[发明专利]一种低功耗单相智能电能表

说明书

技术领域

本发明属于电磁测量领域，具体涉及一种智能电能表，尤其是低功耗高稳定性电能表。

背景技术

智能电能表对功耗的要求越来越严格，一方面要控制正常计量时电能表自身的功耗，另一方面在停电时，电能表要保证实时时钟工作的功耗及液晶显示的功耗。目前产品在低功耗技术上还不够完善，普遍存在电池欠压的现象。

例如中国专利第200510032688号申请中公开的一种用于采集片区内分散用户电能表信息的网络式电能表，其在于1)网络式电能表是以微处理器为核心，由通信模块、显示模块、人机接口模块、数据处理模块等组成的微计算机系统；2)网络式电能表通过诸如以太网、CANBUS、PROFBUS或其它高速工业现场总线采集单用户电能量计量装置、多用户电能量集中计量装置或下级网络式电表的电能量，存贮在数据处理模块中，也可以通过有线或无线通信方式向上级集中装置转发；3)网络式电能表可以根据具体实际应用的要求，设置或不设置就地显示模块，对于人工抄表的场合可以通过网络式电表读取其下级所有单个电能表的有功电度、无功电度量，也可以查看其下级电表的工作状态信息；4)网络式电能表可以为独立的电能量查询系统，也可依附于其他的电子装置。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种低功耗单相智能电能表,其采用多种低功耗处理手段，降低电能表自身功耗及电池供电状态下的功耗，解决电池欠压的问题。

依据本发明的第一方面，提供一种低功耗单相智能电能表，其包括：电源电路、电压采样电路、电流采样电路、计量芯片电路、存储电路、控制电路、液晶显示单元、红外通信模块、485通信模块、载波通信模块、ESAM安全模块和微处理器；其中，电源电路为各个模块电路供电；电压采样电路和电流采样电路输入到计量芯片的采集端口；计量芯片用于电能的计量并通过SPI总线与微处理器通信；存储电路通过I2C总线与微处理器通信，用于存储电量等信息；微处理器根据用电量和缴费信息输出拉合闸信号，驱动控制电路，控制用户用电；液晶显示单元显示电量、功率、电压、电流等信息；红外通信模块、485通信模块、载波通信模块均通过UART口与微处理器通信；ESAM模块增加了电能表的安全性，只有通过身份验证才能改写电能表数据。

进一步地，存储电路使用存储芯片，存储芯片由微处理器I/O引脚供电，默认状态下I/O管脚输出低电平，存储芯片不工作、不耗电，只有需要存取数据时，微处理器才控制I/O管脚输出高电平，为存储芯片供电，存储芯片通过I2C总线与微处理器交换数据；RS485、载波等通信模块均经过磁耦隔离连接微处理器的UART口；光敏电阻R1一端接电源端、光敏电阻R1的另一端连接电阻R2及微处理器的AD接口；电阻R2一端接光敏电阻及微处理器的AD接口、电阻R2的另一端接地端。

更进一步地，存储芯片U1的A0、A1、A2和VSS均接地端、存储芯片U1的VCC端口接微处理器的通用I/O接口CPU_I/O端、存储芯片U1的WP端口接地端、存储芯片U1的SCL端口接微处理器的I2C接口CPU_SCL端、存储芯片U1的SDA端口接接微处理器的I2C接口CPU_SDA端；电容C1并联在存储芯片U1的VCC端口与WP端口之间；电阻R2并联在存储芯片U1的VCC端口与SCL端口之间；电阻R2并联在存储芯片U1的VCC端口与SDA端口之间。

优选地，低功耗单相智能电能表中使用的磁藕隔离芯片U2的VIA/VOA端口接通信模块的数据接收端RX、V1B端口接通信模块的数据发送端TX、GND1端接通信模块电源地端、VOA/VIA端口接微处理器的数据发送到CPU_TX、VOB端口接微处理器的数据接收端CPU_RX、GND2端口接微处理器电源地端；电容C2和电阻R4均串联在通信模块电源端VCCM与磁藕隔离芯片U2的VDD1端口；电容C3和电阻R5均串联在微处理器电源端VCC与磁藕隔离芯片U2的VDD2端口。

依据本发明的第二方面，提供一种使用上述低功耗单相智能电能表的方法，其特征在于：

使用光敏电阻监测光亮情况，在光线暗的情况下，按下循显按键可以点亮背光，在光照好的情况下，无论用户是否按下按键，液晶背光均不亮，以达到节电效果；

步骤描述：

第一步，电能表加220V电压上电后开始工作，完成参数初始化工作(上电初始化)；

第二步，判断电能表是否掉电，电能表掉电后由电池供电，进入掉电数据处理子步骤，保存实时数据后进入低功耗工作模式；如果电能表未掉电，继续计量电能；