专利名称：一种电子式电力计的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电カ计量技术领域，尤其涉及ー种电子式电カ计。
背景技术：
随着国家电カ体制的改革、现代电能计量管理水平的提高以及供用电政策的不断科学化和市场化，电能计量的自动抄收和管理成为必然趋势。目前，エ业设备技术领域中，对电能的计量多使用电子式电カ计。电子式电カ计由于具有数字通信接ロ，促使电能计量及用电管理自动化系统，如负荷控制系统、远程抄表系统得到了大量的使用。但当前电子式电カ计电量的清零、预置以及各项调整都是通过数字通信接ロ，由 外部设备如PC (Personal Computer,个人计算机)对其进行操作实现的，即不用打开其表壳就可以进行各种操作。然而外部设备在对电子式电カ计进行操作的过程时，可能会存在非法操作，如非法修改电量等，从而导致电子式电カ计的安全性降低。
实用新型内容有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种电子式电カ计，以解决上述问题，避免外部设备在对电子式电カ计进行操作的过程时，可能会由于非法操作而导致其安全性降低的后果。为解决上述问题，本实用新型采用的技术方案为—种电子式电カ计，包括电压接ロ、电流接ロ、控制器、计量模块和保护模块，其中所述计量模块分别与所述电压接ロ、电流接口和控制器相连；所述保护模块分别与所述电压接ロ、电流接口和控制器相连。优选的，所述电子式电カ计还包括与所述控制器相连的电源电池。优选的，所述电子式电カ计还包括与所述控制器相连的电可擦可编程只读存储器EEPROM。优选的，所述电子式电カ计还包括与所述电流接ロ、所述电压接ロ及所述控制器相连的电压电流检测模块。优选的，所述电压电流检测模块包括与所述电压接ロ及所述电流接ロ相连的第一采集器；与所述第一采集器及所述控制器相连的第一比较器。优选的，所述电子式电カ计还包括与所述控制器相连的数字信号输出D02接ロ。优选的，所述电子式电カ计还包括与所述电流接ロ、所述电压接ロ及所述控制器相连的加热检测模块。优选的，所述加热检测模块包括与所述电压接ロ及所述电流接ロ相连的第二采集器；[0020]与所述第二采集器及所述控制器相连的第二比较器。优选的，所述电子式电カ计还包括与所述控制器相连的数字量输入DI接ロ。优选的，所述电子式电カ计还包括与所述控制器相连的通用异步接收/发送装置UART 接 ロ。由于本实用新型提供的电子式电カ计中保护模块可以在控制器的控制下通过通讯加密和ID信息比对的认证手段，对请求操作的某一厂商的外部设备，如PC进行认证，在认证不通过的情况下，则不允许外部设备对电子式电カ计的数据进行操作，从而避免外部设备在对电子式电カ计进行操作的过程时，由于非法操作而导致其安全性降低的后果。
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅 是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图I是本实用新型实施例提供的电子式电カ计的一种结构示意图；图2是本实用新型实施例提供的TTL异或门电路原理图；图3是本实用新型实施例提供的保护模块的工作流程；图4是本实用新型实施例提供的电子式电カ计的另ー种结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。本实用新型实施例提供了一种电子式电カ计，以避免外部设备在对电子式电カ计进行操作的过程时，可能会由于非法操作而导致其安全性降低的后果。请參见图1，其示出了上述电子式电カ计的一种结构，其可包括电压接ロ 10、电流接ロ 20、控制器50、计量模块30和保护模块40，其中计量模块30分别与电压接ロ 10、电流接20 口和控制器50相连。具体地，本实用新型实施例中，计量模块30能够对单相电源和三相电源进行计量，其可包括与电压接ロ 10、电流接ロ 20及控制器50相连的功率计量单元，用于对使用本实用新型的外部设备的电功率进行计量，并将计量结果传输至控制器50 ；与电压接ロ 10、电流接ロ 20及控制器50相连的能耗计量单元，用于对使用本实用新型的外部设备的能耗即用电量进行计量，并将计量结果传输至控制器50。