专利名称：带有时控和通讯功能的电能计量墙壁插座的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种安装在墙壁上的电能计量墙壁插座的改进，具体地说 是一种不仅具有电能计量和显示功能，而且还具有自行定时开关和通过电力线 实现数据远传、组网功能的带有时控和通讯功能的电能计量墙壁插座。
背景技术：
随着国家对节能降耗精细化管理的深化， 一些掌握家庭、尤其是办公场所 电器设备用电情况的电能计量墙壁插座相继出现。目前，已有的电能计量墙壁 插座，包括带插孔的插座壳体、安装固定孔、方框形盖板和接线端子构成，安 装固定孔设在插座壳体的边沿上，并用方框形盖板盖住，在插孔内设有导电触 片，在插座壳体的面板上设有液晶显示屏，在插座壳体内的线路板上设有主集 成电路模块、电能计量模块、电源及电流采样电路模块、液晶显示模块和数据 储存模块，在电能计量模块与市电输入端口之间连接有电流釆样电路和供电单 元。所述的电流采样电路和供电单元包括阻容降压单元和直流稳压单元。所述 的电能计量模块包括电子式电能计量集成电路芯片。这种电能计量墙壁插座， 可以实现用电设备的电流、电压、电流、功率、功率因数、电量的计量和显示， 但存在的不足是不能实现数据远传、组网及远距离遥控开、关及遥控控制用 电设备，不便于用电深化节能降耗的管理。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种不仅具有电量、电流、电压、功率、功率因 数等参数的计量及显示功能，而且还能根据用户需要设定自行开、关时间，并 能通过电力线载波通讯方式实现组网，便于实时监控与遥控管理的安装在墙壁 上的带有时控和通讯功能的电能计量墙壁插座。为达到以上目的，本实用新型所采用的技术方案是该带有时控和通讯功能 的电能计量墙壁插座，由带插孔的插座壳体、安装固定孔、方框形盖板和接线 端子构成，安装固定孔设在插座壳体的边沿上，方框形盖板盖在插座壳体的周 边沿上，在插孔内设有导电触片，在插座壳体的面板上设有液晶显示屏，在插 座壳体的后壁上设有接线端子，在插座壳体内的线路板上设有主集成电路模块、 电能计量模块、电源及电流采样电路模块、液晶显示模块和数据储存模块，其 特征在于在插座壳体内的线路板的下方固定连接上时间控制模块和电力线载波 通讯模块，主集成电路模块与时间控制模块和电力线载波通讯模块同时相互连 接。本实用新型还通过如下措施实施所述的线路板上的主集成电路模块，包 括集成芯片U2和在线下载电路，电源及电流釆样电路模块与主集成电路模块相 连接，主集成电路模块与液晶显示模块相连接，主集成电路模块与储存模块相 连接；所述的储存模块可采用EEPR0M储存器U1，储存器U1与主集成电路模块
中的单片机U2连接；所述的时间控制电路模块，包括控制继电器JDQ、三极管 Jl、 J5、 二极管D4、 D5及电阻R2、 R5、 R6、 R9组成，时间控制电路模块由直 流电源供电，接收主集成电路模块中单片机U2的控制信号，实现插座的开、关 控制；所述的时间控制模块，其时钟是由主集成电路模块中的单片机U2内部的 实时时钟单元产生，实时时钟单元外接32768Hz晶振及备用电池U4， 32768Hz 晶振为实时时钟单元提供时钟源，备用电池U4在主电源掉电后为实时时钟单元 供电；所述的电力线载波通讯模块，包括直流电源VCC、串行通讯接口、电力线 载波芯片U6、信号功率放大电路组成，主集成电路模块中的单片机U2处理过的 数字信号采用直接序列扩频的调制方式用伪随机码序列扩展到电力线上，在接
收端用同样的伪随机码序列来进行同步接收、解调为数据信号，并将接收到的 数据信号传递给主集成电路模块中的单片机U2进行处理，从电力线载波芯片U6发出的调制信号，经功率放大电路增强发射功率，扩大信号的覆盖范围。
本实用新型的有益效果在于与目前使用的安装在墙壁上的电能计量墙壁插 座相比，不仅具有电量、电流、电压、功率、功率因数等参数的计量和显示功 能，而且由于增加了电力线载波通讯模块及组网，可实现远程遥控，可以通过 主控制室实现对用电设备的遥控，方便对用电设备的管理，以便及时分析、统 计，为节省电耗提供管理依据；由于在电能计量墙壁插座内设有时钟及时间控 制，可以通过远程组网功能进行时间设定，预先进行设定定时开、关，使用方 便；另外，还有便于故障保护的设置，可以通过远程组网功能进行电流最大值 设定，当用电设备电流超过设定的最大值时，计量插座将及时的切断用电设备 的电源，起到保护用电设备的作用。
图1为本实用新型结构前视局剖示意图。 图2为本实用新型结构侧视示意图。
图3为本实用新型的电路原理框图。
图4为本实用新型主集成电路模块电路原理示意图。
图5为本实用新型时间控制模块电路原理示意图。
图6为本实用新型电力线载波通讯模块及显示、储存模块电路原理示意图。
具体实施方式
