CN104407211A - 一种用电量计量装置 - Google Patents

Abstract

一种用电量计量装置，包括计量芯片，计量芯片包括脉冲输出单元、数字信号处理单元、SPI通讯接口；还包括具有冗余纠错功能的校验纠错处理单元，SPI通讯接口与校验纠错处理单元连接；还包括具有停电存贮功能的参数存贮单元，参数存贮单元与校验纠错单元连接，参数存贮单元还与数字信号处理单元连接；还包括计量脉冲存贮单元，计量脉冲存贮单元与计量芯片的脉冲输出单元连接，用于对累计脉冲进行实时存贮，其中计量脉冲存贮单元亦与校验纠错处理单元连接；还包括参数变更事件记录簿，当计量参数变更时参数表更事件记录簿记录一次事件。本发明可提高计量准确性和可靠性，并可对自身运行状况进行判断。

Description

一种用电量计量装置

技术领域

本发明涉及一种用电量计量装置。

背景技术

现在的用电量计量装置均采用电能计量芯片，电能尽量芯片都采用软件校表方式，但计量芯片的寄存器停电不保存，一旦复位，就会采用默认参数而导致计量不准，直到MCU刷新这些寄存器才能恢复正常计量，因此用电量计量的准确性及可靠性都难以得到保证。同时现有的用电量计量装置对于其自身运行是否正常也难以进行有效的判断。

发明内容

为了克服现有用电量计量装置的上述不足，本发明提供一种可提高计量准确性和可靠性，并可对自身运行状况进行判断的用电量计量装置。

本发明解决其技术问题的技术方案是：一种用电量计量装置，包括现有技术中的计量芯片，所述的计量芯片包括脉冲输出单元、用于进行计算的数字信号处理单元、用于写入计量参数的SPI通讯接口；

还包括具有冗余纠错功能的校验纠错处理单元，所述的SPI通讯接口与所述的校验纠错处理单元连接；

还包括具有停电存贮功能的参数存贮单元，所述的参数存贮单元与所述的校验纠错单元连接，校验纠错处理单元对通过SPI通讯接口写入的计量参数进行冗余纠错判断，然后再将正确的计量参数写入所述的存数存贮单元内，所述的参数存贮单元还与所述的数字信号处理单元连接；

还包括计量脉冲存贮单元，所述的计量脉冲存贮单元与计量芯片的脉冲输出单元连接，用于对累计脉冲进行实时存贮，其中计量脉冲存贮单元亦与所述的校验纠错处理单元连接，校验纠错处理单元对计量脉冲存贮单元中的存贮数据进行冗余纠错判断；

还包括参数变更事件记录簿，当计量参数变更时参数表更事件记录簿记录一次事件，记录的事件包括事件变更次数、变更的参数内容、变更时的累计电能脉冲数。

参数存贮单元具有停电保存功能，具体可采用EEPROM或FLASH，计量参数存在EEPROM或FLASH中，每次计量芯片复位，数字信号处理单元从参数存贮单元中读入数据，用原保存的参数进行计量处理。

本发明中，当上层软件通过SPI通讯接口修改计量参数时，会通过校验纠错处理单元判断新参数是否与原参数一致，如果与原参数一致，则不执行任何操作，否则将新参数保存到参数存贮单元。同时，修改计量参数时，还会保存参数变更事件记录，事件记录保存在参数变更时间记录簿中，所记录的事件包含有事件变更次数、变更的寄存器内容、变更时的累计电能脉冲数等。

计量脉冲存贮单元存贮的是累计脉冲数，包括任何时期任何参数累计的脉冲。

本发明的有益效果在于：

1.解决了计量芯片复位后一段时间内计量不准确问题：因为计量参数存贮单元保存了最新的校表以后的计量参数，在运行中，就是用这个参数来进行计量，因为是调校好的，所以计量室准确的。当计量芯片因为干扰、重新上电等等情况导致复位时，计量芯片内的数字信号处理单元会自动读取计量参数存贮单元中的计量参数进行计量，所以它还是准确的，读取的操作是复位时同步发生的，没有延时问题，所以很准确。

