電阻Rl起濾波作 用。限流電阻R2對(duì)輸入光電耦合器Ul的脈沖信號(hào)起限流作用。第三電阻R3為光耦Ul 的上拉電阻，第二電容C2和第四電阻R5用于光耦Ul輸出的脈沖信號(hào)濾波，發(fā)光二極管 LED當(dāng)光耦Ul輸出脈沖信號(hào)時(shí)點(diǎn)亮，起脈沖顯示的作用。第五電阻R4起限流作用，用 于限制發(fā)光二極管LED的電流。光電耦合器Ul輸出端正極P0.25與處理器的脈沖采集 信號(hào)輸入端相連，向處理器輸送采集處理后的電能量脈沖。脈沖采集接口單元電路的特 點(diǎn)就是抗干擾能力強(qiáng)，從而保證了電能量脈沖采集的準(zhǔn)確性。
處理器是本發(fā)明新型電能量脈沖采集器的核心，其控制著485通信、紅外通 信、載波通信、脈沖采集、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和掉電檢測(cè)。電能量脈沖從各脈沖采集接口單元處 理后送入處理器進(jìn)而保存在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元。當(dāng)處理器接收到從485通信接口電路、紅 外通信接口電路或載波通信接電路傳來的信息后就讀取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元的相應(yīng)信息并從對(duì) 應(yīng)的通信接口發(fā)送出去，從而實(shí)現(xiàn)通信功能。掉電檢測(cè)單元用于檢測(cè)交流供電電源的 電壓，當(dāng)交流供電電壓低時(shí)，驅(qū)動(dòng)處理器將有關(guān)數(shù)據(jù)保持到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，當(dāng)交流電正 常時(shí)，驅(qū)動(dòng)處理器從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元讀出數(shù)據(jù)，恢復(fù)相關(guān)數(shù)據(jù)，從而保證處理器的正常工 作。
本實(shí)施例中，所述的處理器采用32位的ARM7微處理器LPC2138，是高性能價(jià) 格比的嵌入式處理器。光電耦合器Ul采用NEC2501 ；所述485通信接口電路、紅外通 信接口電路、載波通信接口電路均為現(xiàn)有成熟技術(shù)，這里不再贅述工作原理。紅外通信 接口、485通信接口、載波通信接口用于讀取或設(shè)置相關(guān)數(shù)據(jù)，16路電能量脈沖采集接 口單元用于采集電能量脈沖。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元用于存儲(chǔ)相關(guān)數(shù)據(jù)，防止掉電時(shí)丟失數(shù)據(jù)。 掉電檢測(cè)單元用于檢測(cè)交流電源的電壓，為處理器處理掉電數(shù)據(jù)提供依據(jù)。
本發(fā)明的有益效果是高性能價(jià)格比的嵌入式處理器LPC2138發(fā)揮了其性能強(qiáng) 勁、外設(shè)豐富的特點(diǎn)，尤其是對(duì)16路電能量脈沖采集接口單元快速性的要求提供了完美 支持。脈沖采集接口單元的硬件電路采取了光耦隔離和輸入信號(hào)濾波、輸出信號(hào)再次 濾波的措施，確保了本發(fā)明脈沖采集器具有了抗干擾能力強(qiáng)、電能量脈沖采集準(zhǔn)確的特 點(diǎn)ο權(quán)利要求
1.一種新型電能量脈沖采集器，其特征在于包括處理器、一個(gè)及一個(gè)以上脈沖采 集接口單元；脈沖采集接口單元包括輸入濾波電路、光電耦合器、輸出信號(hào)處理電路， 其中，輸入濾波電路的信號(hào)輸入端用于連接接收電能量脈沖信號(hào)，輸入濾波電路的信號(hào) 輸出端連接光電耦合器的信號(hào)輸入端，光電耦合器的信號(hào)輸出端連接輸出信號(hào)處理電路 的信號(hào)輸入端，輸出信號(hào)處理電路的信號(hào)輸出端連接處理器的脈沖采集信號(hào)輸入端。
