CN118225210A - 一种智能水表的微电流自检测电路、系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种智能水表的微电流自检测电路、系统及方法。本发明包括：电流采样电路，用于智能水表的总电流信号采样；负载电流输出电路，通过控制MCU驱动IO口输出高低电平调节负载电阻上的电流，使采样总电流达到预置测量范围；差分放大电路，用于将采样得到的电流信号转换为比较电压；MCU阈值可调比较器，比较电压与阈值电压进行比较，得出本次采样总电流与阈值电流比较结果。通过逐级调节阈值电压和负载电流，经过多组比较测量后，最终测得水表休眠电流值。当电流异常时，通过切断各功能电路筛查出故障电路并做出相应预警措施。本方法能够及时发现智能水表的微安级电流故障，从而提高水表的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及检测电路技术领域，具体而言，涉及一种智能水表的微电流自检测电路、系统及方法。
背景技术
随着计量科技及电子技术的快速发展，相比较于传统机械式水表，智能水表在技术性能、产品功能方面更能满足用户的需求。但水表作为广泛使用的法定计量器具，其使用环境复杂、恶劣，用户对智能水表的长期可靠性缺乏信心，特别是因为各种因素引起智能水表的电流变大，如电子元件老化、电路板变形引起电子元件受损、电子电路受潮进水等，导致智能水表内置电池电量提前耗光，这也是智能水表在使用中最突出、最严重的问题，使得广泛推广受到阻力。
目前智能水表出现微安级的故障电流难以自检和及时预警，只有在整表失效时才被发现，由此产生水费纠纷，这也是智能水表厂商急迫解决的问题。
发明内容
本发明解决的问题是如何克服智能水表在出现微安级的故障电流时难以进行自检和及时预警的缺陷。
为解决上述问题，本发明提供一种智能水表的微电流自检测电路，包括：
电流采样电路：用于对智能水表电路工作时的总电流信号进行采样；
负载电流输出电路：通过控制MCU单元驱动IO口输出高低电平调节负载电阻上的电流，使采样总电流达到预置测量范围；
差分放大电路：用于将采样得到的电流信号转换为比较电压；
MCU阈值可调比较器：用于将预设的中断阈值电压与比较电压进行比较，根据比较结果对采样总电流与阈值电流进行判断，当MCU阈值可调比较器产生中断信号至所述MCU单元，MCU阈值可调比较器中断唤醒，定时器未中断时，则采样总电流小于阈值电流；当定时器触发中断时，则采样总电流大于或等于阈值电流。
进一步地，所述差分放大电路由第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻和运算放大器组成；
所述第二电阻和所述第三电阻的第一端连接在所述运算放大器的同相输入端，所述第四电阻和所述第五电阻的第一端连接在所述运算放大器的反相输入端。
进一步地，所述电流采样电路由第一电阻和第二二极管组成；
所述第一电阻和所述第二二极管的第一端分别与工作电压输入端和所述第二电阻的第二端连接；所述第一电阻和所述第二二极管的第二端分别与所述MCU单元和所述第四电阻的第二端连接。
进一步地，还包括电源电路；
所述电源电路由第一二极管和第一电容组成；所述第一二极管和所述第一电容的第一端连接在所述运算放大器的正电压输入端，所述第一二极管的第二端与所述第二二极管的第一端连接在工作电压输入端，所述第一电容的第二端与所述第三电阻的第二端连接于地。
进一步地，还包括滤波电路；
所述滤波电路由第六电阻和第二电容组成；
所述第六电阻的第一端与所述运算放大器的输出端和所述第五电阻的第二端连接，所述第六电阻的第二端与所述MCU阈值可调比较器的比较电压输入端和所述第二电容连接。
进一步地，所述负载电流输出电路由第七电阻、第八电阻和第九电阻组成；
所述第七电阻、所述第八电阻和所述第九电阻的第一端分别与所述MCU单元的控制端串接，所述第七电阻、所述第八电阻和所述第九电阻的第二端连接于地。
