一种电能表的制作方法
【专利摘要】本实用新型提出了一种电能表，该电能表包括用于对电压电流进行采样的采样模块（100）、与所述采样模块（100）电性连接的用于处理电压电流信号的电流计量芯片（200）、与所述计量芯片（200）电性连接的用于处理由所述计量芯片（200）生成的有功功率脉冲信号的MCU单片机（300）以及与所述MCU单片机（300）电性连接的用于显示电能数据的LCD显示模块（400），其中，所述MCU单片机（300）包括EEPROM存储模块（310）。实施本实用新型的电能表，在EEPROM存储模块（310）使用寿命范围内实时储存电能数据，且读取EEPROM存储模块（310）的纠错能力强，克服EEPROM存储模块（310）不能实时储存数据和准确读取数据的缺点。
【专利说明】一种电能表
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电器领域，尤其涉及一种电能表。
【背景技术】
[0002]现有技术中，电能表的精度不但与检测芯片的精度有关，更重要与其存储方式有很大关系，如果检测到的电量数据不能写入储存器或者写入过程出错，会导致电能表精度会大大降低。常用电能表中使用的EEPROM存储模块每字节擦写次数为100万次，而一般的电能表I度电定位3200个脉冲，如果每来一个脉冲就按常规的储存模式直接写入EEPROM存储模块，则EEPROM存储模块比较容易损坏，所以目前的处理方法是将每个脉冲暂存MCU单片机的SRAM存储器中，等脉冲计量到一定的值(比如I度电)或者到了一定时间(比如I小时)再把数据写入EEPROM存储模块，但是，由于数据不能实时写入，如果遭遇停电时，MCU单片机储存的电量(SRAM内计量的电量有25060个脉冲约0.8度电怎)就会丢失，如果系统不管掉电情况，那么电能表的精度很低；而且当数据在写入过程中，遭遇停电，则数据可能未完成存储导致当前电量(0.8度)的丢失，情况严重的可能写入错误数据，导致再次上电读取到错误电能数据的严重后果。
[0003]现有EEPROM存储模块每字节擦写次数为100万次寿命，而电能表储存数据量非常大，存储频率也很高，如果用户使用31.25度电能(按照3200的电能表常数计算)就能达到EEPROM的100万次存储寿命，这样的产品肯定不能投入实际应用。
[0004]因此，目前的处理方法之一是将每个脉冲暂存MCU单片机的SRAM存储器中，等脉冲计量到一定的值(比如I度电)或者到了一定时间(比如I小时)再把数据写入EEPROM存储模块；且存储数据组和读取数据组的内容不包含本次电能数据的校验码，这样一旦由意外原因(如储存数据过程中突然停电或者电压不稳，如EEPROM存储模块中某个地址的储存位损坏)导致数据存储或者读取错误，电能计量的准确性和精度就完全不能得到保障。
实用新型内容
[0005]针对现有技术中，电能表的电能数据不能实时储存，停电可能造成电能表数据丢失，导致电能表计量精度性能下降，纠错不能不够强，容易导致电能计量数据出错的缺陷，本实用新型提出了一种电能表。
[0006]本实用新型解决现有技术问题所采用的技术方案是构造一种电能表，该电能表包括用于对电压电流进行采样的采样模块、与所述采样模块电性连接的用于处理电压电流信号的电流计量芯片、与所述计量芯片电性连接的用于处理由所述计量芯片生成的有功功率脉冲信号的MCU单片机以及与所述MCU单片机电性连接的用于显示电能数据的LCD显示模块，其中，
[0007]所述MCU单片机包括EEPROM存储模块，所述EEPROM存储模块包括用于存储电能数据的电能数据存储单元、用于存储脉冲数的脉冲数存储单元以及用于在所述电能数据存储单元存储的所有电能数据中找出最大的电能数据，并将所述最大的电能数据记录为电能数据的校验数据存储单元。
[0008]所述采样模块包括用于对电压采样的电阻网络以及用于对电流采样的锰铜分流器。
[0009]所述计量芯片包括用于对电阻网络生成的电压采样数据以及锰铜分流器生成的电流采样数据进行处理计算的数字乘法器、低通滤波器、积分电路以及数字频率转化器。
[0010]所述MCU单片机还包括用于计量脉冲以及电能转换的计算模块、用于驱动所述IXD显示模块显示电能数据的IXD驱动模块。
[0011]所述计算模块分别与所述EEPROM存储模块以及所述IXD驱动模块电性连接。
[0012]实施本实用新型的电能表，在EEPROM存储模块使用寿命范围内实时储存电能数据，且读取EEPROM存储模块的纠错能力强，克服EEPROM存储模块不能实时储存数据和准确读取数据的缺点。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中:
[0014]图1是本实用新型较佳实施例提供的一种电能表的结构框图；
[0015]图2是图1所示EEPROM存储模块的内存结构示意图。
【具体实施方式】
[0016]如图1所示是本实用新型较佳实施例提供的一种电能表的结构框图。该电能表具有在EEPROM存储模块310使用寿命范围内实时储存电能数据的功能，且具有读取EEPROM存储模块310的纠错能力强，在EEPROM存储模块310中实时储存数据和准确读取数据的特点。
[0017]该电能表包括用于对电压电流进行采样的采样模块100，与上述采样模块100电性连接的用于处理电压电流信号的电流计量芯片200，与上述计量芯片200电性连接的用于处理由上述计量芯片200生成的有功功率脉冲信号的MCU单片机300以及与上述MCU单片机300电性连接的用于显示电能数据的IXD显示模块400。
[0018]在该电能表中，采样模块100包括用于对电压采样的电阻网络110以及用于对电流采样的锰铜分流器120。
