一种基于以太网的嵌入式智能三相电能表制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于以太网的嵌入式智能三相电能表，包括：嵌入式处理器、SRAM、FLASH存储器、EEPROM存储器、SD卡数据存储扩展、人机交互触摸液晶屏、按键输入模块、红外收发通信接口、rs485收发器、以太网接口、GSM/GPRS模块、继电器模块、电能计量IC、电流互感器传感电路、电压分压调理电路、校表脉冲接口。本实用新型专利技术兼容传统电能表的通信接口如红外收发接口，rs485收发器；同时支持以太网和GPRS互联网接入，并基于高性能的嵌入式操作系统，加入高度友好的触摸式液晶用户交互界面，无论是电力部门远程计量抄表，或是用户现场操作、接入自家智能家居系统进行统一管理，都具有非常强的实用性。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种基于以太网的嵌入式智能三相电能表，属于智能电网仪器仪表

技术介绍
电能计量在庞大的能源系统中起到非常重要的作用。随着能源技术的不断发展，人们对能源计量越来越重视，精确测量消耗或产生的电能以及对电能质量监控的重要性日益提高。当前许多市售电能表仍旧停留在单纯电能的计量上，部分市售智能型电能表虽能测量多种电参量，但在当前智能家居以及电器互联蓬勃发展的时期，孤立的电能测量设备并不能实现设备有效接入互联网进行统一云端管理，同时传统电能表对于现场应用的人机交互表现较差，不能够使使用者有效获取所需信息，功能较为单一。
技术实现思路
目的：为了克服现有技术中存在的不足，本技术提供一种基于以太网的嵌入式智能三相电能表。技术方案：为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案为：一种基于以太网的嵌入式智能三相电能表，包括：嵌入式处理器、SRAM、FLASH存储器、EEPROM存储器、SD卡模块、人机交互触摸液晶屏、按键输入模块、红外收发通信接口、rs485收发器、以太网接口、GSM/GPRS模块、继电器模块、电能计量IC、电流互感器传感电路、电压分压调理电路、校表脉冲接口；所述SRAM、FLASH存储器、EEPROM存储器、SD卡模块、人机交互触摸液晶屏、红外收发通信接口、rs485收发器与嵌入式处理器双向连接；所述电能计量IC的数据端口与嵌入式处理器和校表脉冲接口相连，电能计量IC的模拟端口与电流互感器传感电路和电压分压调理电路连接；所述继电器模块输入端与嵌入式处理器相连，输出端与继电器动作部分相连；所述以太网接口和GSM/GPRS模块数据端口与嵌入式处理器相连；所述电流互感器传感电路、电压分压调理电路、继电器模块外端与电能表对应接线端子相连。所述电流互感器传感电路包括四只50A/50mA双引线闭合式电流互感器，所述四只互感器分别对应感测三相交流电A相、B相、C相以及零线电流；所述每个电流互感器正负极电信号均以1%精度，1206封装，4.99欧姆电阻并入零线参考地平面，并串接1.1K欧姆，0805封装电阻接入电能计量IC对应通道，电能计量IC通道输入端正负极各并入33纳法，0805封装陶瓷电容到零线参考地平面。所述电压分压调理电路包括三路，分别连接A相、B相、C相电压；所述电压分压调理电路每路由10只1206封装电阻对一相电压分压，分压比1401：1；每路与电能计量IC对应相电压接口端串接一个0805封装，1K欧姆电阻，并在串接节点并入33纳法，0603陶瓷电容到零线参考地平面以构成低通滤波器滤除高次谐波干扰。