[发明专利]一种带ZigBee通信模块的单相智能电能表

摘要

本发明属于电能计量技术领域，涉及一种带ZigBee通信模块的单相智能电能表，电流采样模块和电压采样模块分别与单相交流电源电连通后构成电能信号采集单元；计量单元分别与电能信号采集单元和微控制器电信息连通；LCD显示模块通过LCD控制驱动与微控制器电信息连通；电源模块与后备电池构成电源单元并分别与计量单元和微控制器电连接；实时时钟芯片RTC与微控制器电连接，后备电池经过电源模块与微控制器电连通；校表EEPROM、数据EEPROM和ZigBee通信模块分别与微控制器电信息连通；负载与单相交流电源电连接；该装置自动组网和修复，自动路由，现场安装简单，抄表成功率高，节点异常自动上报，便于现场维护。

主权项

一种带ZigBee通信模块的单相智能电能表，其特征在于：主体结构包括单相交流电源、电流采样模块、AC‑DC变压器、负载、后备电池、电压采样模块、计量单元、电源模块、LCD显示模块、LCD控制驱动、微控制器、光电隔离、实时时钟芯片RTC、数据EEPROM、校表EEPROM、红外接口、RS485接口和ZigBee通信模块；电流采样模块和电压采样模块电连通构成电能信号采集单元,电压采样模块通过分压电阻与单相交流电源电连通，电流采样模块通过电流互感器与单相交流电源电连通；计量单元与电能信号采集单元电连接，分别取得电流和电压的采集信号，并对单相电压、电流、功率和电能进行计量；计量单元通过SPI总线与微控制器电信息连通，微控制器从计量单元读取计量数据并根据计量数据分别计算有功功率、电压有效值和电流有效值；LCD显示模块采用I2C总线并通过LCD控制驱动与微控制器电信息连通，显示微控制器处理的数据；单相交流电源通过AC‑DC变压器变为直流电后与电源模块连通，电源模块与后备电池联合构成电源单元，电源模块分别与计量单元和微控制器电连接，提供电能表工作电源；实时时钟芯片RTC与微控制器电连接，后备电池经过电源模块与微控制器电连通，用于满足ANSI标准的多费率分时计量及发生停电时实时时钟芯片RTC自动切换到后备电池；校表EEPROM与微控制器电信息连通用于存放校表数据；数据EEPROM与微控制器电信息连通用于存储微控制器处理的数据，包括当前正反向有功电能、冻结数据、编程、校时、掉电、电表清零和开表盖的记录；ZigBee通信模块与微控制器通过光电隔离的UART口相互电信息连接，采用支持IEEE802.15.4协议的ZigBee无线通信模块，该ZigBee无线通信模块经无线通信信道与远程抄表装置链接；负载串接电流采样模块后与单相交流电源电连接实现电源对负载的供电并完成电能量的计量。