一种高可靠性数据存储多功能电能表制造技术

一种高可靠性数据存储多功能电能表，涉及电能表，包括微控制器、计量单元、存储单元和人机接口，所说的计量单元包括计量芯片ＡＴＴ７０２２Ｂ，微控制器通过数据线分别和计量芯片ＡＴＴ７０２２Ｂ、人机接口连接；所说的微控制器为采用Ｃｏｒｔｅｘ－Ｍ３内核的微控制器，所说的存储单元包括一个铁电存储器ＦＲＡＭ，两个电擦除只读存储器Ｅ↑［２］ＰＲＯＭ１、Ｅ↑［２］ＰＲＯＭ２，一个闪速存储器ＦＬＡＳＨ，铁电存储器ＦＲＡＭ通过ＳＰＩ总线１和微控制器连接，电擦除只读存储器Ｅ↑［２］ＰＲＯＭ１通过Ｉ２Ｃ总线１和微控制器连接，电擦除只读存储器Ｅ↑［２］ＰＲＯＭ２通过Ｉ２Ｃ总线２和微控制器连接，闪速存储器ＦＬＡＳＨ通过ＳＰＩ总线２和微控制器连接。本实用新型专利技术结构简单合理，抗干扰能力强，数据存储可靠性高，可有效解决数据错误、数据丢失问题。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电能表，具体的说是一种高可靠性数据存储多功 能电能表。
技术介绍
电能表是电能交易过程中收费的核心计量器具，其准确性、数据 的可靠性至关重要。随着电子技术的发展，电能表也从机械感应式电能表向全电子式电能表转化。电子式电能表可以存储数据，所说的数 据包括(1) 电表参数，(2) 用户设置参数，(3) 当前及历史电能数据，(4) 瞬时电参数组成的负荷曲线，即负荷记录，电参数包括电压、电流、功率、功率因数等，(5) 瞬间事件记录，如失压、失流事件发生的时间、以及发生 失压失流时的电量等，(6) 最大需量及其发生时间，(7) 状态标识，如掉电标识、编程允许标志等。目前常用的存储数据方式有(1) 上述部分数据存于微控制器扩展的电擦除只读存储器E2PR0M中，(2) 上述部分数据存于微控制器扩展的闪速存储器FLASH中，(3) 上述全部数据存于微控制器内置的电擦除只读存储器 E2PR0M中，(4) 以上三种的任意组合，(5) 电表参数、用户设置数据、当前及历史电能数据存于电擦除只读存储器E2PR0M中，瞬时电参数组成的负荷曲线存于闪速存储 器FLASH中，(6) 上述全部数据存于铁电存储器FRAM中， 现有技术方案具有以下缺点-(1) 采用电擦除只读存储器E2PR0M存储数据时，虽然E2PR0M擦 写次数多，但性价比低、容量小，操作时间长，操作后还需要等待一 段时间，降低了存储效率。(2) 采用闪速存储器FLASH存储数据时，虽然FLASH性价比高、 容量大，但是擦写次数少。而且FLASH—般采用页处理组织模式，当 非页操作时效率低，增加擦写次数，操作时间长，效率低。(3) 采用铁电存储器FRAM存储数据时，虽然FRAM具有存取速 度快、非易失性RAM的优点，但是当遇到特殊情况也会发生异常，例 如读写数据时收到脉冲群、静电放电、瞬间强电磁辐射等干扰时，时 钟线号或数据信号将有可能受到干扰而改变应有状态，出现读写数据 错误。因为电能表的工作环境极其恶劣，电网中的浪涌、脉冲群、周波 跌落、强烈瞬间电磁辐射等干扰随时可能干扰电能表的正常运行，造 成电能表的误操作、电子线路的瞬间电平变化等，所以，仅仅单独采 用以上6种数据存储方式之一的电能表，容易出现数据错误、数据丢 失等严重问题，这给电能交易双方带来经济纠纷，特别是电能大用户， 用电量大，记录数据多，出现上述问题后将会造成极大的经济损失。
技术实现思路
针对现有技术中存在的缺陷，本技术的目的在于提供一种高 可靠性数据存储多功能电能表，结构简单合理，抗干扰能力强，数据 存储可靠性高，可有效解决数据错误、数据丢失问题。为达到以上目的，本技术采取的技术方案是一种高可靠性数据存储多功能电能表，包括微控制器、计量单元、 存储单元和人机接口，其特征在于所说的计量单元包括计量芯片ATT7022B，微控制器通过数据线分别和计量芯片ATT7022B、人机接 口连接；所说的微控制器为采用Cortex-M3内核的微控制器，所说的 存储单元包括一个铁电存储器FRAM，两个电擦除只读存储器E2PR0M 1、 E2PR0M 2， 一个闪速存储器FLASH,铁电存储器FRAM通过SPI总 线1和微控制器连接，电擦除只读存储器E2PR0M 1通过I2C总线1 和微控制器连接，电擦除只读存储器E2PR0M 2通过I2C总线2和微 控制器连接，闪速存储器FLASH通过SPI总线2和微控制器连接。在上述技术方案的基础上，所说的计量单元还包括与计量芯片 ATT7022B的输入端口连接的电流互感器和电阻分压电路。