本發(fā)明涉及一種電能表，特別涉及一種wifi通信的智能電表。

背景技術(shù)：

一直以來，感應(yīng)式機(jī)械電能表具有較大的市場，但機(jī)械電表有著較大的缺點(diǎn)，機(jī)械電能表因采用機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)方式工作，摩擦力不穩(wěn)定，因此穩(wěn)定性較差，經(jīng)運(yùn)輸后準(zhǔn)確度就可能超差，在安裝之前必須重新調(diào)校，安裝運(yùn)行后隨著使用時(shí)間的增加，穩(wěn)定性又會(huì)逐漸變差。機(jī)械電能表由于采用磁路結(jié)構(gòu)非線性失真大，一致性差，因此要采用各種補(bǔ)償機(jī)構(gòu)，采用補(bǔ)償機(jī)構(gòu)又降低了穩(wěn)定性，也不利于生產(chǎn)使用中的調(diào)校。

電子式電能表解決了機(jī)械式電能表的一些缺點(diǎn)，但仍存在電能表與外部設(shè)備數(shù)據(jù)傳輸較為不便的問題，常見的電表通信方式通過RS232或RS485等工業(yè)總線方式進(jìn)行通信，布線施工量太大，不方便大范圍實(shí)施；而載波通信目前國內(nèi)完全是窄帶的FSK載波，這也存著不少問題，首先電力線的負(fù)載特性影響較大，容易造成通信信道的不穩(wěn)定不可靠，而且FSK載波方案的傳輸速率不夠，達(dá)不到實(shí)時(shí)通訊的要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中所存在的上述不足，提供一種采集精度高、穩(wěn)定性強(qiáng)的wifi通信的智能電表。為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案：

一種wifi通信的智能電表，其特征在于，包括以下模塊：電流采樣模塊： 包括分流電路和電流濾波電路，將負(fù)載電流進(jìn)行分流和濾波處理后的電流信號(hào)傳送到電能計(jì)量模塊的電流通道；電壓采樣模塊：包括電壓衰減電路和電壓濾波電路，將市電進(jìn)行降壓濾波后的電壓信號(hào)傳送到電能計(jì)量模塊的電壓通道；電能計(jì)量模塊：將電流信號(hào)和電壓信號(hào)合成轉(zhuǎn)換為功率脈沖信號(hào)，并輸出到單片機(jī)模塊和檢測接口電路；單片機(jī)模塊：將功率脈沖信號(hào)進(jìn)行處理，并將其發(fā)送到顯示模塊；wifi模塊：將單片機(jī)模塊發(fā)送過來的信號(hào)進(jìn)行處理后發(fā)送到天線模塊；天線模塊：對(duì)天線進(jìn)行匹配并發(fā)送wifi模塊傳送過來的信號(hào)；檢測接口電路：顯示電能計(jì)量模塊工作狀態(tài)，并提供外部設(shè)備接口；顯示模塊：顯示電能表的計(jì)量情況；電源轉(zhuǎn)換模塊：將外部電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)換，為電能計(jì)量模塊和單片機(jī)模塊提供工作電壓。

進(jìn)一步的，電能計(jì)量模塊使用ADE7755芯片，ADE7755適用于單相配電系統(tǒng)的高精度電能計(jì)量IC，它可提供基于輸電線電壓和電流計(jì)算的瞬時(shí)有功功率和平均有功功率，平均有功功率輸送到單片機(jī)模塊進(jìn)行處理后發(fā)送到顯示模塊，瞬時(shí)有功功率輸送到檢測接口電路，通過外接設(shè)備進(jìn)行校驗(yàn)。

進(jìn)一步的，電源轉(zhuǎn)換模塊結(jié)構(gòu)為：變壓器T1的正輸出端通過正向連接二極管D1到芯片IC1的輸入端，芯片IC1的輸出端作為模塊電壓輸出端，芯片IC1的輸入端分別通過正向極性電容E1和電容C2接地，芯片IC1的輸出端分別通過正向極性電容E2和E3接地，將外部電壓轉(zhuǎn)換為電能計(jì)量模塊和單片機(jī)模塊所需的工作電壓，芯片輸入輸出端均通過電容接地，保證電壓轉(zhuǎn)換的穩(wěn)定性。

進(jìn)一步的，芯片IC1使用芯片78L05，提供穩(wěn)定的5V電壓，并具有良好的內(nèi)部電流限制和熱關(guān)斷特性。

進(jìn)一步的，檢測接口電路結(jié)構(gòu)為：電路輸入端通過電阻R13連接并聯(lián)的發(fā) 光二極管D4和發(fā)光二極管D3的正極，發(fā)光二極管D4和發(fā)光二極管D3的負(fù)極連接光電耦合器U1的輸入端，光電耦合器U1的輸出端作為檢測接口電路的輸出端，并聯(lián)的發(fā)光二極管組用于初步顯示電能計(jì)量模塊的工作狀態(tài)，光電耦合器進(jìn)行信號(hào)隔離，保證了電能表的工作穩(wěn)定性，防止外接校驗(yàn)設(shè)備對(duì)電能表工作進(jìn)行干擾。

進(jìn)一步的，wifi模塊使用CC1110芯片。其具有優(yōu)良的無線接收靈敏度和強(qiáng)大的抗干擾性，具有電池監(jiān)測和溫度感測功能，外部需要電路較少，能用較低的成本實(shí)現(xiàn)效果良好的無線通信。