[0019]当上述电阻网络110与上述锰铜分流器120分别完成电压采样与电流采样，并生成电压采样数据与电流采样数据后，该电能表内的计量芯片200根据上述电压采样数据以及电流采样数据进行处理计算，依次通过数字乘法器210、低通滤波器220、积分电路230以及数字频率转化器240的处理，生成有功功率脉冲信号。
[0020]上述有功功率脉冲信号传输到MCU单片机300后，由MCU单片机300内用于计量脉冲以及电能转换的计算模块320对有功功率脉冲信号进行分析处理，并将处理结果传输至MCU单片机300内的EEPROM存储模块310。该EEPROM存储模块310包括用于存储电能数据的电能数据存储单元311、用于存储脉冲数的脉冲数存储单元312以及用于在所述电能数据存储单元311存储的所有电能数据中找出最大的电能数据，并将所述最大的电能数据记录为电能数据的校验数据存储单元313。
[0021]同时，该MCU单片机300还包括用于驱动所述IXD显示模块400显示电能数据的IXD驱动模块330。
[0022]当MCU单片机300对有功功率脉冲信号完成分析处理后，由上述IXD驱动模块330驱动所述IXD显示模块400显示电能数据。
[0023]图2是图1所示EEPROM存储模块的内存结构示意图。
[0024]为了克服现有技术中，电能表不能实时储存数据和准确读取数据的缺点，采用256KB储存规格的EEPROM存储模块310，以此保证数据动态写满电能数据超过999999.9度电能后，每个EEPROM的储存单元擦写次数未超过1000000万。
[0025]同时，EEPROM存储模块310采用加密、动态储存数据处理:每组储存数据内容包括电能数据、脉冲数据，还包括一字节的加密/校验数据，且写完一组数据后，储存地址自动增加6个字节地址；在计算模块320对EEPROM存储模块310读取时，读取数据和对应的加密/校验数据，并依据约定的算法计算该数据的加密数据比较读取的加密数据是相等，若不相等则说明数据有问题，并舍弃；若相等，则读取地址自动增加6个字节读取下一组，若下组数据无问题，则将大的那一组数据当做电能数据，以此方式读取完EEPROM存储模块310里面所有组的数据，并获取电能表数据。
[0026]该电能表获取电能表数据的方式:
[0027]在该电能表上电复位后，读取之前存储的电能数据:首先读取EEPROM存储模块310的地址0000-0005H中的内容，并计算前面5字节数据的校验和是否与第6字节读取的数据相等，若相等，则将该组数据临时当做最大电能数据；接下来读取EEPROM存储模块310的地址0006H-000BH中的内容，同样先确认计算的校验和是否和读取的校验和是否相等，若相等，则比较第二组数据是否大于临时电能数据；若大于临时电能数据，则将第二组数据当做临时电能数据，若小于临时电能数据，则舍弃本次数据；然后再读取第三组数据，以此方式，直到求出最大的临时电能数据，并将该数据当做电能数据。
[0028]同理可知，当接收到一个脉冲信号时，可直接对EEPROM存储模块310进行存储，存储格式如图2所示先发送3字节电能数据和2字节脉冲数，然后根据这5字节数据计算检验数据，并将检验数据当做第6字节数据存储到EEPROM存储模块310中；当接收到下一个脉冲信号时，先把EEPROM地址增加6个字节，再给EEPROM存储模块310储存当前组6字节数据，以此方式，当EEPROM储存地址超过40000H后，从0000H开始储存数据。
[0029]实施本实用新型的电能表，在EEPROM存储模块310使用寿命范围内实时储存电能数据，且读取EEPROM存储模块310的纠错能力强，克服了 EEPROM存储模块310不能实时储存数据和准确读取数据的缺点。
[0030]应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。
【权利要求】
1.一种电能表，其特征在于，包括用于对电压电流进行采样的采样模块(100)、与所述采样模块(100)电性连接的用于处理电压电流信号的电流计量芯片(200)、与所述计量芯片(200)电性连接的用于处理由所述计量芯片(200)生成的有功功率脉冲信号的MCU单片机(300)以及与所述MCU单片机(300)电性连接的用于显示电能数据的IXD显示模块(400)，其中， 所述MCU单片机(300 )包括EEPROM存储模块(310)，所述EEPROM存储模块(310 )包括用于存储电能数据的电能数据存储单元(311)、用于存储所述有功功率脉冲信号的脉冲数的脉冲数存储单元(312 )以及用于在所述电能数据存储单元(311)存储的所有电能数据中找出最大的电能数据，并将所述最大的电能数据记录为电能数据的校验数据存储单元(313)。
2.根据权利要求1所述的电能表，其特征在于，所述采样模块(100)包括用于对电压采样的电阻网络(110)以及用于对电流采样的锰铜分流器(120)。
3.根据权利要求2所述的电能表，其特征在于，所述计量芯片(200)包括用于对电阻网络(100)生成的电压采样数据以及锰铜分流器(120)生成的电流采样数据进行处理计算的数字乘法器(210)、低通滤波器(220)、积分电路(230)以及数字频率转化器(240)。
4.根据权利要求3所述的电能表，其特征在于，所述MCU单片机(300)还包括用于计量脉冲以及电能转换的计算模块(320)、用于驱动所述LCD显示模块(400)显示电能数据的LCD驱动模块(330)。
5.根据权利要求4所述的电能表，其特征在于，所述计算模块(320)分别与所述EEPROM存储模块(310)以及所述IXD驱动模块(330)电性连接。
【文档编号】G07F15/06GK203503062SQ201320664561
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年10月25日 优先权日:2013年10月25日
【发明者】涂柏生, 朱锌铧, 周德贵 申请人:湖南九天科技股份有限公司