一种全片上系统单相智能电能表技术方案

本发明专利技术一种全片上系统单相智能电能表,具有精度高、成本低、功耗低，并且与传统技术方案相比，本发明专利技术方案价格优势明显，性价比高，具有广阔的市场价值。本发明专利技术包括SOC芯片、电源模块；其结构要点是：所述SOC芯片外部连接有系统时钟电路、外围接口电路，所述SOC芯片的信号输入端连接有信号调理电路，所述信号调理电路的输入端分别连接有锰铜分流器、电流互感器、电压分压器；所述SOC芯片的信号输出端连接有液晶显示屏，与所述SOC芯片相互连接有RS485通信模块、红外通讯模块、内卡单元，SOC芯片通过RS485通信模块、红外通讯模块与外界通信；所述信号调理电路由电阻降压网络和RC低通滤波电路连接组成。

A system of single-phase smart meter on it

The invention relates to a film system on single phase intelligent electric energy meter, which has the advantages of high precision, low cost, low power consumption, and compared with the traditional scheme, the scheme of the invention is obvious price advantage, high cost, and has broad market value. The invention includes a SOC chip and a power supply module; the utility model is characterized in that the outside of the SOC chip is connected with the system clock circuit, peripheral interface circuit, a signal input to the SOC chip is connected with the signal conditioning circuit, the signal conditioning circuit are respectively connected with the input end of manganin diverter, current transformer, voltage divider the signal output device; the SOC chip is connected with liquid crystal display, RS485 communication module, communication module, infrared card unit are connected with the SOC chip, SOC chip through the RS485 communication module, infrared communication module and the external communication; conditioning circuit consists of a resistor network and Buck RC low-pass filter circuit is composed of the signal.

