可以使用低成本的分流器或互感器測(cè)量電流，使用分壓電阻或電壓互感器測(cè)量電壓。所述用電信息采集單元的電壓測(cè)量采用分壓電阻來(lái)實(shí)現(xiàn)，如圖4所示，電網(wǎng)220V的高壓依次經(jīng)過(guò)分壓電阻R3-R8分壓，在電阻R9兩側(cè)得到毫伏級(jí)的低壓交流小信號(hào)，將該信號(hào)送入CS5463芯片的電壓采集通道VIN-和VIN+。用電信息采集單元的電流測(cè)量使用錳銅電阻來(lái)實(shí)現(xiàn)，如圖4所示，電網(wǎng)大電流經(jīng)過(guò)錳銅電阻R10，在電阻RlO兩側(cè)得到的mV級(jí)的低壓小信號(hào)，將該信號(hào)送入CS5463芯片的前端電電流采集通道IIN-和IIN+。如圖5所示，所述CS5463芯片的電壓通道和電流通道以及外圍電路將交流小信號(hào)發(fā)送至所述CS5463芯片內(nèi)部，且為了使得兩個(gè)通道的輸入信號(hào)在一定電壓范圍內(nèi)可控，還可在所述電壓和電流通道設(shè)置保護(hù)二極管。并且所述電流通道處還可設(shè)置有濾波電感和壓敏電阻，以增強(qiáng)兩個(gè)通道之間的抗干擾能力和保證數(shù)據(jù)采集的精準(zhǔn)性。
[0055]可以理解的是，為了方便用戶對(duì)所述負(fù)載的工作狀態(tài)進(jìn)行控制，本申請(qǐng)上述實(shí)施例中的電能計(jì)量系統(tǒng)還可以包括一無(wú)線遙控設(shè)備，所述無(wú)線遙控設(shè)備用于向所述無(wú)線通信單元發(fā)送控制信號(hào)，可以理解的是，所述無(wú)線遙控設(shè)備可以為直接通過(guò)紅外信號(hào)向所述無(wú)線通信單元發(fā)送控制信號(hào)的控制設(shè)備，當(dāng)然也可以為通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和所述家庭網(wǎng)關(guān)向所述無(wú)線通信單元發(fā)送控制信號(hào)的移動(dòng)終端設(shè)備。
[0056]可以理解的是，為了方便用戶查看每月負(fù)載設(shè)備的運(yùn)行規(guī)律，以合理安排作息時(shí)間，本申請(qǐng)上述實(shí)施例中的所述電能計(jì)量系統(tǒng)中，所述微控制器在獲取到所述負(fù)載的用電信息后的工作過(guò)程還可以包括:依據(jù)所述負(fù)載的用電信息獲取并存儲(chǔ)負(fù)載的運(yùn)行狀態(tài)，以及依據(jù)時(shí)鐘信號(hào)存儲(chǔ)負(fù)載當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)所對(duì)應(yīng)的時(shí)間信息，其中負(fù)載當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)對(duì)應(yīng)的時(shí)間信息可以包括:當(dāng)前狀態(tài)的啟動(dòng)時(shí)間，以及當(dāng)前狀態(tài)的運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)度等信息。
[0057]可以理解的是，所述為了節(jié)約資源、提高電源的轉(zhuǎn)換效率、降低模塊的總體功耗，所述電能計(jì)量系統(tǒng)的電源可以采用NCP1015非隔離方案進(jìn)行設(shè)計(jì)。其中所述電能計(jì)量系統(tǒng)的電源可以包括串聯(lián)的第一電源電路和第二電源電路，所述第一電源電路和第二電源電路均采用開(kāi)關(guān)電源方案進(jìn)行設(shè)計(jì)，所述第一電源電路的輸入端與電網(wǎng)相連輸出端與所述用電信息采集單元的中的計(jì)量芯片相連，所述第一電源電路可采用NCP1015非隔離方案設(shè)置，其可采用動(dòng)態(tài)自供電(DSS)技術(shù)，因此NCP1015芯片的工作電壓可直接由漏極吸取，因此相較于傳統(tǒng)的技術(shù)方案省去了輔助線圈，簡(jiǎn)化了電路，減少了變壓器所占的體積，同時(shí)也降低了生產(chǎn)成本，所述第一電源電路的輸出電壓可以根據(jù)用戶需求自行設(shè)定，例如所述第一電源電路的輸出電壓可以為5VDC，即所述第一電源電路為220VAC-5VDC的轉(zhuǎn)換電路，所述第二電源電路用于向所述計(jì)量芯片和所述微控制器提供工作電壓，其可以為5VDC-3V3DC的電壓轉(zhuǎn)換電路，該第二電源電路的核心器件可采用TI公司的DC/DC開(kāi)關(guān)電源芯片TPS5401，相較于常規(guī)的降壓LDO而言，轉(zhuǎn)換效率高。所述第一電源電路的電路原理圖可以為圖6所示，所述第二電源電路的電路原理圖可以為圖7所示。
[0058]為了進(jìn)一步保證設(shè)備的安全性，減少電能計(jì)量系統(tǒng)對(duì)負(fù)載主控板的影響、保證負(fù)載設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性、增強(qiáng)設(shè)備的抗干擾性和安全性，本申請(qǐng)上述實(shí)施例中所述微控制器與所述負(fù)載主控板之間可使用隔離的通信接口，例如可以為SPI接口或UART接口。
[0059]本說(shuō)明書(shū)中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說(shuō)明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見(jiàn)即可。
