專利名稱：一種基于zigbee技術的三相導軌式安裝電能表的制作方法
技術領域：
本發明涉及導軌式安裝電能表，尤其是涉及一種基于ZIGBEE技術的三相導軌式 安裝電能表。
背景技術：
目前，自動抄表技術已經成為一個熱點，它能適應電能管理系統的需要，提高電能 管理部門的工作效率，便于電能的統一管理。自動抄表分無線和有線。有線存在著布線困 難、投入人力成本大等問題，而無線在這些方面可以體現它的優越性。ZIGBEE是近幾年來出 現的面向低成本無線組網的技術，它是一種近距離、低成本、低功耗、低速率的雙向無線通 訊技術，適合應用于無線自動抄表系統的短距離無線通訊。
發明內容
本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種體積小巧、安裝 方便、具有ZIGBEE無線通信功能的基于ZIGBEE技術的三相導軌式安裝電能表。本發明的目的可以通過以下技術方案來實現一種基于ZIGBEE技術的三相導軌式安裝電能表，其特征在于，該電能表包括外部 組件、內部組件，所述的內部組件包括電能計量芯片模塊、主控芯片、實時時鐘芯片、ZIGBEE 通信模塊、電壓信號采集模塊、電流信號采集模塊、外部存儲器、顯示電路模塊、電源模塊、 校表脈沖輸出模塊，所述的電源模塊分別與主控芯片、電壓信號采集模塊、電流信號采集模 塊、ZIGBEE通信模塊連接，所述的電能計量芯片模塊分別與電壓信號采集模塊、電流信號采 集模塊連接，所述的主控芯片分別與電能計量芯片模塊、實時時鐘芯片、ZIGBEE通信模塊、 外部存儲器、顯示電路模塊連接，所述的電能計量芯片模塊與校表脈沖輸出模塊連接。所述的外部組件包括外部組件包括殼體、導軌槽、彈性卡鉤、IXD液晶顯示屏、電能 脈沖指示燈、A相有電指示燈、B相有電指示燈、C相有電指示燈、反向指示燈、尖電費率指示 燈、峰電費率指示燈、平電費率指示燈、谷電費率指示燈，所述的導軌槽、彈性卡鉤設置在殼 體的反面上，所述的LCD液晶顯示屏、電能脈沖指示燈、A相有電指示燈、B相有電指示燈、C 相有電指示燈、反向指示燈、尖電費率指示燈、峰電費率指示燈、平電費率指示燈、谷電費率 指示燈設置在殼體的正面上。所述的電能計量芯片模塊包括ATT7030芯片、能量脈沖生成器、分頻器，所述的 ATT7030芯片從電壓信號采集模塊、電流信號采集模塊中獲取電壓、電流信號，經處理得到 有功電能，該有功電能經能量脈沖生成器、分頻器處理產生電能脈沖輸出信號，并將該電能 脈沖輸出信號分成兩路，一路輸出給校表脈沖輸出模塊，另一路輸出給主控芯片。所述的主控芯片為MC68HC908LJ12單片機。所述的外部存儲器為MC16鐵電存儲芯片。所述的實時時鐘芯片為RX-8025時鐘芯片。所述的電源模塊包括A相線性變壓器、B相線性變壓器、C相線性變壓器、A相整流濾波電路、B相整流濾波電路、C相整流濾波電路、第一電源管理芯片、A相半波整流二極 管、B相半波整流二極管、C相半波整流二極管、第二電源管理芯片，所述的A相線性變壓器 分別與A相整流濾波電路、A相半波整流二極管連接，所述的B相線性變壓器分別與B相整 流濾波電路、B相半波整流二極管連接，所述的C相線性變壓器分別與C相整流濾波電路、 C相半波整流二極管連接，所述的A相整流濾波電路、B相整流濾波電路、C相整流濾波電路 分別與第一電源管理芯片連接，所述的A相半波整流二極管、B相半波整流二極管、C相半波 整流二極管分別與第二電源管理芯片連接。