一种智能电表的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电力计量领域，尤其是涉及一种智能电表。
【背景技术】
[0002]在电力仪表行业，传统感应式电表被电子式电表所淘汰。目前市场上电子式仪表技术成熟，精度高，可靠性好，可远程通信，有广泛的应用空间，随着电力行业和市场的需求，仪表正向着智能化、高精度、多功能、无线抄表方向发展。由于电子仪表在各个方面存在诸多优点，尤其是可远距离通信，能够实现电力监测集中化，因此电子式仪表替代传统感应式仪表是必然趋势。
【发明内容】
[0003]本实用新型主要是解决现有技术所存在的智能化程度不够高技术问题，提供一种精度高、可靠性好的智能电表。
[0004]本实用新型针对上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的:一种智能电表，包括MCU模块、显示模块、按键模块、通信模块、电流采集模块、电压采集模块、电力计量模块和为整个智能电表供电的电源模块，所述显示模块、按键模块、通信模块和电力计量模块都与MCU模块连接，所述电流采集模块和电压采集模块连接到电力计量模块。
[0005]MCU模块为控制其他模块的工作。显示模块显示智能电表的参数和状态。按键模块用于进行设定控制。通信模块实现智能电表和上位机之间的通信。电流采集模块采集当前电流，电压采集模块采集当前电压，电力计量模块对电流采集模块和电压采集模块的输出数据进行处理后发送给MCU模块。整个电力计量过程完全由智能电表完成，不需要人工参与。
[0006]作为优选，所述MCU模块包括STC12C5A40AD芯片。STC12C5A40AD芯片内部自带数据存储器，掉电可保存数据。STC12C5A40AD为8051内核MCU，较传统8051内核运行速率快，处理能力更强。
[0007]作为优选，所述显示模块包括两个3位数码管、7个型号为S9012的三极管、7个发光二极管和若干个电阻；3位数码管的8脚、9脚和12脚各连接一个三极管的集电极，其余脚都通过电阻连接到MCU模块；7个发光二极管的正极都连接到一个三极管的集电极；负极都通过电阻连接到MCU模块；三极管的发射极都连接电源+5V，基极都通过电阻连接到MCU模块。
[0008]MCU模块通过三极管驱动3位数码管和发光二极管。
[0009]作为优选，所述按键模块包括5个微动开关和5个上拉电阻，每个微动开关的第一端都连接到MCU模块，第二端都接地，每个上拉电阻的第一端各自连接一个微动开关的第一端，上拉电阻的第二端都连接电源+5V。
[0010]显示模块和按键模块配合能够直观的显示不同的参数，采用数码管与LED指示灯显示受温度影响小。
[0011]作为优选，所述通讯模块包括光耦芯片、MAX485芯片和瞬态抑制二极管，所述光耦芯片为TLP521-3-D芯片，光耦芯片的2脚和6脚通过电阻连接MCU模块，10脚直接连接MCU模块，I脚和5脚连接电源VCC，3脚连接电源VCC_D，4脚通过电阻连接MAX485芯片的I脚；光耦芯片的12脚连接MAX485芯片的4脚，光耦芯片的8脚连接MAX485芯片的2脚和3脚；光耦芯片的7脚和11脚连接电源GND_D，9脚接地；光耦芯片的12脚还通过电阻连接电源VCC_D，10脚还通过电阻连接电源VCC，8脚还通过电阻连接电源VCC_D ；MAX485芯片的8脚连接电源VCC_D，7脚和6脚为通讯模块的输出端口，5脚连接电源GND_D ;瞬态抑制二极管跨接在MAX485芯片的6脚和7脚之间，MAX485芯片的6脚和7脚之间还串接有电阻R22 ；MAX485芯片的8脚还通过电容C23连接电源GND_D，7脚还通过电阻R24连接电源GND_D，6脚还通过电阻R21连接电源VCC_D ；电阻R25 —端连接电源GND_D，另一端接地。
[0012]通讯模块和上位机之间通过RS485协议进行通信。
