专利名称：一种多路交流电量计量装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及电量计量技术领域，具体地，涉及一种多路交流电量计量装置。
背景技术：
目前，电网内使用的智能电表，已经具备了交流电多种信号的监测、运算与显示功能，并提供了一些远程传输功能。在大量的工业领域和家用领域，存在需要对多路三相交流电和单相交流电进行分别精确计量的需要，但现有的电表都只能进行单路计量和显示，如果测量多路，就需要挂多个电表。在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在安装难度大、成本高、占用体积大与使用不方便等缺陷。

发明内容
本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种多路交流电量计量装置，以实现结构简单、成本低、集成度高、功能多与使用方便的优点。为实现上述目的，本发明采用的技术方案是一种多路交流电量计量装置，包括 MCU模块、电源模块与可扩展式设置的三相计量模块，所述MCU模块、三相计量模块与电源模块集成设置、且依次电连接；
所述三相计量模块，用于采集多个三相交流支路的至少包含电流、电压与功率因数的电量信息；所述MCU模块，用于基于三相计量模块采集所得电量信息，进行计算处理，得到至少包含即时功率、累积电能与无功功率的指标信息。进一步地，以上所述的多路交流电量计量装置，还包括可扩展式设置的单相计量模块，所述MCU模块、单相计量模块与电源模块集成设置、且依次电连接；
所述单相计量模块，用于采集多个单相交流支路的至少包含电流、电压与功率因数的电量信息；所述MCU模块，用于基于单相计量模块采集所得电量信息，进行计算处理，得到至少包含即时功率、累积电能与无功功率的指标信息。进一步地，以上所述的多路交流电量计量装置，还包括通信模块，所述通信模块与 MCU模块集成设置、且信号连接；所述通信模块，用于为MCU模块与其它设备之间的信息交互提供数据传输通道。进一步地，所述通信模块，包括并行设置的本机通信设备、本地无线通信设备与本地红外线通信设备。进一步地，以上所述的多路交流电量计量装置，还包括人机交互模块，所述人机交互模块直接与MCU模块电连接、或通过通信模块与MCU模块信号连接；
所述人机交互模块，用于显示多相计量模块和/或单相计量模块采集所得电量信息和 /或MCU模块计算所得指标信息，以及设定MCU模块和/或三相计量模块和/或单相计量模块和/或电源模块和/或通信模块的相应参数。
进一步地，所述人机交互模块包括显示设备与操作按键；所述显示设备与操作按键，直接与MCU模块电连接、或通过通信模块与MCU模块信号连接。进一步地，所述MCU模块，至少包括单片机、多个I/O接口、用于实时存储多相计量模块和/或单相计量模块采集所得电量信息的片外存储器、以及用于给多相计量模块和 /或单相计量模块采集所得电量信息添加时间标签的时钟电路；所述多个I/O接口、片外存储器与时钟电路，分别与单片机电连接。进一步地，所述MCU模块，至少还包括复位及电源漏电检测电路，所述复位及电源漏电检测电路与单片机电连接；所述复位及电源漏电检测电路，用于复位、电源漏电检测、 以及在电源电压低于设定值时进行掉电输出的。进一步地，所述MCU模块，至少还包括定时上报子模块，所述定时上报子模块与单片机电连接；所述定时上报子模块，用于将多相计量模块和/或单相计量模块采集所得电量信息和/或片外存储器中存储的数据的定时上报至上级管理系统。本发明各实施例的多路交流电量计量装置，由于包括MCU模块、电源模块与可扩展式设置的三相计量模块，MCU模块、三相计量模块与电源模块集成设置、且依次电连接； 三相计量模块，用于采集多个三相交流支路的至少包含电流、电压与功率因数的电量信息； MCU模块，用于基于三相计量模块采集所得电量信息，进行计算处理，得到至少包含即时功率、累积电能与无功功率的指标信息；可以大大缩小多路交流电计量时的装置体积，降低安装工作量和难度，大大降低成本，在计量路数增加时，成本优势迅速增加；从而可以克服现有技术中安装难度大、成本高、占用体积大与使用不方便的缺陷，以实现结构简单、成本低、 集成度高、功能多与使用方便的优点。本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。


附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中
图1为根据本发明多路交流电量计量装置的工作原理示意图； 2f为根据本发明多路交流电量计量装置中MCU模块的电气原理示意图； 图3为根据本发明多路交流电量计量装置中电源模块的电气原理示意图； 图4a_图4e、图5a_图5d、以及图6a_图6d为根据本发明多路交流电量计量装置中单相计量模块的电气原理示意图 7a-图 7e、图 8a_ 图 8e、图 9a_ 图 9e、图 IOa-图 10e、图 Ila-图 lie、图 1 -图 12e、 以及图13a-图13f为根据本发明多路交流电量计量装置中多相计量模块的电气原理示意图1 与图14b为根据本发明多路交流电量计量装置中通信模块的电气原理示意图。结合附图，本发明实施例中附图标记如下
I-MCU模块；2-三相计量模块；3-单相计量模块；4-电源模块；5-通信模块。
