CN201662593U - 三相电子式gprs多功能电能表 - Google Patents

三相电子式gprs多功能电能表 Download PDF

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万宇龙
张洪峰
付刚
肖传峰
段锋
芦道洪
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Abstract

一种三相电子式GPRS多功能电能表，由电流采样电路、电压采样电路、电能量计算电路、单片机接口电路、红外通信接口电路、GPRS通讯接口电路等组成，所述的电流采样电路包括R7、R8、R9及R10，所述的电压采样电路包括R46、R93、R107及R112，所述的电能量计算电路包括计量处理单元U4，所述的单片机接口电路包括CPU中央处理单元U5，所述的红外通信接口电路包括IFRH，所述的GPRS通讯接口电路包括GPRS通信处理单元U1，除计量有功电能量及分相电量外，还具有计量分时电能量，电压、电流、有功功率、功率因数、频率等瞬时量，并能显示、存储和输出数据的功能。

Description

三相电子式GPRS多功能电能表
技术领域
本实用新型涉及一种电能计量装置，具体涉及一种三相电子式GPRS多功能电能表。
背景技术
目前，随着无线通信数字网络的发展，无线远程自动抄表已成为发展的必然趋势，其应用领域极为广阔。目前，基于仪表分布点多面广，其远程抄表大多仍沿用有线传输方式，线路维护量很大。由于电话线公用，通讯时经常发生冲突，既影响了数据的传输也对电调部门的正常工作造成了干扰，并且此种方式对通讯部门程控交换机正常、稳定的运行也有一定的影响。为保证传输质量，若采用专线方式，投资成本太高；迫切需要采用***GSM无线数字网的通讯方式，解决了远程抄表数传路由的瓶颈问题。
发明内容
本实用新型的目的在于克服上述技术中存在的不足之处，提供一种结构简单、设计合理，运行稳定可靠的三相电子式GPRS多功能电能表。
为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：由电流采样电路、电压采样电路、电能量计算电路、单片机接口电路、红外通信接口电路、GPRS通讯接口电路等组成，所述的电流采样电路包括R7、R8、R9及R10，所述的电压采样电路包括R46、R93、R107及R112，所述的电能量计算电路包括计量处理单元U4，所述的单片机接口电路包括CPU中央处理单元U5，所述的红外通信接口电路包括IFRH，所述的GPRS通讯接口电路包括GPRS通信处理单元U1。
本实用新型的优点是：
1、计量功能
分时计量正、反向有功电能(有功计量方式可设置)，并存储其数据；
分时计量正、反向无功电能(无功计量方式可设置)，并存储其数据；
分时计量正、反向有功和正、反向无功的最大需量及发生时间，并存储其数据；
计量四象限无功电能，并存储其数据；
计量A、B、C相的总有功电能，并存储其数据；
2、复费率功能
可编程4种费率，10个时段，5套日时段表，4个时区及12个公共假日；
内置时钟具有日历、计时和自动闰年功能。
3、显示功能
液晶显示，在-20℃～+50℃温度范围内能清晰显示；
具有参数自动轮显功能，轮显的参数(不超过32项)及时间、顺序可设置；
可设置最多64项按键显示的参数；
用遥控器可查看任意一项数据内容。
4、事件记录功能
实时测量A、B、C三相电压、电流等有效值及功率、功率因数和当前频率；
具有失压、失流、电压合格率、停电、编程、需量清零、广播校时等事件记录功能；
可设置6类数据记录负荷曲线，容量达到2M字节。
5、特殊功能
具有停电红外和按钮唤醒功能，并可实现停电红外抄表；
具有故障信息提示、报警及超负荷跳闸输出功能；
具有三相无电压时电流检测、电量冻结、负荷代表日记录功能；
可以通过GPRS抄表。
本实用新型三相电子式GPRS多功能电能表采用先进技术设计的新型智能电能表，具有精度高、稳定性好、布局合理、工艺先进、实用性强、功能强大、操作方便等特点，可准确、快捷地对各类电参数进行测量计算，按照预先设定的时段进行计费，本***除了准确、实时抄表外，还提供了设备管理功能，如告警：开箱告警(无此功能)、停电告警、逆相告警、超温告警(无此功能)、过载告警等及相应失压、失流、电压合格率、编程等事件记录；(增加)。
附图说明
图1是本实用新型原理示意图；
图2是本实用新型电流采样电路；
图3是本实用新型电压采样电路；
图4是本实用新型电能量计算电路；
图5是本实用新型单片机计量电路；
图6是本实用新型红外通信接口电路；
图7是本实用新型GPRS通讯接口电路。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的实施例作进一步详细描述。
由图1-图7可知，本实用新型由电流采样电路1、电压采样电路2、电能量计算电路3、单片机接口电路4、红外通信接口电路5、GPRS通讯接口电路6等组成，所述的电流采样电路1包括R77、R88、R99及R1010，所述的电压采样电路2包括R46 11、R93 12、R107 13及R112 14，所述的电能量计算电路3、包括计量处理单元U4 15，所述的单片机接口电路4包括CPU中央处理单元U5 16，所述的红外通信接口电路5包括IFRH 17，所述的GPRS通讯接口电路6包括GPRS通信处理单元U118。
所述的电流采样电路1包括电流互感器，电流互感器的输出接采样电阻R7 7和R8 7上，转换得到的电压信号接入计量处理单元U4 15，所述的电压采样电路2包括电压互感器，电压互感器的输出接采样电阻R46 11和R107 13，转换得到的电压信号经滤波电路接入计量处理单元U4 15。
所述的计量处理单元U4 15对接入的电流及电压信号，进行电压/电流数字转换、脉冲整形等。
计量处理单元U4 15，以SPI总线形式，通过R1-R4将实际电压、电流、电能等数据传送到CPU中央处理单元U5 16
所述的红外通信接口电路5、RS485接口和GPRS通讯接口电路6，同CPU中央处理单元U5 16之间建立双向信息交换通道。
CPU中央处理单元U5 16通过RXDA、TXDA与GPRS通信处理单元U1 18进行数据交换。
它还包括液晶显示屏19，它同电能表CPU中央处理单元U5 16之间建立信息交换通道。
本实用新型所述的三相电子式GPRS多功能表，由电流采样电路、电压采样电路、电能量计算电路、单片机接口电路、红外通信接口电路、GPRS通讯接口电路等组成，所述的电流采样电路包括R7-R10，所述的电压采样电路包括R46、R93、R107及R112，所述的电能量计算电路包括计量处理单元U4，所述的单片机接口电路包括CPU中央处理单元U5，所述的红外通信接口电路包括IFRH，所述的GPRS通讯接口电路包括GPRS通信处理单元U1；所述的电流采样电路包括电流互感器，电流互感器的输出接采样电阻R7、R8上，转换得到的电压信号接入计量处理单元U4；所述的电压采样电路包括电压互感器，电压互感器的输出接采样电阻R46和R107，转换得到的电压信号经滤波电路接入计量处理单元U4；所述的计量处理单元U4对接入的电流及电压信号，进行电压/电流数字转换、脉冲整形等；所述的计量处理单元U4，以SPI总线形式，通过R1-R4将实际电压、电流、电能等数据传送到CPU中央处理单元U5；所述的红外通信接口电路、RS485接口和GPR讯接口电路，同CPU中央处理单元U5之间建立双向信息交换通道；所述的CPU中央处理单元U5通过RXDA、TXDA与GPRS通信处理单元U1进行数据交换，将数据通过GPRS发送到主站。此外，本实用新型还包括液晶显示屏，它同电能表CPU中央处理单元U5之间建立信息交换通道。
电能表工作时，电压、电流经取样电路分别取样后，送至放大电路缓冲放大，再由CPU内部A/D转换器变成数字信号，送到单片机接口电路进行运算处理。
单片机接口电路用于运算、计量和处理各种输入输出数据，完成有功电能计量、远方控制功能，根据需要显示各项数据、通过红外、RS485或GPRS接口进行通讯传输，并完成运行参数的监测，记录存储各种数据。由于计算、计量及各种功能的处理采用不同的单片机完成，使得各种数据来源更加可靠，处理更加灵活，迅速。
电流检测采用电流互感器，将现场3路电流信号变成0-7.5mA的电流信号，经过采样电阻变成0-3V的电压信号，通过高频滤波电路送入单片机A/D变换器转换成数字信号。电压检测采用电阻网络分压，将3路220V强电信号转换成0-3V的弱电信号，此信号通过高频滤波电路送入单片机的另外3路A/D变换器转换成数字信号。单片机通过A/D电路取得离散化的电压电流数字信号，通过软件滤波滤除杂波及干扰，送入单片机接口电路进行计算，计算后可得到需要的电压、电流、功率、功率因数、频率等实时值，通过时间的累计可得到有功电能量，电能表内具有硬件时钟电路，可以在记录总电能的同时分别记录尖、峰、平、谷的电能量数据，作为收费的依据。可以通过通讯接口获取相关数据。

