一种费控智能电能表制造技术

一种费控智能电能表，包括单片机及朔料电表壳：包括用于对电压和电流采样、计算的计量电路、继电器、用电脉冲输出电路、用于实现电气隔离的光电隔离电路、用于进行信号放大的驱动电路、用于显示电量、电网参数的六位LCD液晶屏、用于把主站下发的命令转发给单片机控制单元的RS电路、用于保存当前用电量、状态数据的保存电路；所述单片机分别与光电隔离电路、驱动电路、六位LCD液晶屏、RS电路、数据保存电路电连接，计量电路一端接零线，另一端接光电隔离电路；继电器一端接进线、出线，另一端接驱动电路；进线上有一支路与计量电路连接；耐高压、抗干扰能力强，安全性高，成本低，易推广。

【技术实现步骤摘要】
一种费控智能电能表
本技术涉及一种电能表，具体说是一种费控智能电能表。
技术介绍
费控智能电能表运行过程中要与主站进行远程充值、参数设置等信息交互。这些数据对于电能表能够正常计量起着重要的作用，一定要保证这些数据在通信过程中安全性，防止通信数据被伪造和被篡改。现有的电能表普遍采用的DL/T645系列通讯规约，存在不耐高压，抗干扰能力弱的问题。
技术实现思路
为了解决上面的问题，本技术提供一种安全性高，耐高压，抗干扰能力强，成本低，易推广的费控智能电能表。本技术采用的技术方案是：一种费控智能电能表，包括单片机及朔料电表壳、其特征在于：包括用于对电压和电流采样、计算的计量电路、继电器、用电脉冲输出电路、用于实现电气隔离的光电隔离电路、用于进行信号放大的驱动电路、用于显示电量、电网参数的六位LCD液晶屏、用于把主站下发的命令转发给单片机控制单元的RS485电路、用于保存当前用电量、状态数据的保存电路；所述单片机分别与光电隔离电路、驱动电路、六位LCD液晶屏、RS485电路、数据保存电路电连接，计量电路一端接零线，另一端接光电隔离电路；继电器一端接进线、出线，另一端接驱动电路；进线上有一支路与计量电路连接；上述计量电路、继电器、用电脉冲输出电路、光电隔离电路、驱动电路、单片机、六位LCD液晶屏、RS485电路(8)、数据保存电路集成在一块PCB板上，整个PCB板装在朔料电表壳里，用自攻螺丝固定。进一步的，所述计量电路对输入的电流、电压进行电能计量，转换成电能脉冲，反向电路亦转成正向电能计量，该部份电路以RN8209为核心，同时把实时的功率和功率因数送入电表。进一步的，所述单片机采用复旦微电子的FM3308，XT晶体时钟振荡电路32.768kHz，内部有硬件看门狗，硬件上按要求采用分时复用技术，实现计算和控制。进一步的，所述RS485电路采用HYM3085做为通信芯片，通信电路与其它电路隔离。进一步的，所述继电器采用磁保继电器，线圈通正向电流继电器接通，接通线圈通反向电流继电器断开，触点保持采用永久磁铁。进一步的，所述数据保存电路的数据保存采用MicorchipE2ROM24LC256，可擦写1000万次，保存电量、区号、编号等数据和状态。进一步的，所述单片机与计量电路信号传输采用光电隔离，隔离电压>4000V，电源变压器隔离电压>4000V。进一步的，输入电压线路火零线设有压敏电阻。进一步的，所述单片机包括加密模块和解密模块。本技术的有益效果和特点是：耐高压，抗干扰能力强，安全性高，成本低，易推广。附图说明图1是本技术的较佳实施例的整体结构示意图；图中标号分别表示：1-计量电路，2-继电器，3-用电脉冲输出，4-光电隔离电路，5-驱动电路，6-单片机，7-六位lCD,8-RS485电路，9-数据保存电路。具体实施方式下面结合附图对本技术进行进一步说明：请参照图1，一种费控智能电能表，包括单片机6及朔料电表壳，所述单片机6采用复旦微电子的FM3308，XT晶体时钟振荡电路32.768kHz，内部有硬件看门狗，硬件上按要求采用分时复用技术，实现计算和控制，为提高安全性，单片机6包括加密模块和解密模块。该费控智能电能表还包括用于对电压和电流采样、计算的计量电路1、继电器2、用电脉冲输出电路3、用于实现电气隔离的光电隔离电路4、用于进行信号放大的驱动电路5、用于显示电量、电网参数的六位LCD液晶屏7、用于把主站下发的命令转发给单片机控制单元的RS485电路8、用于保存当前用电量、状态数据的保存电路9；所述单片机6分别与光电隔离电路4、驱动电路5、六位LCD液晶屏7、RS485电路8、数据保存电路9电连接，计量电路1一端接零线，另一端接光电隔离电路4；继电器2一端接进线、出线，另一端接驱动电路5；进线上有一支路与计量电路1连接；所述计量电路1对输入的电流、电压进行电能计量，转换成电能脉冲，反向电路亦转成正向电能计量，该部份电路以RN8209为核心，同时把实时的功率和功率因数送入电表。上述计量电路1、继电器2、用电脉冲输出电路3、光电隔离电路4、驱动电路5、单片机6、六位LCD液晶屏7、RS485电路8、数据保存电路9集成在一块PCB板上，整个PCB板装在朔料电表壳里，用自攻螺丝固定。所述RS4858电路采用HYM3085做为通信芯片，通信电路与其它电路隔离。所述继电器2采用磁保继电器，线圈通正向电流继电器接通，接通线圈(SG)通反向电流继电器断开，触点保持采用永久磁铁。所述数据保存电路9的数据保存采用MicorchipE2ROM24LC256，可擦写1000万次，保存电量、区号、编号等数据和状态。计量电路(主芯片RN8209)，一方面将输入电表的电流电压按照电能计量原理转换成电能脉冲，经光电隔离后，送到单片机控制单元进行计量。另一方面，经用电脉冲输出电路送到电表的信号接线端上，便于检测和外部远传使用。计量电路同时对电压和电流采样，经过运算得到功率和功率因数等电网参数存入计量芯片内部寄存器中。把实时的功率和功率因数等电网参数通过光电隔离电路被单片机控制单元读取。单片机控制单元对计量电路传入的电能脉冲进行电量计量，并通过光电隔离电路读取计量芯片内部电网参数寄存器，并把电量、电网参数等数据通过液晶屏显示出来。单片机控制单元把当前用电量、状态等信息写入数据保存电路中。RS485电路把主站下发的命令转发给单片机控制单元，单片机控制单元对收的命令进行解析，并作出应答。当主站下发继电器动作命令时，单片机控制单元通过继电器驱动电路进行继电器拉闸合闸动作。电源变压器采用三个2VA/3绕组，一个绕组输出9V/20mA供给计量电路，一个绕组输出9V/20mA供给RS485电路，一个绕组输出10.5V/120mA供给单片机电路，整流后的电压直接送给继电器驱动电路。初级与单片机绕组间隔离电压大于4000V，计量绕组与单片机绕组之间隔离电压大于4000V，初级与计量绕组及RS485接口绕组间隔离电压大于2000V，电源电路设计须考虑420V电压情况，78L05前电压不能超过36V，另外电源变压器初级串热敏电阻，保障高电压下不损坏。计量电路的电磁兼容性和抗干扰由RN8209芯片和布局决定，整个单片机电路与计量电路信号传输采用光电隔离，隔离电压>4000V，再加上电源变压器隔离电压>4000V。同时要注意电路板物理上隔离(有一定的距离)。在输入电压线路火零线加压敏电阻，目的是阻止雷击和高频脉冲传入单片机电路，干扰单片机电路工作。加密模块的加密方法如下：步骤1：主站或电表对欲发送数据按645规约进行组帧；步骤2：对组好的帧按4字节一行进行分组，分成n行；步骤3：根据通信地址计算临时密钥；步骤4：对分组后的数据用密钥进行加密；步骤5：对加密后的数据计算MAC，计算结果放在第n+1行；步骤6：把得到的密文及MAC，加上4个字节的前导0xfe，发出；解密模块的解密方法如下：步骤1：主站或电表在接收到第一个前导符后，当超过100毫秒，未收到下一个字节数据，认为一帧数据收完；步骤2：对接受的数据去掉前导符，按4字节一行进行分组，分成n+1行；步骤3：对前n行进行MAC计算，并比较和收到数据帧中的MAC本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种费控智能电能表，包括单片机(6)及朔料电表壳、其特征在于：包括用于对电压和电流采样、计算的计量电路(1)、继电器(2)、用电脉冲输出电路(3)、用于实现电气隔离的光电隔离电路(4)、用于进行信号放大的驱动电路(5)、用于显示电量、电网参数的六位LCD液晶屏(7)、用于把主站下发的命令转发给单片机控制单元的RS485电路(8)、用于保存当前用电量、状态数据的保存电路(9)；所述单片机(6)分别与光电隔离电路(4)、驱动电路(5)、六位LCD液晶屏(7)、RS485电路(8)、数据保存电路(9)电连接，计量电路(1)一端接零线，另一端接光电隔离电路(4)；继电器(2)一端接进线、出线，另一端接驱动电路(5)；进线上有一支路与计量电路(1)连接；上述计量电路(1)、继电器(2)、用电脉冲输出电路(3)、光电隔离电路(4)、驱动电路(5)、单片机(6)、六位LCD液晶屏(7)、RS485电路(8)、数据保存电路(9)集成在一块PCB板上，整个PCB板装在朔料电表壳里，用自攻螺丝固定。

