一种单相智能电表及其实现方法技术

本发明专利技术的目的是提供一种单相智能电表及其实现方法。根据本发明专利技术的技术方案，所述单相智能电表包括微控制器单元MCU、存储器、时钟芯片RTC、告警指示灯、故障指示灯、与所述故障指示灯对应的继电器、红外通讯模块、通信接口模块、开关量检测模块、电力线载波模块、开关电源以及计量芯片。其特征在于所述单相电表还包括：电子墨水显示模块、掉电检测电路。本发明专利技术的优点在于无需为LCD显示屏和时钟芯片RTC提供专门的独立电源，并且能够有效地避免由于独立电源出现问题而导致的电表故障。

Single phase intelligent electric meter and implementing method thereof

The object of the invention is to provide a single-phase intelligent ammeter and a method for realizing the same. According to the technical scheme of the invention, the single-phase smart meter comprises a microcontroller unit MCU, memory, clock chip RTC, alarm indicator, fault indicator, corresponding to the fault indicator relay, infrared communication module, communication interface module, switch quantity detection module, power line carrier module, switching power supply and measurement chip. The utility model is characterized in that the single-phase ammeter also comprises an electronic ink display module and a power loss detecting circuit. The invention has the advantages that no special independent power supply is provided for the LCD display and the clock chip RTC, and the power meter fault caused by the independent power supply can be effectively avoided.

【技术实现步骤摘要】
一种单相智能电表及其实现方法
本专利技术涉及电能计量仪表领域，尤其涉及一种单相智能电表及其实现方法。
技术介绍
目前普遍使用的智能电表中都带有一块锂电池，其主要作用是在电表失电情况下继续维持液晶屏(本文以下简称LCD)的显示及时钟芯片(以下简称RTC)的计时功能。电表的使用要求不但明确了它在工作状态下可通过LCD来显示电表内的用电信息，并通过RTC来确定电表的内部时钟，而且要求在失电时电表仍然能够通过LCD显示相应的用电信息，同时在电力恢复时能够基于当前的时钟准确进行电力计量。出于以上的需要，目前普遍采用电池为LCD以及RTC提供额外的独立电源，以保证其在电力中断时仍能正常工作。图1示意了根据现有技术实现的一种单相智能电表的结构示意图。根据图1所示，单相智能电表包含微控制器(以下简称MCU)、存储器芯片、LCD模块(包括显示屏以及驱动芯片)、时钟芯片RTC及用于给LCD和RTC供电的电池，同时还包括了指示灯、继电器、红外通讯模块、通信接口模块(如RS-485)、开关检测模块、电力线载波模块、开关电源及计量芯片等。在该单相智能电表方案中，需要由电池在电表失电状态下为LCD和RTC进行供电，以确保其正常的显示和计时功能。但是电池的采用存在一定的问题：1.电池有一定的使用寿命，并不环保；2.电池对于存贮和使用环境有较高的要求；3.电池可能具有消防安全隐患；4.电池的供电可靠性关系到电表能否正常工作。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种单相智能电表及其使用方法。根据本专利技术的一个方面，提供了一种单相智能电表，其中所述单相智能电表包括包括微控制器(101)、存储器(103)、时钟芯片(104)、告警指示灯(105)、故障指示灯(106)、与所述故障指示灯(106)对应的继电器(107)、红外通讯模块(108)、通信接口模块(110)、开关检测模块(109)、电力线载波模块(113)、开关电源(114)以及计量芯片(115)；其特征在于，所述单相电表还包括：-电源掉电检测电路(111)；其中，所述电源掉电检测电路(111)用于检测所述单向智能电表是否失电；-电子墨水显示模块(102)；其中，所述电子墨水显示模块(102)用于显示所述时钟芯片(104)提供的时钟信息，以及与该时钟信息相对应的、由所述计量芯片(115)提供的用电信息。根据本专利技术的一个方面，还提供了一种所述单向智能电表的使用方法，其中，所述方法包括以下步骤：-当所述掉电检测电路(111)检测到失电状态时，所述电子墨水显示模块(102)获取所述时钟芯片(104)中当前的时钟信息和所述计量芯片(114)中当前的用电相关信息并进行显示；所述存储器(103)保存当前的所述时钟信息和所述用电相关信息；-当电力恢复时，微控制器(101)从存储器(103)中读出在断电时刻保存的所述用电相关信息，以复原断电时刻的运行环境；所述微控制器(101)基于所接收到的来自上位机下发的授时命令，控制所述时钟芯片(104)进行同步对时，以使时钟芯片(104)基于对时后的时钟信息恢复计时操作；计量芯片(114)恢复计量操作；所述电子墨水模块(102)基于所述时钟芯片(104)当前的时间信息和所述计量芯片(114)当前的用电相关信息来更新显示内容。根据本专利技术的方案，其优点在于：1.通过采用电子墨水显示屏替代LCD显示屏。由于电子墨水屏仅在更新显示内容时才需要用电，而在静止显示时无需耗电，所以它在失电后能维持显示内容不变，从而在断电期间也能够继续被读取。2.通过增加电源掉电检测电路，微控制器芯片MCU一旦检测到电源掉电，依靠电表内电容的储电量，立即将当前的时钟信息及对应的用电信息输出至电子墨水屏显示，同时将运行环境的上下文信息(如累计的电度量等)保存至存储器。3.在电表失电后，电表的计量、通讯功能等功能都停运，也无需电表时钟进行计时。电力恢复后，电表的计量、通讯功能恢复，电度量在原基础上进行累加，同时上位机(如主站、集中器、手持终端等)通过通讯接口对电表进行同步对时，时钟芯片恢复正常的系统时钟，整个电表即可正常工作。显然，通过本专利技术的实现方案，无需为显示屏和时钟芯片提供专门的独立电源(如电池等)，与现有技术相比更加节能环保，并且能够有效地避免因独立电源出现问题而导致的电表故障。附图说明通过参照以下二种附图所示的智能电表结构示意图实例所作的详细描述，本专利技术的改进、优点将更一目了然。图1为根据现有技术的一种单相智能电表的结构示意图图2为根据本专利技术的一种无需电池的单相智能电表的结构示意图附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。具体实施方式下面结合附图2对本专利技术的一个具体实例方案作进一步的详细描述。根据图2所示的单向智能电表包括微控制器(101)、存储器(103)、时钟芯片(104)、告警指示灯(105)、故障指示灯(106)、与所述故障指示灯(106)对应的继电器(107)、红外通讯模块(108)、通信接口模块(110)、开关检测模块(109)、电力线载波模块(112)、开关电源(113)以及计量芯片(114)。其中，该单向智能电表还包括电源掉电检测电路(111)和电子墨水显示模块(102)，其中，所述电源掉电检测电路(111)用于检测所述单向智能电表是否失电，所述电子墨水显示模块(102)用于显示所述时钟芯片(104)提供的时钟信息，以及与该时钟信息相对应的、由所述计量芯片(114)提供的用电信息。优选地，时钟芯片104可采用带温度补偿功能的实时时钟芯片，内部集成32.768kHz温度补偿晶体振荡器，带有I2C总线接口，可用于各种需要高精度时钟的场合。优选地，存储器103采用Flash存储芯片，其具有掉电后仍能长期保持存储的信息，访问速度高，易于擦除和重写并且功耗小的特点。其中，电子墨水显示模块102包括电子墨水显示屏和驱动模块，它用来显示当前时钟，以及与当前时钟对应的用电信息。其中，所述用电信息包括计量芯片(114)已累计的电度量信息。当所述电源掉电检测电路(111)检测到失电状态时，所述电子墨水显示模块(102)获取所述时钟芯片(104)中当前的时钟信息和所述计量芯片(114)中当前的用电相关信息并进行显示；所述存储器(103)保存当前的所述时钟信息和所述用电相关信息。具体地，微控制器(101)获取由时钟芯片(104)生成的时钟信息，以及由计量芯片(114)生成的用电相关信息，电子墨水显示模块(102)通过微控制器(101)，获得时钟信息和用电相关信息并进行显示，存储器(103)通过微控制器(101)获得时钟信息和用电相关信息并保存。当电力恢复时，微控制器(101)从存储器(103)中读出在断电时刻保存的用电相关信息，以复原断电时刻的运行环境；所述微控制器(101)基于所接收到的来自上位机下发的授时命令，控制所述时钟芯片(104)进行同步对时，以使时钟芯片(104)基于对时后的时钟信息恢复计时操作；计量芯片(114)恢复计量操作；所述电子墨水模块(102)基于所述时钟芯片(104)当前的时间信息和所述计量芯片(114)当前的用电相关信息来更新显示内容。其中，所述上位机包括以下任一种：1)电力调度主站；2)集中器；3)手持抄表终端。掉电检测电路(111)一旦检测到掉电，依靠本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单相智能电表，其中所述单相智能电表包括包括微控制器(101)、存储器(103)、时钟芯片(104)、告警指示灯(105)、故障指示灯(106)、与所述故障指示灯(106)对应的继电器(107)、红外通讯模块(108)、通信接口模块(110)、开关检测模块(109)、电力线载波模块(112)、开关电源(113)以及计量芯片(114)；其特征在于，所述单相电表还包括：‑掉电检测电路(111)；其中，所述掉电检测电路(111)用于检测所述单向智能电表是否失电；‑电子墨水显示模块(102)；其中，所述电子墨水显示模块(102)用于显示所述时钟芯片(104)提供的时钟信息，以及与该时钟信息相对应的、由所述计量芯片(114)提供的用电信息。

