专利名称：带有载波通信功能的在线计量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电能计量装置，尤其是一种安装在电力线上的在线计量装置，具体地说是一种不仅具有计量功能，而且还具有基于电力线的带动载波通信功能的在线计量装置。
背景技术：
随着我国工业化、城镇化进程的加快，能源消耗也在快速增长。为了满足节能减排、节能降耗和能源管理等方面的需求，需要对用电设备的能耗进行在线监测和计量。目前在一些家庭、办公场所和工业现场使用的大功率用电设备是通过电源线与电源开关(空气开关、交流接触器、刀闸等)或接线端子直接连接的，对这类用电设备进行在线监测和计量时，很难接入电能表之类的计量产品或者具有计量功能的插座；虽然已经有一些具有在线计量功能的装置可以使用，但是这些装置存在一些不足之处，主要不足是一是除了电能计量外，没有电流、电压、功率、功率因素和电流方向等用电参数的测量，二是不能实现通信组网和数据远传功能，三是现场接线不方便，不便于实现能耗的在线监测和能源管理。
发明内容本实用新型发明的目的是针对目前在线计量装置没有用电参数测量、现场接线复杂和没有数据远传功能等问题，设计了一种带有载波通信功能的在线计量装置，可以很方便地现场安装使用，以便实现对用电设备的用电参数进行测量，并实现数据远传功能。本实用新型的技术方案是一种带有载波通信功能的在线计量装置，它包括外壳1，外壳I上连接有用于与电力线相连接的电源接线柱2和用于指示计量装置工作状态的指示灯3，其特征在于所述的外壳I中还安装有电能计量模块4、数据处理模块5、载波通信模块6和电源模块7，它们构成一个具有电能计量和电力线载波通信的在线计量装置；所述的电能计量模块4的输入端与电源接线柱2相连，它的输出端与数据处理模块5的输入端相连，数据处理模块5的输出端接载波通信模块6的输入端，载波通信模块6的输入/输出端也接电源接线柱2 ;所述的电源模块7为各功能模块提供工作用电源。所述的外壳I为一封闭的环型结构，中间有通孔，可让一根电力线(相线)穿过；环型结构的顶端安装有两个电源接线柱2，用于与电力线的相线和零线相连。所述的电能计量模块4由计量芯片、电流采样电路和电压采样电路构成；电流采样电路对穿过外壳的一根电力线上的电流信号进行采样，电压采样电路对电源接线柱2上的电压信号进行采样，采样信号送入计量芯片的输入端；计量芯片的输出端与数据处理模块的单片机相连接。所述的数据处理模块5由单片机、存储器、指示灯构成；电能计量模块的计量芯片输出端与单片机输入端相连接，存储器也与单片机相连接，单片机的输出端连接指示灯，单片机的通信端口与载波通信模块的弱电接口相连接。[0009]所述的载波通信模块6由载波通信电路构成；载波通信模块的弱电接口与单片机的通信端口相连接，载波通信模块的载波耦合接口与电源接线柱2相连接。所述的电源模块7由直流电源电路构成，电源模块分别给电能计量模块、数据处理模块、载波通信模块提供电源。本发明的有益效果1、本实用新型可以方便地对各种大功率用电设备的用电参数进行在线检测，不仅具有电能计量功能，还具有电流、电压、功率、功率因素和电流方向等用电参数的测量功能，由于采用了高精度、宽量程的专用电能计量芯片，电能计量精度可以达到O. 5级，可以满足高精度、实时在线监测用电设备能耗的要求。2、由于采用了具有自动路由功能和线路侦听功能的电力线载波通信模块，可以进行自适应组网通信，载波通信成功率可以达到100%，满足实时通信的要求，可以方便地将用电设备的用电参数远传给需要监测的地方(如用户)或部门(供电部门或政府部门)的计算机等进行记录、存储、统计和分析，实现数据远传功能。3、对本实用新型的应用，大大提高了对大功率用电设备能耗进行监测和管理的能力，通过实时、准确地在线监测，及时分析、统计各用电设备的能耗，为节能减排、降低能耗提供了管理依据。4、本实用新型的外形尺寸小巧、现场安装方便，即可以用于单相用电设备的在线监测，也可以用于三相用电设备的在线监测；由于其价格便宜、安装方便，值得大力推广和应用。本实用新型结构简单，现场安装使用方便，可以实现对用电设备的用电参数进行远程测量和数据的远程传输。
图1为本实用新型的电路原理框图。图2为本实用新型的结构示意图。图中1是外壳；2是外壳上电源接线柱；3是外壳上指示灯；4是电能计量模块；5是数据处理模块；6是载波通信模块；7是电源模块。
具体实施方式
以下结合附图和优选实施例对本实用新型作进一步的详细说明。参见图1、图2。一种带有载波通信功能的在线计量装置，它包括外壳1、外壳I上的电源接线柱
2、外壳上I的指示灯3、电能计量模块4、数据处理模块5、载波通信模块6、电源模块7。本实用新型的外壳I为一封闭的环型结构，中间有通孔，可让一根电力线8 (相线)穿过；在现场安装时，是单相用电设备时，只需要将在线计量装置套在用电设备电源线的相线上，环型结构的顶端有电源接线柱2接电源线的相线和零线；是三相用电设备时，需要三个在线计量装置，分别套在用电设备电源线的三个相线上，每个在线计量装置的电源接线柱2分别接用电设备电源线的相线和零线。