CN202710654U

CN202710654U - 一种用于智能电表的电路

Info

Publication number: CN202710654U
Application number: CN 201220274352
Authority: CN
Inventors: 王晋; 戴璐平
Original assignee: Shanghai Municipal Electric Power Co
Current assignee: Shanghai Municipal Electric Power Co
Priority date: 2012-06-12
Filing date: 2012-06-12
Publication date: 2013-01-30
Anticipated expiration: 2022-06-12

Abstract

本实用新型公开了智能电网领域的一种用于智能电表的电路，包括单片机、时钟芯片、计量芯片、电源、RS485通信接口、隔离装置、红外通信接口和高频脉冲输出模块，所述单片机分别连接所述时钟芯片、所述计量芯片、所述红外通信接口和高频脉冲输出模块，所述隔离装置分别连接所述单片机和所述RS485通信接口，所述单片机、所述RS485通信接口和所述计量芯片同时连接所述电源。其技术效果是：可以在减小电表尺寸的同时，实现对于用户用电量的准确计量。

Description

一种用于智能电表的电路

技术领域

本实用新型涉及智能电网领域的一种用于智能电表的电路。

背景技术

智能电表是智能电网领域的重要终端计量设备，智能电表的计量的准确性对于智能电网的稳定运行有着至关重要的影响。智能电网建设过程中一项重要工作是实现集中化装表和集中化抄表，实现这项工作的关键在于实现智能电表的小型化，而阻碍智能电表小型化的主要障碍是：智能电表小型化以后，电表内的电磁干扰增强，影响了所述智能电表对用户用电量的准确计量，因此对用于智能电表的电路进行重新设计是很有必要的。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种用于智能电表的电路，其能够克服电磁干扰的影响，实现对于用户用电量的准确计量。

实现上述目的的一种技术方案是：包括单片机、时钟芯片、计量芯片、电源、RS485通信接口、隔离装置、红外通信接口和高频脉冲输出模块，所述单片机分别连接所述计量芯片、所述红外通信接口和高频脉冲输出模块，所述隔离装置分别连接所述单片机和所述RS485通信接口，所述单片机、所述RS485通信接口和所述计量芯片同时连接所述电源。

进一步的，所述电路上还设有电池，所述电池分别与所述时钟芯片和所述单片机连接。

进一步的，所述电路上设有液晶屏，所述液晶屏是与单片机连接的。

再进一步的，所述液晶屏为LCD屏，或者LED屏。。

进一步的，所述电路上还设有可擦写式只读存储器，所述可擦写式只读存储器是与所述单片机相连的。

进一步的，所述电路上还设有背光灯，所述背光灯是与所述单片机相连的。

采用了本实用新型的一种用于智能电表的电路的技术方案，即包括单片机、时钟芯片、计量芯片、RS485通信接口、隔离装置、红外通信接口和高频脉冲输出模块的一种用于智能电表的电路的技术方案，其技术效果是：可以在减小所述智能电表尺寸的同时，实现对于用户用电量的准确计量。

附图说明

图1为本实用新型的一种用于智能电表的电路的连接示意图。

具体实施方式

请参阅图1，为了能更好地对本实用新型的技术方案进行理解，下面通过具体地实施例，并结合附图进行详细地说明：

请参阅图1，本实用新型的一种用于智能电表的电路，包括单片机1、隔离装置2、时钟芯片3、电池4、计量芯片5、电源6、RS485通信接口7、红外通信接口8、背光灯9、液晶屏10、可擦写式存储器11和高频脉冲输出模块12。所述单片机1分别连接所述时钟芯片3、所述计量芯片5、所述红外通信接口8、所述背光灯9、所述液晶屏10、所述可擦写式存储器11和所述高频脉冲输出模块12。所述电池4连接所述单片机1和所述时钟芯片3。所述电源6连接所述单片机1、所述计量芯片5和所述RS485通信接口。

本实施例中，所述液晶屏10为LCD屏或者LED屏。

本实施例中，所述电源6上设置电源变压器，所述电源变压器的作用是将母排总线中的220V交流电，转变成为所述智能电表工作所需的低压直流电。所述电源变压器上设置控制端和计量端，所述控制端连接所述单片机1，所述计量端连接所述计量芯片5，所述控制端和所述计量端之间不做隔离，以适应智能电表小型化的空间需求，同时降低系统成本。

