CN218003551U - 一种具有电量计量及负荷识别功能的可编程控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有电量计量及负荷识别功能的可编程控制器，包括电压采样模块、电流采样模块、EEPROM模块、光耦模块、继电器模块、电源电路模块、WiFi模块、显示电路模块、RS485电路模块、云端服务器、OLED显示接口电路模块、按键电路模块、计量电路接口模块、下载电路模块和中央主控芯片模块。通过使用本实用新型，能够在电能数据采集过程中对电能数据进行监测并通过在云端使用训练好的模型来对电能数据进行识别以减少不必要的模型训练的开发周期。本实用新型作为一种具有电量计量及负荷识别功能的可编程控制器，可广泛应用于可编程控制技术领域。

Description

一种具有电量计量及负荷识别功能的可编程控制器

技术领域

本实用新型涉及可编程控制技术领域，尤其涉及一种具有电量计量及负荷识别功能的可编程控制器。

背景技术

随着科技的进步，工厂的生产方式也越来越现代化。已经有越来越多的工厂采用了全自动化的生产方式。而随着工业的发展，对相关控制器的要求也越来越高，因此，提高控制器的相关功能可以有效的推动相关行业的发展，具有重要的意义和市场价值，当前，工厂中使用的相关控制器，主要以可编程工业控制器为主，虽然使用该控制器可以通过编程实现想要的控制功能，但是在面临需要判断电流大小以及识别用电器场景的时候想要完成相应的效果却并不是那么的方便，若采用传统的控制器处理该场景不仅需要引入各种电信号测量装置还需要配备相应的识别算法，这对整个工程的开发也会造成很大的阻碍导致开发周期变长，对后期工程的维护也会造成不必要的资源浪费。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种具有电量计量及负荷识别功能的可编程控制器，能够在电能数据采集过程中对电能数据进行监测并通过在云端使用训练好的模型来对电能数据进行识别以减少不必要的模型训练的开发周期。

本实用新型所采用的第一技术方案是：包括电压采样模块、电流采样模块、EEPROM模块、光耦模块、继电器模块、电源电路模块、WiFi模块、显示电路模块、RS485电路模块、云端服务器、OLED显示接口电路模块、按键电路模块、计量电路接口模块、下载电路模块和中央主控芯片模块，所述电压采样模块、电流采样模块、EEPROM模块、光耦模块、显示电路模块、RS485电路模块、OLED显示接口电路模块、按键电路模块、计量电路接口模块、下载电路模块和电源电路模块与中央主控芯片连接，所述光耦模块还与继电器模块连接，所述电源电路模块还与WiFi模块连接，所述WiFi模块还与光耦模块和云端服务器连接。

进一步，所述电压采样模块包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻和第一电容，所述第一电阻的第一端、第一双向开关的输入引脚和第二排线的第二引脚相连，所述第一电阻的第二端与第二电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端与第三电阻的第一端连接，所述第三电阻的第二端与第四电阻的第一端连接，所述第四电阻的第二端与第五电阻的第一端连接，所述第五电阻的第二端与第六电阻的第一端连接，所述第六电阻的第二端、第七电阻的第一端、第一电容的第一端和第八电阻的第二端相连，所述第八电阻的第一端与第一芯片的第十引脚连接，所述第一电容的第二端与第七电阻的第二端接地。

进一步，所述电流采样模块包括第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第二电容和第三电容，所述第九电阻的第一端、第十电阻的第一端和第一排线第一引脚相连，所述第九电阻的第二端、第十一电阻的第一端和第二排线的第一引脚相连，所述第十电阻的第二端、第二电容的第二端和第一芯片的第七引脚相连，所述第十一电阻的第二端、第三电容的第一端和第一芯片的第八引脚相连，所述第九电阻的第二端、第二电容的第一端和第三电容的第二端接地。

进一步，所述电源电路模块包括第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第八电容、第九电容、第十电容、第十一电容、第十二电容、第十三电容、第十四电容、第十五电容、第十六电容、第一熔丝、第一稳压隔离器、第一极性电容、第二极性电容、第一芯片、第四芯片、第二排线、第一电感、第二电感、第一二极管和第二二极管，所述第一熔丝的第一端与第二排线的第二引脚连接，所述第一熔丝的第二端、第十二电阻的第一端、第四电容的第一端和第一稳压隔离器的第一引脚相连，所述第十二电阻的第二端、第二排线的第一引脚、第四电容的第二端和第一稳压隔离器的第二引脚相连并接地，所述第一稳压隔离器的第四引脚、第五电容的第一端、第六电容的第一端和第十三电阻的第一端相连并接地，所述第一稳压隔离器的第三引脚、第五电容的第二端和第六电容的第二端相连并接地，所述第十三电阻的第二端、第一极性电容的正极端、第七电容的第一端和第一芯片的第一引脚相连，所述第一极性电容的负极端、第七电容的第二端、第一芯片的第三引脚和第一芯片的第五引脚相连并接地，所述第一芯片的第二引脚、第一二极管的负极端和第一电感的第一端相连，所述第一芯片的第四引脚、第一电感的第二端、第二极性电容的正极端、第十四电阻的第一端、第十二电容的第一端、第十一电容的第二端、第十三电容的第一端和第二电感的第一端相连，所述第一芯片的第六引脚、第二极性电容的负极端和第二二极管的负极端相连并接地，所述第二二极管的正极端与第十四电阻的第二端连接，所述第十二电容的第二端与第十三电容的第二端连接并接地，所述第二电感的第二端、第十四电容的第二端、第十五电容的第一端、第十六电容的第一端和第十五电阻的第一端相连并接高电平，所述第十五电容的第二端与第十六电容的第二端连接并接地，所述第十五电阻的第二端、第八电容的第一端、第九电容的第一端和第四芯片的第三引脚相连，所述第八电容的第二端、第九电容的第二端、第四芯片的第一引脚和第十电容的第二端相连并接地，所述第十电容的第一端与第四芯片的第二引脚连接并接高电平，所述第一二极管的正极端、第十一电容的第一端和第十四电容的第一端接地。