【技术实现步骤摘要】
一种全片上系统单相智能电能表
本专利技术属于智能电网
，具体地涉及一种全片上系统单相智能电能表。
技术介绍
目前，电能表的设计一般采用MCU加专用计量芯片、时钟芯片和液晶驱动芯片等外围器件的分立设计方案，计量、时钟、LCD显示和数据管理功能均由独立芯片完成。其中计量芯片负责对电信号的测量和计量；MCU通过通信接口从计量芯片获取计量数据，并进行处理；时钟芯片和液晶驱动芯片则分别实现日历时钟和液晶显示功能。不难发现，电能表的现有设计方案存在集成度低、硬件电路复杂、可靠性差、生产效率低以及成本高的不足。随着智能电网的全面建设与发展，电能表市场对智能电能表性能的要求进一步提高，同时为了应对市场竞争还要求控制成本、大幅缩小尺寸，因此现有分立设计方案已经不能满足新型电能表的需求。另一方面，随着SOC（SystemonChip，片上系统）技术的日益成熟以及在各行各业中的发展与应用，电表行业开始逐渐将模数混合的SOC芯片引入智能电能表的设计。
技术实现思路
本专利技术就是针对电能表现有方案存在的不足和当前电能表市场面临的挑战,提供一种全片上系统单相智能电能表；本专利技术精度高、成本低、功耗低，并且与传统技术方案相比，本专利技术方案价格优势明显，性价比高，具有广阔的市场价值。为实现本专利技术的上述目的，本专利技术采用如下技术方案。本专利技术一种全片上系统单相智能电能表，包括SOC芯片、电源模块；其结构要点是：所述SOC芯片外部连接有系统时钟电路、外围接口电路，所述SOC芯片的信号输入端连接有信号调理电路，所述信号调理电路的输入端分别连接有锰铜分流器、电流互感器、电压分压器；所述SOC芯片的信号输出端连接有液晶显示屏，与所述SOC芯片相互连接有RS485通信模块、红外通讯模块、内卡单元，SOC芯片通过RS485通信模块、红外通讯模块与外界通信；所述信号调理电路由电阻降压网络和RC低通滤波电路连接组成。作为本专利技术的一种优选方案，所述SOC芯片采用MSP430F6736芯片。作为本专利技术的另一种优选方案，所述信号调理电路包括电阻R201-R206、R211、R213、R220，电容C212、C213、C214；所述电阻R201-R206依次串联连接，电阻R206的另一端连接电阻R220、R211的一端，电阻R220的另一端连接电容C212、C214的一端，电阻R211的另一端连接R213的一端，电阻R213的另一端与电容C213、C214的另一端连接，电容C212、C213的另一端共同与地相连。本专利技术的有益效果是。1、本专利技术一种全片上系统单相智能电能表，采用SOC芯片MSP430F6736作为控制核心，通过SOC芯片内置A/D和硬件乘法器模块以及相应的数学计算实现了高精度测量和电能计量功能，利用SOC内置RTC模块和温度传感器实现了带温度补偿的日历／时钟功能，利用SOC内置LCD驱动器实现了液晶显示，最后依托于SOC内部强大的CPU和相应的功能模块实现了数据储存、负荷曲线、事件记录、负荷控制、RS485通信等功能。本专利技术完全能够满足国家电网的１级单相智能电能表技术规范要求，且性价比高，具有广阔的市场价值。2、本专利技术单相智能电能表可以用于家庭和商业计量应用，其可以测量有功电能和无功电能；与传统技术方案相比，该电能表技术方案具有以下特点：（1）省去了计量芯片、时钟芯片和LCD驱动芯片等关键元器件，简化了硬件设计，并且有效降低了整表的物料成本，具有更高的性价比和可靠性；（2）能够根据不同的应用需求，提供定制化的电能计量功能，具有很强的可扩展性，有利于提高产品的市场竞争力。预计本专利技术电能表进入量产化阶段后，将有非常广阔的应用前景。附图说明图1是本专利技术一种全片上系统单相智能电能表的硬件组成框图。图2是本专利技术一种全片上系统单相智能电能表的信号调理电路的电路连接图。具体实施方式如图1所示，为本专利技术一种全片上系统单相智能电能表的硬件组成框图。图中，包括SOC芯片、电源模块；其结构要点是：所述SOC芯片外部连接有系统时钟电路、外围接口电路，所述SOC芯片的信号输入端连接有信号调理电路，所述信号调理电路的输入端分别连接有锰铜分流器、电流互感器、电压分压器；所述SOC芯片的信号输出端连接有液晶显示屏，与所述SOC芯片相互连接有RS485通信模块、红外通讯模块、内卡单元，SOC芯片通过RS485通信模块、红外通讯模块与外界通信；所述信号调理电路由电阻降压网络和RC低通滤波电路连接组成。所述SOC芯片采用MSP430F6736芯片。所述芯片MSP430F6736是一款高性能、高集成的16位超低功耗混合信号处理器，主频可达25MHz，具有丰富的片上资源，同时具有如下特性：（1）由３个独立的24位△－Σ型ADC组成的强大的模拟前端以及相应的可编程增益放大器、低温度漂移的参考电压和相移补偿器，高精度的内部参考源和可编程增益放大器可以满足全温度范围内的高精度计量，相移补偿器可用来实现电压电流的相位校正；（2）内嵌32位硬件乘法器，因而可以很好地支持数据运算以实现复杂的数学计算；（3）320段对比度控制的集成LCD驱动器，支持8路复用（8－MUX）模式，并且支持多个LCD器件，完全可以满足单相电表显示需求；（4）带温度补偿的实时时钟模块，通过温度补偿，RTC输出精度在整个温度范围内均可达到±5ppm；（5）128KB大小的Flash以及8KB的SRAM，满足电表程序空间和数据空间要求；（6）3个具有UART、SPI通信功能的增强型通用串行接口A，1个具有SPI、I2C通信功能的增强型通用串行接口B；（7）看门狗定时器模块；（8）1个具有3个捕获比较寄存器的16位定时器，3个具有2个捕获比较寄存器的16位定时器；（9）6个外部通道以及2个内部通道的10位ADC，其中1个内部通道为温度传感器，可作RTC温度补偿的温度采集；该芯片还具有超低功耗和超快唤醒特性，待机模式下电流仅为1.4μA，唤醒时间小于3μs，对于电表低功耗功能可以得到很好的支持。如图2所示，为本专利技术一种全片上系统单相智能电能表的信号调理电路的电路连接图。从图中可看出，所述信号调理电路包括电阻R201-R206、R211、R213、R220，电容C212、C213、C214；所述电阻R201-R206依次串联连接，电阻R206的另一端连接电阻R220、R211的一端，电阻R220的另一端连接电容C212、C214的一端，电阻R211的另一端连接R213的一端，电阻R213的另一端与电容C213、C214的另一端连接，电容C212、C213的另一端共同与地相连。可以理解的是，以上关于本专利技术的具体描述，仅用于说明本专利技术而并非受限于本专利技术实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本专利技术进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种全片上系统单相智能电能表，包括SOC芯片、电源模块；其特征在于：所述SOC芯片外部连接有系统时钟电路、外围接口电路，所述SOC芯片的信号输入端连接有信号调理电路，所述信号调理电路的输入端分别连接有锰铜分流器、电流互感器、电压分压器；所述SOC芯片的信号输出端连接有液晶显示屏，与所述SOC芯片相互连接有RS485通信模块、红外通讯模块、内卡单元，SOC芯片通过RS485通信模块、红外通讯模块与外界通信；所述信号调理电路由电阻降压网络和RC低通滤波电路连接组成。

【技术特征摘要】
1.一种全片上系统单相智能电能表，包括SOC芯片、电源模块；其特征在于：所述SOC芯片外部连接有系统时钟电路、外围接口电路，所述SOC芯片的信号输入端连接有信号调理电路，所述信号调理电路的输入端分别连接有锰铜分流器、电流互感器、电压分压器；所述SOC芯片的信号输出端连接有液晶显示屏，与所述SOC芯片相互连接有RS485通信模块、红外通讯模块、内卡单元，SOC芯片通过RS485通信模块、红外通讯模块与外界通信；所述信号调理电路由电阻降压网络和RC低通滤波电路连接组成。2.根据权利要求1所述的一种全片上系统单相智能电能表...

【专利技术属性】
技术研发人员：张学一，
申请(专利权)人：张学一，
类型：发明
国别省市：辽宁,21