CN103439551A - 一种能够识别静电干扰窃电的芯片 - Google Patents

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Abstract

一种能够识别静电干扰窃电的芯片。其包括控制器、掉电检测器、振荡器电路、复位电路、看门狗电路、脉冲计数器、串行接口、时钟控制器、数据存储器、静电信号检测模块、滤波器和AD转换；其中：控制器为芯片的中央处理器单元，其分别与掉电检测器、振荡器电路、复位电路和看门狗电路相连接，并通过内部总线与脉冲计数器、串行接口、时钟控制器、数据存储器和AD转换相连接；本发明提供的能够识别静电干扰窃电的芯片能够及时发现窃电分子的违法犯罪行为，并能够及时发出报警信号，以提醒电网工作人员及时查处，从而可以保证电网安全和社会安全。

Description

一种能够识别静电干扰窃电的芯片
技术领域
本发明属于电力防窃电技术领域，特别是涉及一种能够识别静电干扰窃电的芯片。
背景技术
近年来，窃电违法犯罪行为除具有隐蔽性、流动性、突发性等基本特征之外，还呈现专业化、高科技化、跨省流窜化的趋势，查处难度越来越大。从查处的案件看，部分窃电户采取专人值班、装设监控遥控设备、阻扰用电检查人员进入现场、迅速破坏窃电现场证据等手段，防范、阻止反窃电检查，甚至围攻、谩骂、殴打反窃电人员，因此反窃电调查难、取证难、处理难等问题较为突出。
另外，一些企业采取窃电方式降低经营成本、非法牟取暴利，同时还破坏了市场公平竞争原则，损害了同业合法经营者的利益；时常造成供用电设施损坏、大面积停电以及人身伤亡等严重问题，威胁电网安全和社会安全，影响恶劣，危害极大。如何切实有效地开展供电企业的线损管理工作，进一步提高供电企业的经营管理水平，是摆在供电企业面前的重要课题。
目前的智能电表都采用了智能计量芯片，无论是三相三线，三相四线的智能电表，还是单相居民用户的阶梯电价电表，都面临着同样被静电干扰的问题，有些窃电分子就是采取在表具附近安装静电干扰装置的方法使计量芯片不能正常工作，从而进行窃电活动。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种能够识别静电干扰窃电的芯片。
为了达到上述目的，本发明提供的能够识别静电干扰窃电的芯片包括：控制器、掉电检测器、振荡器电路、复位电路、看门狗电路、脉冲计数器、串行接口、时钟控制器、数据存储器、静电信号检测模块、滤波器和AD转换；其中：控制器为芯片的中央处理器单元，其分别与掉电检测器、振荡器电路、复位电路和看门狗电路相连接，并通过内部总线与脉冲计数器、串行接口、时钟控制器、数据存储器和AD转换相连接；
掉电检测器为低电压检测电路，用于产生低电压报警信号，其与芯片的F0引脚相连接；
振荡器电路为片内振荡器电路，用于为控制器产生时钟信号，其与芯片的XTAL引脚相连接；
复位电路为芯片的上电复位电路，用于为控制器提供复位脉冲信号，其与芯片的REST引脚相连接；
看门狗电路为芯片的程序监视器电路，用于为控制器提供看门狗复位功能，其与复位电路相连接；
脉冲计数器为脉冲定时计数器电路，其与芯片的INT0引脚相连接；
串行接口为串行通信接口电路，用于实现芯片与外部装置的串行通信连接，其与芯片的RDX引脚和TDX引脚相连接；
时钟控制器为时钟控制器接口电路，用于实现芯片与外部时钟芯片的串行通信连接，其与芯片的SDL引脚、SCL引脚和PB0引脚相连接；
数据存储器包括程序存储器和数据存储器，其中程序存储器用于存储芯片的控制程序代码，数据存储器用于存储数据信息；
静电信号检测模块为静电场信号检测电路，用于检测现场的静电信号，其与芯片的INT1引脚相连接，静电信号检测模块将采集到的静电信号经数字滤波器和AD转换传送给控制器；
滤波器为模拟信号滤波电路，其输入端与静电信号检测模块相连接，用于对静电信号检测模块输出端模拟信号进行整形滤波；
AD转换为模数转换器电路，其输入端与滤波器的输出端相连接，用于将滤波器输出端模拟信号转换成数字信号，并通过内部总线传给控制器。
所述的芯片INT1引脚为静电信号检测输入端，其与安装在表具附近的静电场强传感器相连接。
所述的内部总线包括：数据总线、地址总线和控制总线。
所述的静电信号检测模块由比较器电路和频率计数器构成。
所述的芯片的引脚包括：第1引脚RDX、第2引脚TDX、第3引脚INT0、第4引脚XTAL、第5引脚F0、第6引脚SDL、第7引脚SCL、第8引脚PB0、第9引脚INT1、第10引脚REST、第11引脚VCC和第12引脚GND。