【技术特征摘要】
1.一种费控智能电能表，包括单片机(6)及朔料电表壳、其特征在于：包括用于对电压和电流采样、计算的计量电路(1)、继电器(2)、用电脉冲输出电路(3)、用于实现电气隔离的光电隔离电路(4)、用于进行信号放大的驱动电路(5)、用于显示电量、电网参数的六位LCD液晶屏(7)、用于把主站下发的命令转发给单片机控制单元的RS485电路(8)、用于保存当前用电量、状态数据的保存电路(9)；所述单片机(6)分别与光电隔离电路(4)、驱动电路(5)、六位LCD液晶屏(7)、RS485电路(8)、数据保存电路(9)电连接，计量电路(1)一端接零线，另一端接光电隔离电路(4)；继电器(2)一端接进线、出线，另一端接驱动电路(5)；进线上有一支路与计量电路(1)连接；上述计量电路(1)、继电器(2)、用电脉冲输出电路(3)、光电隔离电路(4)、驱动电路(5)、单片机(6)、六位LCD液晶屏(7)、RS485电路(8)、数据保存电路(9)集成在一块PCB板上，整个PCB板装在朔料电表壳里，用自攻螺丝固定。2.根据权利要求1所述的费控智能电能表，其特征在于：所述计量电路(1)对输入的电流、电压进行电能计量，转换成电能脉冲，反向电路亦转成正向电能计量，同时把实时的功率和...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘金刚，徐晨，李良红，付刚，汪伟，柯艳春，喻启锋，
申请(专利权)人：武汉阿迪克电子股份有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北,42