[发明专利]电表

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种电表。

【背景技术】

对传统电表的改进研究正如火如荼地展开，但还没有形成系统而综合的成熟方案，每种产品只具有少数的几种功能：有的在电表设计时，将只具有有功电量的计量扩展到分时计量等功能；有的采用集中器或无线传输实现电表与主电站之间的通讯，但主电站却不能根据实际情况来控制用电设备，无法达到控制电能消耗的目的。

另一方面，随着集成电路技术的进步、电子产品性能的提高、功能的丰富与完善，消费品对微小型化的要求也越来越高。现有的电表，都是将电能计量模块、控制模块和无线通信模块分开设计，分别使用不同的芯片和外围电路实现各自的功能。

【发明内容】

为了解决电站无法通过电表控制用电设备的问题，并将电表的各电路模块组装为单个标准封装件，有必要提供一种能完成用电数据计量、数据传输和实时控制用电设备的电表。

一种电表，包括电能专用计量芯片、单片机、显示装置、通讯模块；所述电能专用计量芯片用于对用电设备的电流和电压进行采样，得到电能参数的相应计量数据；所述单片机用于接收计量数据，储存到单片机内置的存储器中，进行分析、判断并做出控制，同时将计量数据转化为用电数据输出给显示装置显示，并将用电数据传输给通讯模块；所述通讯模块将用电数据传送给电力公司的主服务器，接收由主服务器发送的控制指令并传送给单片机，由单片机对用电设备的运行模式进行调整。

优选的，所述单片机是通过第一串行外围设备接口通讯连线接收计量数据，所述用电数据是通过第二串行外围设备接口通讯连线传输给通讯模块，所述第一串行外围设备接口通讯连线和第二串行外围设备接口通讯连线均包括片选线CS、时钟线SCLK、数据输入线DIN、数据输出线DOUT。

优选的，所述电能专用计量芯片包括如下引脚：

RESET，对所述电能专用计量芯片复位；

SIG，所述电能专用计量芯片上电复位或因异常原因重新启动时，SIG变为低电平，当所述单片机通过第一串行外围设备接口通讯连线写入校表数据后，SIG将立即变成高电平；

SEL，对三相三线与三相四线的选择；

OSCI，系统晶振的输入端，或外灌系统时钟输入；

OSCO，系统晶振的输出端；

REFOUT，基准电压输出，用作外部信号的直流偏置；

REFCAP，输出2.4V基准电压；

GND，所述电能专用计量芯片数字电路接地引脚；

AGND，所述电能专用计量芯片模拟电路接地引脚；

VDD，所述电能专用计量芯片内核电源，额定工作电压3V；

AVCC，模拟电路电源，额定工作电压5V；

VCC，数字电路电源，额定工作电压5V；

CS，串行外围设备接口片选信号，低电平有效；

SCLK，串行外围设备接口时钟输入；

DIN，串行外围设备接口数据输入；

DOUT，串行外围设备接口数据输出；

Revp，当检测到任意一相的有功功率为负时，输出高电平；当检测到各相有功功率都为正时，输出复位到低电平；

CF1，有功电能脉冲输出，其频率反映有功功率的大小；

CF2，有功电能脉冲输出，其频率反映无功功率的大小。

优选的，所述电能专用计量芯片包括模数转换模块、参考电压产生电路、数字信号处理器、脉冲生成器、电压监控电路；所述模数转换模块用于将采集到的电能参数由模拟信号转换为数字信号；所述参考电压产生电路用于产生参考电压；所述数字信号处理器用于测量所述电能参数；所述脉冲生成器生成有功电能脉冲输出和无功电能脉冲输出，用于将有功电能脉冲输出或无功电能脉冲输出接入标准电能表后，对所述电表进行校正；所述电压监控电路对数字电路电源的电压VCC、模拟电路电源的电压AVCC、内核电源的电压VDD进行监控，当其中任意一电压偏离额定电压值5％时，所述电能专用计量芯片将被复位。

优选的，所述单片机通过SIG引脚对电能专用计量芯片的工作状态进行监控，所述单片机还连接电能专用计量芯片的RESET引脚，控制电能专用计量芯片的复位，以保证所述单片机和电能专用计量芯片的同步工作。

优选的，所述电能专用计量芯片和单片机之间设置有模拟控制开关，用于控制所述电能专用计量芯片是否将计量数据传输给单片机。

优选的，所述单片机还用于控制通讯模块的工作模式。

优选的，所述单片机还用于定时将电表本身的运行状态通过通讯模块上传给主服务器。