所述rs485收发器包括两只高速光耦6N137、高频NPN三极管2SC1623、集成485收发芯片MAX485、TVS瞬态抑制二极管；所述rs485收发器采用自换向式电路拓扑，发送端高速光耦6N137输出端接高频NPN三极管2SC1623集电极，高频NPN三极管2SC1623在电路中接法为反相开关，集电极输出同时接集成485收发芯片MAX485输入使能与输出使能接口，集成485收发芯片MAX485输入管脚接入地平面；集成485收发芯片MAX485差分输出端同相端以30k电阻上拉，反相端以30k电阻下拉，两根管脚A、管脚B均并接TVS瞬态抑制二极管到地平面以实现接口电路保护。作为优选方案，所述嵌入式处理器采用STM32F407ZGT6。作为优选方案，所述SRAM采用IS62WV51216BLL。作为优选方案，所述GSM/GPRS模块采用SIM900A。作为优选方案，所述以太网接口采用LAN8720A。作为优选方案，所述电能计量IC采用ADE7878ACPZ。作为优选方案，所述FLASH存储器采用W25Q128。作为优选方案，所述EEPROM存储器采用AT24C04。作为优选方案，所述电能表采用UCOSII+LWIP+EMWIN结构，并外接人机交互触摸液晶屏。有益效果：本技术提供的一种基于以太网的嵌入式智能三相电能表，基于以太网的嵌入式智能三相电能表，此系统运行于ARM CORTEX-M4平台，基于UCOSII嵌入式实时操作系统，并提供友好且易用的人机交互界面，以太网接口以及GPRS蜂窝网络的接入实现了整个系统基于INTERNET的互联型、智能型应用。一方面兼容传统电能表的通信接口如红外收发接口，rs485收发器，另一方面同时支持以太网和GPRS互联网接入，并基于高性能的嵌入式操作系统，加入高度友好的触摸式液晶用户交互界面，无论是电力部门远程计量抄表，或是用户现场操作、接入自家智能家居系统进行统一管理，都具有非常强的实用性。且本技术集成度高、稳定性好、功能强大且软件可扩展升级性强，易于推广。附图说明图1为本技术的结构示意图；图2为一只双引线闭合式电流互感器连接结构示意图；图3为电压分压调理一路连接结构示意图；图4为rs485收发器结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本技术作更进一步的说明。如图1所示，一种基于以太网的嵌入式智能三相电能表，包括嵌入式处理器、SRAM、FLASH存储器、EEPROM存储器、SD卡数据存储扩展、人机交互触摸液晶屏、按键输入模块、红外收发通信接口、rs485收发器、以太网接口、GSM/GPRS模块、继电器模块、电能计量IC、电流互感器传感电路、电压分压调理电路、校表脉冲接口。所述SRAM、FLASH存储器、EEPROM存储器、SD卡模块、人机交互触摸液晶屏、红外收发通信接口、rs485收发器与嵌入式处理器双向连接。所述电能计量IC的数据端口与嵌入式处理器和校表脉冲接口相连，电能计量IC的模拟端口与电流互感器传感电路和电压分压调理电路连接。所述继电器模块输入端与嵌入式处理器相连，输出端与继电器动作部分相连。所述以太网接口和GSM/GPRS模块数据端口与嵌入式处理器相连。所述电流互感器传感电路、电压分压调理电路、继电器模块外端与电能表对应接线端子相连。如图2所示，J1和J3分别为电流互感器的正极输入接口和负极输入接口，IAP、IAN分别连接电能计量芯片对应电流通道的正极和负极；所述电流互感器传感电路包括四只50A/50mA双引线闭合式电流互感器，所述四只互感器分别对应感测三相交流电A相、B相、C相以及零线电流；所述每个电流互感器正负极电信号均以1%精度，1206封装，4.99欧姆电阻并入零线参考地平面，并串接1.1K欧姆，0805封装电阻接入电能计量IC对应通道，电能计量IC通道输入端正负极各并入33纳法，0805封装陶瓷电容到零线参考地平面。