进一步，所述中央主控芯片模块包括第十六电阻、第十七电阻、第十七电容、第三芯片和第一晶振，所述第三芯片的第二十引脚与第十六电阻的第一端连接，所述第三芯片的第一引脚与第一晶振的第一端连接，所述第三芯片的第四十八引脚与第一晶振的第二端连接，所述第三芯片的第二十一引脚、第十七电阻的第一端和第十七电容的第一端相连，所述第三芯片的第三十二引脚与第三芯片的第四十七引脚连接，所述第三芯片的第十一引脚和第十七电容的第二端接地，所述第十七电阻的第二端和第十六电阻的第二端接高电平。

进一步，所述EEPROM模块包括第十八电阻、第十九电阻、第十八电容和第二芯片，所述第二芯片的第八引脚、第十八电阻的第一端、第十九电阻的第一端和第十八电容的第一端相连并接高电平，所述第二芯片的第五引脚、第十九电阻的第二端和第三芯片的第三十八引脚相连，所述第二芯片的第六引脚、第十八电阻的第二端和第三芯片的第三十九引脚相连，所述第二芯片的第二引脚、第二芯片的第三引脚、第二芯片的第四引脚和第十八电容的第二端接地。

进一步，所述光耦模块包括第二十电阻、第二十一电阻、第二十二电阻、第二十三电阻、第一光晶体管耦合器芯片、第二光晶体管耦合器芯片、第三插针器件和第四插针器件，所述第二十电阻的第二端、第一光晶体管耦合器芯片的第四引脚和第四插针器件的第四引脚相连，所述第一光晶体管耦合器芯片的第一引脚与第二十一电阻的第一端连接，所述第一光晶体管耦合器芯片的第二引脚与第三插针器件的第一引脚连接，所述第二光晶体管耦合器芯片的第二引脚与第四插针器件的第二引脚连接，所述第二光晶体管耦合器芯片的第一引脚与第二十二电阻的第二端连接，所述第二光晶体管耦合器芯片的第四引脚、第二十三电阻的第一端和第三插针器件的第八引脚相连，所述第四插针器件的第一引脚与第三芯片的第三十一引脚连接，所述第四插针器件的第三引脚与第三芯片的第三十引脚连接，所述第三插针器件的第三引脚与第三芯片的第十六引脚连接，所述第三插针器件的第五引脚与第三芯片的第十四引脚连接，所述第二十电阻的第一端、第二十一电阻的第二端、第二十二电阻的第一端、第二十三电阻的第二端和第三插针器件的第七引脚接高电平，所述第一光晶体管耦合器芯片的第三引脚、第二光晶体管耦合器芯片的第三引脚和第三插针器件的第二引脚接地。

进一步，所述继电器模块包括第二十四电阻、第二十五电阻、第二十六电阻、第二稳压隔离器、第三光晶体管耦合器芯片、第一三极管、第三二极管、第四二极管、第一继电器和第一双向开关，所述第二稳压隔离器的第四引脚、第二十五电阻的第二端、第一继电器的第二端、第二十六电阻的第二端和第四二极管的负极端相连，所述第二稳压隔离器的第三引脚、第三光晶体管耦合器芯片的第三引脚和第一三极管的发射极引脚相连，所述第三光晶体管耦合器芯片的第二引脚与第三芯片的第十四引脚连接，所述第三光晶体管耦合器芯片的第一引脚与第二十四电阻的第一端连接，所述第三光晶体管耦合器芯片的第四引脚、第二十五电阻的第一端和第一三极管的基极引脚相连，所述第一三极管的集电极引脚、第三二极管的负极端、第四二极管的正极端和第一继电器的一端相连，所述第一双向开关的第二引脚与第一排线的第二引脚连接，所述第三二极管的正极端与第二十六电阻的第一端连接，所述第二稳压隔离器的第二引脚和第二十四电阻的第二端接高电平，所述第二稳压隔离器的第一引脚接地。

进一步，所述显示电路模块包括第二十七电阻和第一发光二极管，所述第二十七电阻的第一端与第三芯片的第十七引脚连接，所述第二十七电阻的第二端与第一发光二极管的正极端连接，所述第一发光二极管的负极端接地。

