一种零功耗射频读表的电能表制造技术

本发明专利技术提供一种零功耗射频读表的电能表，其包括电能表主控电路、EEPROM模块电路和射频天线，其中电能表主控电路是电能表的核心部分，包括微处理器模块、计量模块、485通信模块、液晶显示模块、继电器控制模块，电能表主控电路完成计量、通信、显示、控制功能；EEPROM模块电路为电能表提供存储器，微处理器通过I2C总线与EEPROM通信，实现数据的存取功能；射频天线接收外部RF信号，输入到EEPROM模块电路，EEPROM将射频信号转化为读写指令,并从RF系统获取电能，所以不依靠智能电能表的电能也可以正常工作。本发明专利技术能在电能表工作正常，故障，损坏，供电正常，供电失效等不同环境下通过无线的方式读取电能表中的数据。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电磁测量领域，具体涉及一种智能电能表，尤其涉及一种零功耗射频读表的电能表，其能够在电能表处于不同状态下(包括工作正常，故障，损坏，供电正常，供电失效等环境下)通过非接触的方式读取电能表数据。
技术介绍
随着科技的发展，各种智能电能表应用已经普及，抄表系统可以通过有线的或者无线的方式将计量数据采集、分析、处理。例如中国专利申请第201110399711号公开的一种远程单相费控智能电能表，其包括微处理器、电能表计量单元、电压采样单元、电流采样单元和电源电路；所述电压采样单元和电流采样单元的信号输出端连接电能表计量单元的信号输入端；电能表计量单元的数据输出端连接微处理器的数据输入端；所述微处理器的输出端连接有LCD显示模块、继电器控制输出接口、秒信号输出接口、电能脉冲输出接口；微处理器的控制输入端连接有按键；微处理器还连接有时钟电路、存储器、红外通讯电路和串行通信电路；所述电源电路的电源输入端连接有蓄电池，电源电路的电源输出端分别连接电能表计量单元的电源输入端、微处理器的电源输入端和串行通信电路的电源输入端。本技术方案具有独立的红外和RS485通讯接口，支持远程费控功能。在远程抄表的电能表系统中，数据作为整个系统最重要的信息，是整个系统服务的对象。在实际使用中，电能表很有可能发生故障，损坏等情况，导致电量数据无法正常读取，给电力局带来的是巨大的损失。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种零功耗射频读表的电能表。在电能表工作正常，故障，损坏，供电正常，供电失效等不同环境下通过无线的方式读取电能表中的数据。依据本专利技术的第一方面，提供一种零功耗射频读表的电能表，其包括电能表主控电路、EEPROM模块电路和射频天线，电能表主控电路是电能表的核心部分，包括微处理器模块、计量模块、485通信模块、液晶显示模块、继电器控制模块，电能表主控电路完成计量、通信、显示、控制功能；EEPROM模块电路为电能表提供存储器，微处理器通过I2C总线与EEPROM通信，实现数据的存取功能；射频天线接收外部RF信号，输入到EEPROM模块电路，EEPROM将射频信号转化为读写指令,并从RF系统获取电能，所以不依靠智能电能表的电能也可以正常工作。依据本专利技术的第二方面，提供一种零功耗射频读表的电能表，零功耗射频读表的电能表包括主控制器、电能计量模块、通讯模块和存储模块；其中主控制器是电能表的核心，在整个系统起到逻辑运算和控制的作用；计量模块用于采集电流电压信号并计量用户电量；通讯模块用于电能表与上位机的远程通信；存储模块用于存储电量及事件数据。