一种基于电力载波的电能消耗与质量监控终端，属于电子技术领域。本实用新型专利技术的目的是实现本地存储，最终有效实现对电能消耗和质量监控的基于电力载波的电能消耗与质量监控终端。本实用新型专利技术是由主控模块、采集模块、存储模块、电力载波接口模块组成。本实用新型专利技术设计了一个采用现有电网进行数据传输且结合电能计量和供电质量监测的终端，具有监测数据本地存储功能，适用范围广、成本低、性能稳定。
【技术实现步骤摘要】
本技术属于电子
技术介绍
当今每个国家的电能消耗逐年增长，而通过能量效率测量和利用节能技术来降低电能消耗成为节能减排的重要途径。随着电能消耗和质量监测变得越来越重要，其相应终端设备的研究也成为新的热点。国内外研究中有的通过电能表采集电能计量参数并提供RS485总线传输接口，也有的采用DSP进行电能质量测量单元设计，并将多个单元插入ARM控制底板实现多通道电能质量测量。无论是采用电能表还是其它形式的采集终端，组网（RS485，WIFI或以太网）成本高且不灵活。而采用ARM处理器或DSP处理器价格比较高，不适用于一些工业场合。此外现有终端基本不具有本地存储功能，当传输接口出现问题时无法恢复历史数据。因此，设计一个采用现有电网传输数据且具有本地存储能力的电能计量和供电质量监测终端对与工业电能消耗监控、分析和管理具有重要意义。
技术实现思路
本技术的目的是实现本地存储，最终有效实现对电能消耗和质量监控的基于电力载波的电能消耗与质量监控终端。本技术是由主控模块、采集模块、存储模块、电力载波接口模块组成；主控模块电路采用STM32F103RBT6芯片：主控模块U1的28脚、29脚和30脚连接有开关S1、电容C1、电阻R1组成的复位电路，电源BT1、二极管D1、D2、晶振JZ1组成掉电保护电路；主控模块U1的1～5脚连接有电阻R2、晶振JZ2、振荡电容C2、C3组成的振荡电路，滤波电容C4、C5、电感L1组成的滤波电路，主控模块U1的6、7引脚与C6相连接组成去耦电路，主控模块U1的21、22引脚与C7相连接组成去耦电路，主控模块U1的19、20引脚与C8相连接组成去耦电路，主控模块U1的17、18引脚与C9相连接组成去耦电路；主控模块U1的26、27脚接发光二极管LED1和LED2以及限流电阻R3、R4组成用来指示串口数据收发电路；采集模块电路采用ADE7880芯片：采集模块U2的9、10、11、12、13、14、15、16引脚通过SPI总线与U1的8、9、10、11、12、13、14、15引脚相连接，采集模块U2的17、18引脚与电压采集电路P1的VN、VCP相连接，电压采集电路P1包括分压电阻R6、R7、R8、R10，压敏电阻R9和由C10、C11、C12组成的滤波电路，采集模块U2的1、2引脚与电流采集电路P2的IAP、IAN相连接，电流采集电路包括D3、D4、D5、D6组成的保护电路和稳压二极管D5以及R10、R12、C13、C14、C15组成的滤波电路，采集模块U2的4、5引脚为连接B相前端电路的引脚，采集模块U2的6、7引脚为连接C相前端电路的引脚；电力载波接口模块采用HLPLCS520F芯片：电力载波接口模块U3的2、3引脚分别与主控模块U1的27、26引脚相连接，电力载波接口模块U3的4脚连接有R17、C16组成的复位电路，电力载波接口模块U3的5、6脚接C17、C18、Y组成的时钟电路，电力载波接口模块U3的7、8引脚连接C19组成滤波电路，发光二极管LED3和LED4以及限流电阻R18、R19组成电路用来指示串口数据收发，电力载波接口模块U3的引脚10连接有发射功率放大模块A3、载波信号耦合模块A2、接收滤波放大模块A4和过零检测模块A1，其中U3连接的发射功率放大模块连接有R23、C21、C22、D9、R20、R21、R22和L6，C20与接收滤波放大模块的R24连接，接收滤波放大模块连接有R24、C23、C24、C25、L7、L8、C26、C27组成滤波电路、R25、R26、R33、R34、Q2、C28、R27、R28、R35、R36、Q3、C29、R31、R29、R30、Q4、R32组成三级放大电路，载波信号耦合模块连接有D11、T1、C31组成的耦合电路，过零检测模块连接有上拉电阻R37、滤波电容C30、光电耦合器OPTOISO1、R38和整流桥MB6S；存储模块：存储模块的PA10、PA11引脚分别与主控模块U1的25、24引脚连接，存储模块连接有时钟芯片DS1307和24C1024，其中24C1024为2线串行EEPROM，其引脚1与主控芯片U1的引脚25连接作为数据线，引脚2与主控芯片U1的24引脚连接作为时钟线，同时时钟芯片DS1307的引脚1与U1的25引脚连接作为数据线，引脚2与主控芯片U1的24脚连接作为时钟线，存储模块还连接有上拉电阻R39、R40。