本发明提供的能够识别静电干扰窃电的芯片能够及时发现窃电分子的违法犯罪行为，并能够及时发出报警信号，以提醒电网工作人员及时查处，从而可以保证电网安全和社会安全。
附图说明
图1为本发明提供的能够识别静电干扰窃电的芯片的内部结构示意图。
图2为本发明提供的能够识别静电干扰窃电的芯片的引脚示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明提供的能够识别静电干扰窃电的芯片进行详细说明。
如图1所示，本发明提供的能够识别静电干扰窃电的芯片包括：控制器1、掉电检测器2、振荡器电路3、复位电路4、看门狗电路5、脉冲计数器6、串行接口7、时钟控制器8、数据存储器9、静电信号检测模块10、滤波器11和AD转换12；其中：控制器1为芯片的中央处理器（CPU）单元，其为整个芯片的控制核心，其分别与掉电检测器2、振荡器电路3、复位电路4和看门狗电路5相连接，并通过内部总线与脉冲计数器6、串行接口7、时钟控制器8、数据存储器9和AD转换12相连接；
掉电检测器2为低电压检测电路，用于产生低电压报警信号，其与芯片的F0引脚相连接；
振荡器电路3为片内振荡器电路，用于为控制器1产生时钟信号，其与芯片的XTAL引脚相连接；
复位电路4为芯片的上电复位电路，用于为控制器1提供复位脉冲信号，其与芯片的REST引脚相连接；
看门狗电路5为芯片的程序监视器电路，用于为控制器1提供看门狗复位功能，其与复位电路4相连接；
脉冲计数器6为脉冲定时计数器电路，其与芯片的INT0引脚相连接；
串行接口7为串行通信接口电路，用于实现芯片与外部装置的串行通信连接，其与芯片的RDX引脚和TDX引脚相连接；
时钟控制器8为时钟控制器接口电路，用于实现芯片与外部时钟芯片的串行通信连接，其与芯片的SDL引脚、SCL引脚和PB0引脚相连接；
数据存储器9包括程序存储器和数据存储器，其中程序存储器用于存储芯片的控制程序代码，数据存储器用于存储数据信息；
静电信号检测模块10为静电场信号检测电路，用于检测现场的静电信号，其与芯片的INT1引脚相连接，静电信号检测模块10将采集到的静电信号经数字滤波器11和AD转换12传送给控制器1；
滤波器11为模拟信号滤波电路，其输入端与静电信号检测模块10相连接，用于对静电信号检测模块10输出端模拟信号进行整形滤波；
AD转换12为模数转换器电路，其输入端与滤波器11的输出端相连接，用于将滤波器11输出端模拟信号转换成数字信号，并通过内部总线传给控制器1。
所述的芯片INT1引脚为静电信号检测输入端，其与安装在表具附近的静电场强传感器相连接。
所述的内部总线包括：数据总线、地址总线和控制总线。
所述的静电信号检测模块10由比较器电路和频率计数器构成，用于测定输入信号中的静电信号频率；静电信号检测模块10每隔2ms启动一次检测，并将检测到的结果传送给控制器1。
如图2所示，本发明提供的能够识别静电干扰窃电的芯片的引脚包括：第1引脚RDX、第2引脚TDX、第3引脚INT0、第4引脚XTAL、第5引脚F0、第6引脚SDL、第7引脚SCL、第8引脚PB0、第9引脚INT1、第10引脚REST、第11引脚VCC和第12引脚GND。
一旦窃电分子在表具周围加装上静电干扰装置，表具附近的静电场将会发生变化，这时安装在表具上的静电场强传感器能够立即检测到，并将采集的信号传送给静电信号检测模块10，静电信号检测模块10再将检测到的静电场强信号经滤波器11进行整形滤波和AD转换12模数转换后传送给控制器1，然后在控制器1的控制下利用掉电检测器2产生低电压报警信号，由此提醒电网工作人员及时查处窃电分子的违法窃电行为。
本发明提供的能够识别静电干扰窃电的芯片的技术特点如下：
1）自动增益控制技术：信号自动跟踪，自动控制完成增益，最佳灵敏度接收信号；
2）支持串口通讯；
3）集成度高，该芯片集微型CPU和信号调制解调功能于一身，能与现有的电子电能表很好地结合，结合后的体积小，性价比高；
4）电能脉冲的数据处理和数据存储能力；
5）通讯速率高：1Kbps；
6）+5V电压工作；
本发明提供的能够识别静电干扰窃电的芯片的应用范围：
1）低压台区电力线计量系统；
2）高压台区电力线计量系统；
经过大量的研究和测试，本发明提供的能够识别静电干扰窃电的芯片能够快速准确地采集静电信号。

