一种电能表预测式脉冲输出方法、系统、设备及存储介质与流程

本发明涉及电能表脉冲，特别涉及一种电能表预测式脉冲输出方法、系统、设备及存储介质。

背景技术：

1、在日常生活中，每个家庭都要用到电能表，电能表是用于计算电能消耗的工具。按照原理分，电能表可分为感应式和电子式两大类。电能表是一种利用电能脉冲信号对电能进行计量的仪表，脉冲信号是否存在误差直接关系到脉冲电能表计量的准确性。

2、现有技术中，电能表通过定时器累计功率，累计到一定程度后，翻转信号引脚，在当期中断未发生脉冲输出时需要等候下一次脉冲输出，即真正出脉冲时间滞后的情况，对脉冲采集器来说，就会出现误差；通过计量芯片io输出方式依赖于计量芯片固有功能，限制了电能表的方案，降低电能表的可拓展性；通过脉冲宽度调制(pulsewidthmodulation，pwm)脉冲输出方式也是累计功率，根据最后积分的结果控制脉冲输出，需要特有pwm的引脚功能才能实现该功能，提高了硬件资源的复杂度，若遇到多个引脚输出的要求，芯片可能会受到限制。存在不能预测未来脉冲且受限于计量芯片和pwm等设备问题。

3、例如，一种在中国专利文献上公开的“一种电能表脉冲误差检测方法和装置”，其公告号：cn106908750a，其申请日：2017年01月10日，该发明包括如下步骤：设置扩频脉冲，用扩频脉冲计量第一设定数量的标准电能表脉冲，以及第二设定数量的被测电能表脉冲；第一设定数量与第二设定数量之间的比值为标准电能表与被测电能表脉冲常数的比值；比较两次计量的扩频脉冲数量，根据扩频脉冲数量的差异确定被测电能表的误差。将标准电能表和被测电能表相应数量的脉冲均转换为对应数量的扩频脉冲，采用扩频脉冲对其进行计量。由于扩频脉冲的频率高，所以精度也高，对电能表脉冲进行检测时产生的误差比较小。但是存在不能预测未来脉冲的问题。

技术实现思路

1、针对现有技术不能预测未来脉冲且受限于计量芯片和pwm等设备的不足，本发明提出了一种电能表预测式脉冲输出方法、系统、设备及存储介质，能预测未来脉冲且不受限于计量芯片和pwm等设备。

2、以下是本发明的技术方案，一种电能表预测式脉冲输出方法，包括以下步骤：

3、s1：初始化第一定时器和第二定时器；

4、s2：周期性获取功率值并计算总能量；

5、s3：若总能量大于能量阈值，触发第二定时器脉冲引脚，进行s2；否则，计算预测总能量；s4：若预测总能量大于能量阈值，在预测时间时触发第二定时器脉冲引脚；否则，进行s2。

6、本方案中，功率计量模块周期性获取电能表的功率值，计算分析模块将根据功率和中断中周期计算能量，并根据计算的若干个能量得到总能量。若总能量大于能量阈值，则触发第二定时器脉冲引脚，让第二定时器立即能进入中断，置位相应脉冲引脚，重新计量总能量并进行相关判断；若总能量不大于能量阈值，计算分析模块计算预测总能量。若预测总能量大于能量阈值，让第二定时器在对应预测时间触发第二定时器脉冲引脚；若预测总能量不大于能量阈值，重新计量总能量并进行相关判断。能预测未来脉冲且不受限于计量芯片和pwm等设备。

7、作为优选，s1中，第一定时器中断周期为0.5ms至2ms。

8、本方案中，第一定时器周期性进行中断，中断周期为0.5ms至2ms，实施例中中断周期为1ms。便于周期性进行中断和脉冲输出。

9、作为优选，s1中，设置第二定时器的计数器设置成最大值翻转，中断优先级为最高且可嵌套。

10、本方案中，定义第一定时器和第二定时器。第二定时器先不开启工作，将第二定时器的计数器设置成最大值翻转并且中断优先级调成最高，设置第二定时器中断优先级可嵌套。当一个低优先级和一个高优先级出现中断时，若正在处理低优先级的中断时，接收到高优先级中断命令，则停止低优先级的中断，先处理高优先级的中断，例如，第二定时器会打断第一定时器的中断。便于在预测未来脉冲满足条件时进行中断和脉冲输出。