具体地，在设计时计量模块30不限于以上所述功能，可根据具体需要灵活设计其功能，如在计量模块30的上述计量功能的基础上，还可添加电压、电流的有效值测量的功能，本实施例中，计量模块30的功能具体通过数字信号处理器实现，数字信号处理器可用于电流、电压有效值测量，提供有功和无功总能量，同时可通过不同配置方式获取各种角度的測量信息，实时监控外部设备的生产。保护模块40分别与电压接ロ 10、电流接ロ 20和控制器50相连。具体地，在本实用新型实施例中，保护模块40可作为ー个独立功能实体与控制器50相连，也可将其功能内置于控制器50。保护模块40的保护功能通过通讯加密和ID信息比对等认证手段来实现。具体地，上述通讯加密通过校验认证码的形式实现，当接收到外部请求时，保护模块40对厂商的ID信息以及该ID信息对应的认证码分别进行比对，若比对成功，则创建连 接，否则断开连接。本实施例中，以保护模块40的功能内置于控制器50为例，首先将全部厂商的ID信息以某种形式写入与控制器50相连的某一存储器中，如下述EEPROM (ElectricallyErasable Programmable Read-Only Memory,电可擦可编程只读存储器)70中，上述某种形式具体可为记录列表的形式等。用于通讯加密的认证码具体根据厂商的ID信息计算得出，本实施例中，认证码计算具体为将ID信息中的32位ID地址按字节从左至右进行“异或”计算得到的数值，假如某一厂商的32位的ID地址为wordl word2 word3 word4,其中wordl、word2、word3、word4均为一字节，贝U该ID地址对应的认证码为wordl、word2、…word4从左至右进行异或计算得到的结果，即wordl与word2进行异或运算得到结果Rl, Rl再与Word3进行异或运算得到结果R2，最后将R2与worcM进行异或运算得到的结果即为认证码。上述异或运算具体可通过TTL (Transistor-Transistor Logic,晶体管-晶体管逻辑)异或门电路实现，请參见图2，其为本实施例提供的TTL异或门电路原理图。其中，认证码的计算可以在比对过程中同时进行，也可以在对厂商的ID信息存储时计算得出，所得到的认证码可存储于其所对应ID地址所属的列表记录中，从而，所有的ID地址以及其对应的验证码可通过记录列表的形式构成认证数据库，存储于上述EEPROM中。请參见图3，上述保护模块40的具体工作流程为SI、接收某一外部连接请求。具体地，控制器50中保护模块40对上述连接请求的接收可通过通讯接ロ来实现。S2、获取上述连接请求所属厂商的ID信息及认证码A。S3、根据上述ID信息对认证数据库进行查询。S4、判断是否有与上述ID信息匹配的记录。若有，转至步骤S5，否则，转至步骤S8。S5、根据厂商的ID信息计算认证码B。S6、比对A和B是否相同，若相同，转至步骤S7，否则，转至步骤S8。具体地，对A和B进行比对的功能可通过比较器来实现。S7、创建连接。S8、断开连接。由于本实用新型提供的电子式电カ计中保护模块40可以在控制器50的控制下通过通讯加密和ID信息比对的认证手段，对请求操作某一厂商的外部设备，如PC进行认证，在认证不通过的情况下，则不允许该厂商的外部设备对电子式电カ计的数据进行操作，从而避免外部设备在对电子式电カ计进行操作的过程时，由于非法操作而导致其安全性降低的后果。需要说明的是上述实施例中，保护模块40的认证保护功能需在外部供电的前提下才能实现，而当外部断电后，其仍存在安全隐患。在本实用新型其他实施例中，參见图4，针对上述情況，上述电子式电カ计还包括与控制器50相连的电源电池60，其用于在外部断电后，对电子式电カ计进行低功耗模式的供电，进而控制器50会在该模式下控制计量模块30对相电流进行检测并以此来防止窃漏电等非法操作的产生。可见，本实施例消除了在外部断电的情况下，保护模块40不能正常工作而导致的安全隐患，实现了在外部断电情况下对上述电子式电カ计的保护功能。