本技术设计了一个采用现有电网进行数据传输且结合电能计量和供电质量监测的终端，具有监测数据本地存储功能，适用范围广、成本低、性能稳定。附图说明图1是本技术主控模块电路原理；图2是本技术采集模块电路原理图；图3是本技术电力载波接口模块电路原理图；图4是本技术存储模块电路原理图。具体实施方式本技术是由主控模块、采集模块、存储模块、电力载波接口模块组成；主控模块电路采用STM32F103RBT6芯片：主控模块U1的28脚、29脚和30脚连接有开关S1、电容C1、电阻R1组成的复位电路，电源BT1、二极管D1、D2、晶振JZ1组成掉电保护电路；主控模块U1的1～5脚连接有电阻R2、晶振JZ2、振荡电容C2、C3组成的振荡电路，滤波电容C4、C5、电感L1组成的滤波电路，主控模块U1的6、7引脚与C6相连接组成去耦电路，主控模块U1的21、22引脚与C7相连接组成去耦电路，主控模块U1的19、20引脚与C8相连接组成去耦电路，主控模块U1的17、18引脚与C9相连接组成去耦电路；主控模块U1的26、27脚接发光二极管LED1和LED2以及限流电阻R3、R4组成用来指示串口数据收发电路；采集模块电路采用ADE7880芯片：采集模块U2的9、10、11、12、13、14、15、16引脚通过SPI总线与U1的8、9、10、11、12、13、14、15引脚相连接，采集模块U2的17、18引脚与电压采集电路P1的VN、VCP相连接，电压采集电路P1包括分压电阻R6、R7、R8、R10，压敏电阻R9和由C10、C11、C12组成的滤波电路，采集模块U2的1、2引脚与电流采集电路P2的IAP、IAN相连接，电流采集电路包括D3、D4、D5、D6组成的保护电路和稳压二极管D5以及R10、R12、C13、C14、C15组成的滤波电路，采集模块U2的4、5引脚为连接B相前端电路的引脚，采集模块U2的6、7引脚为连接C相前端电路的引脚；电力载波接口模块采用HLPLCS520F芯片：电力载波接口模块U3的2、3引脚分别与主控模块U1的27、26引脚相连接，电力载波接口模块U3的4脚连接有R17、C16组成的复位电路，电力载波接口模块U3的5、6脚接C17、C18、Y组成的时钟电路，电力载波接口模块U3的7、8引脚连接C19组成滤波电路，发光二极管LED3和LED4以及限流电阻R18、R19组成电路用来指示串口数据收发，电力载波接口模块U3的引脚10连接有发射功率放大模块A3、载波信号耦合模块A2、接收滤波放大模块A4和过零检测模块A1，其中U3连接的发射功率放大模块连接有R23、C21、C22、D9、R20、R21、R22和L6，C20与接收滤波放大模块的R24连接，接收滤波放大模块连接有R24、C23本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于电力载波的电能消耗与质量监控终端，其特征在于：是由主控模块、采集模块、存储模块、电力载波接口模块组成；主控模块电路采用STM32F103RBT6芯片：主控模块U1的28脚、29脚和30脚连接有开关S1、电容C1、电阻R1组成的复位电路，电源BT1、二极管D1、D2、晶振JZ1组成掉电保护电路；主控模块U1的1～5脚连接有电阻R2、晶振JZ2、振荡电容C2、C3组成的振荡电路，滤波电容C4、C5、电感L1组成的滤波电路，主控模块U1的6、7引脚与C6相连接组成去耦电路，主控模块U1的21、22引脚与C7相连接组成去耦电路，主控模块U1的19、20引脚与C8相连接组成去耦电路，主控模块U1的17、18引脚与C9相连接组成去耦电路；主控模块U1的26、27脚接发光二极管LED1和LED2以及限流电阻R3、R4组成用来指示串口数据收发电路；采集模块电路采用ADE7880芯片：采集模块U2的9、10、11、12、13、14、15、16引脚通过SPI总线与U1的8、9、10、11、12、13、14、15引脚相连接，采集模