进一步，所述RS485电路模块包括第二十八电阻、第二十九电阻、第三十电阻、第三十一电阻、第五芯片、第十九电容和第五插针器件，所述第二十八电阻的第一端与第三芯片的第二十八引脚连接，所述第二十九电阻的第一端与第三芯片的第二十七引脚连接，所述第二十八电阻的第二端与第五芯片的第一引脚连接，所述第二十九电阻的第二端与第五芯片的第四引脚连接，所述第五芯片的第二引脚、第五芯片的第三引脚和第三芯片的第十六引脚相连，所述第五芯片的第八引脚、第三十电阻的第二端和第十九电容的第一端相连，所述第五芯片的第六引脚、第三十一电阻的第一端和第五插针器件的第一引脚相连，所述第五芯片的第七引脚、第三十一电阻的第二端和第五插针器件的第二引脚相连，所述第三十电阻的第一端接高电平，所述第五芯片的第五引脚和第十九电容的第二端接地。

本实用新型的有益效果是：通过中央主控芯片内部集成的EMU电能计量模块对电压采样电路和电流采样电路输入的数据进行分析，然后使用WiFi模块将数据通过指定的协议进行打包上传到云端服务器中，光耦电路模块对WiFi的通讯进行隔离保护以此保证WiFi通信的稳定性，在服务器接收到打包后的数据后，用于对数据进行检验确保数据无误后，服务器还可以将数据导入训练好的用电器识别的模型中，得出结果后将数据返回到中央主控芯片中，以此实现用电器识别的功能，且EEPROM模块和RS485电路模块用于进行数据的传输，可以实现多种协议的数据上传。

附图说明

图1是本实用新型一种具有电量计量及负荷识别功能的可编程控制器的结构框图；

图2是本实用新型电压采样模块的具体电路图；

图3是本实用新型电流采样模块的具体电路图；

图4是本实用新型电源电路模块的具体电路图；

图5是本实用新型中央主控芯片模块的具体电路图；

图6是本实用新型EEPROM模块的具体电路图；

图7是本实用新型光耦模块的具体电路图；

图8是本实用新型继电器模块的具体电路图；

图9是本实用新型显示电路模块的具体电路图；

图10是本实用新型RS485电路模块的具体电路图；

图11是本实用新型OLED显示接口电路模块的具体电路图；

图12是本实用新型按键电路模块的具体电路图；

图13是本实用新型计量电路接口模块的具体电路图；

图14是本实用新型下载电路模块的具体电路图；

图15是本实用新型可编程控制器的外部结构装置图。

附图标记：R1、第一电阻；R2、第二电阻；R3、第三电阻；R4、第四电阻；R5、第五电阻；R6、第六电阻；R7、第七电阻；R8、第八电阻；R9、第九电阻；R10、第十电阻；R11、第十一电阻；R12、第十二电阻；R13、第十三电阻；R14、第十四电阻；R15、第十五电阻； R16、第十六电阻；R17、第十七电阻；R18、第十八电阻；R19、第十九电阻；R20、第二十电阻；R21、第二十一电阻；R22、第二十二电阻；R23、第二十三电阻；R24、第二十四电阻；R25、第二十五电阻；R26、第二十六电阻；R27、第二十七电阻；R28、第二十八电阻； R29、第二十九电阻；R30、第三十电阻；R31、第三十一电阻；R32、第三十二电阻；C1、第一电容；C2、第二电容；C3、第三电容；C4、第四电容；C5、第五电容；C6、第六电容； C7、第七电容；C8、第八电容；C9、第九电容；C10、第十电容；C11、第十一电容；C12、第十二电容；C13、第十三电容；C14、第十四电容；C15、第十五电容；C16、第十六电容； C17、第十七电容；C18、第十八电容；C19、第十九电容；C20、第二十电容；M1、第一稳压隔离器；M2、第二稳压隔离器；M3、第三稳压隔离器；U1、第一芯片；U2、第二芯片； U3、第三芯片；U4、第四芯片；U5、第五芯片；P1、第一插针器件；P2、第二插针器件；P3、第三插针器件；P4、第四插针器件；P5、第五插针器件；P6、第六插针器件；J1、第一排线；J2、第二排线；Y1、第一晶振；OC1、第一光晶体管耦合器芯片；OC2、第二光晶体管耦合器芯片；OC3、第三光晶体管耦合器芯片；K1、第一继电器；D1、第一二极管；D2、第二二极管；D3、第三二极管；D4、第四二极管；F1、第一熔丝；E1、第一极性电容；E2、第二极性电容；L1、第一电感；L2、第二电感；Q1、第一三极管；SB1、第一按键；SA1、第一双向开关；LED1、第一发光二极管；1、WiFi模块；2、WiFi模块接口；3、控制器电源线；4、OLED显示接口；5、OLED显示屏；6、计量电路接口；7、控制器核心电路。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步的详细说明。对于以下实施例中的步骤编号，其仅为了便于阐述说明而设置，对步骤之间的顺序不做任何限定，实施例中的各步骤的执行顺序均可根据本领域技术人员的理解来进行适应性调整。

需要说明的是，如无特殊说明，在本公开中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。此外，除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与本技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例，而不是为了限制本实用新型。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的组合。

