专利名称：三相费控无线智能电能表的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种计量电能的计量装置，尤其是三相费控无线智能电能表。
背景技术：
三相费控智能电能表的产生实现了对电网运行状况的实时动态监控，同时解决了 长期存在的电费拖欠问题。现有三相费控无线电能表通常由电能计量单元、数据处理单元、 供电系统单元、输入/输出单元、费控单元和无线通信模块组成。智能电网的推广对三相费 控电能表提出了更高的要求，而现有三相电能表的精度、可靠性及功能等方面依然存在需 要改进的地方(1)电能表的功能扩张对存储单元的容量要求越来越高，使得成本逐步增 加。众多电能表对存储的电量、电表参数等重要信息没有分配独立的备份存储芯片，当存储 芯片出现异常甚至损坏时将造成重要数据丢失；(2)计量单元存在温度变差大、稳定性和 可靠性差的问题，成为制约电能表精度提高的瓶颈；(3)现有公知电能表均不具备内置继 电器的功能，无法满足用户关于直通表的继电器与电能表一体化的要求。
实用新型内容本实用新型提供一种能有效防止重要数据丢失的三相费控无线智能电能表。本实用新型提供的这种三相费控无线智能电能表，包括微控制器、计量芯片、存储 单元，其特征在于所述存储单元包括五个存储芯片，这五个存储芯片中有四个存储芯片采 用EEPR0M，一个存储芯片采用铁电存储器，四个EEPROM分别用于存储电表参数及电能量、 备份电表参数及电能量、存储电能表事件状态数据的状态、掉电存数，所述铁电用于存储负 荷曲线及历史事件记录，微控制器通过I2C接口与各EEPROM交换数据，同时通过SPI接口 与铁电存储器交换数据，所述计量芯片通过SPI接口与微控制器交换数据。为了有效提高电能表的计量精度，所述计量芯片采用71M6515型计量芯片。为实现费控中的跳闸与合闸的功能，控制用户的用电，所述微控制器连有内置继 电器模块，并且该模块连有内置继电器开关。本实用新型由于根据数据类型对存储单元进行分类管理，将电能表的存储单元 划分为多个芯片，把不同重要级别的数据分别存储在不同的芯片之中，同时为电表参数及 电能量等重要数据添加备份芯片。将不同的数据存储于不同芯片之中，能有效降低数据因 存储器损坏而丢失的几率；增加重要数据备份的存储芯片能有效提高数据保存的可靠性， 使电能表具备一定的自恢复功能。
图1为三相费控无线智能电能表组成结构示意图；图2为存储单元原理图；图3为内置继电器原理图。
具体实施方式
从图1可以看出本实用新型包括微控制器、存储单元、计量芯片，其中计量芯片采用TERIDIAN公司的71M6515，通过SPI接口与微控制器交换数据。71M6515将与微控制器 连接的SPI片选信号作为中断源输入，当检测到有请求时，71M6515执行中断服务程序，处 理来自微控制器的数据请求及校表操作等。从图2可以看出本实用新型共包括5块存储芯片，其中重要数据储存芯片XI、备 份储存芯片X2、状态存储芯片X3、掉电存数芯片X4均采用EEPR0M，历史数据存储芯片X5 采用大容量铁电存储器。电表参数及电能量存储于重要数据储存芯片Xl中，同时在备份 储存芯片X2中对数据进行备份，状态存储芯片X3用于存储电能表事件状态数据，历史数 据存储芯片X5用于存储负荷曲线及历史事件记录。微控制器分别采用I2C和SPI协议与 EEPR0M(X1 X4)及铁电存储器(X5)交换数据。第一次上电时，微控制器对电表参数进 行初始化并保存到重要数据储存芯片Xl和备份储存芯片X2之中，其中的值可以用命令从 RS485接口、远红外接口或吸附式红外接口进行数据抄读和设置。