專利名稱：單相載波電能表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電能表，尤其涉及一種單相載波電能表。
技術(shù)背景目前國內(nèi)電表安裝位置比較高，常被鎖在表箱內(nèi)，用戶需要爬梯子或打開表箱才 能刷卡購電和查看用電情況，這樣給用戶帶來了很多不便。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于，針對(duì)上述缺點(diǎn)，提供一種基于載波、紅外和RS485通訊的 單相載波電能表。本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，所述的單相載波電能表，包括主控MCU、電能計(jì) 量電路、載波通訊模塊、工作電源、LCD顯示屏、脈沖及工作指示輸出電路、安全認(rèn)證模組以 及紅外和RS485通訊接口，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為在主控MCU外部相應(yīng)的功能引腳上連接有電能計(jì) 量電路、載波通訊模塊、LCD顯示屏、脈沖及工作指示輸出電路、安全認(rèn)證模組以及紅外和 RS485通訊接口。本實(shí)用新型的目的還可通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，所述的單相載波電能表，其特 點(diǎn)為包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部分，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部分連接在主控MCU外部相應(yīng)的功能引腳上。所述的單 相載波電能表，其特點(diǎn)為所述的安全認(rèn)證模組采用國密SM1的ESAM模塊或CPU卡。所述的 單相載波電能表，其特點(diǎn)為所述的安全認(rèn)證模組采用國密SM1的ESAM模塊和CPU卡。本實(shí)用新型與原有的電能表相比具有如下優(yōu)勢(shì)本實(shí)用新型的單相載波電能表能 應(yīng)用于遠(yuǎn)程集中抄表系統(tǒng)，作為系統(tǒng)的低端設(shè)備，實(shí)現(xiàn)單個(gè)用戶的電能計(jì)量、電量數(shù)據(jù)電力 線載波通訊的功能。該表可靠性、性能穩(wěn)定、通信能力好。1)采用ESAM加密模塊保證用戶信息和購電數(shù)據(jù)安全。2)采用電力線載波通信，不用架設(shè)其它線路，方便可靠。還具備紅外、RS485接口 進(jìn)行抄表和參數(shù)設(shè)置。3)本實(shí)用新型采用專用大規(guī)模集成電路計(jì)量額定頻率為50Hz的單相交流有功電 能；并利用低壓電力線作為通信信道，把用電量數(shù)據(jù)以電力線載波方式上傳，提供給遠(yuǎn)程集 中抄表系統(tǒng)。4)電子計(jì)數(shù)部分采用ADE7755，有功電能計(jì)量精確，長期工作不須調(diào)校。5)反向電量累計(jì)到正向，不單獨(dú)計(jì)量。6)實(shí)現(xiàn)集中抄表。7)能擴(kuò)頻方式進(jìn)行電力線載波通訊通訊范圍——整個(gè)配變臺(tái)區(qū)。8)數(shù)據(jù)傳輸準(zhǔn)確、可靠、通訊能力強(qiáng)。9)具有開蓋檢測(cè)功能，記錄最后三次的開蓋的時(shí)間和總開關(guān)次數(shù)。
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圖1為本實(shí)用新型的電路原理框圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明如圖1所示，本實(shí)用新型所述的單相載波電能表，它包括主控MCU、電能計(jì)量電路、 載波通訊模塊、工作電源、LCD顯示屏、脈沖及工作指示輸出電路、安全認(rèn)證模組以及紅外和 RS485通訊接口，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為在主控MCU外部相應(yīng)的功能引腳上連接有電能計(jì)量電路、載 波通訊模塊、LCD顯示屏、脈沖及工作指示輸出電路、安全認(rèn)證模組以及紅外和RS485通訊 接口。在主控MCU外部相應(yīng)的功能引腳上還可連接有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部分。具體各部件模塊及功能如下1)主控MCU 采用現(xiàn)有市售產(chǎn)品，完成DLT645的協(xié)議解析、電能累計(jì)、時(shí)段、費(fèi)率等 用電信息累計(jì)和計(jì)算，并檢測(cè)各模塊的工作，并能通過LCD顯示。2)電能計(jì)量電路采用CS5464單相電能計(jì)量芯片，計(jì)算正反向有功、正反向無功， 測(cè)量輸入的電壓、火線、零線電流，即電流采樣、電壓采樣、零線電流采樣。實(shí)現(xiàn)方法如下通過電阻分壓網(wǎng)絡(luò)、分流片和電流互感器分別對(duì)電壓信號(hào)和電流信號(hào)采樣，送到 電能計(jì)量芯片，在計(jì)量芯片內(nèi)部經(jīng)過濾波、差分放大、A/D轉(zhuǎn)換和乘法器電路進(jìn)行乘法運(yùn)算， 完成被計(jì)量電能的瞬時(shí)功率測(cè)量；再通過低通濾波和“數(shù)字/頻率”轉(zhuǎn)換器，輸出與計(jì)量電 能平均功率成比例的頻率脈沖信號(hào)，其中高頻脈沖輸出送入主控芯片組進(jìn)行處理。CS5464具有軟件校表功能，通過簡單操作和軟件處理，即可完成校表，這可大大提 高生產(chǎn)效率。