参照图1和图15，本实用新型提供了一种具有电量计量及负荷识别功能的可编程控制器，包括电压采样模块、电流采样模块、EEPROM模块、光耦模块、继电器模块、电源电路模块、 WiFi模块、显示电路模块、RS485电路模块、云端服务器、OLED显示接口电路模块、按键电路模块、计量电路接口模块、下载电路模块和中央主控芯片模块，所述电压采样模块、电流采样模块、EEPROM模块、光耦模块、显示电路模块、RS485电路模块和电源电路模块与中央主控芯片连接，所述光耦模块还与继电器模块连接，所述电源电路模块还与WiFi模块连接，所述WiFi模块还与光耦模块和云端服务器连接。

具体的，所述核心电路模块包括电压采样模块、电流采样模块、EEPROM模块、光耦模块、继电器模块、RS485电路模块、云端服务器、按键电路模块、下载电路模块和中央主控芯片模块，所述WiFi模块对应于图7中的P3插针器件接口，用于访问云端服务器的用电器识别接口来完成用电器识别的效果；

参照图11，所述OLED显示接口电路模块的第三引脚与第四引脚分别和中央主控芯片的第三十三引脚与第三十四引脚连接，所述OLED显示接口电路模块用于接入外部OLED显示设备，具体显示内容主要为用电量数据，如有需要也可以通过编程的方式写入中控芯片中进行控制和调整；

参照图12，所述按键电路模块主要用于提供在编写人机交互功能时的硬件支持；

参照图13，所述计量电路模块，可以将该口接入需要计量用电信息的电路中以此实现用电数据采集的功能，主要是对接外部需要监测的线路，从而将外部用电数据接入各计量模块中；

参照图14，所述下载电路模块包括两个插针器件，其中，所述第一插针模块的第一引脚与中央主控芯片的第二十一引脚连接，第一插针模块的第三引脚与中央主控芯片的第二十引脚连接，第二插针模块的第三引脚与中央主控芯片的第二十二引脚连接，第二插针模块的第四引脚与中央主控芯片的第二十四引脚连接，主要用于编程时的程序下载，通过该模块将编写好的程序下载进入主控芯片中。

进一步作为本实用新型的优选实施例，参照图2，所述电压采样模块包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8和第一电容C1，所述第一电阻R1的第一端、第一双向开关SA1的输入引脚和第二排线J2的第二引脚相连，所述第一电阻R1的第二端与第二电阻R2的第一端连接，所述第二电阻R2的第二端与第三电阻R3的第一端连接，所述第三电阻R3的第二端与第四电阻R4 的第一端连接，所述第四电阻R4的第二端与第五电阻R5的第一端连接，所述第五电阻R5 的第二端与第六电阻R6的第一端连接，所述第六电阻R6的第二端、第七电阻R7的第一端、第一电容C1的第一端和第八电阻R8的第二端相连，所述第八电阻R8的第一端与第一芯片 U1的第十引脚连接，所述第一电容C1的第二端与第七电阻R7的第二端接地。

具体地，电压采样模块在本实施例中主要用于将电压数据的采集到中央主控芯片中。

进一步作为本实用新型的优选实施例，参照图3，所述电流采样模块包括第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第二电容C2和第三电容C3，所述第九电阻R9的第一端、第十电阻R10的第一端和第一排线J1第一引脚相连，所述第九电阻R9的第二端、第十一电阻R11的第一端和第二排线J2的第一引脚相连，所述第十电阻R10的第二端、第二电容C2 的第二端和第一芯片U1的第七引脚相连，所述第十一电阻R11的第二端、第三电容C3的第一端和第一芯片U1的第八引脚相连，所述第九电阻R9的第二端、第二电容C2的第一端和第三电容C3的第二端接地。