進(jìn)一步的，天線模塊結(jié)構(gòu)為：第一輸入端依次連接電感L35和電容C33接地，第二輸入端連接電容C38接地，第一輸入端還依次連接電容C34和電感L38到第二輸入端，電容C34和電感L38間的節(jié)點(diǎn)依次通過電感L36、電感L37、電容C37和電阻R35連接到板載天線，電感L37兩端還分別通過電容C35和電容C36接地。天線匹配電路電容C37和電阻R33間的節(jié)點(diǎn)還通過電阻R36連接到SMA接頭。電路對(duì)板載天線匹配，保證無線信號(hào)的最大功率發(fā)送，同時(shí)如路由器距離較遠(yuǎn)，可以使用SMA接口外接螺旋天線。

綜上所述，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，總體穩(wěn)定性好，工作中的調(diào)校周期長，測量精度高，適用范圍廣，功耗低，同時(shí)可以通過無線網(wǎng)絡(luò)與主機(jī)進(jìn)行通信，數(shù)據(jù)傳輸量大，傳輸穩(wěn)定性高。

附圖說明：

圖1為本發(fā)明的原理結(jié)構(gòu)圖；

圖2為本發(fā)明的電源轉(zhuǎn)換模塊電路圖；

圖3為本發(fā)明的檢測接口電路圖；

圖4為本發(fā)明的wifi模塊電路圖；

圖5為本發(fā)明的天線模塊電路圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合試驗(yàn)例及具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實(shí)施例，凡基于本發(fā)明內(nèi)容所實(shí)現(xiàn)的技術(shù)均屬于本發(fā)明的范圍。

實(shí)施例

一種wifi通信的智能電表，包括以下模塊：電流采樣模塊：包括分流電路和電流濾波電路，將負(fù)載電流進(jìn)行分流和濾波處理后的電流信號(hào)傳送到電能計(jì)量模塊的電流通道；電壓采樣模塊：包括電壓衰減電路和電壓濾波電路，將市電進(jìn)行降壓濾波后的電壓信號(hào)傳送到電能計(jì)量模塊的電壓通道；電能計(jì)量模塊：將電流信號(hào)和電壓信號(hào)合成轉(zhuǎn)換為功率脈沖信號(hào)，并輸出到單片機(jī)模塊和檢測接口電路；單片機(jī)模塊：將功率脈沖信號(hào)進(jìn)行處理，并將其發(fā)送到顯示模塊和wifi模塊；wifi模塊：將單片機(jī)模塊發(fā)送過來的信號(hào)進(jìn)行處理后發(fā)送到天線模塊；天線模塊：對(duì)天線進(jìn)行匹配并發(fā)送wifi模塊傳送過來的信號(hào)；檢測接口電路：顯示電能計(jì)量模塊工作狀態(tài)，并提供外部設(shè)備接口；顯示模塊：顯示電能表的計(jì)量情況；電源轉(zhuǎn)換模塊：將外部電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)換，為電能計(jì)量模塊和單片機(jī)模塊提供工作電壓。

如圖2所示，電源轉(zhuǎn)換模塊結(jié)構(gòu)為：變壓器T1的正輸出端通過正向連接二極管D1到芯片IC1的輸入端，芯片IC1的輸出端作為模塊電壓輸出端，芯片IC1 的輸入端分別通過正向極性電容E1和電容C2接地，芯片IC1的輸出端分別通過正向極性電容E2和E3接地。芯片IC1使用芯片78L05。

二極管D1可以使用IN4007，起整流作用，將變壓后的交流電轉(zhuǎn)化為單脈沖的直流電，同時(shí)變壓器T1的兩個(gè)輸入端之間可以連接一個(gè)壓敏電阻，在電路承受過壓時(shí)進(jìn)行電壓鉗位，吸收多余的電流以保護(hù)內(nèi)部敏感器件。壓敏電阻可以使用具有820V的工作耐壓14K821。

如圖3所示，檢測接口電路結(jié)構(gòu)為：電路輸入端通過電阻R3連接并聯(lián)的發(fā)光二極管D4和發(fā)光二極管D3的正極，發(fā)光二極管D4和發(fā)光二極管D3的負(fù)極連接光電耦合器U1的輸入端，光電耦合器U1的輸出端作為檢測接口電路的輸出端。

光電耦合器U1可以使用PS2501-1，其包括一個(gè)砷化鎵發(fā)光二極管和一個(gè)NPN型硅光電晶體管，具有高隔離電壓，而且器件使用DIP封裝，適合在PCB上穿孔焊接，操作方便，芯片面積與封裝面積之間的比值較大方便器件散熱。

如圖4所示，wifi模塊使用CC1110芯片，使用CC1110最小系統(tǒng)搭建外部電路。

如圖5所示，天線模塊結(jié)構(gòu)為：第一輸入端依次連接電感L35和電容C33接地，第二輸入端連接電容C38接地，第一輸入端還依次連接電容C34和電感L38到第二輸入端，電容C34和電感L38間的節(jié)點(diǎn)依次通過電感L36、電感L37、電容C37和電阻R35連接到板載天線，電感L37兩端還分別通過電容C35和電容C36接地。天線匹配電路電容C37和電阻R33間的節(jié)點(diǎn)還通過電阻R36連接到SMA接頭。