所述的電壓信號采集電路包括鐵氧體磁珠、壓敏電阻、熱敏電阻、電阻網路分壓電路。所述的電流信號采集電路包括電流互感器、第一取樣電阻、第二取樣電阻、電阻電 容抗混疊濾波電路。所述的ZIGBEE通信模塊包括MC13213ZIGBEE芯片、功率放大電路、天線，所述的 MC13213ZIGBEE芯片、功率放大電路、天線依次連接。與現有技術相比，本發明具有以下優點1、體積小巧，安裝方便，接線簡單；2、具有ZIGBEE無線通信功能，方便企業內部電能計量考核和管理。
圖1為本發明一種基于ZIGBEE技術的三相導軌式安裝電能表的內部組件結構框 圖；圖2為本發明一種基于ZIGBEE技術的三相導軌式安裝電能表的外部組件正視 圖；圖3為本發明一種基于ZIGBEE技術的三相導軌式安裝電能表的外部組件左視 圖；圖4為本發明一種基于ZIGBEE技術的三相導軌式安裝電能表的外部組件后視 圖；圖5為本發明一種基于ZIGBEE技術的三相導軌式安裝電能表的電源模塊電路原 理圖；圖6為本發明一種基于ZIGBEE技術的三相導軌式安裝電能表的電壓采集模塊電 路原理圖；圖7為本發明一種基于ZIGBEE技術的三相導軌式安裝電能表的電流采集模塊電 路原理圖；圖8為本發明一種基于ZIGBEE技術的三相導軌式安裝電能表的ZIGBEE通信模塊 的結構框圖。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細說明。實施例如圖1所示，一種基于ZIGBEE技術的三相導軌式安裝電能表，其特征在于，該電能表包括外部組件、內部組件，所述的內部組件包括電能計量芯片模塊2、主控芯片1、實時時 鐘芯片10、ZIGBEE通信模塊3、電壓信號采集模塊4、電流信號采集模塊5、外部存儲器7、顯 示電路模塊8、電源模塊6、校表脈沖輸出模塊9，所述的電源模塊6分別與主控芯片1、電壓 信號采集模塊4、電流信號采集模塊5、ZIGBEE通信模塊3連接，所述的電能計量芯片模塊2 分別與電壓信號采集模塊4、電流信號采集模塊5連接，所述的主控芯片1分別與電能計量 芯片模塊2、實時時鐘芯片10、ZIGBEE通信模塊3、外部存儲器7、顯示電路模塊8連接，所 述的電能計量芯片模塊2與校表脈沖輸出模塊9連接。如圖2、圖3、圖4所示，外部組件包括外部組件包括殼體100、導軌槽110、彈性卡 鉤120、IXD液晶顯示屏101、電能脈沖指示燈102、A相有電指示燈103、B相有電指示燈104、 C相有電指示燈105、反向指示燈106、尖電費率指示燈107、峰電費率指示燈108、平電費率 指示燈109、谷電費率指示燈110，所述的導軌槽110、彈性卡鉤120設置在殼體的反面上，所 述的IXD液晶顯示屏101、電能脈沖指示燈102、A相有電指示燈103、B相有電指示燈104、 C相有電指示燈105、反向指示燈106、尖電費率指示燈107、峰電費率指示燈108、平電費率 指示燈109、谷電費率指示燈110設置在殼體的正面上。該導軌式安裝三相電能表依據微型 斷路器的模數化標準進行設計，其寬度優選為為模數值的7倍，1模數為18mm，可與微斷路 器和其他電力控制設備一起安裝在標準的35mm導軌上。如圖5所示，電源供電部分包括A相線性變壓器Tl、B相線性變壓器T2、C相線性 變壓器T3，分別連接A相整流濾波電路311、B相整流濾波電路321、C整流濾波電路331，組 成三個獨立的電源電路，三個電源電路分別與第一電源管理芯片300連接供電。