CN102062816A

CN102062816A - 一种基于zigbee技术单相导轨式安装电能表

Info

Publication number: CN102062816A
Application number: CN2009101988296A
Authority: CN
Inventors: 苏峰; 陈建锋; 金安国; 周中; 姜龙
Original assignee: Shanghai Acrel Co Ltd
Current assignee: Shanghai Acrel Co Ltd
Priority date: 2009-11-16
Filing date: 2009-11-16
Publication date: 2011-05-18

Abstract

本发明涉及一种基于ZIGBEE技术单相导轨式安装电能表，该电能表包括外部组件、内部组件，所述的外部组件包括LCD、指示灯，所述的内部组件包括单相SOC电能计量芯片、ZIGBEE通信模块、电压采集模块、电流采集模块、存储器、电源模块，所述的单相SOC电能计量芯片包括脉冲输出口，所述的电压采集模块采集的电压信号、电流采集模块采集的电流信号进入单相SOC电能计量芯片，单相SOC电能计量芯片根据预先设定的费率时段完成分时电能计量，将其存在在存储器上，并通过LCD、指示灯显示以及通过ZIGBEE通信模块、脉冲输出口传输给远程终端。与现有技术相比，本发明具有体积小巧、集成度高、无线传输功能等优点。

Description

一种基于ZIGBEE技术单相导轨式安装电能表

技术领域

本发明涉及导轨式安装电能表，尤其是涉及一种基于ZIGBEE技术单相导轨式安装电能表。

背景技术

目前，国内电能表大部分都是挂壁式安装或电气柜安装，外观都采用基本方体形，体积相对较大(产品体积相对小的，功能少)，并且其产品内部结构复杂，安装不便。本导轨式表内部结构设计简洁巧妙，体积小巧，接线结构创新设计，接线简单，大大提高了用户维护效率，降低了成本。

自动抄表系统从数据传输角度划分，可分为有线、无线两大类，这两大类抄表系统各有其适用的应用领域，但就抄表系统的投资、建设、维护等几方面而言，无线抄表系统显然具有更大优势。ZIGBEE是近年来出现的面向低成本无线组网的技术，它是一种近距离、低成本、低功耗、低速率的双向无线通讯技术，适合应用于无线自动抄表系统的短距离无线通讯。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种体积小巧、集成度高、无线传输的基于ZIGBEE技术单相导轨式安装电能表。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于ZIGBEE技术单相导轨式安装电能表，其特征在于，该电能表包括外部组件、内部组件，所述的外部组件包括LCD、指示灯，所述的内部组件包括单相SOC电能计量芯片、ZIGBEE通信模块、电压采集模块、电流采集模块、存储器、电源模块，所述的单相SOC电能计量芯片包括电能计量模块、单片机、带温度补偿RTC模块、LCD驱动模块、UART模块、SPI/I2C外围扩展接口、脉冲输出口，所述的电压采集模块采集的电压信号、电流采集模块采集的电流信号进入单相SOC电能计量芯片，单相SOC电能计量芯片根据RTC模块预先设定的费率时段完成分时电能计量，将其存在在存储器上，并通过LCD、指示灯显示以及通过ZIGBEE通信模块、脉冲输出口传输给远程终端。

所述的外部组件还包括壳体，所述的壳体背面设有导轨槽、弹性卡钩。

所述的指示灯包括电能脉冲指示灯、峰费率指示灯、平费率指示灯和谷费率指示灯。

所述的单相SOC电能计量芯片为ADE7169单芯片。

所述的电压采集模块包括电阻分压取样电阻、第一RC滤波电路，所述的电阻分压取样电阻分别与配电线路、第一RC滤波电路连接。

所述的电流采集模块包括电流互感器、取样电阻、第二RC滤波电路，所述的电流互感器一次侧与配电线路连接，所述的电流互感器二次侧与第二取样电阻连接，所述的第二取样电阻与滤波电路连接。

所述的电源模块包括电源输入端、线性变压器、7805三端稳压器、1117稳压器，所述的电源输入端、线性变压器、7805三端稳压器、1117稳压器依次连接，所述的7805三端稳压器输出端与ZIGBEE通信模块连接，所述的1117稳压器输出端与单相SOC电能计量芯片连接。

所述的ZIGBEE通信模块包括MC13213 ZIGBEE芯片、功率发大电路、天线，所述的MC13213 ZIGBEE芯片、功率发大电路、天线依次连接。

所述的ZIGBEE通信模块与单相SOC电能计量芯片通过串口方式连接。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、采用35mm标准导轨安装方式进行安装，其外型结构依据微型断路器的模数化标准进行设计，以便于与微型断路器一同安装于终端配电箱内，具有体积小巧、外型美观、现场安装改造方便的优点；

2、电能测量计算采用单SOC芯片，具有集成度高、可靠性高、计量精度高、功能丰富的特点；

3、数据传输采用ZIGBEE技术，可以自动加入ZIGBEE网络，通过无线网络可靠的传输数据，便于电源管理系统的电源监测，解决了有线通信带来的布线、维护困难等问题。

附图说明

图1为本发明一种基于ZIGBEE技术单相导轨式安装电能表的结构框图；

图2为本发明一种基于ZIGBEE技术单相导轨式安装电能表的外部组件正视图；

图3为本发明一种基于ZIGBEE技术单相导轨式安装电能表的外部组件左视图；

图4为本发明一种基于ZIGBEE技术单相导轨式安装电能表的外部组件后视图；

图5为本发明一种基于ZIGBEE技术单相导轨式安装电能表的电源模块原理框图；

图6为本发明一种基于ZIGBEE技术单相导轨式安装电能表的ZIGBEE通信模块原理框图；

图7为本发明一种基于ZIGBEE技术单相导轨式安装电能表的电压采集模块电路图；

图8为本发明一种基于ZIGBEE技术单相导轨式安装电能表的电流采集模块电路图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例