具体地，在使用本实用新型提供的电子式电カ计时，可在其电流接ロ 20外串接互感器，上述互感器用于将需要测量的电流的线路中的高电流转换为电子式电カ计所需要的低电流。由于电子元件的特性，电子式电カ计极易受外界及通讯信号的干扰，其抗干扰能 カ较差，尤其是在雷雨季节，电子式电カ计由于受到干扰而出现故障的故障率明显偏高。而其受到干扰所导致的主要后果是其中的数据被改变或损失。在本实用新型其他实施例中，仍请參见图4，针对上述情況，上述电子式电カ计还包括与控制器50相连的EEPR0M70，其在电子式电カ计正常工作吋，不断接收控制器50传输的实时数据并储存，而一旦外界或通讯信号干扰发生吋，EEPROM 70便关闭储存，停止对控制器50的数据进行接收，在干扰结束后，EEPROM 70可将其内已存数据反馈给控制器50。即干扰时段内，该EEPROM 70独立于电子式电カ计中其他组成部件，从而避免了其中已存数据被改变或损失现象的产生。在本实用新型其他实施例中，仍请參见图4，上述电子式电カ计还包括与电压接ロ 10、电流接ロ 20及控制器50相连的电压电流检测模块80以及与控制器50相连的D02(Digital output,数字信号输出)接ロ 90。电压电流检测模块80用于检测使用该电子式电カ计的某一指定设备的电压、电流是否正常，其包括与电压接ロ 10、电流接ロ 20相连的第一采集器，其用于采集电压及电流的现象数据；与上述第一采集器及控制器50相连的第一比较器，其用于接收上述现象数据，并将现象数据与其内预设的阈值进行比较，进而判断所采集的电压、电流是否正常。具体地，上述第一采集器和第一比较器的功能可由过零检测电路实现。过零检测电路至少包括相连的过零检测回路和单片机，用于分别实现上述第一采集器和第一比较器的功能。即上述过零检测回路用于采集上述设备的电压、电流过零信号，并将采集到的电压、电流过零信号作为现象数据输送至上述单片机中；之后单片机对接收到的电压、电流过零信号进行处理并获取有效的电压值和电流值，进而将获取的有效电压值和电流值分别与其内预设的电压、电流的阈值进行比较，最終根据比较结果判断电压、电流是否正常。若判断结果为异常，则将判断的异常信息传输至控制器50，控制器50控制上述异常信息通过D02接ロ 90传输出去，并报警。具体地，本实用新型实施例中，电压电流检测模块80和D02接ロ 90主要用于判断当指定设备的电压过低或电流过大时的及时报警。可见，本实施例带来的有益效果是当指定设备的电压电流出现异常时将异常信息输出并及时报警，从而可根据异常信息采取相应措施，继而对指定设备起到了保护的作用。在本实用新型其他实施例中，仍请參见图4，上述电子式电カ计还包括与电压接ロ
10、电流接ロ 20及控制器50相连的加热检测模块100，其用于对使用上述电子式电カ计的加热装置(如现有的射出机、挤出机等)进行监控，并通过监控找出损坏的加热区。具体地，加热检测模块100可包括与电压接ロ 10及电流接ロ 20相连的第二采集器；与第二采集器及控制器50相连的第二比较器。其具体工作过程为第二采集器定时对上述加热装置的电流有效值定时取样，并将取得的电流有效值传输至第二比较器，上述第ニ比较器将接收到的电流有效值与期内预设的限额制进行比较，若超限，先不执行任何动作，在经过预设延迟时间后，若仍然超限，则认定对电流有效值进行取样时所对应的加热区损坏，第二比较器将对应的异常信息传输至控制器50，在控制器50的控制下上述异常信息通过上述D02接ロ 90输出并报警。可见，本实用新型提供的此功能可即时判断加热装置是否损坏及损坏所在的加热 区，进而有效避免利用该加热装置时不良品的发生。在此需要指出，由于上述第一采集器与第二采集器的功能比较类似——均实现相关采样功能、第一比较器与第二比较器的功能比较类似——均实现相关比较功能，技术人员在利用本实用新型具体设计电子式电カ计时，可将电压电流检测模块80中的第一采集器和加热检测模块100中的第二采集器的功能通过ー个器件实现，相应地，可将第一比较器和第二比较器的功能也通过ー个器件实现，并在器件上添加相应的设置功能，具体操作时可通过对相应设置项的设置实现电压电流检测模块80的功能或加热检测模块100的功倉^:。