CN114563753A

CN114563753A - 电能表掉电检测方法、装置、设备和计算机可读存储介质

Info

Publication number: CN114563753A
Application number: CN202110390167.3A
Authority: CN
Inventors: 陈爱华; 蒋杰
Original assignee: Chint Group R & D Center Shanghai Co ltd
Current assignee: Chint Group R & D Center Shanghai Co ltd
Priority date: 2021-04-12
Filing date: 2021-04-12
Publication date: 2022-05-31
Anticipated expiration: 2041-04-12
Also published as: CN114563753B

Abstract

本申请提供一种电能表掉电检测方法、装置、设备和计算机可读存储介质；本申请中的方法应用于电能表掉电检测电路，所述电能表掉电检测电路与处理器通信连接；方法包括：获取所述处理器中交流信号采样模块按照预设采集频率采集的检测电压；处理所述检测电压获得最低有效电压，将所述最低有效电压按照各自检测电压的采集顺序排列，形成有效电压序列；若所述有效电压序列中存在过零点，则获取相邻过零点之间的目标有效电压，并统计各所述目标有效电压的电压总和；将所述电压总和与预设参比电压进行比对，获得电压比对结果，并根据所述电压比对结果，输出掉电提示。本申请按照预设采集频率采集检测电压处理分析，提高了掉电检测速率。

Description

电能表掉电检测方法、装置、设备和计算机可读存储介质

技术领域

本申请涉及电能表掉电检测技术领域，具体涉及一种电能表掉电检测方法、装置、设备和计算机可读存储介质。

背景技术

现有技术电能表掉电检测主要是依靠处理器(英文简称：MCU，英文全称：Microcontroller Unit)进行掉电检测，具体地，在MCU中设置电源监测电路或者在MCU的IO接口上设置电源比较器来进行电能表掉电检测；例如，实现方式一：检测交流/直流电路的直流输出电压，检测到电压低于设定电压后，告知MCU处于掉电状态，这样的掉电检测方式以交流/直流电路正常的直流输出电压为12V为例，检测电压设定的10V为例，当检测到掉电时，直流输出上电解电容的能量已经损失了0.5*C*(12^2-10^2)焦耳；实现方式二：采用计量芯片测量电压，作为掉电检测用电压，例如：测量电压低于220*0.7V时，告知MCU处于掉电状态，通常情况下计量芯片的电压有效值更新速度一般为 200-500ms，发生掉电后会被延迟200-500ms才会告知MCU进行掉电处理，在出现快速掉电的情况时，计量芯片不能检测到电压过零信号，不再输出电压有效值，从而导致掉电检测延迟。

当前处理器进行掉电检测都是通过检测电源电路的输出端，这种掉电检测方法检测到的掉电时间比较晚，进而使得掉电保护时间比较短，即在电源断开输入后，输出给***正常供电的时间比较短，这样就导致了备用电源可能连接不及时，或者备用电池欠压，或者数据备份不及时，最终会导致数据存储不可靠或者状态混乱等掉电保护不及时导致的不可预估问题。