2.解决了在运行过程中出现计量故障，责任无法区分的问题：在电能表的运行过程中，如果用户认为计量出现问题，现在的方法是将表拆下来去校验，但因为这个过程有一个断电过程，即使在拆的当时计量有问题，拆下后重新检验，电能表已经复位了，原来的不准确现象完全可能消失，往往计量也是准确的，无法判断是电能表出了问题。本发明的计算装置在厂家校核完成后，将产生一个参数变更事件记录，其中保留了当时的累计电能脉冲数W1，在电力公司检验完电能表后，会做一次清零操作，又产生了一个清零事件记录，其中保留了当时的累计电能脉冲数W2，拆下时的累计电能脉冲数记为W3，那么我们可以做这样的判断：

1）.如果清零记录后又产生了参数变更事件记录，此时W1>W2，那么我们可以断定，要么执行过程中MCU做了非法写参数操作，要么有人为修改参数可能，后者可以从铅封、电能表的事件记录等方面看出来。

2）.芯片记录的当前累计电能量E1 =(W3-W2)/C，其中C为脉冲常数，与计量装置记录的当前累计电能量E2进行比较，如果E1与E2一致（可允许少许误差），那么说明计量装置是正常的，若E1与E2不一致，则说明计量计量不准确，MCU的程序有问题或中途跑飞过。

3）.若芯片计量的电能E1与电能表计量的电能E2一致，再通过常规方法校表，如果误差不准确，说明原厂校表有问题或计量电路出现了故障。

3.使得计量部分独立为模块单独校表成为可能：现有用电量计量装置，计量部分与主电路在一起，计量电路是要求比较高的，需要超声波清洗，清洗后需要整机组装后才可以校表，清洗后实际还做了很多工序，包括焊接、调试等等环节，会对计量电路产生污染造成计量不准。

本发明因为计量部分本身（即本发明的计量装置本身）通过参数变更事件记录簿保留了计量参数和累计脉冲数，可以将计量电路独立成一个模块，甚至可以做到采样的锰铜上一起进入超声波清洗，然后一起校表，校核完成后，再装MCU主电路板，完成其他功能部分。这样就带来了很多好处，首先是功能部分的修改、更换等不会影响计量；其次，超声波清洗只需要针对计量部分，在提高性能同时还可以节约成本；再则，计量部分完全独立调校，使得做智能部分的和做电能基表部分的可以分开不同企业完成，促进专业化发展，在保证计量的情况下，使得电能表更加智能。

附图说明

图1是 本发明的原理图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

参照图1，一种用电量计量装置，包括现有的常规计量芯片1，所述的计量芯片1包括脉冲输出单元2、用于进行计算的数字信号处理单元3、用于写入计量参数的SPI通讯接口4；

还包括具有冗余纠错功能的校验纠错处理单元5，所述的SPI通讯接口4与所述的校验纠错处理单元5连接；

还包括具有停电存贮功能的参数存贮单元6，所述的参数存贮单元6与所述的校验纠错单元5连接，校验纠错处理单元5对通过SPI通讯接口4写入的计量参数进行冗余纠错判断，然后再将正确的计量参数写入所述的存数存贮单元6内，所述的参数存贮单元6还与所述的数字信号处理单元3连接；

还包括计量脉冲存贮单元7，所述的计量脉冲存贮单元7与计量芯片的脉冲输出单元2连接，用于对累计脉冲进行实时存贮，其中计量脉冲存贮单元7亦与所述的校验纠错处理单元5连接，校验纠错处理单元5对计量脉冲存贮单元7中的存贮数据进行冗余纠错判断；

还包括参数变更事件记录簿8，当计量参数变更时参数表更事件记录簿8记录一次事件，记录的事件包括事件变更次数、变更的参数内容、变更时的累计电能脉冲数。

参数存贮单元6具有停电保存功能，具体可采用EEPROM或FLASH，计量参数存在EEPROM或FLASH中，每次计量芯片1复位，数字信号处理单元3从参数存贮单元6中读入数据，用原保存的参数进行计量处理。

本发明中，当上层软件通过SPI通讯接口4修改计量参数时，会通过校验纠错处理单元5判断新参数是否与原参数一致，如果与原参数一致，则不执行任何操作，否则将新参数保存到参数存贮单元。同时，修改计量参数时，还会保存参数变更事件记录，事件记录保存在参数变更时间记录簿中，所记录的事件包含有事件变更次数、变更的寄存器内容、变更时的累计电能脉冲数等。

计量脉冲存贮单元7存贮的是累计脉冲数，包括任何时期任何参数累计的脉冲，其进行实时记录，因此数据量较大。当发生参数变更时（参数变更通常发生在拆表读数字等异常情况或主动校表情况下），当前变更时的累计电能脉冲数即记录到参数变更时间记录簿中。