当然，上述计量模块30、保护模块40、电压电流检测模块80和加热检测模块100的功能可集中在一起以ー个实体部件的形式实现，如可以采用上述数字信号处理器，其对上述各模块的功能具体通过不同配置方式获取各种角度、各种所需的測量信息来实现。在本实用新型其他实施例中，仍请參见图4，上述电子式电カ计还包括与控制器50相连的DI (Digital Input，数字量输入)接ロ 110，其可用于上述电子式电カ计与外部设备进行连接，从而可实现两者之间的信息交換。具体地，控制器50可通过DI接ロ 110获取上述外部设备的工作状态，如自动生产状态、半自动生产状态、待机状态及调试状态等，继而控制器50可将计量模块30中输出的功率信息、能耗信息累计在这些信息所对应的状态下。控制器50还可通过DI接ロ 110获取上述外部设备的其他信息，如对应能耗信息下的原料耗量，从而可计算出每公斤原料的耗电量，以用来衡量外部设备是否达到节能标准。在本实用新型其他实施例中，仍请參见图4，上述电子式电カ计还可包括与控制器50 相连的 UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter,通用异步接收 / 发送装置)接ロ 120，其可实现与DI接ロ 110相同的功能，參见上述对DI接ロ 110功能的相关描述即可，不再赘述。进ー步地，本实用新型实施例中，上述电子式电カ计可连接计算机，使计算机对电子式电カ计通过DI接ロ 110或UART接ロ 120获取的外部设备的业务数据进行在线管理以及相关的数据分析。[0076]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开 的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
权利要求1.一种电子式电力计，其特征在于，包括电压接口、电流接口、控制器、计量模块和保护模块，其中 所述计量模块分别与所述电压接口、电流接口和控制器相连； 所述保护模块分别与所述电压接口、电流接口和控制器相连。
2.根据权利要求I所述的电子式电力计，其特征在于，还包括与所述控制器相连的电源电池。
3.根据权利要求I所述的电子式电力计，其特征在于，还包括与所述控制器相连的电可擦可编程只读存储器EEPROM。
4.根据权利要求I所述的电子式电力计，其特征在于，还包括与所述电流接口、所述电压接口及所述控制器相连的电压电流检测模块。
5.根据权利要求4所述的电子式电力计，其特征在于，所述电压电流检测模块包括 与所述电压接口及所述电流接口相连的第一采集器； 与所述第一采集器及所述控制器相连的第一比较器。
6.根据权利要求4或5所述的电子式电力计，其特征在于，还包括与所述控制器相连的数字信号输出D02接口。
7.根据权利要求I所述的电子式电力计，其特征在于，还包括与所述电流接口、所述电压接口及所述控制器相连的加热检测模块。
8.根据权利要求7所述的电子式电力计，其特征在于，所述加热检测模块包括 与所述电压接口及所述电流接口相连的第二采集器； 与所述第二采集器及所述控制器相连的第二比较器。
9.根据权利要求I所述的电子式电力计，其特征在于，还包括与所述控制器相连的数字量输入DI接口。
10.根据权利要求I所述的电子式电力计，其特征在于，还包括与所述控制器相连的通用异步接收/发送装置UART接口。
专利摘要本实用新型公开了一种电子式电力计，其包括电压接口、电流接口、控制器、计量模块和保护模块，其中所述计量模块分别与所述控制器、电流接口和电压接口相连；所述保护模块分别与所述控制器、电流接口和电压接口相连。由于本实用新型提供的电子式电力计中保护模块可以在控制器的控制下通过通讯加密和ID信息比对的认证手段，对请求操作的某一厂商的外部设备，如PC进行认证，在认证不通过的情况下，则不允许外部设备对电子式电力计的数据进行操作，从而避免外部设备在对电子式电力计进行操作的过程中，由于非法操作而导致其安全性降低的后果。
文档编号G01R22/10GK202614847SQ20122022658
公开日2012年12月19日 申请日期2012年5月16日 优先权日2012年5月16日
发明者周筱龙 申请人:宁波弘讯科技股份有限公司