专利名称：一种新型电能量脉冲采集器的制作方法
技术领域：
本发明涉及电能量脉冲采集器。
背景技术：
目前，市场上的电能量脉冲采集器种类很多，但这些产品普遍存在抗干扰能力差、 脉冲采集不准确等问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种抗干扰能力强、电能量脉冲采集准确的新型电能量脉冲采集器。
一种新型电能量脉冲采集器，其中包括处理器、一个及一个以上脉冲采集接 口单元；脉冲采集接口单元包括输入滤波电路、光电耦合器、输出信号处理电路，其 中，输入滤波电路的信号输入端用于连接接收电能量脉冲信号，输入滤波电路的信号输 出端连接光电耦合器的信号输入端，光电耦合器的信号输出端连接输出信号处理电路的 信号输入端，输出信号处理电路的信号输出端连接处理器的脉冲采集信号输入端。
所述的新型电能量脉冲采集器，其中脉冲采集接口单元中的输入滤波电路包 括第一电容、第一电阻，第一电容、第一电阻的第一端均连接于光电耦合器的用于接收 电能量脉冲信号的输入端正极，第一电容、第一电阻的第二端均接地；光电耦合器的输 入端负极通过限流电阻接地；输出信号处理电路包括第二电容以及第三、第四电阻，第 三电阻的第一端用于连接上拉电源，第三电阻的第二端连接光电耦合器的输出端正极， 第二电容、第四电阻的第一端均连接光电耦合器的输出端正极，第二电容、第四电阻的 第二端接地，光电耦合器的输出端负极接地。
所述的新型电能量脉冲采集器，其中所述输出信号处理电路还包括发光二极 管、第五电阻，发光二极管与第五电阻构成的串联电路用于连接在电源和光电耦合器的 输出端正极之间。
所述的新型电能量脉冲采集器，其中所述的新型电能量脉冲采集器还包括 数据存储单元，数据存储单元的数据输入输出接口连接所述处理器的数据存储输入输出端。
所述的新型电能量脉冲采集器，其中所述的新型电能量脉冲采集器还包括通 信单元，通信单元连接所述处理器的通信接口。
所述的新型电能量脉冲采集器，其中所述的通信单元包括485通信接口电 路，485通信接口电路连接所述处理器的485通信接口。
所述的新型电能量脉冲采集器，其中所述的通信单元包括红外通信接口电 路，红外通信接口电路连接所述处理器的红外通信接口。
所述的新型电能量脉冲采集器，其中所述的通信单元包括载波通信接口电 路，载波通信接口电路连接所述处理器的载波通信接口。
所述的新型电能量脉冲采集器，其中所述的新型电能量脉冲采集器还包括掉 电检测单元，掉电检测单元的电源端用于连接供电电源，掉电检测单元的控制端连接所述处理器的掉电保护控制信号输入端。
所述的新型电能量脉冲采集器，其中所述的处理器采用32位的ARM7微处理 器 LPC2138。
本发明采用上述技术方案后将达到如下的技术效果本发明的新型电能量脉冲采集器，其中的脉冲采集接口单元，通过光耦，使采集的 脉冲信号与处理器不共地，提高抗干扰能力，此外，输入滤波电路对采集的电能量脉冲 信号进行滤波处理，输出信号处理电路对光耦输出的信号进一步进行处理，提高输入处 理器的脉冲采集信号的准确性；进一步地，数据存储单元将输入处理器的采集信号以及 处理器的处理信号进行存储；通信单元可将数据存储单元存储的信息与其它设备进行通 信传输；掉电检测单元可在供电电源电压低时，使处理器将有关数据保存到数据存储单 元，防止数据丢失。
图1为本发明的一种新型电能量脉冲采集器的结构框图； 图2为图1所示电能量脉冲采集器中脉冲采集接口单元的电路原理图。
具体实施例方式本发明的一种新型电能量脉冲采集器，如图所示包括处理器、脉冲采集接口单 元、通信单元、数据存储单元、掉电检测单元，其中，通信单元可采用485通信接口电 路、红外通信接口电路、载波通信接口电路中的其中一种或两种以上，脉冲采集接口单 元的信号输出端连接处理器的脉冲采集信号输入端，数据存储单元的数据输入输出接口 连接所述处理器的数据存储输入输出端，掉电检测单元的电源端用于连接供电电源，掉 电检测单元的控制端连接所述处理器的掉电保护控制信号输入端。485通信接口电路、红 外通信接口电路、载波通信接口电路的通信连接端口分别连接处理器的485通信接口、 红外通信接口、载波通信接口。
