用于建筑智能用電系統(tǒng)的電量測量裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及用于建筑智能用電系統(tǒng)的電量測量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著信息時代的來臨，如何更高效地利用能源、節(jié)約能源，在全球范圍內(nèi)被給予了 越來越多的關(guān)注，電力行業(yè)正面臨著諸多新挑戰(zhàn)。而智能建筑（Intelligent Building)作 為時代的產(chǎn)物，是高科技與現(xiàn)代建筑藝術(shù)的巧妙集成，也是綜合經(jīng)濟(jì)實力的象征，必將是未 來發(fā)展的潮流。同時智能電網(wǎng)作為智能建筑必不可少的一部分，為順應(yīng)電力發(fā)展趨勢，智能 電網(wǎng)必將掀起一番新浪潮。智能電網(wǎng)是以傳統(tǒng)電網(wǎng)為基礎(chǔ)，融合計算機(jī)、通信、傳感等多種 技術(shù)于一身的新型電網(wǎng)，具有數(shù)字化、自動化、信息化和互動化等基本特。隨著微電子技術(shù) 和超大規(guī)模集成電路的迅速發(fā)展，電量檢測由傳統(tǒng)的基于常規(guī)電子線路的儀器儀表發(fā)展為 基于各種微處理器、微控制器的智能化測量控制儀表。
[0003] 大型公共建筑能耗檢測與控制系統(tǒng)以堅強(qiáng)智能電網(wǎng)為基礎(chǔ)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為依托， 涵蓋適合家庭使用的智能終端、智能插座、智能開關(guān)、家庭網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)備、智能家用電器等 設(shè)備；支持智能家用電器及智能家居的全面集成?？蛇h(yuǎn)程監(jiān)測每個用電器的用電量、用電功 率，可對各個用電器遠(yuǎn)程控制，可以采集環(huán)境等各種外界因素，按預(yù)定的方案控制用電器運 轉(zhuǎn)。有效提高人們的生活質(zhì)量，使人們更智能、更高效的用電。電量測量功能是智能用電基 礎(chǔ)數(shù)據(jù)獲得的必然依托，本申請將對電量測量功能的設(shè)計和實現(xiàn)做詳細(xì)分析和介紹。
[0004] 現(xiàn)有的建筑智能用電系統(tǒng)都是依靠電度表，往往是測量整座樓或一個區(qū)域的用電 量，且不具有無線通信功能。本系統(tǒng)的測量方式既可以當(dāng)作單獨的電度表使用，也可以將測 量模塊嵌入到插座、開關(guān)之中，最主要的是提供實時功率、按用戶要求分時段統(tǒng)計用電量等 其他指標(biāo)的測量功能，并且具有無線通信功能，可以接入樓宇智能用電系統(tǒng)，為智能用電控 制提供數(shù)據(jù)支持。 【實用新型內(nèi)容】
[0005] 為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實用新型公開了用于建筑智能用電系統(tǒng)的電量測 量裝置，本申請采用帶串行接口和脈沖輸出的高精度有功和視在功率能量計量的ADE7753 電能測量集成電路實現(xiàn)電壓電流信號的采集輸入、功率計算以及脈沖輸出，并將時間及采 集參數(shù)信息顯示在液晶顯示器上，同時以TCP/IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為依托，實現(xiàn)真正意義上的家居 無線性和遠(yuǎn)程控制的智能化。
[0006] 為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的具體方案如下：
[0007] 用于建筑智能用電系統(tǒng)的電量測量裝置，包括控制單元，所述控制單元與電源模 塊相連，控制單元還分別與無線通信單元、時鐘單元、液晶顯示單元及電量檢測單元通信；
[0008] 所述電量檢測單元包括分壓單元，分壓單元的一端與線路的火線相連，另一端與 ADE7753芯片相連，電量檢測單元還包括電流互感器，電流互感器的輸入端分別與火線及用 電器相連，輸出端連接至ADE7753芯片，ADE7753芯片的串口與MSP430單片機(jī)I/O 口相連。
[0009] 所述無線通信單元包括Zigbee主控制器，Zigbee主控制器為無線芯片CC2530,無 線芯片CC2530與2. 4GHz的ZigBee無線收發(fā)電路相連。
[0010] 所述ADE7753芯片內(nèi)部集成了二階Σ-AADCs、一個數(shù)字積分器、一個參考電壓源 和一個溫度傳感器。
[0011] 所述分壓單元包括電阻R13及電阻R14,所述電阻R13的一端與火線相連，另一端 與電阻R14的一端相連，電阻R14的另一端接地，電阻R14還并聯(lián)有電容C17。