Claims (6)

1.一种三相电子式GPRS多功能电能表，包括单片机，其特征在于：由电流采样电路(1)、电压采样电路(2)、电能量计算电路(3)、单片机接口电路(4)、红外通信接口电路(5)、GPRS通讯接口电路(6)等组成，所述的电流采样电路(1)包括R7(7)、R8(8)、R9(9)及R10(10)，所述的电压采样电路(2)包括R46(11)、R93(12)、R107(13)及R112(14)，所述的电能量计算电路(3)包括计量处理单元U4(15)，所述的单片机接口电路(4)包括CPU中央处理单元U5(16)，所述的红外通信接口电路(5)包括IFRH(17)，所述的GPRS通讯接口电路(6)包括GPRS通信处理单元U1(18)。
2.根据权利要求1所述的三相电子式GPRS多功能电能表，其特征在于：所述的电流采样电路(1)包括电流互感器，电流互感器的输出接采样电阻R7(7)和R8(7)上，转换得到的电压信号接入计量处理单元U4(15)，所述的电压采样电路(2)包括电压互感器，电压互感器的输出接采样电阻R46(11)和R107(13)，转换得到的电压信号经滤波电路接入计量处理单元U4(15)。
3.根据权利要求1所述的三相电子式GPRS多功能电能表，其特征在于：计量处理单元U4(15)，以SPI总线形式，通过R1-R4将实际电压、电流、电能等数据传送到CPU中央处理单元U5(16)。
4.根据权利要求1所述的三相电子式GPRS多功能电能表，其特征在于：所述的红外通信接口电路(5)、RS485接口和GPRS通讯接口电路(6)，同CPU中央处理单元U5(16)之间建立双向信息交换通道。
5.根据权利要求1所述的三相电子式GPRS多功能电能表，其特征在于：CPU中央处理单元U5(16)通过RXDA、TXDA与GPRS通信处理单元U1(18)进行数据交换。
6.根据权利要求1所述的三相电子式GPRS多功能电能表，其特征在于：它还包括液晶显示屏(19)，它同电能表CPU中央处理单元U5(16)之间建立信息交换通道。 
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