專利名稱：一種單相遠(yuǎn)程費(fèi)控電能表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電能表，尤其涉及一種單相遠(yuǎn)程費(fèi)控電能表。
背景技術(shù)：
目前的電能表，主控MCU芯片通常不帶有IXD驅(qū)動(dòng)模塊(液晶屏驅(qū)動(dòng)電睡)和內(nèi)部RTC模塊(實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路)，因此需要外加IXD驅(qū)動(dòng)芯片來驅(qū)動(dòng)液晶顯示屏，需要外加RTC芯片來產(chǎn)生秒信號(hào)，還需要專用的計(jì)量芯片和電網(wǎng)相連，采集電網(wǎng)的電壓、電流信號(hào)并進(jìn)行計(jì)量，再送主控MCU芯片處理，因此存在MCU芯片的外圍連接器件多、電路復(fù)雜、成本高及可靠性差等問題。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型主要解決原有電能表電路元器件多、電路復(fù)雜、成本較高及可靠性較差的技術(shù)問題；提供一種單相遠(yuǎn)程費(fèi)控電能表，其電路元器件少、電路簡單，也降低成本，提
高可靠性。本實(shí)用新型的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的:本實(shí)用新型包括內(nèi)置LCD驅(qū)動(dòng)模塊、時(shí)鐘模塊和計(jì)量模塊的微處理單元及和微處理單元相連的液晶顯示屏、按鍵單元、ESAM嵌入式安全存取控制單元、報(bào)警及背光和開閘指示單元、繼電器控制電路、載波通訊單元、測溫單元、EEPROM存儲(chǔ)單元以及為單相遠(yuǎn)程費(fèi)控電能表提供工作電壓的電源單元，液晶顯示屏和微處理單元的內(nèi)置IXD驅(qū)動(dòng)模塊相連，電網(wǎng)的電壓、電流信號(hào)經(jīng)AD前端處理單元和微處理單元的計(jì)量模塊相連。微處理單元內(nèi)置的時(shí)鐘模塊輸出秒脈沖信號(hào)。電網(wǎng)的電壓、電流信號(hào)通過AD前端處理`單元接到微處理單元的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊接口，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，并通過內(nèi)部程序的計(jì)算實(shí)現(xiàn)電能計(jì)量及電參數(shù)測量，并輸送給微處理單元，微處理單元進(jìn)行分析和計(jì)算，將所得數(shù)據(jù)送液晶顯示屏顯示，同時(shí)由內(nèi)置計(jì)量模塊將電能計(jì)量脈沖通過I/O 口輸出。繼電器控制電路和用戶供電進(jìn)線相連，按鍵單元進(jìn)行工作狀態(tài)設(shè)定，液晶顯示屏顯示工作狀態(tài)及所計(jì)電量和計(jì)費(fèi)信息等。ESAM嵌入式安全存取控制單元是一個(gè)將一張具有操作系統(tǒng)的CPU卡封裝在一個(gè)模塊中的安全存取單元，通過它完成電能表的數(shù)據(jù)的加密解密、雙向身份認(rèn)證、訪問權(quán)限控制、通信線路保護(hù)、臨時(shí)密鑰導(dǎo)出、數(shù)據(jù)文件存儲(chǔ)等多種功能，是電能表收費(fèi)系統(tǒng)應(yīng)用的中心部件。通過測溫單元實(shí)現(xiàn)晶振的溫度補(bǔ)償。載波通訊單元和遠(yuǎn)端的電能采集器或管理主機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程通訊，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程抄表。微處理單元可以發(fā)出信號(hào)控制繼電器控制電路，控制連接在用戶供電進(jìn)線上的繼電器的通斷，從而可以控制用戶的通斷電，如費(fèi)用不夠，會(huì)自動(dòng)切斷用戶供電等。本技術(shù)方案無需LCD驅(qū)動(dòng)電路、時(shí)鐘電路及計(jì)量電路，所用電路元器件少，大大簡化電路連接，既降低成本，又提聞可罪性。作為優(yōu)選，所述的單相遠(yuǎn)程費(fèi)控電能表包括RS485通訊單元，所述的微處理單元經(jīng)光耦隔離電路和RS485通訊單元相連。還能通過RS485通訊單元和遠(yuǎn)端的電能采集器或管理主機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程通訊，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程抄表，通訊方式多樣，使用方便。[0006]作為優(yōu)選，所述的單相遠(yuǎn)程費(fèi)控電能表包括紅外通訊單元，紅外通訊單元和所述的微處理單元相連。紅外通訊單元和手持抄表機(jī)進(jìn)行通訊，可實(shí)現(xiàn)上門手持抄表。使本技術(shù)方案既能遠(yuǎn)程抄表又能本地抄表，抄表方式多樣，使用靈活。