CN108333398B - 一种高节能电表 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高节能电表，解决的是耗能高的技术问题，通过采用包括电压互感器，与电压互感器连接的初级单元，与初级单元连接的次级单元；所述初级单元包括与电压互感器连接的采样单元，与采样单元连接的初级存储单元；所述次级单元包括定时单元，驱动单元以及计算单元；所述定时单元用于定时激活驱动单元调用初级存储单元中的采样数据供计算单元计算电能；所述初级单元与次级单元分别供电的技术方案，较好的解决了该问题，可用于物联网用电应用中。
Description
技术领域
本发明涉及智能电表领域，具体涉及一种高节能电表。
背景技术
电，作为人类生活中必不可少的部分。日常生活中，对于电能的计算是重中之重。智能电表，作为物联网家居生活的重要组成部分，一直受到各方青睐。
目前的电表存在持续性工作耗能高的技术问题，并存在数据保密度低，容易被破解偷电的技术问题。因此，提供一种高节能电表以及高保密性电表就很有必要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有技术中存在的耗能高的技术问题。提供一种新的高节能电表，该高节能电表具有节能效果好的特点。
为解决上述技术问题，采用的技术方案如下：
一种高节能电表，所述高节能电表包括电压互感器，与电压互感器连接的初级单元，与初级单元连接的次级单元；所述初级单元包括与电压互感器连接的采样单元，与采样单元连接的初级存储单元；
所述次级单元包括定时单元，驱动单元以及计算单元；所述定时单元用于定时激活驱动单元调用初级存储单元中的采样数据供计算单元计算电能；所述初级单元与次级单元分别供电。
本发明的工作原理：本发明将电表分为2部分，一部分为基础部分，日常不间断通勤工作，另一部分为高级部分，通过定时单元间隔激活后提取基础部分的数据进行电能计算，能够实现电能的部分休眠，减少日常耗能，提高节能效率。
上述方案中，为优化，进一步地，所述定时单元为时钟电路。
进一步地，所述计算单元包括数据编排单元；所述高节能电表还包括与数据编排单元连接的用户验证单元。
进一步地，所述用户验证单元包括依次连接的激光接收模块，与激光接收模块连接的激光采样模块，与激光采样模块连接的可变时隙编码处理单元，与可变时隙编码处理单元连接的数据基带解码输出模块；数据基带解码输出模块的输出数据用于和预先存储的用户信息进行匹配；匹配结果作为用户验证结果。
进一步地，所述可变时隙编码处理单元为单片机为，单片机用于完成时隙解码处理、导行码分配、时隙组合和调制脉冲归零码分解。
进一步地，所述单片机存储有可变时隙脉冲位置解调程序，并执行可变时隙脉冲位置解调程序，以完成下列步骤：
步骤1：将激光采样模块输出的信息进行字节编码及电平转换，得到待解码信号，待解码信号为时隙组合码；
步骤2：预先根据待解码信号的导行码，以及导行码脉冲间隔与多时隙类型的函数关系，在预先存储的多时隙类型库中查找对应的多时隙类型；
步骤3：可变时隙编码处理单元进行时隙解码处理，时隙解码处理包括分解导行码，根据导行码与函数关系在多时隙类型库中选定对应多时隙类型，根据多时隙类型及时隙组合码进行字节比特分组解算，重复直至得到用户信息数据；
步骤4：将用户信息数据与预先存储的用户信息进行匹配；匹配结果作为用户验证结果。
进一步地，所述定义多时隙类库包括若干个多时隙类型，所述多时隙类型为PPM调制方式中任选至少一个方式，所选PPM调制方式的对应的位值之和为8；
其中，PPM调制方式有4PPM调制，8PPM调制，16PPM调制及256PPM调制；4PPM调制的位值t1＝2，8PPM调制的位值t2＝3，16PPM调制的位值t3＝4，256PPM调制的位值t4＝8。
进一步地，所述激光接收模块接收的调制脉冲为归零码TTL串行结构。
本发明的有益效果：
效果一，使用分级设计的方法，将本发明的电表部分休眠后定时激活，节省电能；
效果二，在电表端加入用户识别，需要更改电表数据时通过加密的用户识别方法对用户身份进行识别，分权限完成更改、重置等操作。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1，高节能电表示意图。
图2，用户验证单元示意图。
图3，可变时隙脉冲位置解调程序示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
本实施例提供一种高节能电表，如图1，所述高节能电表包括电压互感器，与电压互感器连接的初级单元，与初级单元连接的次级单元；所述初级单元包括与电压互感器连接的采样单元，与采样单元连接的初级存储单元；
所述次级单元包括定时单元，驱动单元以及计算单元；所述定时单元用于定时激活驱动单元调用初级存储单元中的采样数据供计算单元计算电能；所述初级单元与次级单元分别供电。
本实施例的工作流程：本实施例使用电压互感器将高电压耦合为低压信号供数据采样，采样后原始数据存储在初级存储单元中备用。当定时单元预先设置的时间间隔满足后，发出激活信号给驱动单元，驱动单元驱动计算单元进行数据计算，并将计算结果作为电表的电能统计结果予以公布。
其中，采样单元使用AD8309采样芯片以及外围电路，存储单元使用可擦除的缓存器，缓存器具体信号不予以介绍，缓存器可设计外围电路来保证缓存器的正常工作。定时单元可采用各种定时器，或者时钟电路实现。定时单元连接在给次级单元供电的电源单元的控制端，驱动单元作为开关电源单元的驱动源，能够定时开启电源供电，驱动计算单元的驱动单元电路，计算单元采用单片机或者微型单片机或者可编程逻辑器件，可编程逻辑器件内存储有电能计算程序等应用程序，依照现有的电子电表计算方法进行实现。