3)載波通訊模塊采用現(xiàn)有市售產(chǎn)品，該模塊完成用戶信息在電力線上的傳輸、 鏈路層的協(xié)議解析，并最后給基表完全符合DLT645-2007協(xié)議的通訊信息。4)工作電源采用變壓器方式，輸入為220v的電力線，輸出有三路，分別是5v， +12v，+12v，分別供給主控部分電路、485通訊隔離電源、電能計(jì)量部分電源。5)IXD顯示屏分別顯示用戶的用電信息和電表的故障信息，6)脈沖及工作指示輸出電路計(jì)量脈沖的輸出、正常工作指示。7)安全認(rèn)證模組采用國密SM1的ESAM模塊或/和CPU卡，對(duì)用戶的用電信息進(jìn) 行密文存儲(chǔ)和交換，對(duì)需進(jìn)行修改參數(shù)和重要用電信息等重要參數(shù)，進(jìn)行安全認(rèn)證，并記錄 正常和非法錯(cuò)作的情況，通過載波和CPU用戶卡反饋到主站。終端、用戶卡和ESAM模塊之間的認(rèn)證和授權(quán)是由其內(nèi)密藏的各種權(quán)限的密鑰和 SM1加解密算法經(jīng)過特定的數(shù)學(xué)運(yùn)算流程進(jìn)行。8)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部分存儲(chǔ)用戶的特定時(shí)間的負(fù)荷或一些不重要的參數(shù)，用來對(duì)用戶 的一定時(shí)間內(nèi)的用電情況進(jìn)行分析。 9)紅外和RS485通訊接口 除通過載波能進(jìn)行抄表外，還能通過紅外、RS485接口 進(jìn)行抄表和參數(shù)設(shè)置。本實(shí)用新型的單相載波電能表工作原理具體應(yīng)用情況一集中器通過電力線載波通訊定期采集電能表的用電信息，把這 些信息送到主站，主站完成計(jì)費(fèi)，并根據(jù)條件判斷是否對(duì)用戶斷電和恢復(fù)供電，由主張通過集中器、電力線通訊下發(fā)拉閘和允許上電指令到電能表，由電能表完成拉閘和允許上電的 控制。為保證信息傳輸?shù)陌踩覀冊(cè)诒韮?nèi)嵌入帶國密SM1的ESAM模塊完成集中器(主 站)和電表之間的合法身份認(rèn)證。上述的集中器采用載波集中器，為現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)的產(chǎn)品。 具體應(yīng)用情況二電能表端完成計(jì)費(fèi)，用戶通過用戶CPU卡(遠(yuǎn)程售電終端)對(duì)電 能表充值，集中器和主站通過電力線載波通訊定期采集電能表的用電信息，并把這些信息 和售電終端的數(shù)據(jù)庫信息進(jìn)行統(tǒng)一分析，有效監(jiān)控用電的情況。本部分的涉及的信息安全 同情況一。上述的集中器采用載波集中器，為現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)的產(chǎn)品。
權(quán)利要求一種單相載波電能表，包括主控MCU、電能計(jì)量電路、載波通訊模塊、工作電源、LCD顯示屏、脈沖及工作指示輸出電路、安全認(rèn)證模組以及紅外和RS485通訊接口，其特征在于在主控MCU外部相應(yīng)的功能引腳上連接有電能計(jì)量電路、載波通訊模塊、LCD顯示屏、脈沖及工作指示輸出電路、安全認(rèn)證模組以及紅外和RS485通訊接口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單相載波電能表，其特征在于包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部分，數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 部分連接在主控MCU外部相應(yīng)的功能引腳上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的單相載波電能表，其特征在于所述的安全認(rèn)證模組采 用國密SM1的ESAM模塊或CPU卡。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的單相載波電能表，其特征在于所述的安全認(rèn)證模組采 用國密SM1的ESAM模塊和CPU卡。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種單相載波電能表，包括主控MCU、電能計(jì)量電路、載波通訊模塊、工作電源、LCD顯示屏、脈沖及工作指示輸出電路、安全認(rèn)證模組以及紅外和RS485通訊接口，其特征在于在主控MCU外部相應(yīng)的功能引腳上連接有電能計(jì)量電路、載波通訊模塊、LCD顯示屏、脈沖及工作指示輸出電路、安全認(rèn)證模組以及紅外和RS485通訊接口。本實(shí)用新型還包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部分，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部分連接在主控MCU外部相應(yīng)的功能引腳上。本實(shí)用新型的單相載波電能表能應(yīng)用于遠(yuǎn)程集中抄表系統(tǒng)，作為系統(tǒng)的低端設(shè)備，實(shí)現(xiàn)單個(gè)用戶的電能計(jì)量、電量數(shù)據(jù)電力線載波通訊的功能。該表可靠性、性能穩(wěn)定、通信能力好。
文檔編號(hào)G01R11/57GK201583594SQ20092018187
公開日2010年9月15日 申請(qǐng)日期2009年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月28日
發(fā)明者傅謙, 曹立波 申請(qǐng)人:福州中弘微電子科技有限公司