本發(fā)明屬于用電及負載設(shè)備在電力總線掉電后存儲電力總線數(shù)據(jù)的方法技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種用電設(shè)備掉電時電力總線數(shù)據(jù)的計量系統(tǒng)和計量方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)在的智能計量設(shè)備中，智能電力監(jiān)測設(shè)備一般的處理方法是每隔N秒，單片機會將電量值保存于某種存儲單元中；但是這一種處理辦法，當遇到N秒間隔內(nèi)交流供電斷開，從上一次電量存儲后到交流供電斷開時的電量值均沒有保存到存儲單元中，這樣對智能電力監(jiān)測設(shè)備使用者和管理者來說，電量就會流失，而供電部門會因為這個問題損失很大的收益。此時，解決上述問題的辦法，一般采取縮短間隔時間N，比如將N減到1S存一個電量，該方法可以減少電量的計量損耗，但是電量的計量仍然會有較小的誤差，對于多用戶掉電時的電量損失的計量來說，就會有累積損失。

掉電時的處理，屬于精度校準領(lǐng)域，現(xiàn)在的智能計量設(shè)備中，都是遠程抄表的，也就是電量的計量是實時計量的。一般的架構(gòu)為：

通訊功能-------智能電表-----電卡

智能電表都是具有保存電能數(shù)據(jù)的功能的，一般來說，按國家標準，智能電表的數(shù)據(jù)可以保存到10年以上。因此可通過更快速率的保存數(shù)據(jù)到智能電表內(nèi)的存儲介質(zhì)中。

這樣在計量累加的數(shù)據(jù)的時候(實時數(shù)據(jù)則沒有必要，如實時電壓或?qū)崟r電流；而累加值則有：累加電量等參數(shù))，如果在一段時間內(nèi)，累加數(shù)據(jù)有較大的變化，而該累加值又沒有保存到存儲介質(zhì)中，則該累加值就會丟失，因此對精度會有一個微小的誤差。

中國發(fā)明專利申請?zhí)枮?01010236731的專利公開了一種電能計量數(shù)據(jù)高可靠性管理方法，包括：

保存及備份區(qū)的劃分：提供相互關(guān)聯(lián)的RAM及EEPROM，RAM中設(shè)置當前計量數(shù)據(jù)區(qū)、第一備份區(qū)及掉電數(shù)據(jù)存儲區(qū)，EEPROM中設(shè)置至少兩個電量備份區(qū)和一個掉電數(shù)據(jù)備份區(qū)；

計量數(shù)據(jù)的保存與備份：每次累加所獲得的最新計量數(shù)據(jù)保存在RAM的當前計量數(shù)據(jù)區(qū)；每累計K個數(shù)據(jù)量則將當前計量數(shù)據(jù)更新到RAM的第一備份區(qū)；每累計M個數(shù)據(jù)量則將當前計量數(shù)據(jù)更新到EEPROM中的各電量備份區(qū)，M＞K；

當前計量數(shù)據(jù)的恢復：當前計量數(shù)據(jù)區(qū)數(shù)據(jù)損壞時，先校驗RAM第一備份區(qū)數(shù)據(jù)，正確則覆蓋當前計量數(shù)據(jù)區(qū)；否則用EEPROM中電量備份區(qū)有效數(shù)據(jù)覆蓋當前計量數(shù)據(jù)區(qū)；如果EEPROM內(nèi)各電量備份區(qū)數(shù)據(jù)均損壞，則報錯。

每次累加獲得最新計量數(shù)據(jù)的方法具體包括：①在進行數(shù)據(jù)累加前，先對RAM當前計量數(shù)據(jù)區(qū)的數(shù)據(jù)進行校驗，如通過則直接累加，如不通過則執(zhí)行②；②取RAM第一備份區(qū)中的數(shù)據(jù)進行校驗，如通過則用RAM第一備份區(qū)數(shù)據(jù)覆蓋當前計量數(shù)據(jù)區(qū)數(shù)據(jù)，再進行累加，如不通過則執(zhí)行③；③取EEPROM各電量備份區(qū)中的合法數(shù)據(jù)覆蓋當前計量數(shù)據(jù)區(qū)數(shù)據(jù)，再進行累加，并重新計算校驗碼，然后拷貝至各備份區(qū)。

