一种电能计量系统的制作方法_2

文档序号:8318533阅读:来源:国知局
每一负载均对应一负载主控板,因此,本申请公开的技术方案中的所述微控制器可通过所述负载主控板获取所述负载的用电信息,将获取到的用电信息依据预设方式处理后存储至存储器中,用户即可通过对所述存储器中的数据进行读取,从而获取每个负载设备的用电信息,可以理解的是,用户可以根据自身需求选择预设的处理程序对所述获取到的负载的用电信息进行处理,例如可通过预设的处理程序对所述负载的用电信息进行处理,计算得到负载的电压、电流、功率和功率因数等,因此上述微控制器中还可以包括一计算单元,用于依据采用预设程序和获取到的负载的用电信息计算并存储所述负载在预设时间段内的平均功率和平均用电量等,其中所述预设时间可以根据用户的需求自行设定,例如分钟、I小时等。
[0047]可以理解的是,为了方便用户查看存储的数据信息,所述微控制器若要自动存储负载设备一月的用电数据时,则需要同时存储与当前数据所匹配的时钟信息。所述时钟信息可以是通过单片机的定时器模拟产生的,即通过单片机的预设程序实现的“软时钟”,“软时钟”包含的时间信息可以有年、月、日、时、分、秒。采用“软时钟”方式省去了时钟芯片,即简化了电路又降低了成本。时钟信号的起点,可以是在负载刚上电时,微控制器可以通过Zigbee通信单元从家庭网关或负载主控板获得时钟信号。因为单片机模拟的“软时钟”和时钟芯片相比,精度让有一定差距,因此为了避免长时间运行后,所述时钟信号和真实时间偏移过大,每隔一定的周期,所述微控制器需要每隔预设时间段对所述时钟信号进行一次校对。
[0048]当所述电能计量系统在上电时,所述微控制器可通过所述负载主控板获取当前时钟信号,从而可以根据获取到的时钟信号自动存储该负载设备最近一个月的功率、电量信息以及家电的状态信息,当然也可以通过网络设备获取当前时钟信号。当所述电能计量系统工作后,所述负载主控板可通过标准接口获取负载设备的用电信息,并将获取到的用电信息发送至所述微控制器。
[0049]当然,可以理解的是,为了方便用户对负载设备进行远程控制,使得用户无需在所述设备现场的情况下也可对所述负载的工作状态进行控制,上述电能计量系统中的Zigbee通信单元和可以与家庭网关相连,所述家庭网关为信息时代带给人们的又一个高科技产物,它借助现有的计算机网络技术,将家庭内各种家电和设备连网,通过网络为人们提供各种丰富、多样化、个性化、方便、舒适、安全和高效的服务。当用户需要远程控制负载设备时,可通过无线网络向所述Zigbee通信单元发送相应的控制信号,然后再通过所述微控制器和负载主控板控制所述负载的工作状态。因此所述微控制器还可以包括一解析单元,所述微控制器获取到所述Zigbee通信单元发送的控制指令后,通过所述解析单元对所述控制指令进行解析,确定所述控制指令对应的控制对象(所述控制指令所对应的负载主控板)和所述控制指令对应的动作信息,并将该动作信息发送至与所述控制指令所匹配的负载主控板,所述负载主控板依据所述动作信息对负载的工作状态进行控制,所述动作信息包括:负载的开启、关闭以及负载的工作模式的切换等。
[0050]可以理解的是,与所述微控制器相连的负载控制板的数量可以根据用户需求自定设定,且每一负载均对应位移地址信息,当所述微控制器获取到所述Zigbee通信单元转发的控制指令后,对所述控制指令进行解析即可获取所述负载的地址信息。
[0051]当然可以理解的是,为了方便用户获取存储的负载的用电信息以及能够存储更多的负载的用电信息,本申请上述实施例中还可以包括一存储单元,所述存储单元用于存储所述用电信息以及所述微控制器对所述用电信息处理得到的数据信息,所述存储单元的类型可以根据用户的需求自行选择,例如,本申请上述实施例中的存储单元可以为型号为AT24C64的存储单元,当然可以理解的是,为了使得用户能够更加方便的读取所述存储单元中的数据内容,上述电能计量系统还可以包括一触控屏,用于选择/读取所述存储单元中的存储数据。