作為優(yōu)選，所述的單相遠(yuǎn)程費(fèi)控電能表包括備用電池，所述的電源單元既和市電相連又和備用電池相連。電源單元從電網(wǎng)直接取電，在電網(wǎng)掉電時(shí)能自動(dòng)切換，由備用電池給電源單元供電，以維持電能表的不簡斷工作，實(shí)現(xiàn)正常計(jì)量。作為優(yōu)選，所述的單相遠(yuǎn)程費(fèi)控電能表包括電源電壓檢測單元，所述的電源單元、備用電池分別和電源電壓檢測單元的輸入端相連，電源電壓檢測單元的輸出端和所述的微處理單元相連。當(dāng)電源電壓檢測單元檢測到電源單元送過來的電壓或備用電池電壓不足以供給電能表正常工作時(shí)，其輸出的信號(hào)給微處理單元，由微處理單元啟動(dòng)報(bào)警設(shè)備進(jìn)行本地報(bào)警或遠(yuǎn)程報(bào)警，便于相關(guān)人員及時(shí)作出處理，以確保電能表的正常工作。作為優(yōu)選，所述的微處理單元采用MSP430F6736單片機(jī)。采用MSP430F6736單片機(jī)，能省去外接LCD驅(qū)動(dòng)芯片、RTC實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片及計(jì)量芯片，簡化電路，成本低，可靠性高。本實(shí)用新型的有益效果是:電路元器件少、電路簡單，成本較低，提高可靠性，既能遠(yuǎn)程抄表又能本地抄表，抄表通訊方式多樣，可靈活選擇，使用方便。

圖1是本實(shí)用新型的一種電路原理連接結(jié)構(gòu)框圖。圖中1.微處理單元，2.液晶顯示屏，3.按鍵單元，4.ESAM嵌入式安全存取控制單元，5.報(bào)警及背光和開閘指示單元，6.繼電器控制電路，7.載波通訊單元，8.測溫單元，
9.EEPROM存儲(chǔ)單元，10.電源單元，11.AD前端處理單元，12.RS485通訊單元，13.光耦隔離電路，14.紅外通訊單元，15.備用電池，16.市電，17.電源電壓檢測單元。
具體實(shí)施方式
下面通過實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明。實(shí)施例:本實(shí)施例的一種單相遠(yuǎn)程費(fèi)控電能表，如圖1所示，包括內(nèi)置IXD驅(qū)動(dòng)模塊、時(shí)鐘模塊和計(jì)量模塊的微處理單元I及和微處理單元I相連的液晶顯示屏2、按鍵單元
3、ESAM嵌入式安全存取控制單元4、報(bào)警及背光和開閘指示單元5、繼電器控制電路6、載波通訊單元7、測溫單元8、EEPROM存儲(chǔ)單元9、RS485通訊單元12、紅外通訊單元14、電源電壓檢測單元17以及為單相遠(yuǎn)程費(fèi)控電能表提供工作電壓的電源單元10和備用電池15，液晶顯示屏2和微處理單元I的內(nèi)置LCD驅(qū)動(dòng)模塊相連，電網(wǎng)的電壓、電流信號(hào)經(jīng)AD前端處理單元11和微處理單元I的計(jì)量模塊中的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊接口相連，微處理單元內(nèi)置的計(jì)量模塊輸出電能計(jì)量脈沖信號(hào)，微處理單元內(nèi)置的時(shí)鐘模塊輸出秒脈沖信號(hào)，微處理單元I經(jīng)光耦隔離電路13和RS485通訊單元12相連。電源單元10既和市電16相連又和備用電池15相連，電源電壓檢測單元17的輸入端分別和電源單元10、備用電池15相連，電源電壓檢測單元17的輸出端和微處理單元I相連。本實(shí)施例中，微處理單元I采用MSP430F6736單片機(jī)。MSP430F6736單片機(jī)內(nèi)部集成了 3路獨(dú)立的二階Σ-Λ架構(gòu)的24位ADC，可同時(shí)采樣一路電壓和兩路電流，從而計(jì)算出功率、有效值、功率因數(shù)和頻率等電參數(shù)，省去了專用的電能計(jì)量芯片；MSP430F6736單片機(jī)內(nèi)部還集成了 RTC時(shí)鐘模塊，無需外部的時(shí)鐘芯片，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)對(duì)晶振的溫度補(bǔ)償，滿足國網(wǎng)對(duì)電能表的計(jì)時(shí)功能要求。此外，MSP430F6736單片機(jī)內(nèi)部集成了 LCD驅(qū)動(dòng)模塊，無需外加LCD驅(qū)動(dòng)芯片，簡化電路，使電路連接更便捷。繼電器控制電路和用戶供電進(jìn)線相連，按鍵單元進(jìn)行工作狀態(tài)設(shè)定，液晶顯示屏顯示工作狀態(tài)及所計(jì)電量和計(jì)費(fèi)信息等。電網(wǎng)的電壓、電流信號(hào)通過AD前端處理單元接到微處理單元的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊接口，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，并通過內(nèi)部程序的計(jì)算實(shí)現(xiàn)電能計(jì)量及電參數(shù)測量，并輸送給微處理單元，微處理單元進(jìn)行分析和計(jì)算，將所得數(shù)據(jù)送液晶顯示屏顯示。