上述發(fā)明專利解決了掉電瞬時數(shù)據(jù)存儲的問題，但是，在掉電時刻由于缺少電能存儲供電單元，導致掉電時刻的電量計量精準度不高。另外，該發(fā)明專利數(shù)據(jù)存儲的方法是使用RAM EEPROM多種校驗的方式，如果所有的存儲方式失效，該方法無效。另外，一般設(shè)備存累加值是用的外部FLASH或者外部RAM。外部FLASH或者外部RAM擦寫都有次數(shù)限制的，例如使用非常普遍的一款EEPROM芯片：24Cxx系列，其擦寫次數(shù)1,000,000次，因此智能電表在計量電能的時候為了延長時間，經(jīng)常會將電能計量時間延長，例如，1分鐘累加一次電量，這樣如果掉電，會造成1分鐘時間電量的損失。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用電設(shè)備掉電時電力總線數(shù)據(jù)的計量系統(tǒng)，包括與電力總線連接的電能轉(zhuǎn)換單元；儲能單元，與所述電能轉(zhuǎn)換單元電連接，儲存從所述電能轉(zhuǎn)換單元接收的電能；電能采集單元，通過信號線與電力總線連接，采集電力總線的交流電流和電壓值，并且與所述電能轉(zhuǎn)換單元和所述儲能單元電連接；電量儲存單元，通過信號線與所述電能采集單元連接，接收所述電能采集單元采集的電流和電壓值并進行儲存，并且與所述電能轉(zhuǎn)換單元和所述儲能單元電連接；服務器，通過網(wǎng)絡(luò)與所述電能采集單元連接接收所述電能采集單元所采集的電力總線實時數(shù)據(jù)。

進一步的，所述電能采集單元為電阻網(wǎng)絡(luò)單元。

進一步的，所述電能采集單元包括模數(shù)轉(zhuǎn)換單元和處理器。

進一步的，所述電能采集單元為自帶電能采集單元的處理器單元。

進一步的，所述存儲單元包括FLASH 0地址和FLASH 1地址兩個存儲地址。

進一步的，一種用電設(shè)備掉電時電力總線數(shù)據(jù)的計量方法包括：

通過與電力總線連接的所述電能轉(zhuǎn)換單元，從電力總線輸入電能，并且通過電力線與所述儲能單元、所述電能采集單元、所述電量儲存單元連接，當電力總線正常供電時，為上述各單元供電；

所述儲能單元通過電力線與所述電能轉(zhuǎn)換單元連接，儲存從所述電能轉(zhuǎn)換單元接收來的電能，并且通過電力線與所述電能采集單元、所述電量儲存單元連接，當電力總線掉電時，將儲存的電能釋放給所述電能采集單元、所述電量儲存單元，實現(xiàn)短時供電，使得所述電能采集單元、所述電量儲存單元和所述服務器在電力總線掉電時，仍然能夠短時間正常運行；

所述電能采集單元通過信號線與電力總線連接，接收電力總線的電量值，同時判斷電力總線是否掉電，并且將接收到的電量值通過信號線傳給所述電量儲存單元并與前一電量值進行累加，同時通過網(wǎng)絡(luò)將電量值傳給所述服務器，實現(xiàn)在服務器中保存電量值并與前一電量值進行累加，當判斷電力總線掉電時，將斷電瞬時電量值同時傳輸給所述電量儲存單元和所述服務器；

所述電量儲存單元從所述電能采集單元通過信號線每隔預定時間間隔接收電量值，同時與地址flash0中前一時刻儲存的電量累加，將該累加的電量值存儲于所述地址flash0中，當所述電能采集單元判斷電力總線掉電時，從所述電能采集單元接收掉電瞬時的電量值，并且將該電量值存儲于地址flash1中；

所有的通過所述電能采集單元接收到的本地電能數(shù)據(jù)，每隔預定時間間隔會通過網(wǎng)絡(luò)將電力總線實時數(shù)據(jù)以發(fā)送包形式發(fā)到所述服務器，在所述服務器存儲有實時電能值和歷史電能值。

進一步的，當所述電量采集單元采集到的所述電力總線交流電壓小于1.2V時，判斷電力總線掉電。

進一步的，所述電量儲存單元從所述電能采集單元通過信號線接收電量值的時間間隔為60s。

進一步的，所述服務器通過WIFI接收來自所述電量存儲單元的所述發(fā)送包的時間間隔為3s。

進一步的，所述服務器能夠保障電能數(shù)據(jù)是否有誤，具體方法是：

每個來自所述電量儲存單元的發(fā)送包具有計數(shù)器，來保證所述服務器比較電能值是否正確及掉電時電量的保存。

1.當N+3s時刻的電能減去第N時刻的電能值大于1KWH時，得出計量電能有誤，所述服務器下行發(fā)送電能數(shù)據(jù)有誤的包發(fā)給設(shè)備，設(shè)備接收后，清除當前的電能值，還原到第N時刻；