具体地，电流采样模块在本实施例中主要用于将电流数据的采集到中央主控芯片中。

进一步作为本实用新型的优选实施例，参照图4，所述电源电路模块包括第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第四电容C4、第五电容C5、第六电容 C6、第七电容C7、第八电容C8、第九电容C9、第十电容C10、第十一电容C11、第十二电容C12、第十三电容C13、第十四电容C14、第十五电容C15、第十六电容C16、第一熔丝 F1、第一稳压隔离器M1、第一极性电容E1、第二极性电容E2、第一芯片U1、第四芯片U4、第二排线J2、第一电感L1、第二电感L2、第一二极管D1和第二二极管D2，所述第一熔丝 F1的第一端与第二排线J2的第二引脚连接，所述第一熔丝F1的第二端、第十二电阻R12的第一端、第四电容C4的第一端和第一稳压隔离器M1的第一引脚相连，所述第十二电阻R12 的第二端、第二排线J2的第一引脚、第四电容C4的第二端和第一稳压隔离器M1的第二引脚相连并接地，所述第一稳压隔离器M1的第四引脚、第五电容C5的第一端、第六电容C6 的第一端和第十三电阻R13的第一端相连并接地，所述第一稳压隔离器M1的第三引脚、第五电容C5的第二端和第六电容C6的第二端相连并接地，所述第十三电阻R13的第二端、第一极性电容E1的正极端、第七电容C7的第一端和第一芯片U1的第一引脚相连，所述第一极性电容E1的负极端、第七电容C7的第二端、第一芯片U1的第三引脚和第一芯片U1的第五引脚相连并接地，所述第一芯片U1的第二引脚、第一二极管D1的负极端和第一电感 L1的第一端相连，所述第一芯片U1的第四引脚、第一电感L1的第二端、第二极性电容E2 的正极端、第十四电阻R14的第一端、第十二电容C12的第一端、第十一电容C11的第二端、第十三电容C13的第一端和第二电感L2的第一端相连，所述第一芯片U1的第六引脚、第二极性电容E2的负极端和第二二极管D2的负极端相连并接地，所述第二二极管D2的正极端与第十四电阻R14的第二端连接，所述第十二电容C12的第二端与第十三电容C13的第二端连接并接地，所述第二电感L2的第二端、第十四电容C14的第二端、第十五电容C15的第一端、第十六电容C16的第一端和第十五电阻R15的第一端相连并接高电平，所述第十五电容C15的第二端与第十六电容C16的第二端连接并接地，所述第十五电阻R15的第二端、第八电容C8的第一端、第九电容C9的第一端和第四芯片U4的第三引脚相连，所述第八电容 C8的第二端、第九电容C9的第二端、第四芯片U4的第一引脚和第十电容C10的第二端相连并接地，所述第十电容C10的第一端与第四芯片U4的第二引脚连接并接高电平，所述第一二极管D1的正极端、第十一电容C11的第一端和第十四电容C14的第一端接地。

具体地，所述电源电路模块电源其中包括9V转5V电路模块、电源220V转9V电路模块和电源5V转3.3V电路模块，以此为控制器的工作提供多个不同电压的供电以供开发使用，进一步的，9V转5V电路模块采用LM2596S主控芯片，其为继电器电路模块、RS485电路模块和光耦电路模块供电，电源5V转3.3V电路模块采用AMS1117主控芯片，其为光耦电路模块、继电器电路模块、EEPROM模块、按键电路模块、OLED显示接口电路模块和中央主控芯片模块供电。

进一步作为本实用新型优选实施例，参照图5，所述中央主控芯片模块包括第十六电阻 R16、第十七电阻R17、第十七电容C17、第三芯片U3和第一晶振Y1，所述第三芯片U3的第二十引脚与第十六电阻R16的第一端连接，所述第三芯片U3的第一引脚与第一晶振Y1 的第一端连接，所述第三芯片U3的第四十八引脚与第一晶振Y1的第二端连接，所述第三芯片U3的第二十一引脚、第十七电阻R17的第一端和第十七电容C17的第一端相连，所述第三芯片U3的第三十二引脚与第三芯片U3的第四十七引脚连接，所述第三芯片U3的第十一引脚和第十七电容C17的第二端接地，所述第十七电阻R17的第二端和第十六电阻R16的第二端接高电平。

具体地，所述中央主控芯片采用HT5019作为主控，该芯片集成了电能计量、RTC时钟和LCD驱动等的外设模块，适用于用电计量相关功能的开发，电源电路为HT5019和WiFi模块提供了稳定持续的电源。

进一步作为本实用新型优选实施例，参照图6，所述EEPROM模块包括第十八电阻R18、第十九电阻R19、第十八电容C18和第二芯片U2，所述第二芯片U2的第八引脚、第十八电阻R18的第一端、第十九电阻R19的第一端和第十八电容C18的第一端相连并接高电平，所述第二芯片U2的第五引脚、第十九电阻R19的第二端和第三芯片U3的第三十八引脚相连，所述第二芯片U2的第六引脚、第十八电阻R18的第二端和第三芯片U3的第三十九引脚相连，所述第二芯片U2的第二引脚、第二芯片U2的第三引脚、第二芯片U2的第四引脚和第十八电容C18的第二端接地。

具体地，EEPROM电路模块采用24C08主控芯片，在实现特定功能时可提供外部存储的功能，可以防止异常掉电时的数据丢失。

进一步作为本实用新型优选实施例，参照图7，所述光耦模块包括第二十电阻R20、第二十一电阻R21、第二十二电阻R22、第二十三电阻R23、第一光晶体管耦合器芯片OC1、第二光晶体管耦合器芯片OC2、第三插针器件P3和第四插针器件P4，所述第二十电阻R20 的第二端、第一光晶体管耦合器芯片OC1的第四引脚和第四插针器件P4的第四引脚相连，所述第一光晶体管耦合器芯片OC1的第一引脚与第二十一电阻R21的第一端连接，所述第一光晶体管耦合器芯片OC1的第二引脚与第三插针器件P3的第一引脚连接，所述第二光晶体管耦合器芯片OC2的第二引脚与第四插针器件P4的第二引脚连接，所述第二光晶体管耦合器芯片OC2的第一引脚与第二十二电阻R22的第二端连接，所述第二光晶体管耦合器芯片 OC2的第四引脚、第二十三电阻R23的第一端和第三插针器件P3的第八引脚相连，所述第四插针器件P4的第一引脚与第三芯片U3的第三十一引脚连接，所述第四插针器件P4的第三引脚与第三芯片U3的第三十引脚连接，所述第三插针器件P3的第三引脚与第三芯片U3 的第十六引脚连接，所述第三插针器件P3的第五引脚与第三芯片U3的第十四引脚连接，所述第二十电阻R20的第一端、第二十一电阻R21的第二端、第二十二电阻R22的第一端、第二十三电阻R23的第二端和第三插针器件P3的第七引脚接高电平，所述第一光晶体管耦合器芯片OC1的第三引脚、第二光晶体管耦合器芯片OC2的第三引脚和第三插针器件P3的第二引脚接地。