发明内容

本申请提供一种电能表掉电检测方法、装置、设备和计算机可读存储介质，旨在解决现有的电能表掉电检测时间滞后，导致掉电保护不及时的技术问题。

一方面，本申请还提供一种电能表掉电检测方法，所述电能表掉电检测方法应用于电能表掉电检测电路，所述电能表掉电检测电路与处理器通信连接；

所述电能表掉电检测方法，包括：

获取所述处理器中交流信号采样模块按照预设采集频率采集的检测电压；

处理所述检测电压获得最低有效电压，将所述最低有效电压按照各自检测电压的采集顺序排列，形成有效电压序列；

若所述有效电压序列中存在过零点，则获取相邻过零点之间的目标有效电压，并统计各所述目标有效电压的电压总和；

将所述电压总和与预设参比电压进行比对，获得电压比对结果，并根据所述电压比对结果，输出掉电提示。

在本申请的一些实施例中，所述预设采集频率根据交流电频率设置；

所述预设参比电压根据所述电能表额定交流电电压和容许系数确定，所述预设参比电压为所述电能表额定交流电电压与所述容许系数的乘积。

在本申请的一些实施例中，所述处理所述检测电压获得最低有效电压，将所述最低有效电压按照各自检测电压的采集顺序排列，形成有效电压序列，包括：

获取所述处理器中电压输出模块输出的基准电压；

将所述检测电压减去所述基准电压的一半，获得最低有效电压，将所述最低有效电压按照各自检测电压的采集顺序排列，形成有效电压序列。

在本申请的一些实施例中，所述处理所述检测电压获得最低有效电压，将所述最低有效电压按照各自检测电压的采集顺序排列，形成有效电压序列之后，所述方法包括：

判断所述有效电压序列中是否存在方向相反且相邻的两个最低有效电压；

若所述有效电压序列中存在方向相反且相邻的两个最低有效电压，则判定所述有效电压序列中存在过零点；

若所述有效电压序列中不存在方向相反且相邻的两个最低有效电压，则判定所述有效电压序列中不存在过零点。

在本申请的一些实施例中，所述将所述电压总和与预设参比电压进行比对，获得电压比对结果，并根据所述电压比对结果，输出掉电提示，包括：

获取所述零线或火线的峰值电压或有效电压，根据所述峰值电压或所述有效电压设置预设参比电压，并将所述电压总和与所述预设参比电压进行比对；

若所述电压总和大于所述预设参比电压，则持续监测；

若所述电压总和小于或等于所述预设参比电压，则输出掉电提示。

若预设时间间隔所述有效电压序列中不存在过零点，则输出掉电提示。

在本申请的一些实施例中，所述获取所述处理器中交流信号采样模块按照预设采集频率采集的检测电压，包括：

获取所述处理器中计时器发送的时钟信号；

将所述时钟信号的频率作为预设采集频率，按照所述预设采集频率采集检测电压。

另一方面，本申请还提供一种电能表掉电检测装置，所述电能表掉电检测装置设置于处理器，所述处理器与电能表掉电检测电路通信连接，所述电能表掉电检测装置包括：

检测获取模块，用于获取所述处理器中交流信号采样模块按照预设采集频率采集的检测电压；

处理排序模块，用于处理所述检测电压获得最低有效电压，将所述最低有效电压按照各自检测电压的采集顺序排列，形成有效电压序列；

电压统计模块，用于若所述有效电压序列中存在过零点，则获取相邻过零点之间的目标有效电压，并统计各所述目标有效电压的电压总和；

比对输出模块，用于将所述电压总和与预设参比电压进行比对，获得电压比对结果，并根据所述电压比对结果，输出掉电提示。

另一方面，本申请还提供一种电能表掉电检测设备，所述电能表掉电检测设备包括：

电能表掉电检测电路；

一个或多个处理器；

存储器；以及

所述电能表掉电检测电路的结构如上述所述；

一个或多个应用程序，其中所述一个或多个应用程序被存储于所述存储器中，并配置为由所述处理器执行以实现上述的电能表掉电检测方法。

另一方面，本申请还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器进行加载，以执行所述的电能表掉电检测方法中的步骤。

本申请的技术方案中方法应用于电能表掉电检测电路，所述电能表掉电检测电路与处理器通信连接；本申请中处理器中交流信号采样模块按照预设采集频率采集检测电压，预设采集频率是交流电频率的多倍，这样一个交流电周期内采集到多个检测电压，通过对多个检测电压进行处理确定检测电压序列中的过零点，分析两个相邻过零点之间的电压，从而确定电能表在交流电的半个波形周期是否掉电，具体地，将检测电压转化为最低有效电压，将最低有效电压按照各自检测电压的采集顺序排列，形成有效电压序列；若有效电压序列中存在过零点，则获取相邻过零点之间的目标有效电压，并统计各目标有效电压的电压总和；将电压总和与预设参比电压进行比对，获得电压比对结果，并根据比对结果确定电能表是否掉电，本申请中检测电压的处理步骤较为简单，使得检测电压的处理效率和检测电压的采集频率匹配，这样通过对交流电对半个波形周期的检测电压进行分析，从而确定电能表是否掉电，提高了掉电检测的效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的电能表掉电检测设备中电能表掉电检测电路的具体示意图；

图2是本申请实施例中提供的电能表掉电检测方法的一个实施例流程示意图；

图3是本申请实施例中提供的电能表掉电检测方法中电能表掉电检测电路具体结构的示意图；

图4是本申请实施例中提供的电能表掉电检测装置的一个实施例结构示意图；

图5是本申请实施例中提供的电能表掉电检测设备的一个实施例结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明包含的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，“示例性”一词用来表示“用作例子、例证或说明”。本申请中被描述为“示例性”的任何实施例不一定被解释为比其它实施例更优选或更具优势。为了使本领域任何技术人员能够实现和使用本发明，给出了以下描述。在以下描述中，为了解释的目的而列出了细节。应当明白的是，本领域普通技术人员可以认识到，在不使用这些特定细节的情况下也可以实现本发明。在其它实例中，不会对公知的结构和过程进行详细阐述，以避免不必要的细节使本发明的描述变得晦涩。因此，本发明并非旨在限于所示的实施例，而是与符合本申请所公开的原理和特征的最广范围相一致。