一种智能水表的微电流自检测系统，包括：
所述控制模块用于控制所述MCU单元逐级调节阈值电流和负载电阻上的电流，经多组测量得到目标采样电流值；
所述判断模块用于将目标采样电流值与预设的电流范围进行比较，来判断智能水表电流的异常状态，当目标采样电流值小于预设的电流范围时，判断智能水表电流正常；当目标采样电流值大于或等于预设的电流范围时，判断智能水表电流异常。
一种智能水表的微电流自检测方法，包括步骤：
S1：设置MCU阈值可调比较器的中断阈值电压和负载电阻上的电流，进入休眠模式，在MCU单元由运行状态转入休眠状态时，采样总电流的工作电流下降，比较电压也下降，当比较电压小于预置电流对应的中断阈值电压时，MCU阈值可调比较器发生中断唤醒；
S2：在MCU单元由运行状态转入休眠状态时，采样总电流的工作电流下降，比较电压下降，当比较电压大于或等于预置电流对应的中断阈值电压时，MCU阈值可调比较器不中断，定时器经过延时后发生中断；
S3：通过MCU单元调节负载电阻上的电流和中断阈值电压，经多次测量后得到目标采样电流值，根据预设运算流程计算测量电流，当测量电流出现异常时，通过关闭或打开对应的智能水表电路，检测引起异常电流的智能水表电路。
进一步地，所述预设运算流程中采样总电流为：
IA=ITEST+IR；
其中，ITEST表示测量电流，IR表示负载电阻上调节的电流；
所述预设运算流程中比较电压为：
VCMP=IA×R1×K；
其中，IA表示采样总电流，R1表示采样电阻，K表示电路放大系数；
所述预设运算流程中比较电流为：
ISET=VSET/(R1×K)；
其中，VSET表示MCU阈值可调比较器的中断阈值电压；
当VCMP大于或等于VSET时，IA大于或等于ISET；
当VCMP小于VSET时，IA小于ISET。
本发明采用上述技术方案包括以下有益效果：
本发明使用微电流自检测电路，通过驱动MCU单元的IO口电平控制负载电阻输出电流，并且调节MCU内部阈值可调比较器的低电压中断阈值，配合MCU定时器中断，在MCU进入低功耗休眠时进行测量比较，在MCU唤醒时判断中断唤醒类型得到测量结果。通过差分放大电路将采样电流转化为比较电压，并利用MCU阈值可调比较器进行比较，实现了对智能水表微电流的精确测量。采用微电流休眠模式，仅在需要测量时唤醒，降低了功耗。同时，通过定时器中断和比较器中断的结合使用，提高了系统的响应速度和效率。在微安级漏电流故障发生时，能够及时检测到电流故障并发出故障预警。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的智能水表的微电流自检测电路结构框图；
图2为本发明实施例一提供的智能水表的微电流自检测电路原理图；
图3为本发明实施例二提供的智能水表的微电流自检测系统结构框图；
图4为本发明实施例三提供的智能水表的微电流自检测方法流程图；
图5为本发明实施例三提供的智能水表的微电流自检测方法中MCU由运行状态转入休眠状态示意图一；
图6为本发明实施例三提供的智能水表的微电流自检测方法中MCU由运行状态转入休眠状态示意图二。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
实施例一
本实施例提供了一种智能水表的微电流自检测电路，如图1所示，包括：
电流采样电路：用于对智能水表电路工作时的总电流信号进行采样；
负载电流输出电路：通过控制MCU单元驱动IO口输出高低电平调节负载电阻上的电流，使采样总电流达到预置测量范围；
差分放大电路：用于将采样得到的电流信号转换为比较电压；
MCU阈值可调比较器：用于将预设的中断阈值电压与比较电压进行比较，根据比较结果对采样总电流与阈值电流进行判断，当MCU阈值可调比较器产生中断信号至MCU单元，MCU阈值可调比较器中断唤醒，定时器未中断时，则采样总电流小于阈值电流；当定时器触发中断时，则采样总电流大于或等于阈值电流。
