[发明专利]一种具有电量计量功能的无线开关及采集方法

权利要求书

1.一种具有电量计量功能的无线开关，包括供电单元(1)、采样单元(2)、主 控单元(3)、通断控制单元(4)，供电单元(1)输入交流电后输出采样单元(2)、 主控单元(3)及通断控制单元(4)的工作电压，其特征在于：

n个负载经由通断控制单元(4)与输入交流电形成n路并联的工作回路， 由主控单元(3)输出驱动信号控制通断控制单元(4)动作，从而使得n路工作 回路各自独立地导通或断开，其中，n≥2；

采样单元(2)包括n路电流采样回路及一路电压采样回路，n路电流采样 回路与n路工作回路一一对应，主控单元(3)通过第i路采样回路以固定时间 间隔周期性地采样得到第i路工作回路导通后的电流瞬时采样数据，即得到第i 个负载的电流瞬时采样数据，i＝1，…，n；主控单元(3)通过电压采样回路以固定 时间间隔周期性地采样得到输入交流电的电压瞬时采样数据；

主控单元(3)根据采样得到的电流瞬时采样数据及电压瞬时采样数据至少 计算得到每个负载的瞬时功率、有功功率及电量，将电流瞬时采样数据和/或电 压瞬时采样数据和/或瞬时功率和/或有功功率和/或电量作为第i个负载的电能参 数通过有线网络或无线网络上传给加入同一网络的远端设备；主控单元(3)或 根据远端设备的指令或根据本机的指令控制通断控制单元(4)动作。

2.如权利要求1所述的一种具有电量计量功能的无线开关，其特征在于：所述 通断控制单元(4)包括n个继电器，n个负载分别经由n个继电器与输入交流 电形成n路并联的工作回路；由所述主控单元(3)输出继电器驱动信号控制n 个继电器独立动作。

3.如权利要求1所述的一种具有电量计量功能的无线开关，其特征在于：第i 路所述电流采样回路包括串接入第i路工作回路的电流采样电阻及电流采样调理 回路，在电流采样电阻两端形成一个幅值与第i个负载的负载电流成比例关系的 电流采样信号，该电流采样信号以差分方式送入电流采样调理回路，由电流采样 调理回路向所述主控单元(3)输出第i个负载的带有相位标志正负方向的电流 瞬时采样数据。

4.如权利要求1所述的一种具有电量计量功能的无线开关，其特征在于：所述 电压采样回路包括与所述工作回路并联的电压采样电阻，将通过电压采样电阻得 到的电压采样信号以差分方式送入电压采样调理回路(211)，由电压采样调理回 路(211)向所述主控单元(3)输出带有相位标志正负方向的电压瞬时采样数据。

5.如权利要求1所述的一种具有电量计量功能的无线开关，其特征在于：所述 主控单元(3)包括接入有线网络或无线网络的MCU(301)，MCU(301)的 GPIO口与所述通断控制单元(4)相连，MCU(301)的A/D转换口与所述电流 采样回路及所述电压采样回路的输出端相连，MCU(301)还连接用于实现人机 交互的触摸屏回路(302)。

6.一种如权利要求1所述的具有电量计量功能的无线开关的电流、功率、电量 的采集方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步、由主控单元(3)获取与电网同频同相的过零标志位，该过零标志 位即为过零同步信号；

第二步、主控单元(3)经由所述电压采样回路得到两个过零标志位之间的 电压采样信号，从而得到带有相位标志正负方向的电压瞬时采样数据，将各个电 压瞬时采样数据存入电压队列数组中；主控单元(3)经由所述电流采样回路得 到两个过零标志位之间的电流采样信号，从而得到每个负载的带有相位标志正负 方向的电流瞬时采样数据，将第i个负载的各个电流瞬时采样数据存入与其对应 的第i个负载的电流队列数组中；

第三步、将每个负载所对应的电流队列数组的数据与电压队列数值的数据对 号相乘，得到每个负载所对应的功率数据并存入与当前负载对应的功率队列数组 中，舍弃每个功率队列数组中负号的功率数据后，积分换算后得到每个负载的有 功功率；

第四步、将第i个负载在固定时长T内的所有有功功率进行累加计量得到电 量中间数据，再将电量中间数据乘以换算系数后得到第i个负载的电量，换算系 数为固定时长T换算为一小时所需乘以的系数。

7.如权利要求6所述的一种采集方法，其特征在于，在所述第四步后还包括：

第五步、主控单元(3)将电流瞬时采样数据和/或电压瞬时采样数据和/或瞬 时功率和/或有功功率和/或电量作为每个负载的电能参数通过有线网络或无线网 络上传给加入同一网络的远端设备；

第六步、用户通过远端设备读取每个负载的电能参数，根据该电能参数通过 远端设备向所述主控单元(3)发出指令，由所述主控单元(3)根据接收到的指 令控制通断控制单元(4)动作，使得n路工作回路中的至少任意一路工作回路 按照指令的要求导通或断开。