基于数据交换通信系统的智能单相电能表技术方案

本实用新型专利技术涉及电力设备技术领域，提供了一种基于数据交换通信系统的智能单相电能表，包括MCU控制模块、电源异常检测电路、电能计量电路、继电器驱动电路、ESAM电路、显示单元和通信单元，电能计量电路的输入端与电流传感器的输入端连接，输出端与MCU控制模块的输入端连接，MCU控制模块的主芯片为MCU芯片HT6015，电能计量电路的主芯片为计量芯片BL6532GX，继电器驱动电路的输入端与MCU控制模块的输出端连接，输出端与电能表的开关电路连接；ESAM电路的输入输出端与MCU控制模块的IO端口连接；MCU控制模块的输出端与显示单元的输入端连接，MCU控制模块的输入输出端通过通信单元与上位机通信连接。本实用新型专利技术易维护、易复用、易扩展，可以应用于电力领域。

Intelligent single phase watt hour meter based on data exchange communication system

【技术实现步骤摘要】
基于数据交换通信系统的智能单相电能表
本技术涉及电力设备
，具体涉及一种基于数据交换通信系统的智能单相电能表。
技术介绍
智能电表发展到现在，已经具有电能量计量、信息存储及处理、电量计算、自动控制、信息交互等功能。主要存储和需要查询的数据包括：(1)电能量数据：总正反向电能示值、各费率正反向电能示值、组合有功电能示值、分相电能示值、总电能量、各费率电能量、最大需量等；(2)交流模拟量：电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数等；(3)电流规格：5-60A,10-100A等；(4)电能质量越限统计数据：电压、电流、功率、功率因数、谐波等越限统计数据；(5)事件记录数据：终端和电能表记录的事件记录数据。现有技术中，电能表多采用645协议，645是面向过程的通信协议，适用于采集终端和电能表之间，但随着技术的发展，645通讯协议已经逐步适应不了一系列新要求，698是面对对象的通信协议，适用于主站和采集终端，采集终端和电能表，主站和电能表之间。因此，国家电网推出698通讯协议，并逐渐取代645协议产品。为了适应新协议的技术规范和参数要求，对原有的基于645协议的单相智能电表进行改进。
技术实现思路
为适应电力设备的实际需求，本技术克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为提供一种基于数据交换通信系统的智能单相表电能表。为了解决上述技术问题，本技术采用的技术方案为：一种基于数据交换通信系统的智能单相电能表，包括MCU控制模块、电源异常检测电路、电能计量电路、继电器驱动电路、ESAM电路、显示单元和通信单元，所述电能计量电路的输入端与电流传感器的输出端连接，输出端与所述MCU控制模块的输入端连接，所述MCU控制模块的主芯片为MCU芯片HT6015，所述电能计量电路的主芯片为计量芯片BL6532GX，所述继电器驱动电路的输入端与MCU控制模块的输出端连接，输出端与电能表的开关电路连接；所述ESAM电路的输入输出端与所述MCU控制模块的IO端口连接；所述MCU控制模块的输出端与所述显示单元的输入端连接，所述MCU控制模块的输入输出端通过通信单元与上位机通信连接。所述计量芯片BL6532GX的输出引脚RX通过电阻R30与MCU芯片HT6015的引脚TX1连接，所述计量芯片BL6532GX的引脚RX还通过电容C32接地，所述计量芯片BL6532GX的输出引脚TX通过电阻R31与MCU芯片HT6015的引脚RX1连接，MCU芯片HT6015的引脚RX1还通过电容C14接地；所述计量芯片BL6532GX的引脚CF通过电阻R29与MCU芯片HT6015的引脚EI连接。所述继电器驱动电路包括电阻R62、三极管V8、电阻R65、二极管D4和继电器QF，所述电阻R62的一端与所述MCU控制模块的输入端连接，另一端与所述三极管V8的基极连接，所述三极管V8的集电极通过继电器QF与电源正极连接，所述继电器QF的两端并联连接二极管D4，所述三极管V8的发射极接地，所述继电器QF的触点设置在电能表的开关电路中。所述ESAM电路包括ESAM芯片UC2，三极管V3、电阻RC2和电容CC1，所述三极管V3的发射极与电源正极连接，基极通过电阻RC2与MCU芯片HT6015的输出端连接，集电极与ESAM芯片UC2的VCC引脚连接，所述ESAM芯片UC2的MOSI引脚、MISO引脚、SCK引脚和SSN引脚分别与所述MCU芯片HT6015的IO端口连接。所述电源异常检测电路包括二极管D1、电阻R18、电阻R9、电阻R10、电阻R13、电容C68、光耦OP11、电阻R74和电阻R75，所述二极管D1的阳极与火线L1连接，阴极通过电阻R18、电阻R9、电阻R10和电阻R13后与光耦OP1的输入正极连接，所述光耦OP11的输入负极与零线N连接，电容C68的一端连接在电阻R10与电阻R13之间，另一端与光耦OP11的输入负极连接；所述光耦的输出正极通过电阻R74与电源VCC连接，输出负极接地，输出负极还通过电阻R75与MCU芯片HT6015的输入端口连接。所述通信单元的主芯片为485通信芯片。所述的一种基于数据交换通信系统的智能单相电能表，还包括显示按键电路和开盖检测按键电路，所述显示按键电路包括电阻R72、按键开关DIS1和电容C64，所述电阻R72的一端与电源VCC连接，另一端与MCU芯片HT6015的IO端口连接，所述电阻R72的另一端还通过按键开关DIS1接地，所述电容C64并联在按键开关DIS1两端；所述开盖检测按键电路包括电阻R71、电容C62、按键开关KGJC1、和电容C62，所述电阻R71的一端与电源VCC连接，另一端与MCU芯片HT6015的IO端口连接，所述电阻R71的另一端还通过按键开关KGJC1接地，所述电容C62并联在按键开关KGJC1两端。本技术与现有技术相比具有以下有益效果：本技术提供了一种基于数据交换通信系统的智能单相电能表，其选用采用面向对象的698协议的主芯片和计量芯片，使得电能表不仅可以和采集终端进行通讯，还可以与主站之间进行通讯，易维护、易复用、易扩展，由于面向对象有封装、继承、多态性的特性，可以设计出低耦合的系统，使系统更加灵活、更加易于维护，提高程序员的生产力，并可提高软件的质量以及降低其维护费用。附图说明图1为本技术提出的一种基于数据交换通信系统的智能单相电能表的结构框图；图2为本技术实施例中MCU控制模块的电路原理图；图3为本技术实施例中电能计量电路的电路原理图；图4为本技术实施例中继电器驱动电路的电路原理图；图5为本技术实施例中ESAM电路的电路原理图；图6为本技术实施例中电源异常检测电路的电路原理图；图7为本技术实施例中通信单元的电路原理图；图8为本技术实施例中显示按键电路的电路原理图；图9为本技术实施例中开盖检测按键电路的电路原理图；图10为本技术实施例中外置继电器驱动电路的电路原理图。具体实施方式为使本技术的技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施例和附图，对本技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。如图1所示，本技术实施例提供了一种基于数据交换通信系统的智能单相电能表，包括MCU控制模块、电源异常检测电路、电能计量电路、继电器驱动电路、ESAM电路、显示单元和通信单元，所述电能计量电路的输入端与电流传感器的输出端连接，输出端与所述MCU控制模块的输入端连接，所述MCU控制模块的主芯片为MCU芯片HT6015，所述电能计量电路的主芯片为计量芯片BL6532GX，所述继电器驱动电路的输入端与MCU控制模块的输出端连接，输出端与电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于数据交换通信系统的智能单相电能表，其特征在于，包括MCU控制模块、电源异常检测电路、电能计量电路、继电器驱动电路、ESAM电路、显示单元和通信单元，所述电能计量电路的输入端与电流传感器的输出端连接，输出端与所述MCU控制模块的输入端连接，所述MCU控制模块的主芯片为MCU芯片HT6015，所述电能计量电路的主芯片为计量芯片BL6532GX，所述继电器驱动电路的输入端与MCU控制模块的输出端连接，输出端与电能表的开关电路连接；所述ESAM电路的输入输出端与所述MCU控制模块的IO端口连接；所述MCU控制模块的输出端与所述显示单元的输入端连接，所述MCU控制模块的输入输出端通过通信单元与上位机通信连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于数据交换通信系统的智能单相电能表，其特征在于，包括MCU控制模块、电源异常检测电路、电能计量电路、继电器驱动电路、ESAM电路、显示单元和通信单元，所述电能计量电路的输入端与电流传感器的输出端连接，输出端与所述MCU控制模块的输入端连接，所述MCU控制模块的主芯片为MCU芯片HT6015，所述电能计量电路的主芯片为计量芯片BL6532GX，所述继电器驱动电路的输入端与MCU控制模块的输出端连接，输出端与电能表的开关电路连接；所述ESAM电路的输入输出端与所述MCU控制模块的IO端口连接；所述MCU控制模块的输出端与所述显示单元的输入端连接，所述MCU控制模块的输入输出端通过通信单元与上位机通信连接。