参照附图l、 2、 3、 4、 5、 6制作本实用新型。该带有时控和通讯功能的电 能计量墙壁插座，由带插孔2的插座壳体1、安装固定孔3、方框形盖板4和接 线端子7构成，安装固定孔3设在插座壳体1的边沿上，并用方框形盖板4盖 住，在插孔2内设有导电触片5，在插座壳体l的面板上设有液晶显示屏6，在 插座壳体1的后壁上设有接线端子7，在插座壳体1内的线路板上设有主集成电路模块8、电能计量模块9、电源及电流采样电路模块IO、液晶显示模块ll和 数据储存模块12，电源及电流采样电路模块10与主集成电路模块8相连接，通 过电源及电流采样电路模块10将检测到的各种用电参数输入给主集成电路模块 8，主集成电路模块8与液晶显示模块11相连接，通过主集成电路模块8将处 理的信息传给液晶显示模块11，主集成电路模块8与数据储存模块12相互连接， 主集成电路模块8同时也将处理的信息传给数据储存模块12，液晶显示屏6可 显示多种用电测量参数，液晶显示屏6以三秒的间隔循环显示用电参数，其特 征在于在插座壳体1内的线路板的下方固定连接上时间控制模块13和电力线载 波通讯模块14，主集成电路模块8与时间控制模块13和电力线载波通讯模块 14同时相互连接，通过时间控制模块13可设定定时开、关，进行时间控制，通 过电力线载波通讯模块14可实现组网和远距离传输及远距离遥控控制管理及 开、关，进行时间控制。所述的线路板上的主集成电路模块8，包括集成芯片 U2和在线下载电路，通过集成芯片U2完成计量插座的参数计量，所述的储存模 块12可采用EEPROM储存器Ul，储存器Ul与主集成电路模块8中的单片机U2 连接；所述的时间控制电路模块13，包括控制继电器JDQ、三极管J1、 J5、 二 极管D4、 D5及电阻R2、 R5、 R6、 R9组成，时间控制电路模块13由直流电源vcc 供电，接收主集成电路模块8中单片机U2的控制信号，实现插座的开、关控制； 所述的时间控制模块13，其时钟是由主集成电路模块8中的单片机U2内部的实 时时钟单元产生，实时时钟单元外接32768Hz晶振及备用电池U4， 32768Hz晶 振为实时时钟单元提供时钟源，备用电池U4在主电源掉电后为实时时钟单元供 电；所述的电力线载波通讯模块14，包括直流电源VCC、串行通讯接口、电力 线载波芯片U6、信号功率放大电路组成，电力线载波芯片U6的任务为将主集成 电路模块8中的单片机U2处理过的数字信号采用直接序列扩频的调制方式用伪随机码序列扩展到电力线上，在接收端用同样的伪随机码序列来进行同步接收、 解调为数据信号，并将接收到的数据信号传递给主集成电路模块8中的单片机
U2进行处理，从电力线载波芯片U6发出的调制信号经功率放大电路增强发射功 率，扩大信号的覆盖范围。
权利要求1、一种带有时控和通讯功能的电能计量墙壁插座，由带插孔(2)的插座壳体(1)、安装固定孔(3)、方框形盖板(4)和接线端子(7)构成，安装固定孔(3)设在插座壳体(1)的边沿上，方框形盖板(4)盖在插座壳体(1)的周边沿上，在插孔(2)内设有导电触片(5)，在插座壳体(1)的面板上设有液晶显示屏(6)，在插座壳体(1)的后壁上设有接线端子(7)，在插座壳体(1)内的线路板上设有主集成电路模块(8)、电能计量模块(9)、电源及电流采样电路模块(10)、液晶显示模块(11)和数据储存模块(12)，电源及电流采样电路模块(10)与主集成电路模块(8)相连接，主集成电路模块(8)与液晶显示模块(11)相连接，主集成电路模块(8)与数据储存模块(12)相互连接，其特征在于在插座壳体(1)内的线路板的下方固定连接上时间控制模块(13)和电力线载波通讯模块(14)，主集成电路模块(8)与时间控制模块(13)和电力线载波通讯模块(14)同时相互连接。
2、 根据权利要求l所述的带有时控和通讯功能的电能计量墙壁插座，其特 征在于所述的时间控制电路模块(13)，包括控制继电器JDQ、三极管J1、 J5、 二极管D4、 D5及电阻R2、 R5、 R6、 R9组成，时间控制电路模块(13)由直流 电源vcc供电，接收主集成电路模块(8)中单片机U2的控制信号；所述的时 间控制模块(13)，其时钟是由主集成电路模块(8)中的单片机U2内部的实时 时钟单元产生。
3、 根据权利要求l所述的带有时控和通讯功能的电能计量墙壁插座，其特 征在于所述的电力线载波通讯模块(14)，包括直流电源VCC、串行通讯接口、 电力线载波芯片U6、信号功率放大电路组成，主集成电路模块(8)中的单片机 U2处理过的数字信号采用直接序列扩频的调制方式用伪随机码序列扩展到电力线上，在接收端用同样的伪随机码序列来进行同步接收、解调为数据信号，并 将接收到的数据信号传递给主集成电路模块(8)中的单片机U2进行处理，从电力线载波芯片U6发出调制信号。
专利摘要本实用新型公开了一种带有时控和通讯功能的电能计量墙壁插座，由带插孔(2)的插座壳体(1)、安装固定孔(3)、方框形盖板(4)和接线端子(7)构成，其特征在于在插座壳体(1)内的线路板的下方固定连接上时间控制模块(13)和电力线载波通讯模块(14)，主集成电路模块(8)与时间控制模块(13)和电力线载波通讯模块(14)同时相互连接。该带有时控和通讯功能的电能计量墙壁插座，不仅具有电量、电流、电压、功率、功率因数等参数的计量和显示功能，而且由于增加了电力线载波通讯模块及组网，可实现远程遥控；另外，当用电设备电流超过设定的最大值时，计量插座将及时的切断用电设备的电源，起到保护用电设备的作用。
文档编号H01R13/66GK201392959SQ200920021198
公开日2010年1月27日 申请日期2009年4月22日 优先权日2009年4月22日
发明者婷 刘, 董海威, 邱德华 申请人:山东力创科技有限公司