一種智能電表的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于智能電表領域，具體涉及一種智能電表。
【背景技術】
[0002]當今社會對能源的需求不斷加大，而不可再生的化石性能源在逐步枯竭；在能源消耗的同時也產生大量溫室氣體，致使環境逐年惡化。因此節能減排、綠色能源和可持續發展成為人類能源發展面臨的重要挑戰。智能電網正是在這一嚴峻形勢下提出的。
[0003]智能電網(Smart Grid)是以物理電網為基礎，建立在集成的、高速雙向通信網絡上，將現代先進的傳感測量技術、通信技術、信息技術、計算機技術和控制技術與物理電網高度集成而形成的新型電網，其內涵是實現電網的信息化、數字化、自動化和互動化。智能電網主要優點是:堅強、自愈、兼容、互動、安全、經濟、清潔、高效、集成、優化等。智能電網的應用可以有效的管理電能、分配電能、協調電能的峰谷期等。
[0004]作為能源消耗大國，過去我國由于種種原因，能源整體利用率較低，電網上的輸電損耗約占總電量的7%。應用智能電表首先可以降低損耗。傳統的感應式電表有約2W的功率損耗，而智能電表取消了大部分感應式電表的機械環節，大大降低了功率損耗；其次，智能電表的自動抄表系統可以在一定程度節約人力資源；再者，使用智能電表可以在一定程度上有效的管理電能和分配電能，尤其在用電緊張時期。總的來說，智能電表與智能交互終端是應用于用戶側的智能電子裝置，具有電能計量、遠方控制、雙向通信、遠程抄表、事件報警、用電信息及參數顯示、電能質量監測、用戶側分布式電源監控等一系列的功能，優化智能電表不僅可以更好服務于民、服務于企業；更是我國的智能電網建設跨出的重要一步，使我國智能電網在國際上更具有影響力。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型針對以上缺點，設計的一種智能電表以LPC1766 32位單片機為控制器核心，通過電能計量模塊對電壓電流采樣信號進行運算，得出用電信息如有功電能，無功電能，電費等；所有用電信息存儲在存儲模塊中，供用戶查詢；紅外通信接口將用電信息發送至抄表人員，可以提高工作效率；通過RS485通信接口可將居民用電信息和供電公司的電價信息進行雙向通信，既提高了供電公司的工作效率，降低了成本，也可以指導用戶合理用電，達到節能的目的。
[0006]本實用新型采用的技術方案是:
[0007]一種智能電表，其特征在于，包括:
[0008]電壓電流采樣模塊，用于采集用戶電壓、電流數據；
[0009]EMI濾波模塊，用于抑制諧波污染，精準計量用戶電量；
[0010]按鍵模塊，提供電能信息查詢、電價信息查詢的相關按鍵；
[0011]系統掉電檢測/電池欠壓檢測模塊，用于在電網掉電情況下為存儲單元可靠供電；
[0012]電能計量模塊，通過ATT7022B電能計量芯片對電壓電流采樣信號進行運算，得出用電信息如有功電能，無功電能等；
[0013]RS485通信接口，用于電能表和上位機間傳送電能信息、電價信息；
[0014]顯示模塊，用于顯示用電數字信息、電價信息、用戶設置信息；
[0015]存儲單元，用于存儲用戶電能信息、上位機發送的電價信息；
[0016]時鐘模塊，用于產生實時時間，以便用戶根據峰谷電價原則合理安排用電時間及電費的準確計量；
[0017]紅外通信接口，用于方便供電公司工作人員利用手持電能讀取裝置近距離快速讀取用電信息；
[0018]報警模塊，使智能電表具有突遇惡劣環境、人為破壞等自動報警功能；
[0019]控制器，根據實時時鐘信號和電價信息，接收并處理電能計量模塊發送的電能信息，計算用戶電費并存儲，另外也用于控制顯示模塊、報警模塊，并可以通過RS485通信接口與紅外通信接口發送用電信息。
[0020]作為優化之一:還包括電源模塊，用于向智能電表內各模塊供電。
[0021]作為優化之二:所述控制器采用LPC1766 32位單片機。
[0022]作為優化之三:所述顯示模塊采用IXD12864液晶顯示屏，且與控制器電連接。
[0023]作為優化之四:所述存儲單元采用EEPROM防掉電數據存儲器，且與控制器電連接。
[0024]作為優化之五:還包括手持電能讀取裝置，用于近距離快速讀取用電信息。
【附圖說明】
[0025]圖1示出了本實用新型一種智能電表的結構示意圖；
[0026]圖中:1、電壓電流采樣模塊，2、EMI濾波模塊，3、電能計量模塊，4、控制器，5、按鍵模塊，6、系統掉電檢測/電池欠壓檢測模塊，7、電源模塊，8、RS485通信接口，9、顯示模塊，10、存儲單元，11、報警模塊，12、時鐘模塊，13、紅外通信接口，14、上位機，15、手持電能讀取裝置。
【具體實施方式】
[0027]下面結合具體實施例對本實用新型進行詳細說明。
[0028]以下實施例將有助于本領域的技術人員進一步理解本實用新型，但不以任何形式限制本實用新型。應當指出的是，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本實用新型的保護范圍。
[0029]實施例1:
[0030]如圖1所示，一種智能電表，包括:
