一种高效的智能电能表数据存储方法及其智能电能表技术

一种高效的智能电能表数据存储方法，其特征在于智能电能表的储存器采用EEPROM和FLASH，在智能电能表的MCU的RAM区开辟上电不清零的数据区放置当前电量数据；每次上电首先判定RAM区电量的差错校验是否正确，如果正确直接使用，如果错误再从外部存储器中恢复；本发明专利技术还公开了相关的智能电能表；它去掉性价比低的FRAM，用一种RAM和EEPROM结合的新存储方案实现存储效率的提升，同时降低成本，简化设计，提升可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种高效的智能电能表数据存储方法及其智能电能表
本专利技术涉及一种智能电能表的数据存储方法和相关电能表

技术介绍
智能电能表在运行过程中会有部分数据如当前电量、事件记录、电压电流负荷曲线等需要周期性记录，一般情况下智能电能表的存储器由FRAM+EEPROM+FLASH组成，如图2，根据需要记录数据不同特性存储于不同的存储器中。1)FRAM的特点擦写次数无限制，但容量小，价格高，两次写入之间无延时要求，适用于频繁读写的数据。如当前电量，由于电量是结算数据，智能表在停电、异常复位时电量都不允许丢失，所以智能表每0.01kWh(最小刻度)需要保存电量到外部存储器一次，按满刻度999999.99kWh，需要保存1亿次，效率很低；2)EEPROM的特点擦写次数100万次，容量适中，价格适中，两次写入之间有4ms延时要求，适合不是非常频繁记录的数据，如冻结、事件记录、最大需量、参数阀值等；3)FLASH的特点擦写次数10万次，容量大，都是兆级以上，价格低，两次写入之间无延时要求，但需要先擦再写，不能直接写，适用于电压、电流负荷曲线记录。所以目前智能电能表必然存在以下缺陷：1)设计三个存储器虽然能解决智能表的存储需求，但增加器件会同步增加PCB布局面积，增加布局的难度和物料成本，而且FRAM成本高，如一片2Kbytes的FRAM就需要3元以上，而一片4000Kbytes的FLASH价格才1.5元，性价比是前者的1000倍。2)把当前电量保存到外部存储器的目的是防止停电、异常复位时电量丢失，而实际智能电能表运行过程中发生停电、异常复位概率非常低，按满刻度1亿次的写入实际用到的可能就几十次，实效很小。因此需要做进一步改进设计。另查中国专利文献数据库检索到专利号为CN201020124147.9的中国专利，披露报道了一种带数据管理系统的电能表，该表包括MCU、EEPROM存储器，还包括由译码器、反相器及锁存器组成的EEPROM设备地址配置电路，其中所述EEPROM存储器的地址端口与锁存器连接，而数据端口与串行总线连接，锁存器选择信号由MCU口线发送，通过译码器译码并取反，使锁存器LE有效，设备地址由口线经过锁存器保存。该技术可灵活配置数据存储设备的地址，对于大量读写的EEPROM，可通过修改设备地址减少对同一片的读写次数，有效地延长了EEPROM的使用时间，虽然有改进的一面，但是不可避免地存在我们上述的缺陷。
技术实现思路
本专利技术所要解决的首要技术问题是针对上述的技术现状而提供一种高效的智能电能表数据存储方法，它去掉性价比低的FRAM，用一种RAM和EEPROM结合的新存储方案实现存储效率的提升，同时降低成本，简化设计，提升可靠性。本专利技术所要解决的另一技术问题是针对上述的技术现状而提供一种上述相关的智能电能表。本专利技术解决上述首要技术问题所采用的技术方案为：一种高效的智能电能表数据存储方法，其特征在于智能电能表的储存器采用EEPROM和FLASH，在智能电能表的MCU的RAM区开辟上电不清零的数据区放置当前电量数据；每次上电首先判定RAM区电量的差错校验是否正确，如果正确直接使用，如果错误再从外部存储器中恢复。优选，所述外部存储器采用EEPROM。进一步，所述恢复首先读取掉电写入在EEPROM中的电量数据，进行差错校验，如果正确直接采用，如果错误则读取每1kWh写入EEPROM中的电量数据，采用双重保护。进一步，所述掉电写入的电量数据分布在EEPROM中的EEPROM第一数据区，每1kWh写入EEPROM中的电量数据分布在EEPROM中的EEPROM第二数据区。优选，所述差错校验采用CRC校验。进一步，所述EEPROM还用于储存冻结、事件记录、最大需量、参数阀值的数据。进一步，所述FLASH还用于储存电压、电流负荷曲线记录的数据。进一步，所述智能电能表在运行过程中需要检测是否掉电，如果是则将掉电写入数据写入到EEPROM第一数据区，然后退出，返回运行；否则还需要检测是否到1kWh进位，如果是则将1kWh进位写入数据写入到EEPROM第二数据区，然后退出，返回运行；否则也退出，返回运行。最后，所述智能电能表每隔1kwh写入的是止码，就是总数值。