本申请实施例中提供一种电能表掉电检测方法、装置、设备及计算机可读存储介质，以下分别进行详细说明。

本发明实施例中的电能表掉电检测方法基于电能表掉电检测电路，电能表掉电检测方法应用于电能表掉电检测装置，电能表掉电检测电路是电能表掉电检测装置的一个部分，电能表掉电检测装置设置于电能表掉电检测设备，电能表掉电检测设备中设置有一个或多个处理器、存储器，以及一个或多个应用程序，其中一个或多个应用程序被存储于存储器中，并配置为由处理器执行以实现电能表掉电检测方法；电能表掉电检测设备可以是检测终端。

如图1所示，图1为本申请实施例电能表掉电检测设备中电能表掉电检测电路的具体示意图，本发明实施例中电能表掉电检测设备100(电能表掉电检测设备100中集成有电能表掉电检测装置)，电能表掉电检测设备100中运行电能表掉电检测对应的计算机可读存储介质，以执行电能表掉电检测的步骤。

可以理解的是，图1中电能表掉电检测设备中包含的装置并不构成对本发明实施例的限制，即，电能表掉电检测设备中包含的装置数量、装置种类不影响本发明实施例中技术方案整体实现，均可以算作本发明实施例要求保护技术方案的等效替换或衍生。

本发明实施例中电能表掉电检测设备100通过：获取所述处理器中交流信号采样模块按照预设采集频率采集的检测电压；处理所述检测电压获得最低有效电压，将所述最低有效电压按照各自检测电压的采集顺序排列，形成有效电压序列；若所述有效电压序列中存在过零点，则获取相邻过零点之间的目标有效电压，并统计各所述目标有效电压的电压总和；将所述电压总和与预设参比电压进行比对，获得电压比对结果，并根据所述电压比对结果，输出掉电提示。

本发明实施例中该电能表掉电检测设备100可以是独立的电能表掉电检测设备，也可以是电能表掉电检测设备组成的电能表掉电检测设备网络或电能表掉电检测设备集群，例如，本发明实施例中所描述的电能表掉电检测设备100，其包括但不限于计算机、网络主机、单个网络电能表掉电检测设备、多个网络电能表掉电检测设备集或多个电能表掉电检测设备构成的云电能表掉电检测设备。

本领域技术人员可以理解，图1中示出的电能表掉电检测设备中电能表掉电检测电路，仅仅是与本申请方案一种具体，并不构成对本申请方案的限定，还可以包括比图1中所示更多或更少的电路元件，例如图1中仅示出1个电能表掉电检测设备，可以理解的，该电能表掉电检测设备中电能表掉电检测电路的具体还可以包括一个或多个其他电能表掉电检测设备，具体此处不作限定；该电能表掉电检测设备100中还可以包括存储器，用于存储历史采集到的检测电压。

此外，本申请电能表掉电检测设备中电能表掉电检测电路的具体中电能表掉电检测设备100可以设置显示装置，或者电能表掉电检测设备100中不设置显示装置与外接的显示装置通讯连接，显示装置用于输出电能表掉电检测设备中电能表掉电检测方法执行的结果。

需要说明的是，图1所示的电能表掉电检测设备中电能表掉电检测电路的具体示意图仅仅是一个示例，本发明实施例描述的电能表掉电检测设备中电能表掉电检测电路的具体是为了更加清楚的说明本发明实施例的技术方案，并不构成对于本发明实施例提供的技术方案的限定。

基于上述电能表掉电检测设备中电能表掉电检测电路，提出了电能表掉电检测方法的实施例。本实施例中电能表掉电检测方法包括：

本实施例中的电能表掉电检测方法应用在电能表掉电检测设备，电能表掉电检测设备种类不作具体限定，例如，电能表掉电检测设备可以是终端。

本实施例中的电能表掉电检测设备中包括电能表掉电检测电路，所述电能表掉电检测电路与处理器通信连接，所述电能表掉电检测电路包括：

第一电阻(R1)、第二电阻(R2)和第三电阻(R3)；

所述第一电阻(R1)、所述第二电阻(R2)和所述第三电阻(R3)的一端分别与所述处理器中的交流信号采样模块连接；

所述第一电阻(R1)的另一端连接零线或火线，所述第二电阻(R2)的另一端连接所述处理器中的电压输出模块，所述第三电阻(R3)的另一端接地。

如图1所示，本实施例中电能表掉电检测电路包括第一电阻(R1)、第二电阻(R2)和第三电阻(R3)，所述第一电阻(R1)、所述第二电阻(R2)和所述第三电阻(R3)的一端分别与处理器中的交流信号采样模块连接，第一电阻(R1)的另一端连接零线或火线，第二电阻(R2)的另一端连接处理器中的电压输出模块，第三电阻(R3)的另一端接地。

