无线通讯电力仪表的制作方法

本发明涉及电表领域，特别涉及一种无线通讯的电表。

背景技术：

近年来，随着世界各国政府和企业对改进电能分配和节约电能的需求不断增大，在全球范围内已获得了广泛关注。电能计量是电力企业生产经营活动和电网安全运行的重要环节，于是一些老式配电房急需进行改造，需要安装智能仪表与服务器通讯。而目前市场上广泛应用的电力仪表一般采用的是RS-485通讯，这种通讯方式需要布置通讯线，而对于老式配电房的改造布置通讯线会有很大的困难，而且调试、维护很不方便。故需要一种无线通讯电力仪表来解决布线困难的问题。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的不足，本发明提供一种无线通讯电力仪表，其采用LoRa无线通讯模块，具有通信距离远、传输速率灵活可调、环境适应能力强、通讯模块耗电量低等优点，这些优点让LoRa更加适合作为智能抄表系统中的短程通讯技术；无线通讯电力仪表便于施工操作和维护，同时也大大降低了电表的使用成本。本发明采用的技术方案是：

一种无线通讯电力仪表，包括：

信号采样模块，连接控制处理模块，用于对用电设备进行电压和电流采样，获取模拟信号并进行滤波和放大处理后传送给控制处理模块；

控制处理模块，用于接收所述处理后的模拟信号并进行数字化处理，计算用电回路的电力参数数据，并将所述电力参数数据输出到LCD显示模块，同时响应服务器的请求将所述电力参数数据通过无线通讯模块上传到服务器；

无线通讯模块，连接所述控制处理模块，与服务器通过无线方式通信；用于响应所述服务器请求并传输给所述控制模块；并将所述电力参数数据无线发送给服务器；

LCD显示模块，连接所述控制处理模块，用于电力参数的输出显示和参数设置。

进一步地，信号采样模块具体包括计量芯片U1、电流互感器、运放放大电路、滤波电路；电流互感器用于用电设备的电流采样，电流互感器的输出端连接运放放大电路的输入端，运放放大电路的输出端连接计量芯片U1的电流信号输入端；通过电阻分压采集用电设备的电压，然后经过滤波电路滤波后，输入至计量芯片U1的电压信号输入端。

更进一步地，滤波电路包括电容C1、C2、电阻R1、R2；采样的电压信号正极VI+接电容C1和电阻R1的一端，并接计量芯片U1的电压信号输入端正极，电容C1和电阻R1的另一端接地；采样的电压信号负极VI-接电容C2和电阻R2的一端，并接计量芯片U1的电压信号输入端负极，电容C2和电阻R2的另一端接地。

更佳地，无线通讯模块采用LoRa无线通讯模块。

本发明的优点在于：

目前主流的WIFI无线通讯技术和ZigBee无线通讯技术都有一定缺点。WIFI技术组网能力低，扩展空间受限制。ZigBee技术抗干扰能力差，信号衰减快，通讯距离短等缺点。本发明基于LoRa无线通讯技术，通信距离远、传输速率灵活可调、环境适应能力强；便于施工操作和维护，同时也大大降低了电表的使用成本。

附图说明

图1为本发明的结构组成示意图。

图2为本发明的信号采样模块电原理图。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，本发明提供的无线通讯电力仪表，包括信号取样模块、控制处理模块、无线通讯模块、LCD显示模块；该无线通讯电力仪表通过无线通讯模块与服务器通过无线方式通信；

信号采样模块，连接控制处理模块，用于对用电设备进行电压和电流采样，获取模拟信号并进行滤波和放大处理后传送给控制处理模块；

图2中，信号采样模块具体包括计量芯片U1、电流互感器、运放放大电路、滤波电路；电流互感器用于用电设备的电流采样，电流互感器的输出端连接运放放大电路的输入端，运放放大电路的输出端连接计量芯片U1的电流信号输入端；通过电阻分压采集用电设备的电压，然后经过滤波电路滤波后，输入至计量芯片U1的电压信号输入端；计量芯片U1采用锐能微公司的RN08209D，其第4和地5脚作为电流信号输入端，第8和第9脚作为电压信号输入端；计量芯片U1通过一SPI接口连接控制处理模块；

滤波电路包括电容C1、C2、电阻R1、R2；采样的电压信号正极VI+接电容C1和电阻R1的一端，并接计量芯片U1的电压信号输入端正极（第8脚），电容C1和电阻R1的另一端接地；采样的电压信号负极VI-接电容C2和电阻R2的一端，并接计量芯片U1的电压信号输入端负极（第9脚），电容C2和电阻R2的另一端接地。

控制处理模块，用于接收所述处理后的模拟信号并进行数字化处理，计算用电回路的电力参数数据，并将所述电力参数数据输出到LCD显示模块，同时响应服务器的请求将所述电力参数数据通过无线通讯模块上传到服务器；控制处理模块采用STM32L051C8T6的ARM Cortex M3处理器，包括存储设置参数和实时电能数据的存储器AT24C1204；

无线通讯模块，通过另一SPI接口连接所述控制处理模块，与服务器通过无线方式通信；用于响应所述服务器请求并传输给所述控制模块；并将所述电力参数数据无线发送给服务器；无线通讯模块具体采用慕熠电子(上海)有限公司的MY-1278-4438S-A0，其是一种LoRa无线通讯模块，也可以采用其他厂家提供的LoRa无线通讯模块；LoRa无线通讯技术有通信距离远、传输速率灵活可调、环境适应能力强、通讯模块耗电量低等优点，这些优点让LoRa更加适合作为智能抄表系统中的短程通讯技术；

服务器无线连接所述无线通讯模块，用于通过所述无线通讯模块向控制处理模块发送请求获取所述电力参数数据并进行存储。控制处理模块可以计量用电回路的电压、电流、功率、电能等电力参数数据，并通过无线通讯将所述电力参数数据上传给服务器；

LCD显示模块，连接所述控制处理模块，用于将所述电力参数数据输出并显示，包括LCD以及驱动芯片、背光以及按键电路。