具体的，电流采样电路功能：采集智能水表在工作时产生的电流信号。工作原理为：通过控制MCU即微控制器的驱动IO口输出高低电平，进而调节负载电阻上的电流。这样做的目的是确保采样得到的总电流处于预设的测量范围内。电流采样电路的主要任务是采集智能水表在工作时产生的电流信号。这些信号通常反映了水表的工作状态、功耗以及可能的故障情况。
具体的，单片机内置的阈值电压比较器测量范围是有限的。设计的电路可以测量70~90uA的电流，精度为1uA，但整个系统的电流是一般在20uA左右，所以可以通过增加负载电流使整个系统电流变大，这样也达到了增大测量电流范围的目的。增加电流的方法为单片机的三个IO口IO1,IO2,IO3，输出高电平会相应的在第七电阻R7、第八电阻R8和第九电阻R9上产生固定的电流。各电阻值固定，IO口高电平的电压固定，所以输出的电流为一个固定值，可以产生一个已知的负载电流。这样就可以达到0~90uA的范围内测量精度1uA即比较器每一级对应的电流值。
具体的，MCU单元是整个智能水表的核心部件，它负责控制和监控整个系统的工作，MCU通过其IO口输入/输出端口输出高低电平信号，这些信号用于调节负载电阻上的电流。通过调整MCU输出的高低电平，可以控制流过负载电阻的电流大小。通过调节负载电阻上的电流，可以使得采样总电流达到预置的测量范围。这意味着，采样电路能够确保采集到的电流信号在一个预定的、合适的范围内，以便后续的测量和分析。预置的测量范围：预置的测量范围是指事先设定的、用于采样电流信号的一个范围。这个范围通常是基于智能水表的工作特性和测量需求来确定的。确保采样总电流在这个范围内，有助于保证采样的准确性和可靠性，避免因为电流过大或过小而导致测量误差或失效。
具体的，差分放大电路功能：将电流采样电路采集到的电流信号转换成电压信号。这种转换有助于后续电路或设备更容易地处理或读取这些信号。
具体的，MCU阈值可调比较器功能：将预设的中断阈值电压与差分放大电路输出的比较电压进行比较。工作原理为：当采样得到的总电流小于预设的阈值电流时，比较器会产生一个中断信号给MCU。此时，MCU会判断智能水表电路的电流小于阈值电流，当采样得到的总电流大于预设的阈值电流时，仅定时器会被触发。如果定时器在规定的时间内没有收到其他中断信号，那么MCU会判断智能水表电路的电流大于或等于阈值电流。
具体的，通过电流采样、信号转换和阈值比较来测量智能水表电路的电流。通过逐级调节阈值电压和负载电流，经过多组比较测量后，最终测得水表休眠工况电流值。
具体的，当电流低于设定范围时，并且在一定时间内没有异常，则系统认为电流正常。当电流高于设定范围时，系统认为电流异常并发出预警。
具体的，当智能水表进行电流自检测时，控制MCU单元驱动IO口输出高低电平调节负载电阻上的电流，使采样总电流达到预置测量范围。采样总电流通过低功耗、低成本、高精度的差分放大电路转化为比较电压；调节MCU内部的MCU阈值可调比较器中的中断阈值电压，如SVS电源电压监测器、LVD低电压侦测器，配合MCU定时器中断在系统进入微电流休眠时，对比较电压和中断阈值电压进行比较。因为采样总电流与比较电压线性相关，阈值电流对应比较器阈值电压，当采样总电流小于阈值电流时，MCU会产生一个比较器中断；当采样总电流大于阈值电流时，则MCU不会产生比较器中断，随后会产生定时器中断。MCU通过判断中断唤醒原因，得到单次的电流测量结果。
参阅图2，差分放大电路由第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5和运算放大器U1组成；
第二电阻R2和第三电阻R3的第一端连接在运算放大器U1的同相输入端，第四电阻R4和第五电阻R5的第一端连接在运算放大器U1的反相输入端。
具体的，由第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5和运算放大器U1共同组成差分放大电路，对采样电压进行放大。电路的放电系数为K=R3/R2，当第二电阻R2等于第四电阻R4，第三电阻R3等于第五电阻时。其中运算放大器U1功耗电流小于1uA，整个放大电路总电流小于4uA，对于水表来说增加的整机功耗可以被接收。