[0013]作为优选，所述电流采集模块包括电流互感器、电阻R27、电阻R31、电阻R35、电阻R36、电阻R38、电阻R40、电阻R43、电阻R46、可变电阻R28、电容C32、电容C34和电容C35，所述电流互感器为HWCT-20A/20mA互感器，电流互感器的5脚和6脚为交流电流接入端，2脚连接可变电阻R28的可变端和第一定值端，I脚通过电阻R35连接可变电阻R28的第二定值端；电阻R31的第一端连接电流互感器的2脚，第二端接地；电阻R36的第一端连接电流互感器的I脚，第二端接地；电阻R27的第一端连接电流互感器的2脚；电阻R38的第一端连接电流互感器的I脚，电阻R27的第二端和电阻R38的第二端为交流电流输出端；电容C32的第一端连接电阻R27的第二端，电容C32的第二端接地；电容C35的第一端连接电阻R38的第二端，电容C35的第二端接地；电容C34跨接在电阻R27的第二端和电阻R38的第二端之间；电阻R43的两端为直流电流接入端，电阻R40的第一端连接电阻R43的第一端；电阻R46的第一端连接电阻R43的第二端，电阻R40的第二端和电阻R46的第二端为直流电流输出端。
[0014]作为优选，所述电压采集模块包括电压互感器、电阻R26、电阻R30、电阻R32、电阻R33、电阻R34、电阻R37、电阻R39、电阻R41、电阻R42、电阻R44、电阻R45、可变电阻R29、电容C31、电容C33和电容C36，所述电压互感器为TV1005互感器；电压互感器的2脚为第一交流电压接入端，I脚通过电阻R32连接第二交流电压接入端；电压互感器的4脚连接可变电阻R29的可变端和第一定值端，3脚通过电阻R33连接可变电阻R29的第二定值端；电阻R30的第一端连接电压互感器的4脚，第二端接地；电阻R34的第一端连接电压互感器的3脚，第二端接地；电阻R26的第一端连接电压互感器的4脚；电阻R37的第一端连接电压互感器的3脚，电阻R26的第二端和电阻R37的第二端为交流电压输出端；电容C31的第一端连接电阻R26的第二端，电容C31的第二端接地；电容C36的第一端连接电阻R37的第二端，电容C36的第二端接地；电容C33跨接在电阻R26的第二端和电阻R37的第二端之间；电阻R39的第一端为第一直流电压接入端，第二端通过电阻R41连接电阻R42的第一端；电阻R45的第一端为第二直流电压接入端，电阻R42的第二端和电阻R45的第二端为直流电压输出端；电阻R44跨接在电阻R42的第一端和电阻R45的第一端之间。
[0015]本智能电表可以计量交流电或直流电。当计量交流电时，电流采集模块的交流电流接入端接入被测线路，交流电流输出端连接到电力计量模块，直流电流接入端和直流电流输出端悬空；电压计量模块的第一交流电压接入端和第二交流电压接入端接入被测线路，交流电压输出端连接电力计量模块，第一直流电压接入端、第二直流电压接入端和直流电压输出端都悬空。当计量直流电时，电流采集模块的直流电流接入端接入被测线路，直流电流输出端连接到电力计量模块，交流电流接入端和交流电流输出端悬空；电压计量模块的第一直流电压接入端和第二直流电压接入端接入被测线路，直流电压输出端连接电力计量模块，第一交流电压接入端、第二交流电压接入端和交流电压输出端都悬空。
[0016]作为优选，所述电力计量模块包括ATT7053BU芯片，所述ATT7053BU芯片的6脚和7脚连接电压采集模块的交流电压输出端或直流电压输出端，10脚和11脚连接电流采集模块的交流电流输出端或直流电流输出端。
[0017]电流采集模块与电压采集模块共用ATT7053BU。所述MCU模块与所述ATT7053BU采用SPI串行通信，所述电流采集模块及电压采集模块互感器输出经阻容滤波器后的差分信号送入ATT7053BU芯片引脚。
[0018]ATT7053BU为专业电能计量芯片，可实现交流电压、电流、有功功率、无功功率、视在功、功率因数、及电能亦可实现直流电压、电流及功率的测量，该芯片检测精度高