2.當?shù)贜時刻的電能大于當前N+3s時刻的電能時，得出計量電能有誤，服務器下行發(fā)送電能數(shù)據(jù)有誤的包發(fā)給設(shè)備，設(shè)備接收后，清除當前的電能值，還原到第N時刻；

3.所述服務器比較功率與電能值，得出電能異常，則所述服務器下行發(fā)送電能數(shù)據(jù)有誤的包發(fā)給設(shè)備，設(shè)備接收后，清除當前的電能值，還原到第N時刻。

進一步的，所述服務器能夠存儲掉電時的電能數(shù)據(jù)，與硬件保存的電能數(shù)據(jù)一起形成對電能的可靠計量，具體方法是：所述服務器每隔3S接收到1個實時電能并存在數(shù)據(jù)庫中，而設(shè)備每隔60S累加一次電量存儲在電量存儲單元中，當發(fā)生掉電時，再次上電，并且服務器確認連接正常后，首先所述服務器會將接收到的最近一個實時電能值傳給設(shè)備，設(shè)備將該值與存儲在FLASH0地址和FLASH1地址存的電量值進行比較，如果判斷該值大于FLASH0地址和FLASH1地址存的電量值，且不超過1KWH，則服務器保存的電量值為最新值，設(shè)備更新該值為最新的電量值并加以存儲計算。

本發(fā)明的有益效果為：

1.精確度更高，可實現(xiàn)對電力設(shè)備的精準計量；

2.實現(xiàn)簡單可靠，成本低；

3.延長了使用壽命。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)構(gòu)成示意圖。

圖2為本發(fā)明的計量方法的流程圖。

圖3為本發(fā)明的服務器判斷電能數(shù)據(jù)是否有誤的方法的系統(tǒng)構(gòu)成圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施方式，對本發(fā)明作進一步的說明。

如圖1所示，本發(fā)明的計量系統(tǒng)包括：包括與電力總線連接的電能轉(zhuǎn)換單元；儲能單元，與所述電能轉(zhuǎn)換單元電連接，儲存從所述電能轉(zhuǎn)換單元接收的電能；電能采集單元，通過信號線與電力總線連接，采集電力總線的交流電流和電壓值，并且與所述電能轉(zhuǎn)換單元和所述儲能單元電連接；電量儲存單元，通過信號線與所述電能采集單元連接，接收所述電能采集單元采集的電流和電壓值并進行儲存，并且與所述電能轉(zhuǎn)換單元和所述儲能單元電連接；服務器，通過網(wǎng)絡(luò)與所述電能采集單元連接接收所述電能采集單元所采集的電力總線實時數(shù)據(jù)。

進一步的，所述電能采集單元為電阻網(wǎng)絡(luò)單元。

進一步的，所述電能采集單元包括模數(shù)轉(zhuǎn)換單元和處理器。

進一步的，所述電能采集單元為自帶電能采集單元的處理器單元。

進一步的，所述存儲單元包括FLASH 0地址和FLASH 1地址兩個存儲地址。

進一步的，一種用電設(shè)備掉電時電力總線數(shù)據(jù)的計量方法包括：

通過與電力總線連接的所述電能轉(zhuǎn)換單元，從電力總線輸入電能，并且通過電力線與所述儲能單元、所述電能采集單元、所述電量儲存單元連接，當電力總線正常供電時，為上述各單元供電；

所述儲能單元通過電力線與所述電能轉(zhuǎn)換單元連接，儲存從所述電能轉(zhuǎn)換單元接收來的電能，并且通過電力線與所述電能采集單元、所述電量儲存單元連接，當電力總線掉電時，將儲存的電能釋放給所述電能采集單元、所述電量儲存單元，實現(xiàn)短時供電，使得所述電能采集單元、所述電量儲存單元和所述服務器在電力總線掉電時，仍然能夠短時間正常運行；

所述電能采集單元通過信號線與電力總線連接，接收電力總線的電量值，同時判斷電力總線是否掉電，并且將接收到的電量值通過信號線傳給所述電量儲存單元并與前一電量值進行累加，同時通過網(wǎng)絡(luò)將電量值傳給所述服務器，實現(xiàn)在服務器中保存電量值并與前一電量值進行累加，當判斷電力總線掉電時，將斷電瞬時電量值同時傳輸給所述電量儲存單元和所述服務器；

所述電量儲存單元從所述電能采集單元通過信號線每隔預定時間間隔接收電量值，同時與地址flash0中前一時刻儲存的電量累加，將該累加的電量值存儲于所述地址flash0中，當所述電能采集單元判斷電力總線掉電時，從所述電能采集單元接收掉電瞬時的電量值，并且將該電量值存儲于地址flash1中；