如图3所示，J9为电压分压调理电路相线输入端，VAP为采样信号输出端；所述电压分压调理电路包括三路，分别连接A相、B相、C相电压；所述电压分压调理电路每路由10只1206封装电阻对一相电压分压，分压比1401：1；每路与电能计量IC对应相电压接口端串接一个0805封装，1K欧姆电阻，并在串接节点并入33纳法，0603陶瓷电容到零线参考地平面以构成低通滤波器滤除高次谐波干扰。如图4所示，所述rs485收发器包括两只高速光耦6N137、高频NPN三极管2SC1623、集成485收发芯片MAX485、TVS瞬态抑制二极管；所述rs485收发器采用自换向式电路拓扑，发送端高速光耦6N137输本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于以太网的嵌入式智能三相电能表，其特征在于，包括：嵌入式处理器、SRAM、FLASH存储器、EEPROM存储器、SD卡模块、人机交互触摸液晶屏、按键输入模块、红外收发通信接口、rs485收发器、以太网接口、GSM/GPRS模块、继电器模块、电能计量IC、电流互感器传感电路、电压分压调理电路、校表脉冲接口；所述SRAM、FLASH存储器、EEPROM存储器、SD卡模块、人机交互触摸液晶屏、红外收发通信接口、rs485收发器与嵌入式处理器双向连接；所述电能计量IC的数据端口与嵌入式处理器和校表脉冲接口相连，电能计量IC的模拟端口与电流互感器传感电路和电压分压调理电路连接；所述继电器模块输入端与嵌入式处理器相连，输出端与继电器动作部分相连；所述以太网接口和GSM/GPRS模块数据端口与嵌入式处理器相连；所述电流互感器传感电路、电压分压调理电路、继电器模块外端与电能表对应接线端子相连。

【技术特征摘要】
1.一种基于以太网的嵌入式智能三相电能表，其特征在于，包括：嵌入式处理器、SRAM、FLASH存储器、EEPROM存储器、SD卡模块、人机交互触摸液晶屏、按键输入模块、红外收发通信接口、rs485收发器、以太网接口、GSM/GPRS模块、继电器模块、电能计量IC、电流互感器传感电路、电压分压调理电路、校表脉冲接口；所述SRAM、FLASH存储器、EEPROM存储器、SD卡模块、人机交互触摸液晶屏、红外收发通信接口、rs485收发器与嵌入式处理器双向连接；所述电能计量IC的数据端口与嵌入式处理器和校表脉冲接口相连，电能计量IC的模拟端口与电流互感器传感电路和电压分压调理电路连接；所述继电器模块输入端与嵌入式处理器相连，输出端与继电器动作部分相连；所述以太网接口和GSM/GPRS模块数据端口与嵌入式处理器相连；所述电流互感器传感电路、电压分压调理电路、继电器模块外端与电能表对应接线端子相连。2.根据权利要求1所述的一种基于以太网的嵌入式智能三相电能表，其特征在于：所述电流互感器传感电路包括四只50A/50mA双引线闭合式电流互感器，所述四只互感器分别对应感测三相交流电A相、B相、C相以及零线电流；所述每个电流互感器正负极电信号均以1%精度，1206封装，4.99欧姆电阻并入零线参考地平面，并串接1.1K欧姆，0805封装电阻接入电能计量IC对应通道，电能计量IC通道输入端正负极各并入33纳法，0805封装陶瓷电容到零线参考地平面。3.根据权利要求1所述的一种基于以太网的嵌入式智能三相电能表，其特征在于：所述电压分压调理电路包括三路，分别连接A相、B相、C相电压；所述电压分压调理电路每路由10只1206封装电阻对一相电压分压，分压比1401：1；每路与电能计量IC对应相电压接口端串接一个0805封装，1K欧姆电阻，并在串接节点并入33纳法，0603陶瓷电容到零线参考地平面以构成低通滤波器滤除高次谐波干扰。4.根据权利要求1所述的一种基于以太网的嵌入式智...

【专利技术属性】
技术研发人员：周晓彦，张光宇，朱小芳，马婷婷，梅永，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：新型
国别省市：江苏;32