電源管理 芯片300、電源管理芯片301給數據采集電路、主控芯片及ZIGBEE模塊供電。A相線性變壓 器T1、B相線性變壓器T2、C相線性變壓器T3，分別連接半波整流二極管V1、V2、V3，與半波 整流二極管VI、V2、V3組成三個獨立的電源電路，三個電源電路分別與第二電源管理芯片 301連接供電。如圖6所示，電壓信號采集電路包括鐵氧體磁珠、壓敏電阻、熱敏電阻、電阻網絡 分壓電路，所述鐵氧體磁珠的輸入端接三相電壓信號，對電網的高次諧波進行過濾，所述鐵 氧體磁珠的輸入端通過壓敏電阻、熱敏電阻接電阻網絡分壓電路的輸入端，電阻網絡分壓 電路的輸出端通過采樣電阻輸出500毫伏的電壓信號至電能計量芯片的電壓信號采集口。 Jl J8為采樣信號進行校準；REFO為基準信號輸入端，為電壓信號采集提供基準信號。采 集到的電壓信號由V2N、V2P輸出。若圖7所示，電流信號采集電路包括電流互感器400、第一取樣電阻R1、第二取樣 電阻R2、電阻電容抗混疊濾波電路。所述電流互感器400的一次側輸入三相電流信號，二次 側通過第一取樣電阻R1、第二取樣電阻R2接電阻電容抗混疊濾波電路完全差分輸出至電 能計量芯片的電流信號采集口，而且通過電容器Cl、C2對電流互感器400的角差進行有效補嘗。第一取樣電阻R1、第二取樣電阻R2之間連接一基準信號輸入端REF0，電容器Cl、 C2之間連接一基準信號輸入端REF0。采集到的電流信號由V1N、VlP輸出。如圖8所示，基于ZIGBEE導軌式電能表ZIGBEE模塊原理框圖，采用FREESCALE的 MC13213ZIGBEE芯片，芯片收發器的輸出端增加外部功率放大電路，再經天線發射無線信 號，進一步提高無線信號的傳輸能力。ZIGBEE模塊與主控芯片的通信采用UART串口通信，
權利要求
1.一種基于ZIGBEE技術的三相導軌式安裝電能表，其特征在于，該電能表包括外部 組件、內部組件，所述的內部組件包括電能計量芯片模塊、主控芯片、實時時鐘芯片、ZIGBEE 通信模塊、電壓信號采集模塊、電流信號采集模塊、外部存儲器、顯示電路模塊、電源模塊、 校表脈沖輸出模塊，所述的電源模塊分別與主控芯片、電壓信號采集模塊、電流信號采集模 塊、ZIGBEE通信模塊連接，所述的電能計量芯片模塊分別與電壓信號采集模塊、電流信號采 集模塊連接，所述的主控芯片分別與電能計量芯片模塊、實時時鐘芯片、ZIGBEE通信模塊、 外部存儲器、顯示電路模塊連接，所述的電能計量芯片模塊與校表脈沖輸出模塊連接。
2.根據權利要求1所述的一種基于ZIGBEE技術的三相導軌式安裝電能表，其特征在 于，所述的外部組件包括外部組件包括殼體、導軌槽、彈性卡鉤、IXD液晶顯示屏、電能脈沖 指示燈、A相有電指示燈、B相有電指示燈、C相有電指示燈、反向指示燈、尖電費率指示燈、 峰電費率指示燈、平電費率指示燈、谷電費率指示燈，所述的導軌槽、彈性卡鉤設置在殼體 的反面上，所述的LCD液晶顯示屏、電能脈沖指示燈、A相有電指示燈、B相有電指示燈、C相 有電指示燈、反向指示燈、尖電費率指示燈、峰電費率指示燈、平電費率指示燈、谷電費率指 示燈設置在殼體的正面上。