在本申请一些实施例中，所述第二电阻(R2)的阻值和所述第三电阻(R3)的阻值相同，所述第二电阻(R2)和所述第三电阻(R3)分压；

所述第一电阻(R1)的阻值是所述第二电阻(R2)的阻值或所述第三电阻(R3) 的阻值的预设倍数，所述预设倍数大于十。

即，本实施例中第二电阻(R2)的阻值和第三电阻(R3)的阻值相同，第二电阻(R2)和第三电阻(R3)之间两端的分压相同，第二电阻(R2)和第三电阻(R3)之间两端的电压为处理器中电压输出模块(英文简称：VREF，英文全称：Voltagereference)输出的基准电压的一半，所述第一电阻(R1)的阻值是所述第二电阻(R2)的阻值或所述第三电阻(R3)的阻值的预设倍数，所述预设倍数大于十，也就是说，本申请实施例中第一电阻(R1)的阻值远大于第二电压和第三电压，第一电阻(R1)分担交流电的电压，本领域技术人员可以将多个电阻串联作为第一电阻(R1)。

可以理解的是，参数图1本实施中电能表掉电检测中还设置电容，电容用于去除干扰，在不影响电能表掉电检测电路整体功效的前提下，本领域技术人员可以根据具体的需求设置需要的电路元件。

本实施例中处理器设置交流信号采样模块(英文简称：ADC，英文全称： Analog-to-Digital Converter，又称指模/数转换器或者模拟/数字转换器)，通过处理器中的交流信号采样模块以预设采样频率进行电压信号采样，预设采样频率根据交流电频率设置，例如，中国某地区交流电的频率为50Hz，则设置预设采样频率设置为1000Hz，这样交流电一个波的周期内可以采样20次检测电压，处理器中设置对检测电压分析的程序，处理器确定检测电压中的过零点，对两个相邻过零点之间的10个检测电压处理分析，可以判定是否掉电，即，电能表掉电检测设备分析交流电半个波的数据，在10ms就可以得到掉电检测结果。本实施例中可以快速地确定掉电，同时电压检测精度依赖于电阻的精度和交流信号采样模块采样精度，采样精度高，误判情况少。

如图2所示，图2为本申请实施例中电能表掉电检测方法的一个实施例流程示意图，该电能表掉电检测方法包括步骤201-204：

201，获取所述处理器中交流信号采样模块按照预设采集频率采集的检测电压。

本实施例中电能表掉电检测设备接收掉电检测指令，其中，电表掉电检测指令的触发方式不作具体限定，即，掉电检测设备可以是用户主动触发的，例如，用户将电能表掉电检测设备连接到设备的电路中，主动触发掉电检测指令；此外，掉电检测指令还可以是电能表掉电检测设备自动触发的，例如，电能表掉电检测设备中预设在设备工作的过程中实时地触发掉电检测检测指令，电能表掉电检测设备监测自身的状态，电能表掉电检测设备检测到自身工作时，自动触发掉电检测指令。

电能表掉电检测设备接收掉电检测指令之后，电能表掉电检测设备中的处理器向交流信号采样模块发出采样指令，交流信号采样模块按照预设采集频率采集的检测电压，其中，本实施例中处理器中交流信号采样模块的预设采集频率根据交流电频率设置，例如，预设采集频率为1000Hz或者设置为2000Hz。

具体地，本实施例中处理器中设置计时器，电能表掉电检测设备获取所述处理器中计时器发送的时钟信号；电能表掉电检测设备将所述时钟信号的频率作为预设采集频率，按照所述预设采集频率采集检测电压。

可以理解的是，电能表掉电检测设备分析交流电半个周期的检测电压，确定是否存在掉电现象，若预设采集频率过低会影响分析准确度，采样频率越高对数据处理的硬件要求越高，因此，需要根据具体需求设置采样频率，以在低成本的情况下实现准确地掉电检测，具体地：

202，处理所述检测电压获得最低有效电压，将所述最低有效电压按照各自检测电压的采集顺序排列，形成有效电压序列。

电能表掉电检测设备处理检测电压获得最低有效电压，即，本实施例中电能表掉电检测设备可以直接对检测电压进行分析，但是数据计算量较大，因此，电能表掉电检测设备将检测电压转化为最低有效电压，电能表掉电检测设备将最低有效电压按照各自检测电压的采集顺序排列，形成有效电压序列。