[0052]可以理解的是,为了提高用户用电信息的安全性,所述微控制器还可以包括一加密器,用于在所述微控制器存储数据时,采用预设方式对所存储的数据进行加密,其中,在对所需存储的数据进行存储时,可以选用预设的密码进行加密,以防止用户的用电信息被恶意泄露。
[0053]可以理解的是,为了防止意外断电而造成数据流失的情况发生,本申请上述实施例中的所述电能计量系统还可以包括一掉电检测电路,所述掉电检测电路的输入端与电网相连、输出端与所述微控制器相连,用于判断电网的运行状态,当电网断电时,向所述微控制器发送一掉电信号。当然可以理解的是,所述微控制器中对应设置有一闪存器,用于在获取到所述掉电信号后立即存储且当前数据处理。所述掉电检测电路的具体结构可以为现有技术中任意一实施例公开的掉电检测电路,只要能够保证其在电网断电时能够向所述微控制器发送掉电信号即可,为了方便对所述掉电检测电路进行说明,参见图2和图3本申请公开的掉电检测电路5可以包括前端电路501和后端电路502,所述前端电路501用于将电网的220V交流电转换成为低压方波信号,参见图1,所述前端电路501包括:二极管的阴极与电网相连阳极通过电阻Rl接地的光球器IS02,所述光耦器IS02的MOS器件的输出端接地,另一端通过电阻R2与供电电源相连,所述电阻R2与MOS器件的公共端作为所述前端电路501的输出端,输出PWR_D0WN信号,即当电网中存在电流时,光耦器件IS02中的发光器件发光,所述MOS器件导通,所述前端电路501的供电电源通过电阻R2和光耦器接地,前端电路501输出低电平信号。参见图3,所述后端电路502由TLC555ID定时器以及其外围电路构成,所述TLC555ID定时器主要用于将获取到的PWR_D0WN信号转换为与其匹配的电平信号,当电网中存在220V交流电时,PWR_D0WN信号为低电平信号,所述TLC555ID定时器的PD_INT引脚输出高电平信号,当电网中不存在220V交流电时,即掉电的情况下,所述PWR_DOWN信号为高电平信号,所述TLC555ID定时器的PD_INT引脚输出信号变为低电平;由此,在掉电时,PD_INT引脚将产生一个下降沿中断信号给所述微控制器,所述微控制器利用此中断信号即可进行掉电保护处理。
[0054]可以理解的是,所述电能计量系统除了可以对用户家庭中每一负载设备的用电信息进行存储之外,还可对用户总的用电信息进行计量,因此本申请上述实施例中的所述电能计量系统还可以包括一用电信息采集单元,所述用电信息采集单元用于采集并存储用户总的用电信息,对用户总的用电量进行计量,可以理解的是,现有技术中对用户总的用电信息进行采集和计量的设备多种多样,本申请上述实施例中的用电信息采集单元可以为现有技术中任意一种类型的电能计量设备,为了降低所述用电信息采集单元的成本、提高计量精度,所述用电信息采集单元在采集电流时可选择采用锰铜采样电阻,该方式相较于传统的电流互感器采集方式而言,能够有效解决电流互感器容易出现饱和的问题,当然,还可以在所述用电信息采集单元的计量芯片的小信号采集电路处增加滤波和干扰抑制元件,以进一步保证计量精度和计量电路的稳定性。所述信息采集单元的计量芯片可以采用CirrusLogic公司的CS5463计量芯片来搭建。所述CS5463芯片可以使用低成本的分流器或互感器测量电流,使用分压电阻或电压互感器测量
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