具体地，所述光耦电路模块主要用于连接强电与弱电部分，防止强电的干扰使得程序混乱，该电路采用光耦来对WiFi的通讯进行隔离保护以此保证WiFi通信的稳定性。

进一步作为本实用新型优选实施例，参照图8，所述继电器模块包括第二十四电阻R24、第二十五电阻R25、第二十六电阻R26、第二稳压隔离器M2、第三光晶体管耦合器芯片OC3、第一三极管Q1、第三二极管D3、第四二极管D4、第一继电器K1和第一双向开关SA1，所述第二稳压隔离器M2的第四引脚、第二十五电阻R25的第二端、第一继电器K1的第二端、第二十六电阻R26的第二端和第四二极管D4的负极端相连，所述第二稳压隔离器M2的第三引脚、第三光晶体管耦合器芯片OC3的第三引脚和第一三极管Q1的发射极引脚相连，所述第三光晶体管耦合器芯片OC3的第二引脚与第三芯片U3的第十四引脚连接，所述第三光晶体管耦合器芯片OC3的第一引脚与第二十四电阻R24的第一端连接，所述第三光晶体管耦合器芯片OC3的第四引脚、第二十五电阻R25的第一端和第一三极管Q1的基极引脚相连，所述第一三极管Q1的集电极引脚、第三二极管D3的负极端、第四二极管D4的正极端和第一继电器K1的一端相连，所述第一双向开关SA1的第二引脚与第一排线J1的第二引脚连接，所述第三二极管D3的正极端与第二十六电阻R26的第一端连接，所述第二稳压隔离器M2 的第二引脚和第二十四电阻R24的第二端接高电平，所述第二稳压隔离器M2的第一引脚接地。

具体地，继电器电路中采用了光耦隔离的方式对其进行隔离控制，其核心芯片为1D0505，此处为强电与弱电连接处因此通过M1接口使用直流隔离电源模块1D0505为继电器进行供电，防止其对核心电路造成干扰。

进一步作为本实用新型优选实施例，参照图9，所述显示电路模块包括第二十七电阻R27 和第一发光二极管LED1，所述第二十七电阻R27的第一端与第三芯片U3的第十七引脚连接，所述第二十七电阻R27的第二端与第一发光二极管LED1的正极端连接，所述第一发光二极管LED1的负极端接地。

具体地，所述显示电路模块，可供开发者进行简单的显示功能的开发，让其在运行时进行一定逻辑的显示。

进一步作为本实用新型优选实施例，参照图10，所述RS485电路模块包括第二十八电阻R28、第二十九电阻R29、第三十电阻R30、第三十一电阻R31、第五芯片U5、第十九电容C19和第五插针器件P5，所述第二十八电阻R28的第一端与第三芯片U3的第二十八引脚连接，所述第二十九电阻R29的第一端与第三芯片U3的第二十七引脚连接，所述第二十八电阻R28的第二端与第五芯片U5的第一引脚连接，所述第二十九电阻R29的第二端与第五芯片U5的第四引脚连接，所述第五芯片U5的第二引脚、第五芯片U5的第三引脚和第三芯片 U3的第十六引脚相连，所述第五芯片U5的第八引脚、第三十电阻R30的第二端和第十九电容C19的第一端相连，所述第五芯片U5的第六引脚、第三十一电阻R31的第一端和第五插针器件P5的第一引脚相连，所述第五芯片U5的第七引脚、第三十一电阻R31的第二端和第五插针器件P5的第二引脚相连，所述第三十电阻R30的第一端接高电平，所述第五芯片U5 的第五引脚和第十九电容C19的第二端接地。

具体地，所述RS485电路模块采用MAX485ESA主控芯片，其为有线通信接口，可用于控制器之间的有线通信以及方便控制器的测试。

本方案的具体实施过程如下所示：

通过使用HT5019作为中央主控芯片，在编程时可以通过内部集成的EMU电能计量模块对电压采样电路和电流采样电路输入的数据进行分析，所述输入的数据为测量的实时电流电压数据，从而计算出相应的用电数据，在中央主控芯片的EMU功能中进行计算，以此实现用电数据检测功能，在用电器识别功能的实现中，首先通过大量的用电数据以及相应的标签，进行神经网络分类模型的训练。在训练完模型后，本实用新型通过EMU模块即中央主控芯片内部集成的电能计量模块采集电流、电压和波形等电信号数据，然后使用WiFi模块将数据通过指定的协议进行打包上传到云端服务器中，在服务器接收到打包后的数据后，会对数据进行解包操作，通过检验位确保数据无误后，服务器可以将数据导入训练好的用电器识别的模型中，得出结果后将数据返回到相应的控制器中，以此实现用电器识别的功能。

