一种基于无线通信技术的电能量计量系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于无线通信技术的电能量计量系统，涉及电网配电领域，尤其涉及一种基于无线通信技术的电能量计量系统。本发明专利技术通过采用了先进电能量采集芯片作为电能量采集模块的技术方法，达到了可以精准采集电能量数据的技术效果；采用了ZigBee无线传感通信的技术方法，达到了可以实现电能量远程检测的技术效果；采用了将数据最终接入以太网的方法，达到了便于电力工作人员进行管理，实现电能量计量系统智能化的技术效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电网配电领域，尤其涉及一种基于无线通信技术的电能量计量系统。
技术介绍
电能量计量是配电领域的重要组成部分，其智能化不仅是配电领域智能化的必须，同时也符合国家“十二五”规划中提出的推进物联网的计划；电能量计量设施作为电能量采集、记录以及通讯的重要工具，其智能化将给人们的生活带来很多便利；随着各学科的发展，计量设备的性能也有了进一步提高的空间，为了满足科技进步和社会发展对电能量计量自动化提出的越来越高的要求，必须研究和开发性能更加良好的智能电表；电能计量系统不仅会反映电力用户与电厂的信息，同时会进一步反映电力市场的运行状况，有助于管理人员更好的调整电力设备，无形中调节电力消耗；如果不能广泛而深入地实现电力计量的智能化,电力供应与需求间就会出现大的差距，以致于削弱已安装的智能电网设备的效用，降低能源效率，也就使公共利益收到了损害。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对上述存在的技术不足，提供一种基于无线通信技术的电能量计量系统，可以精准采集电能量数据、实现电能量远程检测，便于电力工作人员进行管理，进而实现电能量计量系统的智能化。为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种基于无线通信技术的电能量计量系统，包括电能量采集模块、电能量计量模块、信息传递模块、显示屏、电源模块；电能量采集模块连接到电能量计量模块，电能量计量模块的另一侧连接到信息传递模块，信息传递模块的另一侧连接到显示屏；电源模块连接有电能量采集模块、电能量计量模块、信息传递模块和显示屏；电源模块包括型号为LM1117-5的电源芯片U1，型号为LM1117-3.3的电源芯片U2，变压器T1，全桥整流电路D1；变压器T1的副边连接到全桥整流电路D1的输入端，全桥整流电路D1的输出端提供15V的电源VCC，同时连接到电源芯片U1的输入端Vin引脚；电源芯片U1的输出Vout引脚提供5V的电源VDD，同时连接到电源芯片U2的输入Vin引脚；电源芯片U2的输出Vout引脚提供3V3电源。进一步优化本技术方案，所述的电能量采集模块包括电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8，电容C1、C2、C3、C4、C5、C6；其中电容C1和电阻R4连接交流电的零线后接地；电阻R1连接到交流电的相线上，另一端通过电阻R2连接到电阻R3，电阻R3的另一侧连接有电容C2和电阻R5后接地；电阻R7串联在交流电的相线上，两端分别连接电阻R6、R8，电阻R6、R8的另一侧分别通过连接电容C5、C6后接地。进一步优化本技术方案，所述的电能量计量模块包括型号为AD71056的电能量计量芯片U3，电阻R9、R10、R11，电容C13、C14、C15；其中电能量计量芯片U3的VDD、REF、S0、S1引脚连接到电源模块提供的VDD电源，电能量计量芯片U3的REF引脚连接到电容C13和C14，电容C13和C14的另一侧连接到的AGND引脚同时接地；电能量计量芯片U3的CF引脚连接到R10，R10的另一侧连接电阻R9，同时作为电能量计量模块的输出端，将信号输出给信息传递模块；电能量计量芯片U3的RCLKIN和S1引脚分别通过电阻R11和电容C15接地。进一步优化本技术方案，所述的信息传递模块包括型号为CC2530的ZigBee芯片U4，型号为AT24C32的E2PROM芯片U6，按键S1，晶振Y1、Y2，电阻R13，电容C10、C11、C24、C25、C26；ZigBee芯片U4的P1_0和P0_7引脚分别连接E2PROM芯片U6的SCL和SDA引脚；ZigBee芯片U4的RST引脚连接有电容C26、按键S1和电阻R13，电阻R13的另一侧连接到电源模块提供的3V3电源；ZigBee芯片U4的p2_4/XCSC32K_Q1和p2_3/XCSC32K_Q2引脚连接到晶振Y1的两侧同时分别通过电容C10、C11接地，ZigBee芯片U4的XCSC_Q1和XCSC_Q2引脚连接到晶振Y2的两侧同时分别通过电容C24、C25接地。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：1、AD71056是一款高精度的电能量计量芯片，AD71056内部电流通道经过内部相位矫正电路的处理,与电压通道相位匹配，芯片内部的高通滤波器能够消除直流偏置，同时内部还设计了精确的振荡电路为其提供时钟源，由于不需要外加晶体或谐振器,整个电路的成本都得到缩减；2、CC2530是用于2.4-GHzIEEE802.15.4的ZigBee应用的一个真正的片上系统（SoC）解决方案，它能够以非常低的总的材料成本建立强大的网络节点，CC2530结合了领先的RF收发器的优良性能，业界标准的增强型8051CPU，系统内可编程闪存，8-KBRAM和许多其它强大的功能，CC2530具有不同的运行模式，使得它尤其适应超低功耗要求的系统，运行模式之间的转换时间短进一步确保了低能源消耗；3、AT24C32的E2PROM是由美国Mcrochip公司出品，1-512K位的支持I2C总线数据传送协议的串行CMOS的E2PROM，可用电擦除，可编程自定时写周期（包括自动擦除时间不超过10ms，典型时间为5ms）的，串行E2PROM一般具有两种写入方式，一种是字节写入方式，还有另一种页写入方式。