优选地，主控制器包括CPU及其最小系统电路，由电阻R1和C1串联组成复位电路，电阻R1一端接+5V电源及CPU的VCC端口、电阻R1另一端连接电容C1及CPU的RESET端口；电容C1一端接电阻R1及CPU的RESET端口、另一端接地及CPU的VSS端口。优选地，电能计量模块包括计量芯片U2、晶振电路、电流和电压采样电路、脉冲灯电路；计量芯片的MMD1、DVDD、MMD0端口均连接计量电源V_Msr端，DGND、AGND端口均连接计量电压GND端；外部火线实际电流的采样电流经继电器的锰铜片后转化为电压信号(参见图2中的I1+/I1-端接至继电器)，采样电流经过由电阻R2、R3、R4、R5、电容C2、C3组成的差分阻容滤波电路之后，输入到计量芯片电流采样端口I1N、I1P；火线电压经R7电阻分压后输入到计量芯片电压采样端口VP端，VN端串联电阻R8后接地；晶振X2两端连接计量芯片OSCO、OSCI端口，为计量芯片提供时钟源；电阻R6与LED1串联后连接计量芯片的脉冲输出端CF1端，实现电量脉冲的显示；差分阻容滤波电路中，电阻R3一端接I1+、电阻R3另一端连接电阻R4及地端；电阻R4一端接I1-、电阻R4另一端连接电阻R3及地端；电阻R2一端接I1+、电阻R2另一端连接电容C2及计量芯片的I1N；电阻R5一端接I1-、电阻R5另一端连接电容C3及计量芯片的I1P；电容C2一端接电阻R2及计量芯片的I1N、电容C2的另一端接电容C3及地端；电容C3一端接电阻R5及计量芯片的I1P、电容C3的另一端接电容C2及地端。优选地，通讯模块包括485芯片U4及其保护电路，485芯片U4的R端口接CPU的RXD端口，485芯片U4的RE和DE端口均接CPU的TXD端口，485芯片U4的D端口接CPU的P04端口；电容C4一端接485模块电源端及485芯片U4的VCC端口、电容C4的另一端接485模块电源地端；电阻R10一端接485模块电源端及电容C4、电阻R10的另一端接485芯片U4的A端口及瞬变电压抑制二极管TVS；热敏电阻F4一端接瞬变电压抑制二极管TVS及电阻R9、热敏电阻F4的另一端接485总线B端口；瞬变电压抑制二极管TVS一端接热敏电阻F4、瞬变电压抑制二极管TVS的另一端接电阻R10及485总线A端口；电阻R9一端接485芯片U4的B端口及电容热敏电阻F4、电阻R9的另一端接485芯片U4的GND端口及485模块电源地端。优选地，存储模块包括EEPROM芯片U3和射频天线，EEPROM芯片U3的SCL端口连接CPU的P60端口，EEPROM芯片U3的SDA端口连接CPU的P61端口，EEPROM芯片U3的VCC端口连接CPU的P122端口，EEPROM芯片U3的E1、E0和VSS端口均连接地端，EEPROM芯片U3的AC0和AC1端口连接射频天线两端。更优选地，在CPU与485芯片间加光耦隔离，可以增加系统的稳定性；光耦隔离芯片OP9输入一端接电阻R15、输入另一端接485芯片的R端口；光耦隔离芯片OP9输出一端接电阻R11及CPU的RXD端、输出另一端地端；电阻R11一端接CPU电源端VCC、电阻R11的另一端接光耦隔离芯片OP9的输出；电阻R15一端接485电源端、电阻R15的另一端接光耦隔离芯片OP9的输入；光耦隔离芯片OP10输入一端接CPU电源端VCC、输入另一端接电阻R12；光耦隔离芯片OP10输出一端接485电源端、输出另一端接电阻R16及485芯片的RE、DE端口；电阻R12的一端接CPU的P04端口、另一端接光耦隔离芯片OP10的输入；电阻R16一端接光耦隔离芯片OP10的输出及485芯片的RE、DE端口，电阻R16的另一端接地端；光耦隔离芯片OP11输入一端接CPU电源端VCC、输入另一端接电阻R13；光耦隔离芯片OP11输出一端接电阻R14及485芯片的D端口、