[0031]電壓電流采樣模塊1，用于采集用戶電壓、電流數據，將電表中的用電模擬信息轉換成用電數字信息，所述電壓電流采樣模塊I與EMI濾波模塊2電連接。EMI濾波模塊用于抑制諧波污染，精準計量用戶電量，經過EMI濾波模塊2過濾的用電信息發送給電能計量模塊3，所述電能計量模塊3基于單片機控制技術，以國產ATT7022B電能計量芯片對采樣的電壓和電流進行電能計算，計算出電能。所述電能計量模塊3準確度等級:有功電能0.2級；無功電能1.0級。所述電能計量模塊3得出的用電信息通過控制器4數據處理，將電能、單價、總的電能消費價格，一方面通過RS485通信接口 8將內部數據傳送給上位機14，上位機14通過實時監控畫面，實時顯示智能電表的運行狀態，同時上位機14也可也通過RS485通信接口 8給控制器4發出一系列的控制命令，例如:智能電表工作在非正常狀態，可以通過上位機14發出命令給控制器4，通過校正裝置使電表重新回歸正常狀態；另一方面，通過顯不豐旲塊9顯不，所述顯不I旲塊9米用LCD12864液晶顯不屏。所述控制器4米用32位尚性能單片機LPC1766為核心控制器，配合外圍電路實現電能表的多功能、高可靠性。使用紅外通信接口 13收發信號，將電表上顯示的電能自動抄錄，抄錄者通過手持電能讀取裝置15可以近距離快速讀取用電信息，便捷、高效、精確，大量節省人力資源；報警模塊11與控制器4電連接，使得智能電表具有突遇惡劣環境、人為破壞等自動報警功能，例如:紅外檢測到火災發生，通過控制器4發出報警信號，驅動報警模塊11報警，同時通過RS485通信接口 8將報警信息發送給上位機14，告知電力部門采取措施。同時，為進一步加強電表安全性，還設計了系統掉電檢測/電池欠壓檢測模塊6用于在電網掉電情況下為存儲單元可靠供電，以保證電壓和電流可靠采樣，具有自檢功能，能主動向上位機14提供相應的報警信號輸出，如TV(PT)失壓、TA(CT)斷線，電源失常、自檢故障等。存儲單元10與控制器4電連接，所述存儲單元10采用EEPROM防掉電數據存儲器，數據存儲更方便，電表失電，但是數據不丟失，重新上電后，數據任然保持。時鐘模塊12與控制器4電連接，高精度時鐘電路產生實時時間，以便用戶根據峰谷電價原則合理安排用電時間及電費的準確計量；按鍵模塊5提供電能信息查詢、電價信息查詢的相關按鍵，良好的人機交互界面設計使得電表查詢、設置操作更加方便、簡潔；電源模塊7將220v單相交流電變壓、穩壓后向電表內各模塊供電，電路整體結構的優化設計，力求使系統自身的功耗最小。
【主權項】
1.一種智能電表，其特征在于，包括: 電壓電流采樣模塊，用于采集用戶電壓、電流數據； EMI濾波模塊，用于抑制諧波污染，精準計量用戶電量； 按鍵模塊，提供電能信息查詢、電價信息查詢的相關按鍵； 系統掉電檢測/電池欠壓檢測模塊，用于在電網掉電情況下為存儲單元可靠供電；電能計量模塊，通過ATT7022B電能計量芯片對電壓電流采樣信號進行運算，得出用電信息如有功電能，無功電能等； RS485通信接口，用于電能表和上位機間傳送電能信息、電價信息； 顯示模塊，用于顯示用電數字信息、電價信息、用戶設置信息； 存儲單元，用于存儲用戶電能信息、上位機發送的電價信息； 時鐘模塊，用于產生實時時間，以便用戶根據峰谷電價原則合理安排用電時間及電費的準確計量； 紅外通信接口，用于方便供電公司工作人員利用手持電能讀取裝置近距離快速讀取用電信息； 報警模塊，使智能電表具有突遇惡劣環境、人為破壞等自動報警功能； 控制器，根據實時時鐘信號和電價信息，接收并處理電能計量模塊發送的電能信息，計算用戶電費并存儲，另外也用于控制顯示模塊、報警模塊，并可以通過RS485通信接口與紅外通信接口發送用電信息。2.根據權利要求1所述的一種智能電表，其特征在于:還包括電源模塊，用于向智能電表內各模塊供電。3.根據權利要求1所述的一種智能電表，其特征在于:所述控制器采用LPC176632位單片機。4.根據權利要求1所述的一種智能電表，其特征在于:所述顯示模塊采用LCD12864液晶顯示屏，且與控制器電連接。5.根據權利要求1所述的一種智能電表，其特征在于:所述存儲單元采用EEPROM防掉電數據存儲器，且與控制器電連接。6.根據權利要求1所述的一種智能電表，其特征在于:還包括手持電能讀取裝置，用于近距離快速讀取用電信息。
【專利摘要】本實用新型公開了一種智能電表，包括：電壓電流采樣模塊、EMI濾波模塊、按鍵模塊、系統掉電檢測/電池欠壓檢測模塊、電能計量模塊、RS485通訊接口、顯示模塊、存儲單元、時鐘模塊、紅外通信接口、自動報警模塊、控制器，采用32位高性能單片機LPC1766為核心控制器，配合外圍電路實現電能表的多功能、高可靠性；與現有技術相比，本實用新型具有結構設計合理，高性能控制器和國產計量芯片實現智能電表，性價比高，具有廣闊的市場前景。
【IPC分類】G01R11/56, G01R11/54
【公開號】CN204649816
【申請號】CN201520302638
【發明人】王詳傲, 孫程程, 葉璽臣
【申請人】滁州學院
【公開日】2015年9月16日
【申請日】2015年5月12日