【技术特征摘要】
1.一种单相智能电表，其中所述单相智能电表包括包括微控制器(101)、存储器(103)、时钟芯片(104)、告警指示灯(105)、故障指示灯(106)、与所述故障指示灯(106)对应的继电器(107)、红外通讯模块(108)、通信接口模块(110)、开关检测模块(109)、电力线载波模块(112)、开关电源(113)以及计量芯片(114)；其特征在于，所述单相电表还包括：-掉电检测电路(111)；其中，所述掉电检测电路(111)用于检测所述单向智能电表是否失电；-电子墨水显示模块(102)；其中，所述电子墨水显示模块(102)用于显示所述时钟芯片(104)提供的时钟信息，以及与该时钟信息相对应的、由所述计量芯片(114)提供的用电信息。2.根据权利要求1所述的单相智能电表，当所述掉电检测电路(111)检测到失电状态时，所述电子墨水显示模块(102)获取所述时钟芯片(104)中当前的时钟信息和所述计量芯片(114)中当前的用电相关信息并进行显示；所述存储器(103)保存当前的所述时钟信息和所述用电相关信息。3.根据权利要求1所述的单相智能电表，当电力恢复时，微控制器(101)从存储器(103)中读出在断电时刻保存的用电相关信息，以复原断电时刻的运行环境；所述微控制器(101)基于所接收到的来自上位机下发的授时命令，控制所述时钟芯片(104)进行同步对时，并基于对时...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤桂红，吴伟麟，
申请(专利权)人：上海国缆智能电气有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31