光耦隔离芯片OP1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种零功耗射频读表的电能表，其包括电能表主控电路、EEPROM模块电路和射频天线，其中电能表主控电路是电能表的核心部分，包括微处理器模块、计量模块、485通信模块、液晶显示模块、继电器控制模块，电能表主控电路完成计量、通信、显示、控制功能；EEPROM模块电路为电能表提供存储器，微处理器通过I2C总线与EEPROM通信，实现数据的存取功能；射频天线接收外部RF信号，输入到EEPROM模块电路，EEPROM将射频信号转化为读写指令,并从RF系统获取电能，所以不依靠智能电能表的电能也可以正常工作。

【技术特征摘要】
1.一种零功耗射频读表的电能表，其包括电能表主控电路、EEPROM模块电路和射频天
线，其中
电能表主控电路是电能表的核心部分，包括微处理器模块、计量模块、485通信模块、
液晶显示模块、继电器控制模块，电能表主控电路完成计量、通信、显示、控制功能；EEPROM
模块电路为电能表提供存储器，微处理器通过I2C总线与EEPROM通信，实现数据的存取功能；
射频天线接收外部RF信号，输入到EEPROM模块电路，EEPROM将射频信号转化为读写指令,
并从RF系统获取电能，所以不依靠智能电能表的电能也可以正常工作。
2.依据权利要求1所述的零功耗射频读表的电能表，其特征在于，主控制器是电能表的
核心，在整个系统起到逻辑运算和控制的作用；计量模块用于采集电流电压信号并计量用户
电量；通讯模块用于电能表与上位机的远程通信；存储模块用于存储电量及事件数据。
3.依据权利要求2所述的零功耗射频读表的电能表，其特征在于，主控制器包括CPU及
其最小系统电路，由电阻R1和C1串联组成复位电路，电阻R1一端接+5V电源及CPU的VCC
端口、电阻R1另一端连接电容C1及CPU的RESET端口；电容C1一端接电阻R1及CPU的RESET
端口、另一端接地及CPU的VSS端口。
4.依据权利要求2所述的零功耗射频读表的电能表，其特征在于，电能计量模块包括计
量芯片U2、晶振电路、电流和电压采样电路、脉冲灯电路；计量芯片的MMD1、DVDD、MMD0
端口均连接计量电源V_Msr端，DGND、AGND端口均连接计量电压GND端；外部火线实际电流
的采样电流经继电器的锰铜片后转化为电压信号，采样电流经过由电阻R2、R3、R4、R5、电
容C2、C3组成的差分阻容滤波电路之后，输入到计量芯片电流采样端口I1N、I1P；火线电
压经R7电阻分压后输入到计量芯片电压采样端口VP端，VN端串联电阻R8后接地。
5.依据权利要求2所述的零功耗射频读表的电能表，其特征在于，晶振X2两端连接计
量芯片OSCO、OSCI端口，为计量芯片提供时钟源；电阻R6与LED1串联后连接计量芯片的脉
冲输出端CF1端，实现电量脉冲的显示；差分阻容滤波电路中，电阻R3一端接I1+、电阻R3
另一端连接电阻R4及地端；电阻R4一端接I1-、电阻R4另一端连接电阻R3及地端；电阻
R2一端接I1+、电阻R2另一端连接电容C2及计量芯片的I1N；电阻R5一端接I1-、电阻R5
另一端连接电容C3及计量芯片的I1P；电容C2一端接电阻R2及计量芯片的I1N、电容C2的
另一端接电容C3及地端；电容C3一端接电阻R5及计量芯片的I1P、电容C3的另一端接电

\t容C2及地端。
6.依据权利要求2所述的零功耗射频读表，其特征在于，通讯模块包括485芯片U4及
其保护...

【专利技术属性】
技术研发人员：李银龙，马华，李双，李宝英，
申请(专利权)人：李银龙，
类型：发明
国别省市：河北;13