附图说明图1是系统结构框图；图2是电源模块原理图；图3是电能量采集模块和电能量计量模块原理图；图4是信息传递模块原理图；图5是显示屏原理图。图中，1、电能量采集模块；2、电能量计量模块；3、信息传递模块；4、显示屏；5、电源模块。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本专利技术的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本专利技术的概念。具体实施方式一：如图1-5所示，包括电能量采集模块1、电能量计量模块2、信息传递模块3、显示屏4、电源模块5；电能量采集模块1连接到电能量计量模块2，电能量计量模块2的另一侧连接到信息传递模块3，信息传递模块3的另一侧连接到显示屏4；电源模块5连接有电能量采集模块1、电能量计量模块2、信息传递模块3和显示屏4；电源模块5包括型号为LM1117-5的电源芯片U1，型号为LM1117-3.3的电源芯片U2，变压器T1，全桥整流电路D1；变压器T1的副边连接到全桥整流电路D1的输入端，全桥整流电路D1的输出端提供15V的电源VCC，同时连接到电源芯片U1的输入端Vin引脚；电源芯片U1的输出Vout引脚提供5V的电源VDD，同时连接到电源芯片U2的输入Vin引脚；电源芯片U2的输出Vout引脚提供3V3电源；电能量采集模块1包括电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8，电容C1、C2、C3、C4、C5、C6；其中电容C1和电阻R4连接交流电的零线后接地；电阻R1连接到交流电的相线上，另一端通过电阻R2连接到电阻R3，电阻R3的另一侧连接有电容C2和电阻R5后接地；电阻R7串联在交流电的相线本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于无线通信技术的电能量计量系统，其特征在于：包括电能量采集模块(1)、电能量计量模块(2)、信息传递模块(3)、显示屏(4)、电源模块(5)；电能量采集模块(1)连接到电能量计量模块(2)，电能量计量模块(2)的另一侧连接到信息传递模块(3)，信息传递模块(3)的另一侧连接到显示屏(4)；电源模块(5)连接有电能量采集模块(1)、电能量计量模块(2)、信息传递模块(3)和显示屏(4)；电源模块(5)包括型号为LM1117‑5的电源芯片U1，型号为LM1117‑3.3的电源芯片U2，变压器T1，全桥整流电路D1；变压器T1的副边连接到全桥整流电路D1的输入端，全桥整流电路D1的输出端提供15V的电源VCC，同时连接到电源芯片U1的输入端Vin引脚；电源芯片U1的输出Vout引脚提供5V的电源VDD，同时连接到电源芯片U2的输入Vin引脚；电源芯片U2的输出Vout引脚提供3V3电源。

【技术特征摘要】
1.一种基于无线通信技术的电能量计量系统，其特征在于：包括电能量采集模块(1)、电能量计量模块(2)、信息传递模块(3)、显示屏(4)、电源模块(5)；电能量采集模块(1)连接到电能量计量模块(2)，电能量计量模块(2)的另一侧连接到信息传递模块(3)，信息传递模块(3)的另一侧连接到显示屏(4)；电源模块(5)连接有电能量采集模块(1)、电能量计量模块(2)、信息传递模块(3)和显示屏(4)；电源模块(5)包括型号为LM1117-5的电源芯片U1，型号为LM1117-3.3的电源芯片U2，变压器T1，全桥整流电路D1；变压器T1的副边连接到全桥整流电路D1的输入端，全桥整流电路D1的输出端提供15V的电源VCC，同时连接到电源芯片U1的输入端Vin引脚；电源芯片U1的输出Vout引脚提供5V的电源VDD，同时连接到电源芯片U2的输入Vin引脚；电源芯片U2的输出Vout引脚提供3V3电源。
2.根据权利要求1所述的一种基于无线通信技术的电能量计量系统，其特征在于：电能量采集模块(1)包括电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8，电容C1、C2、C3、C4、C5、C6；其中电容C1和电阻R4连接交流电的零线后接地；电阻R1连接到交流电的相线上，另一端通过电阻R2连接到电阻R3，电阻R3的另一侧连接有电容C2和电阻R5后接地；电阻R7串联在交流电的相线上，两端分别连接电阻R6、R8，电阻R6、R8的另一侧分别通过连接电容C5、C6后接地。
3.根据权利要求1所述的一种基于无线通信技术的电能量...

【专利技术属性】
技术研发人员：高峰，刘振亮，康锐，王善东，姜燕，韩花，李玉娟，张学，胡延超，赵文，张芳，李洽，郭清华，王恩莉，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司章丘市供电公司，
类型：发明
国别省市：山东;37