具体地，所述步骤202包括：

(1)、获取所述处理器中电压输出模块输出的基准电压；

(2)、将所述检测电压减去所述基准电压的一半，获得最低有效电压，将所述最低有效电压按照各自检测电压的采集顺序排列，形成有效电压序列。

电能表掉电检测设备获取处理器中电压输出模块输出的基准电压；基准电压可以是3.3V，电能表掉电检测设备将检测电压减去基准电压的一半，获得最低有效电压，电能表掉电检测设备将最低有效电压按照各自检测电压的采集顺序排列，形成有效电压序列。

本实施例中步骤202之后，包括：

本实施例中电能表掉电检测设备判断有效电压序列中是否存在方向相反且相邻的两个最低有效电压；若有效电压序列中存在方向相反且相邻的两个最低有效电压，电能表掉电检测设备则判定有效电压序列中存在过零点；若有效电压序列中不存在方向相反且相邻的两个最低有效电压，电能表掉电检测设备则判定有效电压序列中不存在过零点。

本领域技术人员可以理解的是，特殊情况下若有效电压序列中不存在方向相反且相邻的两个最低有效电压，电能表掉电检测设备进一步地判断有效电压序列中是否存在间隔的两个零点，若有效电压序列中存在间隔的两个零点，电能表掉电检测设备判定有效电压序列中存在过零点，若有效电压序列中不存在间隔的两个零点，电能表掉电检测设备判定有效电压序列中不存在过零点。

本实施例中交流电的是正弦波(或者余弦波)，两个零点之间是半个周期，电能表掉电检测设备判断有效电压序列中是否存在方向相反且相邻的两个最低有效电压，寻找有效电压序列中存在过零点，提取两个相邻零点之间待有效电压进行分析，从而实现半个波形周期的电压数据分析，具体地：

203，若所述有效电压序列中存在过零点，则获取相邻过零点之间的目标有效电压，并统计各所述目标有效电压的电压总和。

若有效电压序列中存在过零点，电能表掉电检测设备则获取相邻过零点之间的目标有效电压，并统计各所述目标有效电压的电压总和，即，预设采样频率为1000Hz，相邻过零点之间的目标有效电压有10个，电能表掉电检测设备统计10个目标有效电压获得电压总和，可以理解的是，有效电压序列中存在过零点时，两次过零点之间共10个采样点，为半个采样周期10ms，因此，两次过零点之间所有采样值相加等效于输入电压Ui信号的半周波平均值Uavg。

204，将所述电压总和与预设参比电压进行比对，获得电压比对结果，并根据所述电压比对结果，输出掉电提示。

电能表掉电检测设备中预设参比电压，预设参比电压根据电能表额定交流电电压及容许系数确定，即预设参比电压为电能表额定交流电电压与容许系数的乘积，其中，容许系数小于1，例如，对于电能表其额定工作电压为220V，但其在电能表额定交流电电压50％任能工作，当将掉电检测点设定为电能表额定交流电电压70％时，电能表的AC/DC电路在电能表额定交流电电压50％-70％区间仍能正常输出直流；因此，在设定预设参比电压时，可将工作电压乘以系数，可选地，容许系数可为0.5～0.7。电能表掉电检测设备将电压总和与预设参比电压进行比对，获得电压比对结果，并根据所述电压比对结果，输出掉电提示。具体地，步骤204包括：

(1)、获取所述零线或火线的峰值电压或有效电压，根据所述峰值电压或所述有效电压设置预设参比电压，并将所述电压总和与所述预设参比电压进行比对；

(2)、若所述电压总和大于所述预设参比电压，则持续监测；

(3)、若所述电压总和小于或等于所述预设参比电压，则输出掉电提示。

本实施例中电能表掉电检测设备获取零线或火线的峰值电压或有效电压，根据所述峰值电压或所有效电压设置预设参比电压，电能表掉电检测设备将所述电压总和与所述预设参比电压进行比对；若所述电压总和大于所述预设参比电压，电能表掉电检测设备判定没有出现掉电现象，并持续监测；若电压总和小于或等于预设参比电压，电能表掉电检测设备判定出现掉电现象，出现掉电现象则输出掉电提示。