其中，电流采样电路由第一电阻R1和第二二极管D2组成；
第一电阻R1和第二二极管D2的第一端分别与工作电压输入端VBAT和第二电阻R2的第二端连接；第一电阻R1和第二二极管D2的第二端分别与MCU单元和第四电阻R4的第二端连接。
具体的，由第二二极管D2和第一电阻R1组成电流采样电路，产生采样电压。当小的采样总电流IA经过R1时产生电压差，随着电流增加产生的电压随之增加，当电压达到第二二极管D2导通时形成限压。此电路既可以实现小电流的采样，也可以使大电流正常通过。
其中，还包括电源电路；
电源电路由第一二极管D1和第一电容C1组成；第一二极管D1和第一电容C1的第一端连接在运算放大器U1的正电压输入端，第一二极管D1的第二端与第二二极管D2的第一端连接在工作电压输入端VBAT，第一电容C1的第二端与第三电阻R3的第二端连接于地。
其中，还包括滤波电路；
滤波电路由第六电阻R6和第二电容C2组成；
第六电阻R6的第一端与运算放大器U1的输出端和第五电阻R5的第二端连接，第六电阻R6的第二端与MCU阈值可调比较器的比较电压输入端和第二电容C2连接。
具体的，滤波电路可有效防止信号干扰，提高测量准确性。其中第六电阻R6还起隔离电阻器作用，防止欠阻尼发生引起电路振荡，出现测量差错。
其中，负载电流输出电路由第七电阻R7、第八电阻R8和第九电阻R9组成；
第七电阻R7、第八电阻R8和第九电阻R9的第一端分别与MCU单元的控制端串接，第七电阻R7、第八电阻R8和第九电阻R9的第二端连接于地。
具体的，产生负载电流IR，用于增加采样总电流IA实现扩大电流测量范围。
具体的，本发明采用高边电流采样方案，相比低边电流采样方案，还解决了电路零点漂移的问题，测量结果更加准确。电流采样使用电阻并联二极管的方案，在小电流时，电流从电阻流过；而大电流时，电流从二极管分流。电路有效减少了功耗损失，实现了电流的自适应、无感切换，并且采样电阻的选型不再受功率限制和长期稳定性的困扰。MCU控制多只负载电阻调节负载电流，扩大了可测量电流范围，使测量更加实用，并且通过对多次采样结果的分析，还能判断出电流测量系统是否工作异常。通过逐级多次比较器的测量，可以使电流测量达到精确的微安级。
本发明使用微电流自检测电路，通过驱动MCU单元的IO口电平控制负载电阻输出电流，并且调节MCU内部阈值可调比较器的低电压中断阈值，配合MCU定时器中断，在MCU进入低功耗休眠时进行测量比较，在MCU唤醒时判断中断唤醒类型得到测量结果。通过差分放大电路将采样电流转化为比较电压，并利用MCU阈值可调比较器进行比较，实现了对智能水表微电流的精确测量。采用微电流休眠模式，仅在需要测量时唤醒，降低了功耗。同时，通过定时器中断和比较器中断的结合使用，提高了系统的响应速度和效率。在微安级漏电流故障发生时，及时检测到电流故障并发出故障预警。
实施例二
本实施例提供了一种智能水表的微电流自检测系统，如图3所示，本系统包括：
控制模块用于控制MCU单元逐级调节阈值电流和负载电阻上的电流，经多组测量得到目标采样电流值；
判断模块用于将目标采样电流值与预设的电流范围进行比较，来判断智能水表电流的异常状态，当目标采样电流值小于预设的电流范围时，判断智能水表电流正常；当目标采样电流值大于或等于预设的电流范围时，判断智能水表电流异常。
具体的，MCU控制与采样，MCU单元负责控制整个检测过程。在MCU由运行状态转入休眠状态时，它会采样总电流的工作电流，并通过一个可调的比较器来监控这个电流值。当电流下降到小于预置电流对应的中断阈值电压时，比较器会触发中断，唤醒MCU单元。