本实用新型的外壳I内的电能计量模块4可由计量芯片、电流采样电路、电压采样电路构成；电流采样电路对穿过的电力线上的电流信号进行采样，电压采样电路对电源接线柱2上的电压信号进行采样，采样信号送入计量芯片的输入端，计量芯片对电流、电压信号进行测量、计算后得到相应的电流值、电压值、功率值和功率因数等用电参数，同时还得到电能计量值；计量芯片的输出端与数据处理模块的单片机相连接，可以将用电参数和电能计量值传输给单片机；专用计量芯片具有高精度、宽量程的优点，支持软件校准，可以通过载波通信方式进行校准，电能计量精度可以达到O. 5级。本实用新型的外壳I内的数据处理模块5可由单片机、存储器、指示灯构成；电能计量模块的计量芯片输出端与单片机输入端相连接，单片机可以读取计量芯片内的各用电参数，同时对电能计量值进行累加得到用电量值；存储器也与单片机相连接，采用非易失型EEPROM存储器，可以存储用电参数、电量值、通信地址等数据，停电后数据也不丢失，数据保存时间可达10年以上；在单片机的输出端连接指示灯，指示灯可采用LED双色发光管，以便方便地指示插座工作状态，插座正常运行时指示灯发绿色光并闪烁，载波通信时指示灯发黄色光，电路有故障时指示灯发红色光；单片机的通信端口与载波通信模块的弱电接口相连接，可以向载波通信模块发送或接收命令和数据。本实用新型的外壳I内的载波通信模块6可由载波通信电路构成；载波通信模块的弱电接口与单片机的通信端口相连接，载波通信模块的载波耦合接口与电源接线柱2相连接；当载波通信模块通过载波耦合接口从电力线上接收到载波信号后，经过解调得到命令和数据，并经弱电接口将命令和数据发送给单片机，单片机接收并响应这些命令和数据，返回相应的数据，载波通信模块对这些数据进行调制后，经载波耦合接口发送到电力线；该载波通信模块具有自动路由功能和线路侦听功能，可以进行自适应组网通信，载波通信成功率可以达到100%，满足实时通信的要求。本实用新型的外壳I内的电源模块7可由直流电源电路构成，在电源的交流输入端有雷击浪涌保护电路和过压保护电路，可以滤除电源干扰，防止雷电损害，保护本插座和用电设备；电源模块分别给电能计量模块、数据处理模块、载波通信模块提供电源。本说明书未作详细描述的内容属于本技术领域技术人员公知的现有技术。上述说明并非对本实用新型的限制，本实用新型也不公仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也属于保护范围。
权利要求1.一种带有载波通信功能的在线计量装置，它包括外壳(I)，外壳(I)上连接有用于与电力线相连接的电源接线柱(2)和用于指示计量装置工作状态的指示灯(3)，其特征在于所述的外壳(I)中还安装有电能计量模块(4)、数据处理模块(5)、载波通信模块(6)和电源模块(7)，它们构成一个具有电能计量和电力线载波通信的在线计量装置；所述的电能计量模块(4)的输入端与电源接线柱(2)相连，它的输出端与数据处理模块(5)的输入端相连，数据处理模块(5)的输出端接载波通信模块(6)的输入端，载波通信模块(6)的输入/输出端也接电源接线柱(2);所述的电源模块(7)为各功能模块提供工作用电源。
2.根据权利要求1所述的带有载波通信功能的在线计量装置，其特征在于所述的外壳(I)为一封闭的环型结构，中间有通孔，可让一根电力线穿过；环型结构的顶端安装有两个电源接线柱(2)，用于与电力线的相线和零线相连。
3.根据权利要求1所述的带有载波通信功能的在线计量装置，其特征在于所述的电能计量模块(4)由计量芯片、电流采样电路和电压采样电路构成；电流采样电路对穿过外壳的一根电力线上的电流信号进行采样，电压采样电路对电源接线柱(2)上的电压信号进行采样，采样信号送入计量芯片的输入端；计量芯片的输出端与数据处理模块的单片机相连接。
4.根据权利要求1所述的带有载波通信功能的在线计量装置，其特征在于所述的数据处理模块(5)由单片机、存储器、指示灯构成；电能计量模块的计量芯片输出端与单片机输入端相连接，存储器也与单片机相连接，单片机的输出端连接指示灯，单片机的通信端口与载波通信模块的弱电接口相连接。
5.根据权利要求1所述的带有载波通信功能的在线计量装置，其特征在于所述的载波通信模块(6)由载波通信电路构成；载波通信模块的弱电接口与单片机的通信端口相连接，载波通信模块的载波耦合接口与电源接线柱(2 )相连接。
6.根据权利要求1所述的带有载波通信功能的在线计量装置，其特征在于所述的电源模块(7)由直流电源电路构成，电源模块分别给电能计量模块、数据处理模块、载波通信模块提供电源。
专利摘要一种带有载波通信功能的在线计量装置，它包括外壳(1)，外壳(1)上连接有用于与电力线相连接的电源接线柱(2)和用于指示计量装置工作状态的指示灯(3)，其特征在于所述的外壳(1)中还安装有电能计量模块(4)、数据处理模块(5)、载波通信模块(6)和电源模块(7)，它们构成一个具有电能计量和电力线载波通信的在线计量装置；所述的电能计量模块(4)的输入端与电源接线柱(2)相连，它的输出端与数据处理模块(5)的输入端相连，数据处理模块(5)的输出端接载波通信模块(6)的输入端，载波通信模块(6)的输入/输出端也接电源接线柱(2)；所述的电源模块(7)为各功能模块提供工作用电源。本实用新型结构简单，现场安装使用方便，可以实现对用电设备的用电参数进行远程测量和数据的远程传输。
文档编号G08C19/00GK202903924SQ20122056595
公开日2013年4月24日 申请日期2012年10月31日 优先权日2012年10月31日
发明者陈道升, 李文俊, 沈镇炜 申请人:南京飞腾科技开发有限公司, 陈道升, 李文俊, 沈镇炜