專利名稱：三相費控無線智能電能表的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種計量電能的計量裝置，尤其是三相費控無線智能電能表。
背景技術：
三相費控智能電能表的產(chǎn)生實現(xiàn)了對電網(wǎng)運行狀況的實時動態(tài)監(jiān)控，同時解決了 長期存在的電費拖欠問題?，F(xiàn)有三相費控無線電能表通常由電能計量單元、數(shù)據(jù)處理單元、 供電系統(tǒng)單元、輸入/輸出單元、費控單元和無線通信模塊組成。智能電網(wǎng)的推廣對三相費 控電能表提出了更高的要求，而現(xiàn)有三相電能表的精度、可靠性及功能等方面依然存在需 要改進的地方(1)電能表的功能擴張對存儲單元的容量要求越來越高，使得成本逐步增 加。眾多電能表對存儲的電量、電表參數(shù)等重要信息沒有分配獨立的備份存儲芯片，當存儲 芯片出現(xiàn)異常甚至損壞時將造成重要數(shù)據(jù)丟失；(2)計量單元存在溫度變差大、穩(wěn)定性和 可靠性差的問題，成為制約電能表精度提高的瓶頸；(3)現(xiàn)有公知電能表均不具備內(nèi)置繼 電器的功能，無法滿足用戶關于直通表的繼電器與電能表一體化的要求。
實用新型內(nèi)容本實用新型提供一種能有效防止重要數(shù)據(jù)丟失的三相費控無線智能電能表。本實用新型提供的這種三相費控無線智能電能表，包括微控制器、計量芯片、存儲 單元，其特征在于所述存儲單元包括五個存儲芯片，這五個存儲芯片中有四個存儲芯片采 用EEPR0M，一個存儲芯片采用鐵電存儲器，四個EEPROM分別用于存儲電表參數(shù)及電能量、 備份電表參數(shù)及電能量、存儲電能表事件狀態(tài)數(shù)據(jù)的狀態(tài)、掉電存數(shù)，所述鐵電用于存儲負 荷曲線及歷史事件記錄，微控制器通過I2C接口與各EEPROM交換數(shù)據(jù)，同時通過SPI接口 與鐵電存儲器交換數(shù)據(jù)，所述計量芯片通過SPI接口與微控制器交換數(shù)據(jù)。為了有效提高電能表的計量精度，所述計量芯片采用71M6515型計量芯片。為實現(xiàn)費控中的跳閘與合閘的功能，控制用戶的用電，所述微控制器連有內(nèi)置繼 電器模塊，并且該模塊連有內(nèi)置繼電器開關。本實用新型由于根據(jù)數(shù)據(jù)類型對存儲單元進行分類管理，將電能表的存儲單元 劃分為多個芯片，把不同重要級別的數(shù)據(jù)分別存儲在不同的芯片之中，同時為電表參數(shù)及 電能量等重要數(shù)據(jù)添加備份芯片。將不同的數(shù)據(jù)存儲于不同芯片之中，能有效降低數(shù)據(jù)因 存儲器損壞而丟失的幾率；增加重要數(shù)據(jù)備份的存儲芯片能有效提高數(shù)據(jù)保存的可靠性， 使電能表具備一定的自恢復功能。

圖1為三相費控無線智能電能表組成結構示意圖；圖2為存儲單元原理圖；圖3為內(nèi)置繼電器原理圖。
具體實施方式
從圖1可以看出本實用新型包括微控制器、存儲單元、計量芯片，其中計量芯片采用TERIDIAN公司的71M6515，通過SPI接口與微控制器交換數(shù)據(jù)。71M6515將與微控制器 連接的SPI片選信號作為中斷源輸入，當檢測到有請求時，71M6515執(zhí)行中斷服務程序，處 理來自微控制器的數(shù)據(jù)請求及校表操作等。從圖2可以看出本實用新型共包括5塊存儲芯片，其中重要數(shù)據(jù)儲存芯片XI、備 份儲存芯片X2、狀態(tài)存儲芯片X3、掉電存數(shù)芯片X4均采用EEPR0M，歷史數(shù)據(jù)存儲芯片X5 采用大容量鐵電存儲器。電表參數(shù)及電能量存儲于重要數(shù)據(jù)儲存芯片Xl中，同時在備份 儲存芯片X2中對數(shù)據(jù)進行備份，狀態(tài)存儲芯片X3用于存儲電能表事件狀態(tài)數(shù)據(jù)，歷史數(shù) 據(jù)存儲芯片X5用于存儲負荷曲線及歷史事件記錄。微控制器分別采用I2C和SPI協(xié)議與 EEPR0M(X1 X4)及鐵電存儲器(X5)交換數(shù)據(jù)。第一次上電時，微控制器對電表參數(shù)進 行初始化并保存到重要數(shù)據(jù)儲存芯片Xl和備份儲存芯片X2之中，其中的值可以用命令從 RS485接口、遠紅外接口或吸附式紅外接口進行數(shù)據(jù)抄讀和設置。