本申请实施例电能表掉电检测方法中处理器中交流信号采样模块按照预设采集频率采集检测电压，预设采集频率是交流电频率的多倍，这样一个交流电周期内采集到多个检测电压，通过对多个检测电压进行处理确定检测电压序列中的过零点，分析两个相邻过零点之间的电压，从而确定电能表在交流电的半个波形周期是否掉电，具体地，将检测电压转化为最低有效电压，将最低有效电压按照各自检测电压的采集顺序排列，形成有效电压序列；若有效电压序列中存在过零点，则获取相邻过零点之间的目标有效电压，并统计各目标有效电压的电压总和；将电压总和与预设参比电压进行比对，获得电压比对结果，并根据比对结果确定电能表是否掉电，本申请中检测电压的处理步骤较为简单，使得检测电压的处理效率和检测电压的采集频率匹配，这样通过对交流电对半个波形周期的检测电压进行分析，从而确定电能表是否掉电，提高了掉电检测的效率。

在本申请一些实施例中，具体说明了有效电压序列中不存在过零点时，电能表掉电检测方法进行分析，即，电能表掉电检测设备确定交流电半个波形周期为10ms，没有出现掉电的情况下有效电压序列10ms通常情况下可以检测到过零点，为了避免计时误差，电能表掉电检测设备设置大于10ms的时间为预设时间间隔，若预设时间间隔所述有效电压序列中不存在过零点，则输出掉电提示，这样电能表掉电检测设备实现开始地掉电检测。

为了方便理解，本实施例给出了电能表掉电检测方法中具体参数处理示例，参照图3，图3是本申请实施例中提供的电能表掉电检测方法中电能表掉电检测电路具体结构的示意图。

图3中R1+R2+R3+R4相当于上述实施例中的第一电阻，R11相当于上述实施例中的第二电阻，R12相当于上述实施例中的第三电阻，R11＝R12， R1+R2+R3+R4远大于R11，C1用于滤除电路上的干扰信号。MCU内置的ADC 用于采样交流电压信号Uo。

(1)、原理分析

如图3所示，图3中电流存在以下关系：

经过化简：

因R1+R2+R3+R4远大于R11，因此将上述公式中

忽略不计，则变为：

从上述公式看，Uo等效于在0.5VREF的直流分量上叠加了一个与Ui信号等比例关系的交流信号。

(2)、MCU处理过程：

MCU内置的ADC按照1ms间隔采样Uo信号，并将其转换为数字信号。以 12位ADC为例，其满刻度的LSB为4095，0.5VREF对应LSB为2048。

将采样到的LSB减去2048并记录LSB[i]；相当于去掉了0.5VREF，保留了：

如果上一次采样到的LSB[i-1]与本次采样的LSB[i]符号不同，则说明Ui信号出现了过零。

即等效于Ui信号的半周波平均值Uavg。(交流电50Hz信号周期20ms，半周波为10ms，对应10个采样点)

当MCU检测到Uavg低于正常输入220V时的70％时，判定为掉电。因此掉电信号最多延迟10ms。

如果超过12ms(留一定余量，避免频率变化引入的偏差)未检测到过零，则直接判定为掉电。

可以理解的是，LSB表示的是数字流中的最后一位，也表示组成满量程输入范围的最小单位。对于12位转换器来说，LSB的值相当于模拟信号满量程输入范围除以4096的商。如果用真实的数字来表示的话，对于满量程输入范围为 4.096V的情况，一个12位转换器对应的LSB大小为1mV。

本实施例中电能表交流工作电压范围较宽，例如，50％Un(Un为参比电压，一般为220V)下仍能工作。当将掉电检测点设定为70％Un时，电能表的AC/DC 电路在50％-70％Un区间仍能正常输出直流，支撑时间增加，避免了掉电时，备用电源可能连接不及时，或者备用电池欠压，或者数据备份不及时的风险；预测同时，检测精度依赖于电阻的精度和ADC采样精度，采样精度高，误判情况少。

进一步地，为了方便理解，本实施例中就上述的电能表掉电检测电路添加具体的参数，进行说明，以下以VREF＝3.3V，R11、R12为10KΩ，R1、R2、 R3、R4为330kΩ为例：

为0.0076，可以忽略不计。以下表格表明了Ui在各种不同电压下Uo的输出电压。

Ui(V)	R1+R2+R3+R4(kΩ)	R11/R12(kΩ)	VREF(V)	Uo(V)
					0	1320	10	3.3	1.65
311.08	1320	10	3.3	2.83
					-311.08	1320	10	3.3	0.47
373.296	1320	10	3.3	3.064
					-373.296	1320	10	3.3	0.236

311.08V为220V电压的正峰值电压(220*1.414)

-311.08V为220V电压的正峰值电压(-220*1.414)