与此同时，电能表将周其 性地保存实时电量储存到重要数据储存芯片Xl和备份储存芯片X2中。在读取重要数据储 存芯片Xl中的数据时，电能表将对数据进行有效性检验，若重要数据储存芯片Xl中的数据 有误则重新从备份储存芯片X2中读取。状态存储芯片X3用于保存运行过程中事件发生次 数、累计时间、正在发生的事件等数据。掉电存数芯片X4用于在掉电时保存当前电量及事 件的状态等重要数据，再次上电后，电能表从掉电存数芯片X4中读取掉电时的数据并恢复 掉电时刻电能表的状态。历史存储芯片X5的存储单元分为两部分，一部分用于周期性保存 负荷曲线数据，另一部分用于存储电能表的历次事件记录数据。电表参数、当前及历史电 能量、负荷曲线、事件记录等数据可以通过RS485、远红外或吸附式红外接口抄读，部分数据 还可通过LCD显示屏显示。图3反映了内置继电器模块的电路，其中，REL为连接继电器开关的插座，DKl DK4构成过压保护电路。实际运行过程中，微控制器实时检测用户的缴费情况和电能表的工 作状态，输出预先设置的跳闸或合闸命令到REL_0N及REL_0FF端，改变REL插座1、2脚的电 压高低及电流方向，从而改变其中软磁的磁场方向，产生开关的闭合和切断的动作。具体电 路工作原理为内置继电器模块8采用全对称电路，REL_0N和REL_0FF为互补电平。当微 控制器输出高电平到REL_0N端时，REL_0FF为低电平，此时，QA6导通，光耦ICK2导通，QA3 导通，REL插座的1脚此时为低电平。同时，QA5、ICK1、QA4均截止，QAl截止，QA2导通，REL 插座的2脚为高电平，当接有继电器开关时，电流将由REL的2脚流向1脚。同理可知，当 微控制器输出低电平到REL_0N端时，电流方向将发生改变，由REL的1脚流向2脚。当电 表为三相直通表且该内置继电器模块8连接有内置继电器开关时，该电路有效工作。继电 器开关断开时，将切断线路，不再给电能表对应的用户供电。
权利要求一种三相费控无线智能电能表，包括微控制器、计量芯片、存储单元，其特征在于所述存储单元包括五个存储芯片，这五个存储芯片中有四个存储芯片采用EEPROM，一个存储芯片采用铁电存储器，微控制器通过I2C接口与各EEPROM交换数据，同时通过SPI接口与铁电存储器交换数据，所述计量芯片通过SPI接口与微控制器交换数据。
2.根据权利要求1所述的三相费控无线智能电能表，其特征在于所述计量芯片采用 71M6515型计量芯片。
3.根据权利要求1或2所述的三相费控无线智能电能表，其特征在于所述微控制器连 有内置继电器模块，并且该模块连有内置继电器开关。
专利摘要本实用新型公开了一种三相费控无线智能电能表，该电能表包括微控制器、计量芯片、存储单元，所述存储单元包括用于储存电表参数及电能量存储的重要数据储存芯片(X1)、用于备份电表参数及电能量的备份储存芯片(X2)、用于存储电能表事件状态数据的状态存储芯片(X3)、掉电存数芯片(X4)、用于存储负荷曲线及历史事件记录的历史数据存储芯片(X5)。本实用新型把不同重要级别的数据分别存储在不同的芯片之中，同时为电表参数及电能量等重要数据添加备份芯片，能有效降低数据因存储器损坏而丢失的几率；增加重要数据备份的存储芯片能有效提高数据保存的可靠性，使电能表具备一定的自恢复功能。
文档编号G01R22/06GK201765272SQ201020121048
公开日2011年3月16日 申请日期2010年3月2日 优先权日2010年3月2日
发明者吕新伟, 廖迪洪, 张宇, 李先怀, 甘建平, 童嵘 申请人:威胜集团有限公司