块U2的17、18引脚与电压采集电路P1的VN、VCP相连接，电压采集电路P1包括分压电阻R6、R7、R8、R10，压敏电阻R9和由C10、C11、C12组成的滤波电路，采集模块U2的1、2引脚与电流采集电路P2的IAP、IAN相连接，电流采集电路包括D3、D4、D5、D6组成的保护电路和稳压二极管D5以及R10、R12、C13、C14、C15组成的滤波电路，采集模块U2的4、5引脚为连接B相前端电路的引脚，采集模块U2的6、7引脚为连接C相前端电路的引脚；电力载波接口模块采用HLPLCS520F芯片：电力载波接口模块U3的2、3引脚分别与主控模块U1的27、26引脚相连接，电力载波接口模块U3的4脚连接有R17、C16组成的复位电路，电力载波接口模块U3的5、6脚接C17、C18、Y组成的时钟电路，电力载波接口模块U3的7、8引脚连接C19组成滤波电路，发光二极管LED3和LED4以及限流电阻R18、R19组成电路用来指示串口数据收发，电力载波接口模块U3的引脚10连接有发射功率放大模块A3、载波信号耦合模块A2、接收滤波放大模块A4和过零检测模块A1，其中U3连接的发射功率放大模块连接有R23、C21、C22、D9、R20、R21、R22和L6，C20与接收滤波放大模块的R24连接，接收滤波放大模块连接有R24、C23、C24、C25、L7、L8、C26、C27组成滤波电路、R25、R26、R33、R34、Q2、C28、R27、R28、R35、R36、Q3、C29、R31、R29、R30、Q4、R32组成三级放大电路，载波信号耦合模块连接有D11、T1、C31组成的耦合电路，过零检测模块连接有上拉电阻R37、滤波电容C30、光电耦合器OPTOISO1、R38和整流桥MB6S；存储模块：存储模块的PA10、PA11引脚分别与主控模块U1的25、24引脚连接，存储模块连接有时钟芯片DS1307和24C1024，其中24C1024为2线串行EEPROM，其引脚1与主控芯片U1的引脚25连接作为数据线，引脚2与主控芯片U1的24引脚连接作为时钟线，同时时钟芯片DS1307的引脚1与U1的25引脚连接作为数据线，引脚2与主控芯片U1的24脚连接作为时钟线，存储模块还连接有上拉电阻R39、R40。...
【技术特征摘要】
1.一种基于电力载波的电能消耗与质量监控终端，其特征在于：是由主控模块、采集模块、存储模块、电力载波接口模块组成；主控模块电路采用STM32F103RBT6芯片：主控模块U1的28脚、29脚和30脚连接有开关S1、电容C1、电阻R1组成的复位电路，电源BT1、二极管D1、D2、晶振JZ1组成掉电保护电路；主控模块U1的1～5脚连接有电阻R2、晶振JZ2、振荡电容C2、C3组成的振荡电路，滤波电容C4、C5、电感L1组成的滤波电路，主控模块U1的6、7引脚与C6相连接组成去耦电路，主控模块U1的21、22引脚与C7相连接组成去耦电路，主控模块U1的19、20引脚与C8相连接组成去耦电路，主控模块U1的17、18引脚与C9相连接组成去耦电路；主控模块U1的26、27脚接发光二极管LED1和LED2以及限流电阻R3、R4组成用来指示串口数据收发电路；采集模块电路采用ADE7880芯片：采集模块U2的9、10、11、12、13、14、15、16引脚通过SPI总线与U1的8、9、10、11、12、13、14、15引脚相连接，采集模块U2的17、18引脚与电压采集电路P1的VN、VCP相连接，电压采集电路P1包括分压电阻R6、R7、R8、R10，压敏电阻R9和由C10、C11、C12组成的滤波电路，采集模块U2的1、2引脚与电流采集电路P2的IAP、IAN相连接，电流采集电路包括D3、D4、D5、D6组成的保护电路和稳压二极管D5以及R10、R12、C13、C14、C15组成的滤波电路，采集模块U2的4、5引脚为连接B相前端电路的引脚，采集模块U2的6、7引脚为连接C相前端电路的引脚；电力载波接口模块采用HLPLCS...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡黄水，常玉琪，王宏志，刘峰，翁敏博，
申请(专利权)人：长春工业大学，
类型：新型
国别省市：吉林;22
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