本实施例中所述单片机1的可以采用MICROCHIP的PIC16F946型单片机，该单片机采取的封装形式为TQFP64封装，该单片机采用Flash工艺，可进行多次烧写，该单片机可执行单字节指令，并具有优异的抗电磁干扰能力。该单片机设有14K×14bit的程序区，用于存放软件抄表的校验程序指令，336×8bit的静态随机存储器（SRAM），用以存放程序运行过程中的中间结果。该单片机还内置看门狗电路和低电压监测电路，用以保障单片机的安全运行。所述单片机上设置4个定时器/计数器，以及4×42段液晶显示驱动模块，2路并行通信接口（CCP），2路串行硬件接口（UART），该单片机还具有纳瓦技术使系统可在很低的功耗下工作。

所述单片机1也可采用NEC的78F0511芯片和华龙的HL6024芯片相结合的形式。所述78F0511芯片采用Flash工艺，可多次烧写，并具有优异的抗电磁干扰能力。该芯片采用的封装形式为QFP44封装，16KB程序区，用于存放软件抄表的校验程序指令，以及768Byte的静态随机存储器（SRAM），用以存放程序运行过程中的中间结果。该芯片还还内置看门狗电路和低电压监测电路，用以保障单片机的安全运行，该芯片还内置了5个定时器/计数器和2路串行硬件接口（UART）。而华龙的HL6024芯片上设置了4×42段液晶显示驱动模块，2路并行通信接口（CCP）。通过所述NEC的78F0511芯片和华龙的HL6024芯片的组合，也能形成用于智能电表的单片机。

现在，新推出成套单片机的方案为，NEC的9234型芯片加ANSYS的RS485通信接口加欧姆龙（ROMH）的BU9792FUV型液晶驱动模块。

所述可擦写式只读存储器11为欧姆龙（ROMH）的24L16型的可擦写式只读存储器（EPPROM）。

所述时钟芯片3采用的是为EPSON的RX8025型时钟芯片，这是目前最为成熟的时钟芯片。

所述红外通信接口8采用的是TSAL6200二极管和TSOP34138二极管组成的对管，TSAL6200二极管为红外信号发射管，所述TSOP34138二极管为红外信号接收管。目前，较成熟的还有AT205B二极管和HM138R二极管组成的对管，AT205B二极管为红外信号发射管，所述HM138R二极管为红外信号接收管。所述红外通信接口8是为了和红外抄表掌机进行通信的。

所述RS485通信接口7采用的德州仪器TI公司的SN65HVD3082E芯片，也可采用INTERSIL公司的ISL3152EIBZ型芯片。所述RS485通信接口7是为了通过RS485总线和远程控制终端进行通信的。

所述计量芯片5采用的是上海贝岭的BL6511型芯片。所述高频脉冲输出模块12用于电表的校验及电量的采集。

所述电路的工作原理为：所述高频脉冲输出模块12发出有功电能量的高频脉冲信号后，并由所述计量芯片5对所述有功电能量的高频脉冲信号进行计量，再由内置于所述单片机1的软件抄表的校验程序指令对所述高频脉冲信号的计量进行校正，得到精确的用电电量信息。显示在所述液晶屏10上。

所述高频脉冲输出模块12发出的有功电能量的高频脉冲信号的波形为实际方波，脉宽为80ms,所述脉宽所允许误差为±20％，所述高频脉冲输出模块12发出的有功电能量的高频脉冲信号的脉冲幅值电压降不应超过额定值的10％，本实施例中，所述高频脉冲输出模块12发出的有功电能量的高频脉冲信号的输出的低电平应不大于0.9V。在额定最大负载下，所述高频脉冲输出模块12能即时输出相应的脉冲数。所述智能电表无负载时，所述高频脉冲输出模块12的脉冲输出的发出的有功电能量的高频脉冲信号处于低电平状态。

