[发明专利]实时计量双向通信智能电表

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有实时计量和双向交互式通信功能的智能电能表，属计量技术领域。

背景技术

智能电网中的高级量测体系（AMI）要求智能电表可以对用电量进行实时计量并具有双向交互式通信功能，以实现用户负荷信息的详细记录和负荷响应。然而现有的智能电表显然还不能满足这种要求。例如，当需要分段计量时，现有的智能电表只能按固定的时间划分峰值段和谷值段，而不能根据实际用电情况来判断，因而并非真正意义上的实时分段计量。使用现有的IC卡智能电表进行计量时，用户电表和供电公司是相互独立的，用户不能实时查询用电信息和电价信息，供电公司也不能做到负荷响应，这样就不能满足智能电网的实时互动要求。因此，设计一种具有实时计量和双向交互式通信功能的智能电能表是有关技术人员目前所面临的课题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足、提供一种实时计量双向通信智能电表，以满足智能电网的要求。

本发明的问题是以下述技术方案实现的：

一种实时计量双向通信智能电表，构成中包括单片机、信号采集与处理电路、三相电能计量芯片、存储芯片、通信芯片、功能按键和显示器，所述三相电能计量芯片采用ADE7758，其输入端接信号采集与处理电路的输出信号，APCF、VARCF、IRQ、DOUT、SCLK、DIN、CS端分别接单片机的T0、T1、INT1、P1.2、P1.3、P1.4、P1.5端口；所述存储芯片采用DS32C35，其SCL、SDA端分别接单片机的P1.6、P1.7端口；所述通信芯片采用MAX485，其R0、DI端分别接单片机的RXD、TXD端口，RE、DE端均接单片机的INT0端口, A、B端接上位机； 所述功能按键接单片机的P2端口；所述显示器接单片机的P0端口。

上述实时计量双向通信智能电表，所述信号采集与处理电路由三相电压互感器、三相电流互感器和双变比控制模拟开关组成，所述双变比控制模拟开关采用CD4053，其ax、bx、cx端分别接三相电流互感器的高变比输出端，ay、by、cy端分别接三相电流互感器的低变比输出端，A、B、C端均接单片机的P1.0端口，a、b、c端分别接三相电能计量芯片的IAP、IBP、ICP端。

本发明利用计量电路读取信号采集与处理电路中的电流、电压信号，由单片机、三相电能计量芯片和存储芯片组成计量电路，通过不断地刷新存储芯片中的电量数据，可以全面地监控电能信息的实时性参数。通信芯片用于实现双向交互式通信，使智能电表成为电力公司与用户户内网络进行通信的网关，用户可以从电力公司接收电价信号，同时电力公司也可以准确快速地定位电网故障，评估设备运行状况及电能质量。此外，本智能电表还可以通过对功率因数的判断进行双向电量的计量，支持具有分布式发电的用户并入电网。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明的电原理框图；

图2是电原理图；

图3是主程序流程图；

图4是通信查询处理程序流程图。

图中各标号为：U1、单片机，U2、三相电能计量芯片，U3、双变比控制模拟开关，U4、显示器，U5、存储芯片，U6、通信电路，KEY、功能按键，CTA、CTB、CTC、电流互感器，PTA、PTB、PTC、电压互感器。

图中各集成块的型号是：U1为AT89S52，U2为ADE7758，U3为CD4053，U4为JHD 204A，U5为DS32C35，U6为MAX485。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步详述：

一 、硬件方面：

参看图1、图2，实时计量双向通信智能电表的硬件电路由系统电源电路（图中未画出）、信号采集与处理电路（包括电流互感器、电压互感器、双变比控制模拟开关U3）、高精度三相电能计量芯片U2、单片机U1、存储芯片U5、通信芯片U6、LCD显示器U4和功能按键KEY组成。

1、实时计量的实现：采用高精度电能计量芯片ADE7758和微控制器AT89S52相结合，利用存储芯片DS32C35进行刷新。存储芯片DS32C35的SCL引脚与AT89S55的P1.6相连，SDA引脚与AT89C55的P1.7相连，并且接有3.0V后备电池。