用于建筑智能用电系统的电量测量装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及用于建筑智能用电系统的电量测量装置。
【背景技术】
[0002] 随着信息时代的来临，如何更高效地利用能源、节约能源，在全球范围内被给予了 越来越多的关注，电力行业正面临着诸多新挑战。而智能建筑（Intelligent Building)作 为时代的产物，是高科技与现代建筑艺术的巧妙集成，也是综合经济实力的象征，必将是未 来发展的潮流。同时智能电网作为智能建筑必不可少的一部分，为顺应电力发展趋势，智能 电网必将掀起一番新浪潮。智能电网是以传统电网为基础，融合计算机、通信、传感等多种 技术于一身的新型电网，具有数字化、自动化、信息化和互动化等基本特。随着微电子技术 和超大规模集成电路的迅速发展，电量检测由传统的基于常规电子线路的仪器仪表发展为 基于各种微处理器、微控制器的智能化测量控制仪表。
[0003] 大型公共建筑能耗检测与控制系统以坚强智能电网为基础，物联网技术为依托， 涵盖适合家庭使用的智能终端、智能插座、智能开关、家庭网络通讯设备、智能家用电器等 设备；支持智能家用电器及智能家居的全面集成。可远程监测每个用电器的用电量、用电功 率，可对各个用电器远程控制，可以采集环境等各种外界因素，按预定的方案控制用电器运 转。有效提高人们的生活质量，使人们更智能、更高效的用电。电量测量功能是智能用电基 础数据获得的必然依托，本申请将对电量测量功能的设计和实现做详细分析和介绍。
[0004] 现有的建筑智能用电系统都是依靠电度表，往往是测量整座楼或一个区域的用电 量，且不具有无线通信功能。本系统的测量方式既可以当作单独的电度表使用，也可以将测 量模块嵌入到插座、开关之中，最主要的是提供实时功率、按用户要求分时段统计用电量等 其他指标的测量功能，并且具有无线通信功能，可以接入楼宇智能用电系统，为智能用电控 制提供数据支持。 【实用新型内容】
[0005] 为解决现有技术存在的不足，本实用新型公开了用于建筑智能用电系统的电量测 量装置，本申请采用带串行接口和脉冲输出的高精度有功和视在功率能量计量的ADE7753 电能测量集成电路实现电压电流信号的采集输入、功率计算以及脉冲输出，并将时间及采 集参数信息显示在液晶显示器上，同时以TCP/IP网络技术为依托，实现真正意义上的家居 无线性和远程控制的智能化。
[0006] 为实现上述目的，本实用新型的具体方案如下：
[0007] 用于建筑智能用电系统的电量测量装置，包括控制单元，所述控制单元与电源模 块相连，控制单元还分别与无线通信单元、时钟单元、液晶显示单元及电量检测单元通信；
[0008] 所述电量检测单元包括分压单元，分压单元的一端与线路的火线相连，另一端与 ADE7753芯片相连，电量检测单元还包括电流互感器，电流互感器的输入端分别与火线及用 电器相连，输出端连接至ADE7753芯片，ADE7753芯片的串口与MSP430单片机I/O 口相连。
[0009] 所述无线通信单元包括Zigbee主控制器，Zigbee主控制器为无线芯片CC2530,无 线芯片CC2530与2. 4GHz的ZigBee无线收发电路相连。
[0010] 所述ADE7753芯片内部集成了二阶Σ-AADCs、一个数字积分器、一个参考电压源 和一个温度传感器。
[0011] 所述分压单元包括电阻R13及电阻R14,所述电阻R13的一端与火线相连，另一端 与电阻R14的一端相连，电阻R14的另一端接地，电阻R14还并联有电容C17。
[0012] 所述电流互感器的输出端与电阻RlO并联，电阻RlO的一端通过电阻R7与 ADE7753芯片相连，电阻RlO的另一端通过电阻R8与ADE7753芯片相连，电阻R7与ADE7753 芯片之间的线路通过电容C15接地，电阻R8与ADE7753芯片之间的线路通过电容C16接地。
[0013] 所述ADE7753芯片的V2N端通过相并联的电阻R15及电容Cll接地。
[0014] 本实用新型的有益效果：
[0015] 本申请运用ZigBee技术，并以ΤΙ/Chipcon公司的无线芯片CC2530作为Zigbee主 控制器，其8051内核经过特别设计，可以同2. 4GHz的ZigBee无线收发电路完美地配合工 作，有效消除了以往数字电路对高频通信的影响，从而实现数据的无线传输，采用带串行接 口和脉冲输出的高精度有功和视在能量计量的ADE7753电能测量集成电路实现电压电流 信号的采集输入、功率计算以及脉冲输出，并将时间及采集参数信息显示在液晶显示器上， 同时以TCP/IP网络技术为依托，实现真正意义上的家居无线性和远程控制的智能化。
【附图说明】
[0016] 图1系统总体框图；
[0017] 图2 MSP430F149的最小系统图；
[0018] 图3 ADE7753电量检测电气原理图；
[0019] 图4 ADE7753电量检测信号流向框图。
[0020] 其中，1、控制单元，2、电源模块，3、电量检测单元，4、无线通信单元、5、时钟单元、 6、液晶显示单元。
【具体实施方式】：
[0021] 下面结合附图对本实用新型进行详细说明：
[0022] 用于建筑智能用电系统的电量测量装置，包括控制单元1，所述控制单元1与电源 模块2相连，控制单元1还分别与无线通信单元4、时钟单元5、液晶显示单元6及电量检测 单元3通信；
[0023] 液晶显示单元6为12864液晶显示，时钟单元5为DS1302时钟。控制单元1通过 无线通信单元4与远程控制中心通信。
[0024] 在系统的设计工作中，首先应该结合具体的应用，综合考虑系统对成本、功耗、可 靠性、可扩展性、开发周期等各个方面的要求，确定系统的主控器件，并以之为核心搭建系 统硬件平台，然后根据具体的应用确定系统的硬件选型和软件开发模式。在电量检测系统 设计中，以MSP430F149单片机为控制核心，实现整体控制功能，包括输入输出、信号比较 等；运用ZigBee技术，并以ΤΙ/Chipcon公司的无线芯片CC2530作为Zigbee主控制器，其 8051内核经过特别设计，可以同2. 4GHz的ZigBee无线收发电路完美地配合工作，有效消除 了以往数字电路对高频通信的影响，从而实现数据的无线传输，采用带串行接口和脉冲输 出的高精度有功和视在能量计量的ADE7753电能测量集成电路实现电压电流信号的采集 输入、功率计算以及脉冲输出，并将时间及采集参数信息显示在液晶显示器上，同时以TCP/ IP网络技术为依托，实现真正意义上的家居无线性和远程控制的智能化。系统总体框图如 图1所示。
[0025] 控制单元1采用美国TI (德州仪器）公司的MSP430系列微控制器，是一种16位 超低功耗的混合信号处理器，具有强大的处理能力、高性能模拟技术、丰富的片上外围模块 以及方便高效的开发环境。MSP430F149最小系统包括电源电路、复位电路、晶体振荡电路 及简易仿真器JATG下载线。MSP430F149微处理器最小系统电气原理图如图2所示。在晶 体连接中，XIN和XOUT之间的低速晶体采用32768HZ的手表晶体，X2IN和X20UT之间采用 8MHZ的高速晶体；简易仿真器JATG电路与电路板的连接采用14针的Pl连接器。
[0026] 电量检测单元3采用ADE7753电量检测芯片，ADE7753是ADI公司一款功能先进的 电能计量片上系统（SOC)芯片。ADE7753内部集成