同时所述高频脉冲输出模块12还具有秒脉冲信号输出的功能，所述高频脉冲输出模块12在一般情况下输出的都是有功电能量脉冲信号，在对所述智能电表进行校验时，所述红外通信接口8接收到红外编程抄表掌机发出的秒脉冲输出命令后，将该命令传递给所述单片机1，所述单片机1接收到该命令后，将所述高频脉冲输出模块12转换至秒脉冲信号的输出状态，对所述智能电表进行校验，延迟20分钟后，所述单片机1自动控制所述高频脉冲输出模块12自动回到有功电能量脉冲信号输出的状态。

所述电路上设置背光灯9是出于环保考虑，所述智能电表通电时，可通过所述红外通信接口，接受红外编程抄表掌机的抄表指令，所属单片机控制所述隔离装置2开启，切断所述RS485通信接口7的通信，防止来自所述红外通信接口8的黑客攻击。同时触发所述背光灯9显示，进行抄表。1分钟后所述背光灯9自动熄灭，所述RS485通信接口7重新接通。所述智能电表通过所述RS485通信接口7通讯时，不允许触发所述背光灯9显示。这样抄表过程中就不用点亮所述液晶屏10，从而节约了用电。

所述液晶屏10置于所述PCB板面向上盖一侧，所述液晶屏10显示的电量为5位整数、1位小数，同时隐去所述可擦写式只读存储器11中存储的用电信息中的电量第2位小数液晶屏可视区尺寸41×21mm，显示的字体大小为汉字4×6mm，数字和5×8mm，字母4x4mm。所述液晶屏10是高对比度、响应快、宽视角、低功耗的液晶，寿命为十年以上。在-25℃至70℃条件下，其显示状态正确且不影响数据读出，视角为6点钟，不出现高温时黑屏、低温显示迟缓或不显示现象。

所述点可擦写式只读存储器11除了记录用户的用电量信息外，还具有事件记录的功能，这些事件均是通过所述单片机1写入的，包括最近三次P1P2短接、断开的记录；最近12次日期时钟修改前、后的用电电量的数据；电量修改或复位前、后的电量记录；最近12次时段费率修改前、修改后的用电电量的数据；近3个月的1日零点电量抄见数数据；以及事件清零、表号修改、二级密码修改的事件的记录；最近三次功率反向事件的起止时间,总次数、总反向累计电量等信息。还有最近的智能电表故障信息，比如：存储器的故障、时钟芯片失电、晶振停振、通讯异常信息、电池低电压等。

所述电路上还设置电池4是为了保证液晶屏10的正常显示、所述计量芯片5、所述时钟芯片3和可擦写式只读存储器11的正常工作。所述电池电量低于30%，所述单片机1触发报警。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本实用新型，而并非用作为对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本实用新型的权利要求书范围内。

Claims

1.一种用于智能电表的电路，其特征在于：所述电路包括单片机（1）、时钟芯片（3）、计量芯片（5）、电源（6）、RS485通信接口（7）、隔离装置（2）、红外通信接口（8）和高频脉冲输出模块（12），所述单片机（1）分别连接所述时钟芯片（3）、所述计量芯片（5）、所述红外通信接口（8）和高频脉冲输出模块（12），所述隔离装置（2）分别连接所述单片机（1）和所述RS485通信接口（7），所述单片机（1）、所述RS485通信接口（7）和所述计量芯片（5）同时连接所述电源（6）。

2.根据权利要求1所述的一种用于智能电表的电路，其特征在于：所述电路上还设有电池（4），所述电池（4）分别与所述时钟芯片（3）和所述单片机（1）连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于智能电表的电路，其特征在于：所述电路上设有液晶屏（10），所述液晶屏（10）是与单片机（1）连接的。

4.根据权利要求3所述的一种用于智能电表的电路，所述液晶屏（10）为LCD屏或者LED屏。

5.根据权利要求1或2所述的一种用于智能电表的电路，其特征在于：所述电路上还设有可擦写式只读存储器（11），所述可擦写式只读存储器（11）是与所述单片机（1）相连的。

6.根据权利要求1或2所述的一种用于智能电表的电路，其特征在于：所述电路上还设有背光灯（9），所述背光灯（9）是与所述单片机（1）相连的。