Claims (5)

1.一种能够识别静电干扰窃电的芯片，其特征在于：所述的芯片包括：控制器（1）、掉电检测器（2）、振荡器电路（3）、复位电路（4）、看门狗电路（5）、脉冲计数器（6）、串行接口（7）、时钟控制器（8）、数据存储器（9）、静电信号检测模块（10）、滤波器（11）和AD转换（12）；其中：控制器（1）为芯片的中央处理器单元，其分别与掉电检测器（2）、振荡器电路（3）、复位电路（4）和看门狗电路（5）相连接，并通过内部总线与脉冲计数器（6）、串行接口（7）、时钟控制器（8）、数据存储器（9）和AD转换（12）相连接；
掉电检测器（2）为低电压检测电路，用于产生低电压报警信号，其与芯片的F0引脚相连接；
振荡器电路（3）为片内振荡器电路，用于为控制器（1）产生时钟信号，其与芯片的XTAL引脚相连接；
复位电路（4）为芯片的上电复位电路，用于为控制器（1）提供复位脉冲信号，其与芯片的REST引脚相连接；
看门狗电路（5）为芯片的程序监视器电路，用于为控制器（1）提供看门狗复位功能，其与复位电路（4）相连接；
脉冲计数器（6）为脉冲定时计数器电路，其与芯片的INT0引脚相连接；
串行接口（7）为串行通信接口电路，用于实现芯片与外部装置的串行通信连接，其与芯片的RDX引脚和TDX引脚相连接；
时钟控制器（8）为时钟控制器接口电路，用于实现芯片与外部时钟芯片的串行通信连接，其与芯片的SDL引脚、SCL引脚和PB0引脚相连接；
数据存储器（9）包括程序存储器和数据存储器，其中程序存储器用于存储芯片的控制程序代码，数据存储器用于存储数据信息；
静电信号检测模块（10）为静电场信号检测电路，用于检测现场的静电信号，其与芯片的INT1引脚相连接，静电信号检测模块（10）将采集到的静电信号经数字滤波器（11）和AD转换（12）传送给控制器（1）；
滤波器（11）为模拟信号滤波电路，其输入端与静电信号检测模块（10）相连接，用于对静电信号检测模块（10）输出端模拟信号进行整形滤波；
AD转换（12）为模数转换器电路，其输入端与滤波器（11）的输出端相连接，用于将滤波器（11）输出端模拟信号转换成数字信号，并通过内部总线传给控制器（1）。
2.根据权利要求1所述的芯片，其特征在于：所述的芯片INT1引脚为静电信号检测输入端，其与安装在表具附近的静电场强传感器相连接。
3.根据权利要求1所述的芯片，其特征在于：所述的内部总线包括：数据总线、地址总线和控制总线。
4.根据权利要求1所述的芯片，其特征在于：所述的静电信号检测模块（10）由比较器电路和频率计数器构成。
5.根据权利要求1所述的芯片，其特征在于：所述的芯片的引脚包括：第1引脚RDX、第2引脚TDX、第3引脚INT0、第4引脚XTAL、第5引脚F0、第6引脚SDL、第7引脚SCL、第8引脚PB0、第9引脚INT1、第10引脚REST、第11引脚VCC和第12引脚GND。
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