单相多用户多功能智能化电能表的制作方法

所属技术领域

本发明涉及单相多用户多功能智能化电能表。

背景技术：

目前一般的家用全电子式的电能表，大多采用专用计量芯片设计电量计量采集电路，采用机电式计度器作为显示装置，只具有电能计量功能，结构简单，价格便宜，适合一户一表使用，近几年得到推广应用。这类电表，内部不含微处理器，难于实现分时计量、远程抄表、预付费、定时供电控制等功能。在一些用电集中的场所，如大学生宿舍，分户计量时每层需安装多块电表，给施工、抄表、控制等带来困难。一单相多用户智能化电能表，采用一块微处理器，不仅能实现对多个用户的电能计量，而且具有分时计量、远程抄表、预付费、定时供电控制等多种功能。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明设计了单相多用户多功能智能化电能表。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

单相多用户多功能智能化电能表由显示电路，计量电路接口电路和供电控制电路，非易失存储器电路组成。

所述显示电路，对多用户多功能的电能表来讲，其基本要求是正常计量情况下，需要同时清楚显示出用户编号和其用电量，以便查看、抄表等。显示电路由10位led数码管和3只发光二极管构成。

所述计量电路，ad7755是一款功率/电能专用ic，基本工作原理是，被测电流经芯片内可编程增益放大器(pga)放大后接电流通道的adc，并由此adc转换为对应的数字信号。再经相位校正和高通滤波，进入乘法器。乘法器的另一路输入是由电压通道adc转换而来的、与被测电压对应的数字信号。相乘后产生瞬时功率信号。此信号经低通滤波器滤除其中的交流分量，提取出负载消耗的瞬时有功功率，以较短时间对瞬时有功功率进行累计，求得与瞬时有功功率成正比的高频频率并经cf输出，送mcu微控制器累加计数，实现对电能的计量。

所述供电控制电路，供电控制电路实现电表对用户供电的控制。当电表工作在预付费方式时，处理器会不停比较用户用电量和预购电量，当用户预购电量使用完毕，实现自动断电，当用户再次预购电量后系统将自动送电。

所述非易失存储器电路，采用铁电非易失存储器，是美国ramtran公司刚刚推出的一种新型非易失性存储器件，简称fram。与普通eeprom相比，除具有非易失特性、功耗低、价格相对较低的特点外，最大的优点在于，擦写次数多(5v供电的fram擦写次数达到100亿次)、速度快(串口总线的fram的clk的频率高达20mhz，无10ms的写等待周期)，mcu每检测一个脉冲就可以写到fram保存起来，以1600个脉冲为1度计算，fram能存160万度电，对单相表和单相复费率电表已足够使用。

本发明的有益效果是，单相多用户多功能智能化电能表采用ad7755电能计量专用芯片和单片机设计的多用户多功能电能表，具有结构简单、成本低廉、功能强、安装使用和管理比较方便等优点，在城镇居民住宅、学生公寓、商铺等得到广泛应用，是很有市场前景的一种智能化电表。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1是电能表硬件结构框图。

图2是多通道电量采集电路图。

图3是供电控制电路图。

具体实施方式

在图1中，系统主要由电量计量采集电路、微处理器、实时日历时钟电路、非易失存储器电路、显示电路、远程通信电路、供电控制电路等部分组成。用户电能计量采用专用集成电路设计，每一户的计量脉冲信号，经i/o接口电路连接到系统总线，在微处理器的控制下，轮流采集并计数其脉冲信号，达到0.1kwh时，将电量存储到非易失存储器中，以防电量丢失。整个电表采用分时方式，轮流显示用户使用的电量数据。远程通信电路可实现电表联网和远程抄表；实时日历时钟实现电表的复费率和定时供电；系统运行监视电路实时监控电表运行情况，增加电表的可靠性。

在图2中，自ad7755采样的电能脉冲经光电隔离后，送到了i/o接口芯片74hc373，mcu自74hc373读入8个通道的电能脉冲信号，采用软件方法，识别出每个通道电能脉冲是否出现脉冲下降沿，若出现下降沿，便进行脉冲计数和电量累计达到电能计量目的。i/o接口可达到1～5个，使整个系统的用户通道数达到1～40个，在一个mcu控制下实现对多个用户的电能计量。

在图3中，供电控制电路实现电表对用户供电的控制。当电表工作在预付费方式时，处理器会不停比较用户用电量和预购电量，当用户预购电量使用完毕，实现自动断电，当用户再次预购电量后系统将自动送电。当某用户出现拖交电费等不良情况时，管理者可对该用户实现强制停电。在大学生宿舍等需要定时供电的场所，在实时日历时钟的配合下，实现整表用户的送电、停电控制。单片机p1口4位口线p1.0～p1.3输出控制信号，经74ls145bcd-十进制译码器，输出两个电平始终相反的信号a、b控制三极管的导通或截至，控制磁保继电器触点的闭合或断开，达到供电控制目的。其他用户的磁保继电器的控制信号a、b皆为低，保持供电状态不变。

技术特征：

技术总结
单相多用户多功能智能化电能表由显示电路，计量电路接口电路和供电控制电路，非易失存储器电路组成。单相多用户多功能智能化电能表采用AD 7755电能计量专用芯片和单片机设计的多用户多功能电能表，具有结构简单、成本低廉、功能强、安装使用和管理比较方便等优点，在城镇居民住宅、学生公寓、商铺等得到广泛应用，是很有市场前景的一种智能化电表。

技术研发人员：郭洪
受保护的技术使用者：郭洪
技术研发日：2016.07.10
技术公布日：2018.01.16