以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本实用新型创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种具有电量计量及负荷识别功能的可编程控制器，其特征在于，包括电压采样模块、电流采样模块、EEPROM模块、光耦模块、继电器模块、电源电路模块、WiFi模块、显示电路模块、RS485电路模块、云端服务器、OLED显示接口电路模块、按键电路模块、计量电路接口模块、下载电路模块和中央主控芯片模块，所述电压采样模块、电流采样模块、EEPROM模块、光耦模块、显示电路模块、RS485电路模块、OLED显示接口电路模块、按键电路模块、计量电路接口模块、下载电路模块和电源电路模块与中央主控芯片连接，所述光耦模块还与继电器模块连接，所述电源电路模块还与WiFi模块连接，所述WiFi模块还分别与光耦模块和云端服务器连接。

2.根据权利要求1所述一种具有电量计量及负荷识别功能的可编程控制器，其特征在于，所述电压采样模块包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻和第一电容，所述第一电阻的第一端、继电器模块中第一双向开关的输入引脚和第二排线的第二引脚相连，所述第一电阻的第二端与第二电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端与第三电阻的第一端连接，所述第三电阻的第二端与第四电阻的第一端连接，所述第四电阻的第二端与第五电阻的第一端连接，所述第五电阻的第二端与第六电阻的第一端连接，所述第六电阻的第二端、第七电阻的第一端、第一电容的第一端和第八电阻的第二端相连，所述第八电阻的第一端与电源电路模块中第一芯片的第十引脚连接，所述第一电容的第二端与第七电阻的第二端接地。

3.根据权利要求2所述一种具有电量计量及负荷识别功能的可编程控制器，其特征在于，所述电流采样模块包括第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第二电容和第三电容，所述第九电阻的第一端、第十电阻的第一端和计量电路接口模块中第一排线第一引脚相连，所述第九电阻的第二端、第十一电阻的第一端和电源电路模块中第二排线的第一引脚相连，所述第十电阻的第二端、第二电容的第二端和电源电路模块中第一芯片的第七引脚相连，所述第十一电阻的第二端、第三电容的第一端和电源电路模块中第一芯片的第八引脚相连，所述第九电阻的第二端、第二电容的第一端和第三电容的第二端接地。

4.根据权利要求3所述一种具有电量计量及负荷识别功能的可编程控制器，其特征在于，所述电源电路模块包括第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第八电容、第九电容、第十电容、第十一电容、第十二电容、第十三电容、第十四电容、第十五电容、第十六电容、第一熔丝、第一稳压隔离器、第一极性电容、第二极性电容、第一芯片、第四芯片、第二排线、第一电感、第二电感、第一二极管和第二二极管，所述第一熔丝的第一端与第二排线的第二引脚连接，所述第一熔丝的第二端、第十二电阻的第一端、第四电容的第一端和第一稳压隔离器的第一引脚相连，所述第十二电阻的第二端、第二排线的第一引脚、第四电容的第二端和第一稳压隔离器的第二引脚相连并接地，所述第一稳压隔离器的第四引脚、第五电容的第一端、第六电容的第一端和第十三电阻的第一端相连并接地，所述第一稳压隔离器的第三引脚、第五电容的第二端和第六电容的第二端相连并接地，所述第十三电阻的第二端、第一极性电容的正极端、第七电容的第一端和第一芯片的第一引脚相连，所述第一极性电容的负极端、第七电容的第二端、第一芯片的第三引脚和第一芯片的第五引脚相连并接地，所述第一芯片的第二引脚、第一二极管的负极端和第一电感的第一端相连，所述第一芯片的第四引脚、第一电感的第二端、第二极性电容的正极端、第十四电阻的第一端、第十二电容的第一端、第十一电容的第二端、第十三电容的第一端和第二电感的第一端相连，所述第一芯片的第六引脚、第二极性电容的负极端和第二二极管的负极端相连并接地，所述第二二极管的正极端与第十四电阻的第二端连接，所述第十二电容的第二端与第十三电容的第二端连接并接地，所述第二电感的第二端、第十四电容的第二端、第十五电容的第一端、第十六电容的第一端和第十五电阻的第一端相连并接高电平，所述第十五电容的第二端与第十六电容的第二端连接并接地，所述第十五电阻的第二端、第八电容的第一端、第九电容的第一端和第四芯片的第三引脚相连，所述第八电容的第二端、第九电容的第二端、第四芯片的第一引脚和第十电容的第二端相连并接地，所述第十电容的第一端与第四芯片的第二引脚连接并接高电平，所述第一二极管的正极端、第十一电容的第一端和第十四电容的第一端接地。

5.根据权利要求4所述一种具有电量计量及负荷识别功能的可编程控制器，其特征在于，所述中央主控芯片模块包括第十六电阻、第十七电阻、第十七电容、第三芯片和第一晶振，所述第三芯片的第二十引脚与第十六电阻的第一端连接，所述第三芯片的第一引脚与第一晶振的第一端连接，所述第三芯片的第四十八引脚与第一晶振的第二端连接，所述第三芯片的第二十一引脚、第十七电阻的第一端和第十七电容的第一端相连，所述第三芯片的第三十二引脚与第三芯片的第四十七引脚连接，所述第三芯片的第十一引脚和第十七电容的第二端接地，所述第十七电阻的第二端和第十六电阻的第二端接高电平。