與此同時，電能表將周其 性地保存實時電量儲存到重要數(shù)據(jù)儲存芯片Xl和備份儲存芯片X2中。在讀取重要數(shù)據(jù)儲 存芯片Xl中的數(shù)據(jù)時，電能表將對數(shù)據(jù)進行有效性檢驗，若重要數(shù)據(jù)儲存芯片Xl中的數(shù)據(jù) 有誤則重新從備份儲存芯片X2中讀取。狀態(tài)存儲芯片X3用于保存運行過程中事件發(fā)生次 數(shù)、累計時間、正在發(fā)生的事件等數(shù)據(jù)。掉電存數(shù)芯片X4用于在掉電時保存當前電量及事 件的狀態(tài)等重要數(shù)據(jù)，再次上電后，電能表從掉電存數(shù)芯片X4中讀取掉電時的數(shù)據(jù)并恢復 掉電時刻電能表的狀態(tài)。歷史存儲芯片X5的存儲單元分為兩部分，一部分用于周期性保存 負荷曲線數(shù)據(jù)，另一部分用于存儲電能表的歷次事件記錄數(shù)據(jù)。電表參數(shù)、當前及歷史電 能量、負荷曲線、事件記錄等數(shù)據(jù)可以通過RS485、遠紅外或吸附式紅外接口抄讀，部分數(shù)據(jù) 還可通過LCD顯示屏顯示。圖3反映了內(nèi)置繼電器模塊的電路，其中，REL為連接繼電器開關的插座，DKl DK4構成過壓保護電路。實際運行過程中，微控制器實時檢測用戶的繳費情況和電能表的工 作狀態(tài)，輸出預先設置的跳閘或合閘命令到REL_0N及REL_0FF端，改變REL插座1、2腳的電 壓高低及電流方向，從而改變其中軟磁的磁場方向，產(chǎn)生開關的閉合和切斷的動作。具體電 路工作原理為內(nèi)置繼電器模塊8采用全對稱電路，REL_0N和REL_0FF為互補電平。當微 控制器輸出高電平到REL_0N端時，REL_0FF為低電平，此時，QA6導通，光耦ICK2導通，QA3 導通，REL插座的1腳此時為低電平。同時，QA5、ICK1、QA4均截止，QAl截止，QA2導通，REL 插座的2腳為高電平，當接有繼電器開關時，電流將由REL的2腳流向1腳。同理可知，當 微控制器輸出低電平到REL_0N端時，電流方向將發(fā)生改變，由REL的1腳流向2腳。當電 表為三相直通表且該內(nèi)置繼電器模塊8連接有內(nèi)置繼電器開關時，該電路有效工作。繼電 器開關斷開時，將切斷線路，不再給電能表對應的用戶供電。
權利要求一種三相費控無線智能電能表，包括微控制器、計量芯片、存儲單元，其特征在于所述存儲單元包括五個存儲芯片，這五個存儲芯片中有四個存儲芯片采用EEPROM，一個存儲芯片采用鐵電存儲器，微控制器通過I2C接口與各EEPROM交換數(shù)據(jù)，同時通過SPI接口與鐵電存儲器交換數(shù)據(jù)，所述計量芯片通過SPI接口與微控制器交換數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權利要求1所述的三相費控無線智能電能表，其特征在于所述計量芯片采用 71M6515型計量芯片。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的三相費控無線智能電能表，其特征在于所述微控制器連 有內(nèi)置繼電器模塊，并且該模塊連有內(nèi)置繼電器開關。
專利摘要本實用新型公開了一種三相費控無線智能電能表，該電能表包括微控制器、計量芯片、存儲單元，所述存儲單元包括用于儲存電表參數(shù)及電能量存儲的重要數(shù)據(jù)儲存芯片(X1)、用于備份電表參數(shù)及電能量的備份儲存芯片(X2)、用于存儲電能表事件狀態(tài)數(shù)據(jù)的狀態(tài)存儲芯片(X3)、掉電存數(shù)芯片(X4)、用于存儲負荷曲線及歷史事件記錄的歷史數(shù)據(jù)存儲芯片(X5)。本實用新型把不同重要級別的數(shù)據(jù)分別存儲在不同的芯片之中，同時為電表參數(shù)及電能量等重要數(shù)據(jù)添加備份芯片，能有效降低數(shù)據(jù)因存儲器損壞而丟失的幾率；增加重要數(shù)據(jù)備份的存儲芯片能有效提高數(shù)據(jù)保存的可靠性，使電能表具備一定的自恢復功能。
文檔編號G01R22/06GK201765272SQ201020121048
公開日2011年3月16日 申請日期2010年3月2日 優(yōu)先權日2010年3月2日
發(fā)明者呂新偉, 廖迪洪, 張宇, 李先懷, 甘建平, 童嶸 申請人:威勝集團有限公司