[0060]對(duì)所公開(kāi)的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開(kāi)的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種電能計(jì)量系統(tǒng)，其特征在于，包括: 微控制器、負(fù)載主控板、無(wú)線通信單元以及家庭網(wǎng)關(guān)； 所述微控制器分別與所述負(fù)載主控板和無(wú)線通信單元相連，用于獲取并存儲(chǔ)與所述負(fù)載主控板所匹配的負(fù)載的用電信息、獲取所述無(wú)線通信單元發(fā)送的控制指令，依據(jù)所述控制指令通過(guò)所述控制命令所匹配的負(fù)載主控板控制負(fù)載的工作狀態(tài)； 所述家庭網(wǎng)關(guān)，用于依據(jù)獲取到的用戶發(fā)送的控制信號(hào)，生成并通過(guò)所述無(wú)線通信單元向所述微控制器發(fā)送控制指令。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電能計(jì)量系統(tǒng)，其特征在于，所述微控制器包括: 解析單元，用于對(duì)獲取到的控制指令進(jìn)行解析，獲取所述控制指令所述對(duì)應(yīng)的負(fù)載主控板的地址信息和開(kāi)關(guān)量信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電能計(jì)量系統(tǒng)，其特征在于，所述用電信息包括: 負(fù)載的電壓、電流、功率、功率因數(shù)和電量信息。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電能計(jì)量系統(tǒng)，其特征在于，所述微控制器包括: 計(jì)算單元，用于依據(jù)獲取到的負(fù)載的用電信息計(jì)算并存儲(chǔ)預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)負(fù)載的平均功率和平均用電量。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電能計(jì)量系統(tǒng)，其特征在于，所述微控制器還包括: 加密器，用于采用預(yù)設(shè)方式對(duì)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電能計(jì)量系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 輸入端與電網(wǎng)相連、輸出端與所述微控制器相連的掉電檢測(cè)電路，用于當(dāng)電網(wǎng)斷電時(shí)，向所述微控制器發(fā)送掉電信號(hào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電能計(jì)量系統(tǒng)，其特征在于，所述微控制器還包括: 閃存器，用于當(dāng)獲取到掉電信號(hào)時(shí)存儲(chǔ)當(dāng)前獲取到的用電信息。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電能計(jì)量系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 與所述微控制器相連的用電信息采集單元，用于采集并存儲(chǔ)用戶總的用電信息。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電能計(jì)量系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 無(wú)線遙控設(shè)備，用于向所述無(wú)線通信單元發(fā)送控制信號(hào)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電能計(jì)量系統(tǒng)，其特征在于，所述微控制器在獲取到所述負(fù)載的用電信息后的工作過(guò)程還包括: 依據(jù)所述負(fù)載的用電信息確定并存儲(chǔ)用電負(fù)載的運(yùn)行狀態(tài)和當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)所對(duì)應(yīng)的時(shí)間信息。
【專利摘要】本申請(qǐng)公開(kāi)了一種電能計(jì)量系統(tǒng)，包括微控制器、負(fù)載主控板和無(wú)線通信單元以及家庭網(wǎng)關(guān)，所述微控制器與所述負(fù)載主控板和無(wú)線通信單元相連，用于獲取并存儲(chǔ)與所述負(fù)載主控板所匹配的負(fù)載的用電信息、獲取所述無(wú)線通信單元發(fā)送的控制指令，依據(jù)所述控制指令通過(guò)所述控制命令所匹配的負(fù)載主控板控制負(fù)載的工作狀態(tài)；所述家庭網(wǎng)關(guān)，用于依據(jù)獲取到的用戶發(fā)送的控制信號(hào)，生成并通過(guò)所述無(wú)線通信單元向所述微控制器發(fā)送與所述控制信號(hào)相匹配的控制指令。因此用戶可以依據(jù)所述微控制器中所存儲(chǔ)的負(fù)載設(shè)備的用電信息獲取在一段時(shí)間內(nèi)每個(gè)負(fù)載設(shè)備的詳細(xì)用電數(shù)據(jù)。
【IPC分類】G01R22-00
【公開(kāi)號(hào)】CN104730333
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510098234
【發(fā)明人】佟大力, 李海忠, 姚國(guó)風(fēng), 李天杰, 唐新忠
【申請(qǐng)人】國(guó)家電網(wǎng)公司, 北京國(guó)電通網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有限公司, 北京中電飛華通信股份有限公司
【公開(kāi)日】2015年6月24日
【申請(qǐng)日】2015年3月5日