脉冲采集接口单元包括一个及一个以上脉冲采集接口单元。脉冲采集接口单元 包括输入滤波电路、光电耦合器U1、输出信号处理电路，其中，输入滤波电路的信号输 入端用于连接接收电能量脉冲信号，输入滤波电路的信号输出端连接光电耦合器的信号 输入端，光电耦合器的信号输出端连接输出信号处理电路的信号输入端，输出信号处理 电路的信号输出端连接处理器的脉冲采集信号输入端。
本实施例中，脉冲采集接口单元包括十六个脉冲采集接口单元，各脉冲采集接 口单元电路相同，如图2所示，所述输入滤波电路包括第一电容Cl、第一电阻R1，第一 电容Cl、第一电阻Rl的第一端均连接于光电耦合器Ul的用于接收电能量脉冲信号的输 入端正极，第一电容Cl、第一电阻Rl的第二端均接地；光电耦合器Ul的输入端负极 通过限流电阻R2接地；输出信号处理电路包括第二电容C2以及第三电阻R3、第四电阻 R5，第三电阻R3的第一端用于连接+3.3伏上拉电源，第三电阻R3的第二端连接光电耦 合器Ul的输出端正极，第二电容C2、第四电阻R5的第一端均连接光电耦合器Ul的输出 端正极，第二电容C2、第四电阻R5的第二端接地，光电耦合器Ul的输出端负极接地。 所述输出信号处理电路还包括发光二极管LED、第五电阻R4，发光二极管LED与第五电 阻R4构成的串联电路用于连接在+3.3伏电源和光电耦合器Ul的输出端正极之间。
光电耦合器Ul起隔离的作用，使输入的电能量脉冲信号侧与处理器不共地，提高抗干扰能力，图1中的pulseO为脉冲输入信号，第一电容Cl和第一电阻Rl起滤波作 用。限流电阻R2对输入光电耦合器Ul的脉冲信号起限流作用。第三电阻R3为光耦Ul 的上拉电阻，第二电容C2和第四电阻R5用于光耦Ul输出的脉冲信号滤波，发光二极管 LED当光耦Ul输出脉冲信号时点亮，起脉冲显示的作用。第五电阻R4起限流作用，用 于限制发光二极管LED的电流。光电耦合器Ul输出端正极P0.25与处理器的脉冲采集 信号输入端相连，向处理器输送采集处理后的电能量脉冲。脉冲采集接口单元电路的特 点就是抗干扰能力强，从而保证了电能量脉冲采集的准确性。
处理器是本发明新型电能量脉冲采集器的核心，其控制着485通信、红外通 信、载波通信、脉冲采集、数据存储和掉电检测。电能量脉冲从各脉冲采集接口单元处 理后送入处理器进而保存在数据存储单元。当处理器接收到从485通信接口电路、红 外通信接口电路或载波通信接电路传来的信息后就读取数据存储单元的相应信息并从对 应的通信接口发送出去，从而实现通信功能。掉电检测单元用于检测交流供电电源的 电压，当交流供电电压低时，驱动处理器将有关数据保持到数据存储单元，当交流电正 常时，驱动处理器从数据存储单元读出数据，恢复相关数据，从而保证处理器的正常工 作。
本实施例中，所述的处理器采用32位的ARM7微处理器LPC2138，是高性能价 格比的嵌入式处理器。光电耦合器Ul采用NEC2501 ；所述485通信接口电路、红外通 信接口电路、载波通信接口电路均为现有成熟技术，这里不再赘述工作原理。红外通信 接口、485通信接口、载波通信接口用于读取或设置相关数据，16路电能量脉冲采集接 口单元用于采集电能量脉冲。数据存储单元用于存储相关数据，防止掉电时丢失数据。 掉电检测单元用于检测交流电源的电压，为处理器处理掉电数据提供依据。