373.296V为1.2倍220V电压的正峰值电压(220*1.2*1.414)

-373.296V为1.2倍220V电压的正峰值电压(-220*1.2*1.414)

从上表看，在1.2倍电压下，仍不超过VREF＝3.3V。

本实施例中上述数据可以准确地确定电能表掉电检测的准确度。

如图4所示，图4是电能表掉电检测装置的一个实施例结构示意图。

为了更好实施本申请实施例中电能表掉电检测方法，在电能表掉电检测方法基础之上，本申请实施例中还提供一种电能表掉电检测装置，所述电能表掉电检测装置设置于处理器，所述处理器与电能表掉电检测电路通信连接，所述电能表掉电检测装置包括：

检测获取模块301，用于获取所述处理器中交流信号采样模块按照预设采集频率采集的检测电压；

处理排序模块302，用于处理所述检测电压获得最低有效电压，将所述最低有效电压按照各自检测电压的采集顺序排列，形成有效电压序列；

电压统计模块303，用于若所述有效电压序列中存在过零点，则获取相邻过零点之间的目标有效电压，并统计各所述目标有效电压的电压总和；

比对输出模块304，用于将所述电压总和与预设参比电压进行比对，获得电压比对结果，并根据所述电压比对结果，输出掉电提示。

在本申请一些实施例中，所述的电能表掉电检测装置，包括：

所述预设采集频率根据交流电频率设置，所述预设采集频率大于所述交流电频率，所述预设采集频率与所述交流电频率成正比；

在本申请一些实施例中，所述的电能表掉电检测装置中处理排序模块302 执行所述处理所述检测电压获得最低有效电压，将所述最低有效电压按照各自检测电压的采集顺序排列，形成有效电压序列，包括：

获取所述处理器中电压输出模块输出的基准电压；

在本申请一些实施例中，所述的电能表掉电检测装置中比对输出模块304 执行所述将所述电压总和与预设参比电压进行比对，获得电压比对结果，并根据所述电压比对结果，输出掉电提示，包括：

若所述电压总和大于所述预设参比电压，则持续监测；

在本申请一些实施例中，所述的电能表掉电检测装置，包括；

在本申请一些实施例中，所述的检测获取模块301，包括；

获取所述处理器中计时器发送的时钟信号；

本实施例电能表掉电检测装置，通过处理器中交流信号采样模块按照预设采集频率采集检测电压，预设采集频率是交流电频率的多倍，这样一个交流电周期内采集到多个检测电压，通过对多个检测电压进行处理确定检测电压序列中的过零点，分析两个相邻过零点之间的电压，从而确定电能表在交流电的半个波形周期是否掉电，具体地，将检测电压转化为最低有效电压，将最低有效电压按照各自检测电压的采集顺序排列，形成有效电压序列；若有效电压序列中存在过零点，则获取相邻过零点之间的目标有效电压，并统计各目标有效电压的电压总和；将电压总和与预设参比电压进行比对，获得电压比对结果，并根据比对结果确定电能表是否掉电，本申请中检测电压的处理步骤较为简单，使得检测电压的处理效率和检测电压的采集频率匹配，这样通过对交流电对半个波形周期的检测电压进行分析，从而确定电能表是否掉电，提高了掉电检测的效率。

本发明实施例还提供一种电能表掉电检测设备，如图5所示，图5是本申请实施例中提供的电能表掉电检测设备的一个实施例结构示意图。

电能表掉电检测设备集成了本发明实施例所提供的任一种电能表掉电检测装置，所述电能表掉电检测设备包括：

电能表掉电检测电路；

一个或多个处理器；

存储器；以及

所述电能表掉电检测电路的结构如上述；

一个或多个应用程序，其中所述一个或多个应用程序被存储于所述存储器中，并配置为由所述处理器执行上述电能表掉电检测方法实施例中任一实施例中所述的电能表掉电检测方法中的步骤。

具体来讲：电能表掉电检测设备可以包括一个或者一个以上处理核心的处理器401、一个或一个以上计算机可读存储介质的存储器402、电源403和输入单元404等部件。本领域技术人员可以理解，图5中示出的电能表掉电检测设备结构并不构成对电能表掉电检测设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。其中：

处理器401是该电能表掉电检测设备的控制中心，利用各种接口和线路连接整个电能表掉电检测设备的各个部分，通过运行或执行存储在存储器402内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器402内的数据，执行电能表掉电检测设备的各种功能和处理数据，从而对电能表掉电检测设备进行整体监控。可选的，处理器401可包括一个或多个处理核心；优选的，处理器401可集成应用处理器和调制解调处理器，其中，应用处理器主要处理操作***、用户界面和应用程序等，调制解调处理器主要处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调处理器也可以不集成到处理器401中。