3.根據權利要求1所述的一種基于ZIGBEE技術的三相導軌式安裝電能表，其特征在 于，所述的電能計量芯片模塊包括ATT7030芯片、能量脈沖生成器、分頻器，所述的ATT7030 芯片從電壓信號采集模塊、電流信號采集模塊中獲取電壓、電流信號，經處理得到有功電 能，該有功電能經能量脈沖生成器、分頻器處理產生電能脈沖輸出信號，并將該電能脈沖輸 出信號分成兩路，一路輸出給校表脈沖輸出模塊，另一路輸出給主控芯片。
4.根據權利要求1所述的一種基于ZIGBEE技術的三相導軌式安裝電能表，其特征在 于，所述的主控芯片為MC68HC908LJ12單片機。
5.根據權利要求1所述的一種基于ZIGBEE技術的三相導軌式安裝電能表，其特征在 于，所述的外部存儲器為MC16鐵電存儲芯片。
6.根據權利要求1所述的一種基于ZIGBEE技術的三相導軌式安裝電能表，其特征在 于，所述的實時時鐘芯片為RX-8025時鐘芯片。
7.根據權利要求1所述的一種基于ZIGBEE技術的三相導軌式安裝電能表，其特征在 于，所述的電源模塊包括A相線性變壓器、B相線性變壓器、C相線性變壓器、A相整流濾波 電路、B相整流濾波電路、C相整流濾波電路、第一電源管理芯片、A相半波整流二極管、B相 半波整流二極管、C相半波整流二極管、第二電源管理芯片，所述的A相線性變壓器分別與A 相整流濾波電路、A相半波整流二極管連接，所述的B相線性變壓器分別與B相整流濾波電 路、B相半波整流二極管連接，所述的C相線性變壓器分別與C相整流濾波電路、C相半波整 流二極管連接，所述的A相整流濾波電路、B相整流濾波電路、C相整流濾波電路分別與第一 電源管理芯片連接，所述的A相半波整流二極管、B相半波整流二極管、C相半波整流二極管 分別與第二電源管理芯片連接。
8.根據權利要求1所述的一種基于ZIGBEE技術的三相導軌式安裝電能表，其特征在 于，所述的電壓信號采集電路包括鐵氧體磁珠、壓敏電阻、熱敏電阻、電阻網路分壓電路。
9.根據權利要求1所述的一種基于ZIGBEE技術的三相導軌式安裝電能表，其特征在 于，所述的電流信號采集電路包括電流互感器、第一取樣電阻、第二取樣電阻、電阻電容抗 混疊濾波電路。
10.根據權利要求1所述的一種基于ZIGBEE技術的三相導軌式安裝電能表，其特征 在于，所述的ZIGBEE通信模塊包括MC13213 ZIGBEE芯片、功率放大電路、天線，所述的 MC13213 ZIGBEE芯片、功率放大電路、天線依次連接。
全文摘要
本發明涉及一種基于ZIGBEE技術的三相導軌式安裝電能表，該電能表包括外部組件、內部組件，所述的內部組件包括電能計量芯片模塊、主控芯片、實時時鐘芯片、ZIGBEE通信模塊、電壓信號采集模塊、電流信號采集模塊、外部存儲器、顯示電路模塊、電源模塊、校表脈沖輸出模塊，所述的電源模塊分別與主控芯片、電壓信號采集模塊、電流信號采集模塊、ZIGBEE通信模塊連接，所述的電能計量芯片模塊分別與電壓信號采集模塊、電流信號采集模塊連接，所述的主控芯片分別與電能計量芯片模塊、實時時鐘芯片、ZIGBEE通信模塊、外部存儲器、顯示電路模塊連接。與現有技術相比，本發明具有體積小巧、具有ZIGBEE無線通信功能等優點。
文檔編號G01R22/10GK102062814SQ200910198828
公開日2011年5月18日 申請日期2009年11月16日 優先權日2009年11月16日
發明者周中, 姜龍, 蘇峰, 金安國, 陳建鋒 申請人:上海安科瑞電氣股份有限公司