本发明的有益效果在于：

1.解决了计量芯片复位后一段时间内计量不准确问题：因为计量参数存贮单元6保存了最新的校表以后的计量参数，在运行中，就是用这个参数来进行计量，因为是调校好的，所以计量室准确的。当计量芯片因为干扰、重新上电等等情况导致复位时，计量芯片内的数字信号处理单元3会自动读取计量参数存贮单元6中的计量参数进行计量，所以它还是准确的，读取的操作是复位时同步发生的，没有延时问题，所以很准确。

2.解决了在运行过程中出现计量故障，责任无法区分的问题：在电能表的运行过程中，如果用户认为计量出现问题，现在的方法是将表拆下来去校验，但因为这个过程有一个断电过程，即使在拆的当时计量有问题，拆下后重新检验，电能表已经复位了，原来的不准确现象完全可能消失，往往计量也是准确的，无法判断是电能表出了问题。本发明的计算装置在厂家校核完成后，将产生一个参数变更事件记录，其中保留了当时的累计电能脉冲数W1，在电力公司检验完电能表后，会做一次清零操作，又产生了一个清零事件记录，其中保留了当时的累计电能脉冲数W2，拆下时的累计电能脉冲数记为W3，那么我们可以做这样的判断：

1）.如果清零记录后又产生了参数变更事件记录，此时W1>W2，那么我们可以断定，要么执行过程中MCU做了非法写参数操作，要么有人为修改参数可能，后者可以从铅封、电能表的事件记录等方面看出来。

2）.芯片记录的当前累计电能量E1 =(W3-W2)/C，其中C为脉冲常数，与计量装置记录的当前累计电能量E2进行比较，如果E1与E2一致（可允许少许误差），那么说明计量装置是正常的，若E1与E2不一致，则说明计量计量不准确，MCU的程序有问题或中途跑飞过。

3）.若芯片计量的电能E1与电能表计量的电能E2一致，再通过常规方法校表，如果误差不准确，说明原厂校表有问题或计量电路出现了故障。

3.使得计量部分独立为模块单独校表成为可能：现有用电量计量装置，计量部分与主电路在一起，计量电路是要求比较高的，需要超声波清洗，清洗后需要整机组装后才可以校表，清洗后实际还做了很多工序，包括焊接、调试等等环节，会对计量电路产生污染造成计量不准。

本发明因为计量部分本身（即本发明的计量装置本身）通过参数变更事件记录簿8保留了计量参数和累计脉冲数，可以将计量电路独立成一个模块，甚至可以做到采样的锰铜上一起进入超声波清洗，然后一起校表，校核完成后，再装MCU主电路板，完成其他功能部分。这样就带来了很多好处，首先是功能部分的修改、更换等不会影响计量；其次，超声波清洗只需要针对计量部分，在提高性能同时还可以节约成本；再则，计量部分完全独立调校，使得做智能部分的和做电能基表部分的可以分开不同企业完成，促进专业化发展，在保证计量的情况下，使得电能表更加智能。

Claims (1)

1.一种用电量计量装置，包括计量芯片，所述的计量芯片包括脉冲输出单元、用于进行计算的数字信号处理单元、用于写入计量参数的SPI通讯接口；

其特征在于：还包括具有冗余纠错功能的校验纠错处理单元，所述的SPI通讯接口与所述的校验纠错处理单元连接；

还包括具有停电存贮功能的参数存贮单元，所述的参数存贮单元与所述的校验纠错处理单元连接，校验纠错处理单元对通过SPI通讯接口写入的计量参数进行冗余纠错判断，然后再将正确的计量参数写入所述的参数存贮单元内，所述的参数存贮单元还与所述的数字信号处理单元连接；

还包括计量脉冲存贮单元，所述的计量脉冲存贮单元与计量芯片的脉冲输出单元连接，用于对累计脉冲进行实时存贮，其中计量脉冲存贮单元亦与所述的校验纠错处理单元连接，校验纠错处理单元对计量脉冲存贮单元中的存贮数据进行冗余纠错判断；

还包括参数变更事件记录簿，当计量参数变更时参数表更事件记录簿记录一次事件，记录的事件包括事件变更次数、变更的参数内容、变更时的累计电能脉冲数。