11、作为优选，s2中，按照中断周期获取新功率值，计算每次采集的能量，根据每次采集的能量计算总能量。

12、本方案中，计算每次采集的能量，根据每次采集的能量计算总能量，表达式如下：

13、wn＝pn·tn

14、w总＝w1+w2+...+wn

15、上式中，pn为第n次新功率值，wn为第n次能量，w总为总能量，tn为第n次中断周期。t＝1ms。便于计算分析模块判断总能量和能量阈值的关系进而执行相关操作。

16、作为优选，s3中，基于若干个历史功率值通过相关分析或神经网络预测新功率值，基于预测新功率值计算预测能量，基于预测能量和总能量计算预测总能量。

17、本方案中，由于前n次获取的新功率值呈均匀分布或分散分布，通过相关分析预测第n+1次的新功率值p′n+1，也可以通过神经网络预测第n+1次的新功率值p′n+1，可以使用的神经网络包括但不限于长短期记忆网络等，进而得出预测总能量w′总。表达式如下：

18、w预＝p′n+1·tn+1

19、w′总＝w总+w预

20、上式中，w总为总能量，w预为预测能量，w′总为预测总能量，p′n+1为预测的第n+1次新功率值，tn+1为预测时间。便于计算分析模块判断预测总能量和能量阈值的关系进而执行相关操作。

21、一种电能表预测式脉冲输出系统，包括：功率计量模块，功率计量模块连接电能表、第一定时器和第二定时器，第一定时器连接计算分析模块和计量芯片，计算分析模块连接第二定时器。

22、本方案中，功率计量模块计量电能表的功率值；第一定时器周期性进行中断；第二定时器满足条件时进行中断；计算分析模块计算能量、判断能量和能量阈值的大小；计量芯片周期性输出功率值。能预测未来脉冲且不受限于计量芯片和pwm等设备。

23、作为优选，第一定时器和第二定时器设有微控制器芯片。

24、本方案中，第一定时器和第二定时器中断由微控制器芯片控制，可以控制固定的间隔时间让微控制器芯片停止当前工作并进入另一个处理接口，便于进行中断嵌套操作。

25、一种设备，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行程序时实现任一项所述的一种电能表预测式脉冲输出方法的步骤。

26、一种存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现任一项所述的一种电能表预测式脉冲输出方法。

27、本发明的有益效果是：无计量芯片的出脉冲引脚限制，无pwm引脚限制，仅需两个定时器，其中一个定时器设置成最高优先级，通过累计的总能量预测未来无脉冲的时刻点，具有预测未来脉冲的能力。

技术特征：

1.一种电能表预测式脉冲输出方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种电能表预测式脉冲输出方法，其特征在于，s1中，第一定时器中断周期为0.5ms至2ms。

3.根据权利要求1所述的一种电能表预测式脉冲输出方法，其特征在于，s1中，设置第二定时器的计数器设置成最大值翻转，中断优先级为最高且可嵌套。

4.根据权利要求1所述的一种电能表预测式脉冲输出方法，其特征在于，s2中，按照中断周期获取新功率值，计算每次采集的能量，根据每次采集的能量计算总能量。

5.根据权利要求1或4所述的一种电能表预测式脉冲输出方法，其特征在于，s3中，基于若干个历史功率值通过相关分析或神经网络预测新功率值，基于预测新功率值计算预测能量，基于预测能量和总能量计算预测总能量。

6.一种电能表预测式脉冲输出系统，适用于权利要求1-5任一项所述的一种电能表预测式脉冲输出方法，其特征在于，包括：功率计量模块，功率计量模块连接电能表、第一定时器和第二定时器，第一定时器连接计算分析模块和计量芯片，计算分析模块连接第二定时器。

7.根据权利要求6所述的一种电能表预测式脉冲输出系统，其特征在于，第一定时器和第二定时器设有微控制器芯片。

8.一种设备，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行程序时实现如权利要求1-5中任一项所述的一种电能表预测式脉冲输出方法的步骤。

9.一种存储介质，存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-5中任一项所述的一种电能表预测式脉冲输出方法。

技术总结
本发明公开了一种电能表预测式脉冲输出方法、系统、设备及存储介质，包括以下步骤：S1：初始化第一定时器和第二定时器；S2：周期性获取功率值并计算总能量；S3：若总能量大于能量阈值，触发第二定时器脉冲引脚，进行S2；否则，计算预测总能量；S4：若预测总能量大于能量阈值，在预测时间时触发第二定时器脉冲引脚；否则，进行S2。本发明的有益效果是：能预测未来脉冲且不受限于计量芯片和PWM等设备。

技术研发人员：陈高,钱少波,刘青华,郭明伟,余前永,陈景和,王肖龙,朱辉,张青,卢凌霄,唐斌
受保护的技术使用者：浙江瑞银电子有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13