紅外通訊單元和手持抄表機(jī)進(jìn)行通訊，實(shí)現(xiàn)上門手持抄表?？梢愿鶕?jù)需要選擇使用RS485通訊單元和載波通訊單元中的一種與遠(yuǎn)端的電能采集器或管理主機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程通訊，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程抄表，使用更加方便和靈活。電源電壓檢測單元檢測電源單元送過來的電壓或備用電池電壓，當(dāng)測到的電壓不足以供給電能表正常工作時(shí)，其輸出信號(hào)給微處理單元，由微處理單元啟動(dòng)報(bào)警設(shè)備進(jìn)行本地報(bào)警或遠(yuǎn)程報(bào)警，便于相關(guān)人員及時(shí)作出處理，以確保電能表的正常工作。正常情況下，電源單元從電網(wǎng)直接取電，在電網(wǎng)掉電時(shí)能進(jìn)行自動(dòng)切換，由備用電池給電源單元供電，以維持電能表的不簡斷工作，實(shí)現(xiàn)正常計(jì)量，同時(shí)確保電網(wǎng)掉電時(shí)微處理單元及EEPROM存儲(chǔ)單元中的數(shù)據(jù)得以保存。本實(shí)用新型簡化電路，降低成本，提聞可罪 性。
權(quán)利要求1.一種單相遠(yuǎn)程費(fèi)控電能表，其特征在于包括內(nèi)置IXD驅(qū)動(dòng)模塊、時(shí)鐘模塊和計(jì)量模塊的微處理單元(1)及和微處理單元(1)相連的液晶顯示屏(2)、按鍵單元(3)、ESAM嵌入式安全存取控制單元(4)、報(bào)警及背光和開閘指示單元(5)、繼電器控制電路(6)、載波通訊單元(7)、測溫單元(8)、EEPROM存儲(chǔ)單元(9)以及為單相遠(yuǎn)程費(fèi)控電能表提供工作電壓的電源單元(10)，液晶顯示屏(2)和微處理單元(1)的內(nèi)置IXD驅(qū)動(dòng)模塊相連，電網(wǎng)的電壓、電流信號(hào)經(jīng)AD前端處理單元(11)和微處理單元1)的計(jì)量模塊相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單相遠(yuǎn)程費(fèi)控電能表，其特征在于包括RS485通訊單元(12)，所述的微處理單元(I)經(jīng)光耦隔離電路(13)和RS485通訊單元(12)相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單相遠(yuǎn)程費(fèi)控電能表，其特征在于包括紅外通訊單元(14)，紅外通訊單元(14)和所述的微處理單元(I)相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種單相遠(yuǎn)程費(fèi)控電能表，其特征在于包括備用電池(15)，所述的電源單元(10)既和市電(16)相連又和備用電池(15)相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種單相遠(yuǎn)程費(fèi)控電能表，其特征在于包括電源電壓檢測單元(17)，所述的電源單元(10)、備用電池(15)分別和電源電壓檢測單元(17)的輸入端相連，電源電壓檢測單元(17)的輸出端和所述的微處理單元(I)相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種單相遠(yuǎn)程費(fèi)控電能表，其特征在于所述的微處理單元(I)采用MSP43 0F6736單片機(jī)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種單相遠(yuǎn)程費(fèi)控電能表，包括內(nèi)置LCD驅(qū)動(dòng)模塊、時(shí)鐘模塊和計(jì)量模塊的微處理單元及和微處理單元相連的液晶顯示屏、按鍵單元、ESAM嵌入式安全存取控制單元、報(bào)警及背光和開閘指示單元、繼電器控制電路、載波通訊單元、測溫單元、EEPROM存儲(chǔ)單元以及為單相遠(yuǎn)程費(fèi)控電能表提供工作電壓的電源單元，液晶顯示屏和微處理單元的內(nèi)置LCD驅(qū)動(dòng)模塊相連，電網(wǎng)的電壓、電流信號(hào)經(jīng)AD前端處理單元和微處理單元的計(jì)量模塊相連。本實(shí)用新型所用電路元器件少、電路簡單，成本較低，提高可靠性，抄表通訊方式多樣，可靈活選擇，使用方便。
文檔編號(hào)G01R22/10GK203101508SQ201320080800
公開日2013年7月31日 申請(qǐng)日期2013年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月22日
發(fā)明者趙振東, 張其華, 劉圣連, 虞振興 申請(qǐng)人:利爾達(dá)科技有限公司