本专利技术解决上述另一个技术问题所采用的技术方案为：一种采用上述任意一种方法的智能电能表，其特征在于：智能电能表的MCU输入输出端分别连接有储存器EEPROM和FLASH。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：减少了高成本的FRAM，并为减小电路板，降低成本打下基础，同时结合MCU自身的RAM和EEPROM结合的储存方法，实现存储效率的提升，同时降低成本，简化设计，由于时钟电池是每个智能电能表的必备，时钟电池的存在保证RAM区的数据不会被改变，外部存储器只是作为一个数据备份，提高了可靠性，特别是，数据从外部存储器恢复过程中，采用双重保护，可靠性也更好，方法简单有效。附图说明图1为本专利技术改进后智能电能表的储存器连接示意图；图2为传统的智能电能表的储存器连接示意图。图3为本专利技术改进后智能电能表的上电恢复数据流程框图；图4为本专利技术改进后智能电能表的运行过程中储存数据流程框图；具体实施方式以下结合附图实施例对本专利技术作进一步详细描述。如图1、3、4所示意，本专利技术的智能电能表的MCU输入输出端分别连接有储存器EEPROM和FLASH，不采用价格高的FRAM，同时，在智能电能表的MCU的RAM区开辟上电不清零的数据区放置当前电量数据，由于时钟电池是每个智能电能表的必备，时钟电池的存在保证RAM区的数据不会被改变，从而保障了RAM区储存的当前电量数据安全性和可靠性，进一步，在智能电能表每次上电时候，首先要判定RAM区电量数据是否正确，需要采用差错校验进行校验，通常差错校验是采用常规的CRC校验，如果RAM区电量数据是正确的，智能电能表就直接使用该RAM区电量数据，如果差错校验结果是错误，就是RAM区电量数据是不正确的，则智能电能表需要从外部存储器中恢复，通常是从外部储存器EEPROM恢复。智能电能表从外部储存器EEPROM恢复，恢复首先读取掉电写入在EEPROM中的电量数据，掉电写入的电量数据通常是分布在EEPROM中的EEPROM第一数据区，读取时还需要对掉电写入的电量数据进行差错校验如CRC校验，如果差错校验的结论是正确的，智能电能表直接采用掉电写入在EEPROM中的电量数据，如果差错校验的结论是错误，则智能电能表读取每1kWh写入EEPROM中的电量数据，每1kWh写入EEPROM中的电量数据通常分布在EEPROM中的EEPROM第二数据区，这样采用了双重保护，提高了智能电能表的安全性和可靠性。具体读写流程请参见图3。智能电能表在运行过程中，需要检测是否掉电，如果是处于掉电状态，则智能电能表需要将掉电写入数据写入到EEPROM第一数据区，然后退出，返回运行；否则智能电能表还需要检测是否到1kWh进位状态，如果是到1kWh进位状态，则智能电能表需要将1kWh进位写入数据写入到EEPROM第二数据区，然后退出，返回运行；否则，如果不是到1kWh进位状态，也是退出，返回运行；这样不断循环地被调用，使主程序工作。而且，智能电能表每隔1kwh写入的是止码，就是总数值。这样在智能电能表运行过程中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高效的智能电能表数据存储方法，其特征在于智能电能表的储存器采用EEPROM和FLASH，在智能电能表的MCU的RAM区开辟上电不清零的数据区放置当前电量数据；每次上电首先判定RAM区电量的差错校验是否正确，如果正确直接使用，如果错误再从外部存储器中恢复。

【技术特征摘要】
1.一种高效的智能电能表数据存储方法，其特征在于智能电能表的储存器采用EEPROM和FLASH，在智能电能表的MCU的RAM区开辟上电不清零的数据区放置当前电量数据；每次上电首先判定RAM区电量的差错校验是否正确，如果正确直接使用，如果错误再从外部存储器中恢复。2.根据权利要求1所述的智能电能表数据存储方法，其特征在于所述外部存储器采用EEPROM。3.根据权利要求2所述的智能电能表数据存储方法，其特征在于所述恢复首先读取掉电写入在EEPROM中的电量数据，进行差错校验，如果正确直接采用，如果错误则读取每1kWh写入EEPROM中的电量数据，采用双重保护。4.根据权利要求3所述的智能电能表数据存储方法，其特征在于所述掉电写入的电量数据分布在EEPROM中的EEPROM第一数据区，每1kWh写入EEPROM中的电量数据分布在EEPROM中的EEPROM第二数据区。5.根据权利要求4所述的智能电能表数据存储方法，其特征在于所述差错校验采...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡志刚，杜小涛，杨建明，黄苏云，
申请(专利权)人：宁波三星医疗电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33