[0012] 所述電流互感器的輸出端與電阻RlO并聯(lián)，電阻RlO的一端通過電阻R7與 ADE7753芯片相連，電阻RlO的另一端通過電阻R8與ADE7753芯片相連，電阻R7與ADE7753 芯片之間的線路通過電容C15接地，電阻R8與ADE7753芯片之間的線路通過電容C16接地。
[0013] 所述ADE7753芯片的V2N端通過相并聯(lián)的電阻R15及電容Cll接地。
[0014] 本實用新型的有益效果：
[0015] 本申請運用ZigBee技術(shù)，并以ΤΙ/Chipcon公司的無線芯片CC2530作為Zigbee主 控制器，其8051內(nèi)核經(jīng)過特別設(shè)計，可以同2. 4GHz的ZigBee無線收發(fā)電路完美地配合工 作，有效消除了以往數(shù)字電路對高頻通信的影響，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)的無線傳輸，采用帶串行接 口和脈沖輸出的高精度有功和視在能量計量的ADE7753電能測量集成電路實現(xiàn)電壓電流 信號的采集輸入、功率計算以及脈沖輸出，并將時間及采集參數(shù)信息顯示在液晶顯示器上， 同時以TCP/IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為依托，實現(xiàn)真正意義上的家居無線性和遠(yuǎn)程控制的智能化。
【附圖說明】
[0016] 圖1系統(tǒng)總體框圖；
[0017] 圖2 MSP430F149的最小系統(tǒng)圖；
[0018] 圖3 ADE7753電量檢測電氣原理圖；
[0019] 圖4 ADE7753電量檢測信號流向框圖。
[0020] 其中，1、控制單元，2、電源模塊，3、電量檢測單元，4、無線通信單元、5、時鐘單元、 6、液晶顯示單元。
【具體實施方式】：
[0021] 下面結(jié)合附圖對本實用新型進(jìn)行詳細(xì)說明：
[0022] 用于建筑智能用電系統(tǒng)的電量測量裝置，包括控制單元1，所述控制單元1與電源 模塊2相連，控制單元1還分別與無線通信單元4、時鐘單元5、液晶顯示單元6及電量檢測 單元3通信；
[0023] 液晶顯示單元6為12864液晶顯示，時鐘單元5為DS1302時鐘。控制單元1通過 無線通信單元4與遠(yuǎn)程控制中心通信。
[0024] 在系統(tǒng)的設(shè)計工作中，首先應(yīng)該結(jié)合具體的應(yīng)用，綜合考慮系統(tǒng)對成本、功耗、可 靠性、可擴(kuò)展性、開發(fā)周期等各個方面的要求，確定系統(tǒng)的主控器件，并以之為核心搭建系 統(tǒng)硬件平臺，然后根據(jù)具體的應(yīng)用確定系統(tǒng)的硬件選型和軟件開發(fā)模式。在電量檢測系統(tǒng) 設(shè)計中，以MSP430F149單片機(jī)為控制核心，實現(xiàn)整體控制功能，包括輸入輸出、信號比較 等；運用ZigBee技術(shù)，并以ΤΙ/Chipcon公司的無線芯片CC2530作為Zigbee主控制器，其 8051內(nèi)核經(jīng)過特別設(shè)計，可以同2. 4GHz的ZigBee無線收發(fā)電路完美地配合工作，有效消除 了以往數(shù)字電路對高頻通信的影響，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)的無線傳輸，采用帶串行接口和脈沖輸 出的高精度有功和視在能量計量的ADE7753電能測量集成電路實現(xiàn)電壓電流信號的采集 輸入、功率計算以及脈沖輸出，并將時間及采集參數(shù)信息顯示在液晶顯示器上，同時以TCP/ IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為依托，實現(xiàn)真正意義上的家居無線性和遠(yuǎn)程控制的智能化。系統(tǒng)總體框圖如 圖1所示。
[0025] 控制單元1采用美國TI (德州儀器）公司的MSP430系列微控制器，是一種16位 超低功耗的混合信號處理器，具有強(qiáng)大的處理能力、高性能模擬技術(shù)、豐富的片上外圍模塊 以及方便高效的開發(fā)環(huán)境。MSP430F149最小系統(tǒng)包括電源電路、復(fù)位電路、晶體振蕩電路 及簡易仿真器JATG下載線。MSP430F149微處理器最小系統(tǒng)電氣原理圖如圖2所示。在晶 體連接中，XIN和XOUT之間的低速晶體采用32768HZ的手表晶體，X2IN和X20UT之間采用 8MHZ的高速晶體；簡易仿真器JATG電路與電路板的連接采用14針的Pl連接器。
[0026] 電量檢測單元3采用ADE7753電量檢測芯片，ADE7753是ADI公司一款功能先進(jìn)的 電能計量片上系統(tǒng)（SOC)芯片。ADE7753內(nèi)部集成