具体的，控制模块会控制MCU单元逐级调节阈值电流和负载电阻上的电流。通过多次测量，系统可以得到目标采样电流值。这个值将被用于后续的异常状态判断。判断模块将目标采样电流值与预设的电流范围进行比较。如果目标采样电流值小于预设的电流范围，判断模块会判断智能水表电流正常；如果目标采样电流值大于或等于预设的电流范围，则判断智能水表电流异常。当检测到异常电流时，系统会通过关闭与打开电路的方式，来检测引起异常电流的电路部分，并进行相应的处理，例如发出警报或记录异常数据。
具体的，当设备进入自检测工况时，使用低功耗、低成本、高精度的电流自检测电路，通过驱动MCU单元的IO口电平控制负载电阻输出电流，并且调节MCU阈值可调比较器，配合MCU定时器中断，在MCU进入低功耗休眠时进行测量比较，在MCU唤醒时判断中断唤醒类型得到测量结果。通过对微电流逐次测量比较，最终得出高精度的整机电流。当整机电流出现异常时，还可以用同样的方法，逐个对电子元器件关闭和工作的电流进行对比，检测出故障元器件，同时对故障处理并切除故障电路，保障整机的可靠性。
本系统通过MCU的休眠与唤醒机制，系统可以在不牺牲性能的前提下降低功耗。通过MCU逐级调节阈值电流和负载电阻上的电流，可以实现对电流的精确测量。系统可以及时发现并处理异常电流，确保智能水表的正常工作，同时也有助于预防可能的故障或损坏。
实施例三
本实施例提供了一种智能水表的微电流自检测方法，如图4所示，本方法包括步骤：
S1：设置MCU阈值可调比较器的中断阈值电压和负载电阻上的电流，进入休眠模式，在MCU单元由运行状态转入休眠状态时，采样总电流的工作电流下降，比较电压也下降，当比较电压小于预置电流对应的中断阈值电压时，MCU阈值可调比较器发生中断唤醒；
S2：在MCU单元由运行状态转入休眠状态时，采样总电流的工作电流下降，比较电压下降，当比较电压大于或等于预置电流对应的中断阈值电压时，MCU阈值可调比较器不中断，定时器经过延时后发生中断；
S3：通过MCU单元调节负载电阻上的电流和中断阈值电压，经多次测量后得到目标采样电流值，根据预设运算流程计算测量电流，当测量电流出现异常时，通过关闭或打开对应的智能水表电路，检测引起异常电流的智能水表电路。
具体的，基于MCU单元的电流监控与异常处理，通过三个主要步骤来处理电流的采样、监控和异常处理。
其中，步骤S1为MCU休眠唤醒机制，当MCU单元从运行状态转入休眠状态时，它会开始采样总电流的工作电流。随着工作电流的下降，比较电压也会相应下降。当这个比较电压小于预置电流对应的中断阈值电压时，MCU阈值可调比较器会触发一个中断，从而唤醒MCU单元。
其中，步骤S2为MCU休眠与定时器中断，同样地，在MCU单元从运行状态转入休眠状态时，它会采样总电流的工作电流。如果比较电压大于或等于预置电流对应的中断阈值电压，MCU阈值可调比较器不会触发中断。此时，定时器会开始计时，并在经过一定的延时后发生中断。
其中，步骤S3为电流调节、测量与异常处理，通过MCU单元，可以调节负载电阻上的电流和中断阈值电压。经过多次测量后，可以得到目标采样电流值，并计算测量电流。如果测量电流出现异常，系统会通过关闭和打开电路来检测引起异常电流的电路部分。主要是在MCU休眠状态下依然能够有效地监控电流，并在检测到异常电流时及时唤醒MCU进行处理。同时，通过调节负载电阻上的电流和中断阈值电压，可以实现对电流的精确控制和测量。
具体的，在MCU进入休眠测量前，根据参数调节好负载电阻的电流、MCU阈值可调比较器的中断阈值电压，设置MCU阈值可调比较器中断和定时器中断，打开中断后进入休眠测量状态。单次对电流进行比较测量时，会出现采样总电流大于或等于预置电流和采样总电流小于预置电流的两种运行结果，分别进行描述。
参阅图5，MCU单元由运行状态转入休眠状态时，采样总电流IA也从大的工作电流快速下降，比较电压VCMP也随之下降，当低于预置电流ISET1对应的阈值电压VSET1时，比较器发生中断将MCU唤醒，在查询到此唤醒原因后即可得出采样总电流小于预置电流值。图中A表示采样总电流小于预置比较值，产生比较器中断，MCU单元被唤醒。