6.根据权利要求5所述一种具有电量计量及负荷识别功能的可编程控制器，其特征在于，所述EEPROM模块包括第十八电阻、第十九电阻、第十八电容和第二芯片，所述第二芯片的第八引脚、第十八电阻的第一端、第十九电阻的第一端和第十八电容的第一端相连并接高电平，所述第二芯片的第五引脚、第十九电阻的第二端和第三芯片的第三十八引脚相连，所述第二芯片的第六引脚、第十八电阻的第二端和第三芯片的第三十九引脚相连，所述第二芯片的第二引脚、第二芯片的第三引脚、第二芯片的第四引脚和第十八电容的第二端接地。

7.根据权利要求6所述一种具有电量计量及负荷识别功能的可编程控制器，其特征在于，所述光耦模块包括第二十电阻、第二十一电阻、第二十二电阻、第二十三电阻、第一光晶体管耦合器芯片、第二光晶体管耦合器芯片、第三插针器件和第四插针器件，所述第二十电阻的第二端、第一光晶体管耦合器芯片的第四引脚和第四插针器件的第四引脚相连，所述第一光晶体管耦合器芯片的第一引脚与第二十一电阻的第一端连接，所述第一光晶体管耦合器芯片的第二引脚与第三插针器件的第一引脚连接，所述第二光晶体管耦合器芯片的第二引脚与第四插针器件的第二引脚连接，所述第二光晶体管耦合器芯片的第一引脚与第二十二电阻的第二端连接，所述第二光晶体管耦合器芯片的第四引脚、第二十三电阻的第一端和第三插针器件的第八引脚相连，所述第四插针器件的第一引脚与第三芯片的第三十一引脚连接，所述第四插针器件的第三引脚与第三芯片的第三十引脚连接，所述第三插针器件的第三引脚与第三芯片的第十六引脚连接，所述第三插针器件的第五引脚与第三芯片的第十四引脚连接，所述第二十电阻的第一端、第二十一电阻的第二端、第二十二电阻的第一端、第二十三电阻的第二端和第三插针器件的第七引脚接高电平，所述第一光晶体管耦合器芯片的第三引脚、第二光晶体管耦合器芯片的第三引脚和第三插针器件的第二引脚接地。

8.根据权利要求7所述一种具有电量计量及负荷识别功能的可编程控制器，其特征在于，所述继电器模块包括第二十四电阻、第二十五电阻、第二十六电阻、第二稳压隔离器、第三光晶体管耦合器芯片、第一三极管、第三二极管、第四二极管、第一继电器和第一双向开关，所述第二稳压隔离器的第四引脚、第二十五电阻的第二端、第一继电器的第二端、第二十六电阻的第二端和第四二极管的负极端相连，所述第二稳压隔离器的第三引脚、第三光晶体管耦合器芯片的第三引脚和第一三极管的发射极引脚相连，所述第三光晶体管耦合器芯片的第二引脚与第三芯片的第十四引脚连接，所述第三光晶体管耦合器芯片的第一引脚与第二十四电阻的第一端连接，所述第三光晶体管耦合器芯片的第四引脚、第二十五电阻的第一端和第一三极管的基极引脚相连，所述第一三极管的集电极引脚、第三二极管的负极端、第四二极管的正极端和第一继电器的一端相连，所述第一双向开关的第二引脚与第一排线的第二引脚连接，所述第三二极管的正极端与第二十六电阻的第一端连接，所述第二稳压隔离器的第二引脚和第二十四电阻的第二端接高电平，所述第二稳压隔离器的第一引脚接地。

9.根据权利要求8所述一种具有电量计量及负荷识别功能的可编程控制器，其特征在于，所述显示电路模块包括第二十七电阻和第一发光二极管，所述第二十七电阻的第一端与第三芯片的第十七引脚连接，所述第二十七电阻的第二端与第一发光二极管的正极端连接，所述第一发光二极管的负极端接地。

10.根据权利要求9所述一种具有电量计量及负荷识别功能的可编程控制器，其特征在于，所述RS485电路模块包括第二十八电阻、第二十九电阻、第三十电阻、第三十一电阻、第五芯片、第十九电容和第五插针器件，所述第二十八电阻的第一端与第三芯片的第二十八引脚连接，所述第二十九电阻的第一端与第三芯片的第二十七引脚连接，所述第二十八电阻的第二端与第五芯片的第一引脚连接，所述第二十九电阻的第二端与第五芯片的第四引脚连接，所述第五芯片的第二引脚、第五芯片的第三引脚和第三芯片的第十六引脚相连，所述第五芯片的第八引脚、第三十电阻的第二端和第十九电容的第一端相连，所述第五芯片的第六引脚、第三十一电阻的第一端和第五插针器件的第一引脚相连，所述第五芯片的第七引脚、第三十一电阻的第二端和第五插针器件的第二引脚相连，所述第三十电阻的第一端接高电平，所述第五芯片的第五引脚和第十九电容的第二端接地。

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