2.根据权利要求1所述的一种基于数据交换通信系统的智能单相电能表，其特征在于，所述计量芯片BL6532GX的输出引脚RX通过电阻R30与MCU芯片HT6015的引脚TX1连接，所述计量芯片BL6532GX的引脚RX还通过电容C32接地，所述计量芯片BL6532GX的输出引脚TX通过电阻R31与MCU芯片HT6015的引脚RX1连接，MCU芯片HT6015的引脚RX1还通过电容C14接地；所述计量芯片BL6532GX的引脚CF通过电阻R29与MCU芯片HT6015的引脚EI连接。


3.根据权利要求1所述的一种基于数据交换通信系统的智能单相电能表，其特征在于，所述继电器驱动电路包括电阻R62、三极管V8、电阻R65、二极管D4和继电器QF，所述电阻R62的一端与所述MCU控制模块的输入端连接，另一端与所述三极管V8的基极连接，所述三极管V8的集电极通过继电器QF与电源正极连接，所述继电器QF的两端并联连接二极管D4，所述三极管V8的发射极接地，所述继电器QF的触点设置在电能表的开关电路中。


4.根据权利要求1所述的一种基于数据交换通信系统的智能单相电能表，其特征在于，所述ESAM电路包括ESAM...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭黎青，邵青，李农，吴良仕，
申请(专利权)人：青岛高科通信股份有限公司，
类型：新型
国别省市：山东;37