本发明的有益效果是高性能价格比的嵌入式处理器LPC2138发挥了其性能强 劲、外设丰富的特点，尤其是对16路电能量脉冲采集接口单元快速性的要求提供了完美 支持。脉冲采集接口单元的硬件电路采取了光耦隔离和输入信号滤波、输出信号再次 滤波的措施，确保了本发明脉冲采集器具有了抗干扰能力强、电能量脉冲采集准确的特 点ο权利要求
1.一种新型电能量脉冲采集器，其特征在于包括处理器、一个及一个以上脉冲采 集接口单元；脉冲采集接口单元包括输入滤波电路、光电耦合器、输出信号处理电路， 其中，输入滤波电路的信号输入端用于连接接收电能量脉冲信号，输入滤波电路的信号 输出端连接光电耦合器的信号输入端，光电耦合器的信号输出端连接输出信号处理电路 的信号输入端，输出信号处理电路的信号输出端连接处理器的脉冲采集信号输入端。
2.如权利要求1所述的新型电能量脉冲采集器，其特征在于脉冲采集接口单元 中的输入滤波电路包括第一电容、第一电阻，第一电容、第一电阻的第一端均连接于光 电耦合器的用于接收电能量脉冲信号的输入端正极，第一电容、第一电阻的第二端均接 地；光电耦合器的输入端负极通过限流电阻接地；输出信号处理电路包括第二电容以及 第三、第四电阻，第三电阻的第一端用于连接上拉电源，第三电阻的第二端连接光电耦 合器的输出端正极，第二电容、第四电阻的第一端均连接光电耦合器的输出端正极，第 二电容、第四电阻的第二端接地，光电耦合器的输出端负极接地。
3.如权利要求2所述的新型电能量脉冲采集器，其特征在于所述输出信号处理电 路还包括发光二极管、第五电阻，发光二极管与第五电阻构成的串联电路用于连接在电 源和光电耦合器的输出端正极之间。
4.如权利要求1或2或3所述的新型电能量脉冲采集器，其特征在于所述的新型电 能量脉冲采集器还包括数据存储单元，数据存储单元的数据输入输出接口连接所述处理 器的数据存储输入输出端。
5.如权利要求4所述的新型电能量脉冲采集器，其特征在于所述的新型电能量脉 冲采集器还包括通讯单元，通讯单元连接所述处理器的通讯接口。
6.如权利要求5所述的新型电能量脉冲采集器，其特征在于所述的通讯单元包括 485通讯接口电路，485通讯接口电路连接所述处理器的485通讯接口。
7.如权利要求5所述的新型电能量脉冲采集器，其特征在于所述的通讯单元包括 红外通讯接口电路，红外通讯接口电路连接所述处理器的红外通讯接口。
8.如权利要求5所述的新型电能量脉冲采集器，其特征在于所述的通讯单元包括 载波通讯接口电路，载波通讯接口电路连接所述处理器的载波通讯接口。
9.如权利要求1或2或3所述的新型电能量脉冲采集器，其特征在于所述的新型电 能量脉冲采集器还包括掉电检测单元，掉电检测单元的电源端用于连接供电电源，掉电 检测单元的控制端连接所述处理器的掉电保护控制信号输入端。
10.如权利要求1或2或3所述的新型电能量脉冲采集器，其特征在于所述的处理 器采用32位的ARM7微处理器LPC2138。
全文摘要
本发明提供了一种新型电能量脉冲采集器，包括处理器、一个及一个以上脉冲采集接口模块；脉冲采集接口模块包括输入滤波电路、光电耦合器、输出信号处理电路，其中，输入滤波电路的信号输入端用于连接接收电能量脉冲信号，输入滤波电路的信号输出端连接光电耦合器的信号输入端，光电耦合器的信号输出端连接输出信号处理电路的信号输入端，输出信号处理电路的信号输出端连接处理器的脉冲采集信号输入端。其中的脉冲采集接口模块，通过光耦使采集的脉冲信号与处理器不共地，提高抗干扰能力，此外，输入滤波电路对采集的电能量脉冲信号进行滤波处理，输出信号处理电路对光耦输出的信号进一步进行处理，提高输入处理器的脉冲采集信号的准确性。
文档编号G01R22/00GK102024321SQ20101058957
公开日2011年4月20日 申请日期2010年12月15日 优先权日2010年12月15日
发明者万飞, 吴德葆, 孙超亮, 杨玲, 石顺立, 赵会萍, 马永武 申请人:河南省电力公司许昌供电公司