参阅图6，MCU单元由运行状态转入休眠状态时，采样总电流IA也从大的工作电流快速下降，比较电压VCMP也随之下降，但未低于预置电流ISET2对应的阈值电压VSET2，比较器不会发生中断，但定时器经过延时后发生中断，在查询到此唤醒原因后即可得出采样总电流大于或等于预置电流值。图中B表示采样总电流始终大于预置比较值，仅产生定时器中断，MCU单元被唤醒。
其中，预设运算流程中采样总电流为：IA=ITEST+IR；
其中，ITEST表示测量电流，IR表示负载电阻上调节的电流；其中负载电流由MCU单元的高低电平控制输出固定电流。
预设运算流程中比较电压为：VCMP=IA×R1×K；
其中，IA表示采样总电流，R1表示采样电阻，K表示电路放大系数；
预设运算流程中比较电流为：
ISET=VSET/(R1×K)；
其中，VSET表示MCU阈值可调比较器的中断阈值电压；
当VCMP大于或等于VSET时，IA大于或等于ISET；
当VCMP小于VSET时，IA小于ISET。
具体的，结合了MCU的休眠唤醒机制、电流采样、阈值比较、定时器中断以及异常电流处理等多个功能。当MCU从运行状态转入休眠状态时，开始采样智能水表的总电流。随着工作电流的下降，比较电压也会相应降低。比较电压小于预置电流对应的中断阈值电压，MCU的阈值可调比较器会触发中断，将MCU从休眠状态唤醒。此时，MCU会执行相应的异常处理流程。比较电压大于或等于预置电流对应的中断阈值电压，MCU的阈值可调比较器不会触发中断。定时器在经过预设的延时后发生中断，唤醒MCU进行后续处理。通过MCU单元可以调节负载电阻上的电流和中断阈值电压。经过多次测量，得到目标采样电流值。根据预设的运算流程，系统计算测量电流。
具体的，MCU通过判断中断唤醒原因，得到单次的电流测量结果。之后MCU通过逐级调节阈值电流和负载电阻上的电流，经过多次测量比较后得到最终精确的目标采样电流值，从而判断出智能水表的电流是否异常。当电流出现异常时，使用同样的方法，逐个判断电子元器件工作电流和关闭时电流的变化，可检测出故障电子元器件并做出相应处理。
具体的，当测量电流出现异常时，例如电流值超出预设的正常范围，会关闭或打开智能水表的相关电路，以检测引起异常电流的电路部分。通过这种方式，能够定位异常电路，并采取适当的措施，如报警、记录异常数据等处理。
本方法使用微电流自检测电路以及微电流自检测方法，通过驱动MCU单元的IO口电平控制负载电阻输出电流，并且调节MCU内部阈值可调比较器的低电压中断阈值，配合MCU定时器中断，在MCU进入低功耗休眠时进行测量比较，在MCU唤醒时判断中断唤醒类型得到测量结果。通过差分放大电路将采样电流转化为比较电压，并利用MCU阈值可调比较器进行比较，实现了对智能水表微电流的精确测量。采用微电流休眠模式，仅在需要测量时唤醒，降低了功耗。同时，通过定时器中断和比较器中断的结合使用，提高了系统的响应速度和效率。在微安级漏电流故障发生时，及时检测到电流故障并发出故障预警。
虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员，在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。
Claims (9)
1.一种智能水表的微电流自检测电路，其特征在于，包括：
电流采样电路：用于对智能水表电路工作时的总电流信号进行采样；
负载电流输出电路：通过控制MCU单元驱动IO口输出高低电平调节负载电阻上的电流，使采样总电流达到预置测量范围；
差分放大电路：用于将采样得到的电流信号转换为比较电压；
MCU阈值可调比较器：用于将预设的中断阈值电压与比较电压进行比较产生中断，配合定时器中断，根据中断结果判断采样总电流与阈值电流的比较结果，当MCU阈值可调比较器产生中断信号至所述MCU单元，MCU阈值可调比较器中断唤醒，定时器未中断时，则采样总电流小于阈值电流；当定时器触发中断时，则采样总电流大于或等于阈值电流。