在上述技术方案的基础上，用于存放电能数据、历史电量、最大 需量、最大需量发生时间、瞬间事件记录、最大需量、状态标识、电 表参数的铁电存储器FRAM的容量为256Kb;用于对FRAM数据+6CH备 份的E2PR0M 1的容量为128KB;用于对FRAM数据+93H备份的E2PR0M 2的容量为128KB;用于存放负荷曲线数据的闪速存储器FLASH的容 量为8MB。在上述技术方案的基础上，铁电存储器FRAM，两个电擦除只读 存储器E卞R0M 1、 E2PR0M 2， 一个闪速存储器FLASH中的数据均根据 实际需要按数据块存储，每个数据块都分为数据部分和校验部分，校 验部分采用校验和进行校验处理。本技术所述的高可靠性数据存储多功能电能表，结构简单合 理，抗干扰能力强，数据存储可靠性高，可有效解决数据错误、数据 丢失问题。附图说明本技术有如下附图图1高可靠性数据存储多功能电能表的结构示意图图2备份数据存储结构具体实施方式以下结合附图对本技术作进一步详细说明。图1为本技术所述的高可靠性数据存储多功能电能表的结 构示意图，包括微控制器、计量单元、存储单元和人机接口，所说的计量单元包括计量芯片ATT7022B，微控制器通过数据线分别和计量 芯片ATT7022B、人机接口连接；所说的微控制器为采用Cortex-M3 内核的微控制器，所说的存储单元包括一个铁电存储器FRAM，两个 电擦除只读存储器E2PR0M 1、 E2PR0M 2， 一个闪速存储器FLASH,铁 电存储器FRAM通过SPI总线1和微控制器连接，电擦除只读存储器 E2PR0M 1通过I2C总线1和微控制器连接，电擦除只读存储器E2PR0M 2通过I2C总线2和微控制器连接，闪速存储器FLASH通过SPI总线 2和微控制器连接。本技术同时使用FRAM、 E2PROM、 FLASH三种 存储单元存储数据，FRAM读写速度快、读写寿命无限次，但价格较 高，可利用其存储擦写次数最频繁的数据，E2PROM进行数据备份、 FLASH存储经FRAM处理过的大量整块数据。所说的SPI是串行外围 设备接口 (Serial Peripheral interface),所说的I2C是一种由菲 利普公司开发的串行总线(Inter — Integrated Circuit),采用串行 总线方式可减少硬件的线路的连接，简化整个电能表电路的设计。在上述技术方案的基础上，所说的计量单元还包括与计量芯片 ATT7022B的输入端口连接的电流互感器和电阻分压电路。在上述技术方案的基础上，用于存放电能数据、历史电量、最大 需量、最大需量发生时间、瞬间事件记录、最大需量、状态标识、电 表参数的铁电存储器FRAM的容量为256Kb;用于对FRAM数据+6CH备 份的E2PROM 1的容量为128KB;用于对FRAM数据+93H备份的E2PROM 2的容量为128KB;用于存放负荷曲线数据的闪速存储器FLASH的容 量为8MB。在上述技术方案的基础上，铁电存储器FRAM，两个电擦除只读存储器E乍R0M 1、 E2PROM 2， 一个闪速存储器FLASH中的数据均根据 实际需要按数据块存储，每个数据块都分为数据部分和校验部分，校 验部分采用校验和进行校验处理。在上述技术方案的基础上，微处理器按数据块读取FRAM中数据， 并进行和校验，如果校验和正确，则判定数据无误，如果校验和错误 则读取E2PR0M1与E2PR0M2分别减去+6CH和+93H，与对应数据比较，只要有两个或三个数据相同时，则认为相同的数据为有效数据；对存 储在FRAM和E2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高可靠性数据存储多功能电能表，包括微控制器、计量单元、存储单元和人机接口，其特征在于：所说的计量单元包括计量芯片ＡＴＴ７０２２Ｂ，微控制器通过数据线分别和计量芯片ＡＴＴ７０２２Ｂ、人机接口连接；所说的微控制器为采用Ｃｏｒｔｅｘ－Ｍ３内核的微控制器，所说的存储单元包括一个铁电存储器ＦＲＡＭ，两个电擦除只读存储器Ｅ↑［２］ＰＲＯＭ　１、Ｅ↑［２］ＰＲＯＭ　２，一个闪速存储器ＦＬＡＳＨ，铁电存储器ＦＲＡＭ通过ＳＰＩ总线１和微控制器连接，电擦除只读存储器Ｅ↑［２］ＰＲＯＭ　１通过Ｉ２Ｃ总线１和微控制器连接，电擦除只读存储器Ｅ↑［２］ＰＲＯＭ　２通过Ｉ２Ｃ总线２和微控制器连接，闪速存储器ＦＬＡＳＨ通过ＳＰＩ总线２和微控制器连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈福军，
申请(专利权)人：青岛乾程电子科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：95[中国|青岛]