如图1所示，一种基于ZIGBEE技术单相导轨式安装电能表，该电能表包括外部组件、内部组件，所述的外部组件包括LCD 6、指示灯，所述的内部组件包括单相SOC电能计量芯片1、ZIGBEE通信模块4、电压采集模块2、电流采集模块3、存储器7、电源模块，所述的单相SOC电能计量芯片1包括电能计量模块、单片机、带温度补偿RTC模块、LCD驱动模块、UART模块、SPI/I2C外围扩展接口、脉冲输出口5，所述的电压采集模块2采集的电压信号、电流采集模块3采集的电流信号进入单相SOC电能计量芯片1，单相SOC电能计量芯片1根据RTC模块预先设定的费率时段完成分时电能计量，将其存在在存储器7上，并通过LCD 6、指示灯显示以及通过ZIGBEE通信模块4、脉冲输出口5传输给远程终端。

如图2、图3、图4所示，该电能表依据微型断路器的模数化标准进行设计，所述电能表的宽度为模数值的整数倍，优选为模数值的4倍，其中1模数为18mm，所述的外部组件还包括壳体100，所述的壳体背面设有一导轨槽110、一弹性卡钩120，所述弹性卡钩120将带有导轨槽110的电能表卡在35mm标准导轨上。所述的指示灯包括电能脉冲指示灯8、峰费率指示灯9、平费率指示灯10和谷费率指示灯11，所述的LCD 6、指示灯设置在壳体正面，LCD6循环显示时间、日期、总电量、峰电量、平电量、谷电量、电压和电流相关信息，循环显示间隔时间为4s，、峰费率指示灯9、平费率指示灯10和谷费率指示灯11相应配合显示。

如图5所示，电压直接从电源信号端输入，经过线性变压器13变压输出9V电压，通过稳压桥堆稳压输出，经7805三端稳压器14输出5V给ZIGBEE通信模块4供电，再经1117稳压器15输出3.3V作为芯片ADE7196电源。

如图6所示，所述的ZIGBEE通信模块4包括MC13213 ZIGBEE芯片16、功率发大电路17、天线18，MC13213 ZIGBEE芯片16收发器的输出端增加外部功率放大电路17，再经天线18发射无线信号，进一步提高无线信号的传输能力。

如图7所示，请补充图7、图8的具体工作原理。

Claims

1.一种基于ZIGBEE技术单相导轨式安装电能表，其特征在于，该电能表包括外部组件、内部组件，所述的外部组件包括LCD、指示灯，所述的内部组件包括单相SOC电能计量芯片、ZIGBEE通信模块、电压采集模块、电流采集模块、存储器、电源模块，所述的单相SOC电能计量芯片包括电能计量模块、单片机、带温度补偿RTC模块、LCD驱动模块、UART模块、SPI/I2C外围扩展接口、脉冲输出口，所述的电压采集模块采集的电压信号、电流采集模块采集的电流信号进入单相SOC电能计量芯片，单相SOC电能计量芯片根据RTC模块预先设定的费率时段完成分时电能计量，将其存在在存储器上，并通过LCD、指示灯显示以及通过ZIGBEE通信模块、脉冲输出口传输给远程终端。

2.根据权利要求1所述的一种基于ZIGBEE技术单相导轨式安装电能表，其特征在于，所述的外部组件还包括壳体，所述的壳体背面设有导轨槽、弹性卡钩。

3.根据权利要求1所述的一种基于ZIGBEE技术单相导轨式安装电能表，其特征在于，所述的指示灯包括电能脉冲指示灯、峰费率指示灯、平费率指示灯和谷费率指示灯。

4.根据权利要求1所述的一种基于ZIGBEE技术单相导轨式安装电能表，其特征在于，所述的单相SOC电能计量芯片为ADE7169单芯片。

5.根据权利要求1所述的一种基于ZIGBEE技术单相导轨式安装电能表，其特征在于，所述的电压采集模块包括电阻分压取样电阻、第一RC滤波电路，所述的电阻分压取样电阻分别与配电线路、第一RC滤波电路连接。

6.根据权利要求1所述的一种基于ZIGBEE技术单相导轨式安装电能表，其特征在于，所述的电流采集模块包括电流互感器、取样电阻、第二RC滤波电路，所述的电流互感器一次侧与配电线路连接，所述的电流互感器二次侧与第二取样电阻连接，所述的第二取样电阻与滤波电路连接。

7.根据权利要求1所述的一种基于ZIGBEE技术单相导轨式安装电能表，其特征在于，所述的电源模块包括电源输入端、线性变压器、7805三端稳压器、1117稳压器，所述的电源输入端、线性变压器、7805三端稳压器、1117稳压器依次连接，所述的7805三端稳压器输出端与ZIGBEE通信模块连接，所述的1117稳压器输出端与单相SOC电能计量芯片连接。

8.根据权利要求1所述的一种基于ZIGBEE技术单相导轨式安装电能表，其特征在于，所述的ZIGBEE通信模块包括MC13213 ZIGBEE芯片、功率发大电路、天线，所述的MC13213 ZIGBEE芯片、功率发大电路、天线依次连接。

9.根据权利要求1所述的一种基于ZIGBEE技术单相导轨式安装电能表，其特征在于，所述的ZIGBEE通信模块与单相SOC电能计量芯片通过串口方式连接。