其中，所述计算单元包括数据编排单元；所述高节能电表还包括与数据编排单元连接的用户验证单元。数据编排单元是对计算出的数据进行修正，修正方法按照现有的误差弥补。用户验证用于验证登录电子电表的用户的信息与权限。
具体地，如图2，所述用户验证单元包括依次连接的激光接收模块，与激光接收模块连接的激光采样模块，与激光采样模块连接的可变时隙编码处理单元，与可变时隙编码处理单元连接的数据基带解码输出模块；数据基带解码输出模块的输出数据用于和预先存储的用户信息进行匹配；匹配结果作为用户验证结果。
具体地，所述可变时隙编码处理单元为单片机为，单片机用于完成时隙解码处理、导行码分配、时隙组合和调制脉冲归零码分解。
详细地，所述单片机存储有可变时隙脉冲位置解调程序，并执行可变时隙脉冲位置解调程序，如图3，以完成下列步骤：
步骤1：将激光采样模块输出的信息进行字节编码及电平转换，得到待解码信号，待解码信号为时隙组合码；
步骤2：预先根据待解码信号的导行码，以及导行码脉冲间隔与多时隙类型的函数关系，在预先存储的多时隙类型库中查找对应的多时隙类型；
步骤3：可变时隙编码处理单元进行时隙解码处理，时隙解码处理包括分解导行码，根据导行码与函数关系在多时隙类型库中选定对应多时隙类型，根据多时隙类型及时隙组合码进行字节比特分组解算，重复直至得到用户信息数据；
步骤4：将用户信息数据与预先存储的用户信息进行匹配；匹配结果作为用户验证结果。
利用变时隙脉冲位置调制解调技术，通过将数字信息加载于不同时隙数的脉冲位置组成的脉冲编码来控制激光器发射激光，保证一定的激光脉冲能量，在发送数据的前端加入表明数据时隙类型的导行码组成通信帧，接收方通过导行码判断当前接收到的数据时隙类型，再根据时隙位置状态判断后面的脉冲代表的实际数据，使通信双方信息的可靠性和保密性得到一定保障，提高用户身份识别的准确性。
具体地，所述定义多时隙类库包括若干个多时隙类型，所述多时隙类型为PPM调制方式中任选至少一个方式，所选PPM调制方式的对应的位值之和为8；
其中，PPM调制方式有4PPM调制，8PPM调制，16PPM调制及256PPM调制；4PPM调制的位值t1＝2，8PPM调制的位值t2＝3，16PPM调制的位值t3＝4，256PPM调制的位值t4＝8。
具体地，所述激光接收模块接收的调制脉冲为归零码TTL串行结构。
尽管上面对本发明说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领域的技术人员能够理解本发明，但是本发明不仅限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员而言，只要各种变化只要在所附的权利要求限定和确定的本发明精神和范围内，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
Claims (5)
1.一种高节能电表，其特征在于：所述高节能电表包括电压互感器，与电压互感器连接的初级单元，与初级单元连接的次级单元；
所述初级单元包括与电压互感器连接的采样单元，与采样单元连接的初级存储单元；
所述次级单元包括定时单元，驱动单元以及计算单元；
所述定时单元用于定时激活驱动单元调用初级存储单元中的采样数据供计算单元计算电能；
所述初级单元与次级单元分别供电；
所述定时单元为时钟电路；
所述计算单元包括数据编排单元；所述高节能电表还包括与数据编排单元连接的用户验证单元；
所述用户验证单元包括依次连接的激光接收模块，与激光接收模块连接的激光采样模块，与激光采样模块连接的可变时隙编码处理单元，与可变时隙编码处理单元连接的数据基带解码输出模块；数据基带解码输出模块的输出数据用于和预先存储的用户信息进行匹配；匹配结果作为用户验证结果。
2.根据权利要求1所述的高节能电表，其特征在于：所述可变时隙编码处理单元为单片机为，单片机用于完成时隙解码处理、导行码分配、时隙组合和调制脉冲归零码分解。
3.根据权利要求2所述的高节能电表，其特征在于：所述单片机存储有可变时隙脉冲位置解调程序，并执行可变时隙脉冲位置解调程序，以完成下列步骤：
步骤1：将激光采样模块输出的信息进行字节编码及电平转换，得到待解码信号，待解码信号为时隙组合码；
步骤2：预先根据待解码信号的导行码，以及导行码脉冲间隔与多时隙类型的函数关系，在预先存储的多时隙类型库中查找对应的多时隙类型；
步骤3：可变时隙编码处理单元进行时隙解码处理，时隙解码处理包括分解导行码，根据导行码与函数关系在多时隙类型库中选定对应多时隙类型，根据多时隙类型及时隙组合码进行字节比特分组解算，重复直至得到用户信息数据；
步骤4：将用户信息数据与预先存储的用户信息进行匹配；匹配结果作为用户验证结果。
4.根据权利要求3所述的高节能电表，其特征在于：所述定义多时隙类库包括若干个多时隙类型，所述多时隙类型为PPM调制方式中任选至少一个方式，所选PPM调制方式的对应的位值之和为8；
其中，PPM调制方式有4PPM调制，8PPM调制，16PPM调制及256PPM调制；4PPM调制的位值t1＝2，8PPM调制的位值t2＝3，16PPM调制的位值t3＝4，256PPM调制的位值t4＝8。
5.根据权利要求3所述的可变时隙脉冲位置调制方法，其特征在于：所述激光接收模块接收的调制脉冲为归零码TTL串行结构。
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