一种智能电表的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于智能电表领域，具体涉及一种智能电表。
【背景技术】
[0002]当今社会对能源的需求不断加大，而不可再生的化石性能源在逐步枯竭；在能源消耗的同时也产生大量温室气体，致使环境逐年恶化。因此节能减排、绿色能源和可持续发展成为人类能源发展面临的重要挑战。智能电网正是在这一严峻形势下提出的。
[0003]智能电网(Smart Grid)是以物理电网为基础，建立在集成的、高速双向通信网络上，将现代先进的传感测量技术、通信技术、信息技术、计算机技术和控制技术与物理电网高度集成而形成的新型电网，其内涵是实现电网的信息化、数字化、自动化和互动化。智能电网主要优点是:坚强、自愈、兼容、互动、安全、经济、清洁、高效、集成、优化等。智能电网的应用可以有效的管理电能、分配电能、协调电能的峰谷期等。
[0004]作为能源消耗大国，过去我国由于种种原因，能源整体利用率较低，电网上的输电损耗约占总电量的7%。应用智能电表首先可以降低损耗。传统的感应式电表有约2W的功率损耗，而智能电表取消了大部分感应式电表的机械环节，大大降低了功率损耗；其次，智能电表的自动抄表系统可以在一定程度节约人力资源；再者，使用智能电表可以在一定程度上有效的管理电能和分配电能，尤其在用电紧张时期。总的来说，智能电表与智能交互终端是应用于用户侧的智能电子装置，具有电能计量、远方控制、双向通信、远程抄表、事件报警、用电信息及参数显示、电能质量监测、用户侧分布式电源监控等一系列的功能，优化智能电表不仅可以更好服务于民、服务于企业；更是我国的智能电网建设跨出的重要一步，使我国智能电网在国际上更具有影响力。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型针对以上缺点，设计的一种智能电表以LPC1766 32位单片机为控制器核心，通过电能计量模块对电压电流采样信号进行运算，得出用电信息如有功电能，无功电能，电费等；所有用电信息存储在存储模块中，供用户查询；红外通信接口将用电信息发送至抄表人员，可以提高工作效率；通过RS485通信接口可将居民用电信息和供电公司的电价信息进行双向通信，既提高了供电公司的工作效率，降低了成本，也可以指导用户合理用电，达到节能的目的。
[0006]本实用新型采用的技术方案是:
[0007]一种智能电表，其特征在于，包括:
[0008]电压电流采样模块，用于采集用户电压、电流数据；
[0009]EMI滤波模块，用于抑制谐波污染，精准计量用户电量；
[0010]按键模块，提供电能信息查询、电价信息查询的相关按键；
[0011]系统掉电检测/电池欠压检测模块，用于在电网掉电情况下为存储单元可靠供电；
[0012]电能计量模块，通过ATT7022B电能计量芯片对电压电流采样信号进行运算，得出用电信息如有功电能，无功电能等；
[0013]RS485通信接口，用于电能表和上位机间传送电能信息、电价信息；
[0014]显示模块，用于显示用电数字信息、电价信息、用户设置信息；
[0015]存储单元，用于存储用户电能信息、上位机发送的电价信息；
[0016]时钟模块，用于产生实时时间，以便用户根据峰谷电价原则合理安排用电时间及电费的准确计量；
[0017]红外通信接口，用于方便供电公司工作人员利用手持电能读取装置近距离快速读取用电信息；
[0018]报警模块，使智能电表具有突遇恶劣环境、人为破坏等自动报警功能；
[0019]控制器，根据实时时钟信号和电价信息，接收并处理电能计量模块发送的电能信息，计算用户电费并存储，另外也用于控制显示模块、报警模块，并可以通过RS485通信接口与红外通信接口发送用电信息。
[0020]作为优化之一:还包括电源模块，用于向智能电表内各模块供电。
[0021]作为优化之二:所述控制器采用LPC1766 32位单片机。
[0022]作为优化之三:所述显示模块采用IXD12864液晶显示屏，且与控制器电连接。
[0023]作为优化之四:所述存储单元采用EEPROM防掉电数据存储器，且与控制器电连接。
[0024]作为优化之五:还包括手持电能读取装置，用于近距离快速读取用电信息。
【附图说明】
[0025]图1示出了本实用新型一种智能电表的结构示意图；
[0026]图中:1、电压电流采样模块，2、EMI滤波模块，3、电能计量模块，4、控制器，5、按键模块，6、系统掉电检测/电池欠压检测模块，7、电源模块，8、RS485通信接口，9、显示模块，10、存储单元，11、报警模块，12、时钟模块，13、红外通信接口，14、上位机，15、手持电能读取装置。
【具体实施方式】
[0027]下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。
[0028]以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。
[0029]实施例1:
[0030]如图1所示，一种智能电表，包括:
[0031]电压电流采样模块1，用于采集用户电压、电流数据，将电表中的用电模拟信息转换成用电数字信息，所述电压电流采样模块I与EMI滤波模块2电连接。EMI滤波模块用于抑制谐波污染，精准计量用户电量，经过EMI滤波模块2过滤的用电信息发送给电能计量模块3，所述电能计量模块3基于单片机控制技术，以国产ATT7022B电能计量芯片对采样的电压和电流进行电能计算，计算出电能。所述电能计量模块3准确度等级:有功电能0.2级；无功电能1.0级。所述电能计量模块3得出的用电信息通过控制器4数据处理，将电能、单价、总的电能消费价格，一方面通过RS485通信接口 8将内部数据传送给上位机14，上位机14通过实时监控画面，实时显示智能电表的运行状态，同时上位机14也可也通过RS485通信接口 8给控制器4发出一系列的控制命令，例如:智能电表工作在非正常状态，可以通过上位机14发出命令给控制器4，通过校正装置使电表重新回归正常状态；另一方面，通过显不丰旲块9显不，所述显不I旲块9米用LCD12864液晶显不屏。所述控制器4米用32位尚性能单片机LPC1766为核心控制器，配合外围电路实现电能表的多功能、高可靠性。使用红外通信接口 13收发信号，将电表上显示的电能自动抄录，抄录者通过手持电能读取装置15可以近距离快速读取用电信息，便捷、高效、精确，大量节省人力资源；报警模块11与控制器4电连接，使得智能电表具有突遇恶劣环境、人为破坏等自动报警功能，例如:红外检测到火灾发生，通过控制器4发出报警信号，驱动报警模块11报警，同时通过RS485通信接口 8将报警信息发送给上位机14，告知电力部门采取措施。同时，为进一步加强电表安全性，还设计了系统掉电检测/电池欠压检测模块6用于在电网掉电情况下为存储单元可靠供电，以保证电压和电流可靠采样，具有自检功能，能主动向上位机14提供相应的报警信号输出，如TV(PT)失压、TA(CT)断线，电源失常、自检故障等。存储单元10与控制器4电连接，所述存储单元10采用EEPROM防掉电数据存储器，数据存储更方便，电表失电，但是数据不丢失，重新上电后，数据任然保持。时钟模块12与控制器4电连接，高精度时钟电路产生实时时间，以便用户根据峰谷电价原则合理安排用电时间及电费的准确计量；按键模块5提供电能信息查询、电价信息查询的相关按键，良好的人机交互界面设计使得电表查询、设置操作更加方便、简洁；电源模块7将220v单相交流电变压、稳压后向电表内各模块供电，电路整体结构的优化设计，力求使系统自身的功耗最小。
【主权项】
1.一种智能电表，其特征在于，包括: 电压电流采样模块，用于采集用户电压、电流数据； EMI滤波模块，用于抑制谐波污染，精准计量用户电量； 按键模块，提供电能信息查询、电价信息查询的相关按键； 系统掉电检测/电池欠压检测模块，用于在电网掉电情况下为存储单元可靠供电；电能计量模块，通过ATT7022B电能计量芯片对电压电流采样信号进行运算，得出用电信息如有功电能，无功电能等； RS485通信接口，用于电能表和上位机间传送电能信息、电价信息； 显示模块，用于显示用电数字信息、电价信息、用户设置信息； 存储单元，用于存储用户电能信息、上位机发送的电价信息； 时钟模块，用于产生实时时间，以便用户根据峰谷电价原则合理安排用电时间及电费的准确计量； 红外通信接口，用于方便供电公司工作人员利用手持电能读取装置近距离快速读取用电信息； 报警模块，使智能电表具有突遇恶劣环境、人为破坏等自动报警功能； 控制器，根据实时时钟信号和电价信息，接收并处理电能计量模块发送的电能信息，计算用户电费并存储，另外也用于控制显示模块、报警模块，并可以通过RS485通信接口与红外通信接口发送用电信息。2.根据权利要求1所述的一种智能电表，其特征在于:还包括电源模块，用于向智能电表内各模块供电。3.根据权利要求1所述的一种智能电表，其特征在于:所述控制器采用LPC176632位单片机。4.根据权利要求1所述的一种智能电表，其特征在于:所述显示模块采用LCD12864液晶显示屏，且与控制器电连接。5.根据权利要求1所述的一种智能电表，其特征在于:所述存储单元采用EEPROM防掉电数据存储器，且与控制器电连接。6.根据权利要求1所述的一种智能电表，其特征在于:还包括手持电能读取装置，用于近距离快速读取用电信息。
【专利摘要】本实用新型公开了一种智能电表，包括：电压电流采样模块、EMI滤波模块、按键模块、系统掉电检测/电池欠压检测模块、电能计量模块、RS485通讯接口、显示模块、存储单元、时钟模块、红外通信接口、自动报警模块、控制器，采用32位高性能单片机LPC1766为核心控制器，配合外围电路实现电能表的多功能、高可靠性；与现有技术相比，本实用新型具有结构设计合理，高性能控制器和国产计量芯片实现智能电表，性价比高，具有广阔的市场前景。
【IPC分类】G01R11/56, G01R11/54
【公开号】CN204649816
【申请号】CN201520302638
【发明人】王详傲, 孙程程, 叶玺臣
【申请人】滁州学院
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2015年5月12日