存储器402可用于存储软件程序以及模块，处理器401通过运行存储在存储器402的软件程序以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理。存储器402 可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作***、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据电能表掉电检测设备的使用所创建的数据等。此外，存储器 402可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。相应地，存储器402 还可以包括存储器处理器，以提供处理器401对存储器402的访问。

电能表掉电检测设备还包括给各个部件供电的电源403，优选的，电源403 可以通过电源管理***与处理器401逻辑相连，从而通过电源管理***实现管理充电、放电、以及功耗管理等功能。电源403还可以包括一个或一个以上的直流或交流电源、再充电***、电源故障检测电路、电源转换器或者逆变器、电源状态指示器等任意组件。

该电能表掉电检测设备还可包括输入单元404，该输入单元404可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与用户设置以及功能控制有关的键盘、鼠标、操作杆、光学或者轨迹球信号输入。

尽管未示出，电能表掉电检测设备还可以包括显示单元等，在此不再赘述。具体在本实施例中，电能表掉电检测设备中的处理器401会按照如下的指令，将一个或一个以上的应用程序的进程对应的可执行文件加载到存储器402中，并由处理器401来运行存储在存储器402中的应用程序，从而实现各种功能，如下：

本领域普通技术人员可以理解，上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤可以通过指令来完成，或通过指令控制相关的硬件来完成，该指令可以存储于一计算机可读存储介质中，并由处理器进行加载和执行。

为此，本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以包括：只读存储器(ROM，Read Only Memory)、随机存取记忆体(RAM， Random AccessMemory)、磁盘或光盘等。其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器进行加载，以执行本发明实施例所提供的任一种电能表掉电检测方法中的步骤。例如，所述计算机程序被处理器进行加载可以执行如下步骤：

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见上文针对其他实施例的详细描述，此处不再赘述。

具体实施时，以上各个单元或结构可以作为独立的实体来实现，也可以进行任意组合，作为同一或若干个实体来实现，以上各个单元或结构的具体实施可参见前面的方法实施例，在此不再赘述。

以上各个操作的具体实施可参见前面的实施例，在此不再赘述。

以上对本申请实施例所提供的一种电能表掉电检测方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims

1.一种电能表掉电检测方法，其特征在于，所述电能表掉电检测方法应用于电能表掉电检测电路，所述电能表掉电检测电路与处理器通信连接；

所述电能表掉电检测方法，包括：

2.根据权利要求1所述的电能表掉电检测方法，其特征在于，

所述预设采集频率根据交流电频率设置；

3.根据权利要求1所述的电能表掉电检测方法，其特征在于，所述处理所述检测电压获得最低有效电压，将所述最低有效电压按照各自检测电压的采集顺序排列，形成有效电压序列，包括：

获取所述处理器中电压输出模块输出的基准电压；

4.根据权利要求1所述的电能表掉电检测方法，其特征在于，所述处理所述检测电压获得最低有效电压，将所述最低有效电压按照各自检测电压的采集顺序排列，形成有效电压序列之后，所述方法包括：

5.根据权利要求1所述的电能表掉电检测方法，其特征在于，所述将所述电压总和与预设参比电压进行比对，获得电压比对结果，并根据所述电压比对结果，输出掉电提示，包括：

若所述电压总和大于所述预设参比电压，则持续监测；

6.根据权利要求1所述的电能表掉电检测方法，其特征在于，所述处理所述检测电压获得最低有效电压，将所述最低有效电压按照各自检测电压的采集顺序排列，形成有效电压序列之后，所述方法包括：

7.根据权利要求1-6任意一项所述的电能表掉电检测方法，其特征在于，所述获取所述处理器中交流信号采样模块按照预设采集频率采集的检测电压，包括：

获取所述处理器中计时器发送的时钟信号；

8.一种电能表掉电检测装置，其特征在于，所述电能表掉电检测装置设置于处理器，所述处理器与电能表掉电检测电路通信连接，所述电能表掉电检测装置包括：

9.一种电能表掉电检测设备，其特征在于，所述电能表掉电检测设备包括：

电能表掉电检测电路；

一个或多个处理器；

存储器；以及

一个或多个应用程序，其中所述一个或多个应用程序被存储于所述存储器中，并配置为由所述处理器执行以实现权利要求1至7中任一项所述的电能表掉电检测方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器进行加载，以执行权利要求1至7任一项所述的电能表掉电检测方法中的步骤。