2.根据权利要求1所述的智能水表的微电流自检测电路，其特征在于，所述差分放大电路由第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻和运算放大器组成；
所述第二电阻和所述第三电阻的第一端连接在所述运算放大器的同相输入端，所述第四电阻和所述第五电阻的第一端连接在所述运算放大器的反相输入端。
3.根据权利要求2所述的智能水表的微电流自检测电路，其特征在于，所述电流采样电路由第一电阻和第二二极管组成；
所述第一电阻和所述第二二极管的第一端分别与工作电压输入端和所述第二电阻的第二端连接；所述第一电阻和所述第二二极管的第二端分别与所述MCU单元和所述第四电阻的第二端连接。
4.根据权利要求3所述的智能水表的微电流自检测电路，其特征在于，还包括电源电路；
所述电源电路由第一二极管和第一电容组成；所述第一二极管和所述第一电容的第一端连接在所述运算放大器的正电压输入端，所述第一二极管的第二端与所述第二二极管的第一端连接在工作电压输入端，所述第一电容的第二端与所述第三电阻的第二端连接于地。
5.根据权利要求3所述的智能水表的微电流自检测电路，其特征在于，还包括滤波电路；
所述滤波电路由第六电阻和第二电容组成；
所述第六电阻的第一端与所述运算放大器的输出端和所述第五电阻的第二端连接，所述第六电阻的第二端与所述MCU阈值可调比较器的比较电压输入端和所述第二电容连接。
6.根据权利要求3所述的智能水表的微电流自检测电路，其特征在于，
所述负载电流输出电路由第七电阻、第八电阻和第九电阻组成；
所述第七电阻、所述第八电阻和所述第九电阻的第一端分别与所述MCU单元的控制端串接，所述第七电阻、所述第八电阻和所述第九电阻的第二端连接于地。
7.一种智能水表的微电流自检测系统，其特征在于，包括控制模块、判断模块以及权利要求1-6任一项所述的智能水表的微电流自检测电路；
所述控制模块用于控制所述MCU单元逐级调节阈值电流和负载电阻上的电流，经多组测量得到目标采样电流值；
所述判断模块用于将目标采样电流值与预设的电流范围进行比较，来判断智能水表电流的异常状态，当目标采样电流值小于预设的电流范围时，判断智能水表电流正常；当目标采样电流值大于或等于预设的电流范围时，判断智能水表电流异常。
8.一种智能水表的微电流自检测方法，其特征在于，所述智能水表的微电流自检测方法应用于权利要求1-6任一项所述的智能水表的微电流自检测电路，包括步骤：
S1：设置MCU阈值可调比较器的中断阈值电压和负载电阻上的电流，进入休眠模式，在MCU单元由运行状态转入休眠状态时，采样总电流的工作电流下降，比较电压也下降，当比较电压小于预置电流对应的中断阈值电压时，MCU阈值可调比较器发生中断唤醒；
S2：在MCU单元由运行状态转入休眠状态时，采样总电流的工作电流下降，比较电压下降，当比较电压大于或等于预置电流对应的中断阈值电压时，MCU阈值可调比较器不中断，定时器经过延时后发生中断；
S3：通过MCU单元调节负载电阻上的电流和中断阈值电压，经多次测量后得到目标采样电流值，根据预设运算流程计算测量电流，当测量电流出现异常时，通过关闭或打开对应的智能水表电路，检测引起异常电流的智能水表电路。
9.根据权利要求8所述的智能水表的微电流自检测方法，其特征在于，所述预设运算流程中采样总电流为：
IA=ITEST+IR；
其中， ITEST表示测量电流，IR表示负载电阻上调节的电流；
所述预设运算流程中比较电压为：
VCMP=IA×R1×K；
其中，IA表示采样总电流，R1表示采样电阻，K表示电路放大系数；
所述预设运算流程中比较电流为：
ISET=VSET/(R1×K)；
其中，VSET表示MCU阈值可调比较器的中断阈值电压；
当VCMP大于或等于VSET时，IA大于或等于ISET；
当VCMP小于VSET时，IA小于ISET。
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