2.如權(quán)利要求1所述的新型電能量脈沖采集器，其特征在于脈沖采集接口單元 中的輸入濾波電路包括第一電容、第一電阻，第一電容、第一電阻的第一端均連接于光 電耦合器的用于接收電能量脈沖信號(hào)的輸入端正極，第一電容、第一電阻的第二端均接 地；光電耦合器的輸入端負(fù)極通過限流電阻接地；輸出信號(hào)處理電路包括第二電容以及 第三、第四電阻，第三電阻的第一端用于連接上拉電源，第三電阻的第二端連接光電耦 合器的輸出端正極，第二電容、第四電阻的第一端均連接光電耦合器的輸出端正極，第 二電容、第四電阻的第二端接地，光電耦合器的輸出端負(fù)極接地。
3.如權(quán)利要求2所述的新型電能量脈沖采集器，其特征在于所述輸出信號(hào)處理電 路還包括發(fā)光二極管、第五電阻，發(fā)光二極管與第五電阻構(gòu)成的串聯(lián)電路用于連接在電 源和光電耦合器的輸出端正極之間。
4.如權(quán)利要求1或2或3所述的新型電能量脈沖采集器，其特征在于所述的新型電 能量脈沖采集器還包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元的數(shù)據(jù)輸入輸出接口連接所述處理 器的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)輸入輸出端。
5.如權(quán)利要求4所述的新型電能量脈沖采集器，其特征在于所述的新型電能量脈 沖采集器還包括通訊單元，通訊單元連接所述處理器的通訊接口。
6.如權(quán)利要求5所述的新型電能量脈沖采集器，其特征在于所述的通訊單元包括 485通訊接口電路，485通訊接口電路連接所述處理器的485通訊接口。
7.如權(quán)利要求5所述的新型電能量脈沖采集器，其特征在于所述的通訊單元包括 紅外通訊接口電路，紅外通訊接口電路連接所述處理器的紅外通訊接口。
8.如權(quán)利要求5所述的新型電能量脈沖采集器，其特征在于所述的通訊單元包括 載波通訊接口電路，載波通訊接口電路連接所述處理器的載波通訊接口。
9.如權(quán)利要求1或2或3所述的新型電能量脈沖采集器，其特征在于所述的新型電 能量脈沖采集器還包括掉電檢測(cè)單元，掉電檢測(cè)單元的電源端用于連接供電電源，掉電 檢測(cè)單元的控制端連接所述處理器的掉電保護(hù)控制信號(hào)輸入端。
10.如權(quán)利要求1或2或3所述的新型電能量脈沖采集器，其特征在于所述的處理 器采用32位的ARM7微處理器LPC2138。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種新型電能量脈沖采集器，包括處理器、一個(gè)及一個(gè)以上脈沖采集接口模塊；脈沖采集接口模塊包括輸入濾波電路、光電耦合器、輸出信號(hào)處理電路，其中，輸入濾波電路的信號(hào)輸入端用于連接接收電能量脈沖信號(hào)，輸入濾波電路的信號(hào)輸出端連接光電耦合器的信號(hào)輸入端，光電耦合器的信號(hào)輸出端連接輸出信號(hào)處理電路的信號(hào)輸入端，輸出信號(hào)處理電路的信號(hào)輸出端連接處理器的脈沖采集信號(hào)輸入端。其中的脈沖采集接口模塊，通過光耦使采集的脈沖信號(hào)與處理器不共地，提高抗干擾能力，此外，輸入濾波電路對(duì)采集的電能量脈沖信號(hào)進(jìn)行濾波處理，輸出信號(hào)處理電路對(duì)光耦輸出的信號(hào)進(jìn)一步進(jìn)行處理，提高輸入處理器的脈沖采集信號(hào)的準(zhǔn)確性。
文檔編號(hào)G01R22/00GK102024321SQ20101058957
公開日2011年4月20日 申請(qǐng)日期2010年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月15日
發(fā)明者萬(wàn)飛, 吳德葆, 孫超亮, 楊玲, 石順立, 趙會(huì)萍, 馬永武 申請(qǐng)人:河南省電力公司許昌供電公司