所有的通過所述電能采集單元接收到的本地電能數(shù)據(jù)，每隔預定時間間隔會通過網(wǎng)絡(luò)將電力總線實時數(shù)據(jù)以發(fā)送包形式發(fā)到所述服務器，在所述服務器存儲有實時電能值和歷史電能值。

進一步的，當所述電量采集單元采集到的所述電力總線交流電壓小于1.2V時，判斷電力總線掉電。

進一步的，所述電量儲存單元從所述電能采集單元通過信號線接收電量值的時間間隔為60s。

進一步的，所述服務器通過WIFI接收來自所述電量存儲單元的所述發(fā)送包的時間間隔為3s。

進一步的，所述服務器能夠保障電能數(shù)據(jù)是否有誤，具體方法是：

如圖3所示，每個來自所述電量儲存單元的發(fā)送包具有計數(shù)器，來保證所述服務器比較電能值是否正確及掉電時電量的保存。

1.當N+3s時刻的電能減去第N時刻的電能值大于1KWH時，得出計量電能有誤，所述服務器下行發(fā)送電能數(shù)據(jù)有誤的包發(fā)給設(shè)備，設(shè)備接收后，清除當前的電能值，還原到第N時刻；

2.當?shù)贜時刻的電能大于當前N+3s時刻的電能時，得出計量電能有誤，服務器下行發(fā)送電能數(shù)據(jù)有誤的包發(fā)給設(shè)備，設(shè)備接收后，清除當前的電能值，還原到第N時刻；

3.所述服務器比較功率與電能值，得出電能異常，則所述服務器下行發(fā)送電能數(shù)據(jù)有誤的包發(fā)給設(shè)備，設(shè)備接收后，清除當前的電能值，還原到第N時刻。

進一步的，所述服務器能夠存儲掉電時的電能數(shù)據(jù)，與硬件保存的電能數(shù)據(jù)一起形成對電能的可靠計量，具體方法是：所述服務器每隔3S接收到1個實時電能并存在數(shù)據(jù)庫中，而設(shè)備每隔60S累加一次電量存儲在電量存儲單元中，當發(fā)生掉電時，再次上電，并且服務器確認連接正常后，首先所述服務器會將接收到的最近一個實時電能值傳給設(shè)備，設(shè)備將該值與存儲在FLASH0地址和FLASH1地址存的電量值進行比較，如果判斷該值大于FLASH0地址和FLASH1地址存的電量值，且不超過1KWH，則服務器保存的電量值為最新值，設(shè)備更新該值為最新的電量值并加以存儲計算。

通過上述計量方法，本發(fā)明的系統(tǒng)對電路總線的監(jiān)控的運行機制，包括：

1.上電時刻，處理器優(yōu)先讀取flash地址1處保存的上一次掉電的電量值。

2.如果掉電電量值讀取失敗，就讀取flash地址0處保存的定時存放的電量值。

3.運行期間，由軟件實現(xiàn)每間隔15s就向flash地址0寫入一次電量值。

4.當監(jiān)測交流電壓和電流監(jiān)控監(jiān)測到外部輸入電壓低于默認設(shè)定的1.2V閥值時，說明出現(xiàn)了掉電情況。

5.此時，向flash地址1處寫入掉電的電量值。

系統(tǒng)防掉電設(shè)計的目的是：采用一種機制，使得系統(tǒng)在意外失去供電的情況下，可以保證系統(tǒng)運行狀態(tài)的確定性以及記錄數(shù)據(jù)的完整性；當系統(tǒng)供電恢復后，現(xiàn)場數(shù)據(jù)可以及時恢復，避免應用系統(tǒng)產(chǎn)生混亂。我們知道，在系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)中越來越多地應用嵌入式硬軟件。由于嵌入式系統(tǒng)中的存儲單元的引入，數(shù)據(jù)的讀寫往往是通過存儲單元地址操作。

用存儲單元讀寫方式操作數(shù)據(jù)，在程序的運行過程中往往將數(shù)據(jù)暫存在易失性的存儲空間，如處理器RAM中，一旦系統(tǒng)意外失電，這些數(shù)據(jù)往往被丟失。因此，當系統(tǒng)意外失電時必須采取一定的措施進行系統(tǒng)的掉電保護，以避免系統(tǒng)產(chǎn)生混亂?？偟恼f來，防掉電程序的主要思路就是：產(chǎn)生掉電信號，捕捉掉電信號，處理掉電信號和數(shù)據(jù)以及現(xiàn)場狀態(tài)的恢復。

本發(fā)明并不限于上述實施方式，在不背離本發(fā)明實質(zhì)內(nèi)容的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以想到的任何變形、改進、替換均落入本發(fā)明的保護范圍。