具体实施例方式以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。根据本发明实施例，提供了一种多路交流电量计量装置。如图1-图14b所示，本实施例包括MCU模块1、电源模块4、可扩展式设置的三相计量模块2、可扩展式设置的单相计量模块3、通信模块5与人机交互模块，MCU模块1、三相计量模块2、单相计量模块3、电源模块4、通信模块5与人机交互模块集成设置。其中，单相计量模块3与三相计量模块2，电连接在MCU模块1与电源模块4之间； 人机交互模块，直接与MCU模块1电连接，或者通过通信模块5与MCU信号连接。在上述实施例中，三相计量模块2，用于采集多个三相交流支路的至少包含电流、 电压与功率因数的电量信息；单相计量模块3，用于采集多个单相交流支路的至少包含电流、电压与功率因数的电量信息；MCU模块1，用于基于单相计量模块3和/或三相计量模块 2采集所得电量信息，进行计算处理，得到至少包含即时功率、累积电能与无功功率的指标信息；人机交互模块，用于显示多相计量模块和/或单相计量模块3采集所得电量信息和/ 或MCU模块1计算所得指标信息，以及设定MCU模块1和/或三相计量模块2和/或单相计量模块3和/或电源模块4和/或通信模块5的相应参数；通信模块5，用于为MCU模块 1与其它设备(如人机交互模块)之间的信息交互提供数据传输通道。在上述实施例中，MCU模块1，至少包括单片机、多个I/O接口、片外存储器、时钟电路、复位及电源漏电检测电路与定时上报子模块；单片机、多个I/O接口、片外存储器、时钟电路、复位及电源漏电检测电路与定时上报子模块，分别与单片机电连接。具体地，片外存储器，用于实时存储多相计量模块和/或单相计量模块3采集所得电量信息；时钟电路，用于给多相计量模块和/或单相计量模块3采集所得电量信息添加时间标签；复位及电源漏电检测电路，用于复位、电源漏电检测、以及在电源电压低于设定值时进行掉电输出，例如， 在电源电压低于3V时发出告警信号；定时上报子模块，用于将多相计量模块和/或单相计量模块采集所得电量信息和/或片外存储器中存储的数据的定时上报至上级管理系统。在上述实施例中，通信模块5，包括并行设置的本机通信设备、本地无线通信设备与本地红外线通信设备。人机交互模块，包括显示设备与操作按键；显示设备与操作按键， 直接与MCU模块1电连接、或通过通信模块5与MCU模块1信号连接。具体实施时，MCU模块1的具体电气原理，可参见图2a_图2f ；电源模块4的具体电气原理，可参见图3 ；单相计量模块3的具体电气原理，可参见图4a-图6d ；三相计量模块2的具体电气原理，可参见图7a-图13f ；通信模块5的具体电气原理，可参见图14a_图 14b。在MCU模块1中，单片机的型号可以为UPD78F1166AGC-UEU-AX，时钟电路可以采用型号为RX-8025T的时钟芯片。在三相计量模块2中，三相计量芯片的型号可以为RN8302。在单相计量模块3中，单相计量芯片的型号可以为RN8209。在上述实施例中，可以在多路交流电量计量装置中集成设置有多个三相交流电量采集模块(如三相计量模块2)和多个单相交流电量采集模块(如单相计量模块3)，最低配置为1路三相交流电量采集模块和1路单相交流电量采集模块，可根据需要扩充至8路3 相三相交流电量采集模块和8路单相交流电量采集模块；可以采集多个三相交流电支路和单相交流电支路的电流、电压与功率因数，并计算出即时功率、累计电能与无功功率等关键指标。上述实施例的多路交流电量计量装置，以一个功能强大的单片机为核心，提供足够的I/O接口 ；提供片外存储器，可以根据需要存储历史数据；提供时钟芯片，可以给采集到的所有数据加上时间标签；提供1路RS232串口用于本机配置，1路RS485串口用于本地有线通讯，1路红外线接口用于本地无线通信；根据需要可以提供液晶显示和按键，便于本地直接观察各路电量数据。上述实施例的多路交流电量计量装置，通过对电表的核心部件进行多路集成设置，可实现在需要多路三相、单相交流电精确计量时，能够简便安装、且节约成本；可以代替目前采用多个单电表累加的传统方式，大大缩小多路交流电计量时的装置体积，降低安装工作量和难度，大大降低成本，在计量路数增加时，成本优势迅速增加。最后应说明的是以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明， 尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。 凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种多路交流电量计量装置，其特征在于，包括MCU模块、电源模块与可扩展式设置的三相计量模块，所述MCU模块、三相计量模块与电源模块集成设置、且依次电连接；所述三相计量模块，用于采集多个三相交流支路的至少包含电流、电压与功率因数的电量信息；所述MCU模块，用于基于三相计量模块采集所得电量信息，进行计算处理，得到至少包含即时功率、累积电能与无功功率的指标信息。
2.根据权利要求1所述的多路交流电量计量装置，其特征在于，还包括可扩展式设置的单相计量模块，所述MCU模块、单相计量模块与电源模块集成设置、且依次电连接；所述单相计量模块，用于采集多个单相交流支路的至少包含电流、电压与功率因数的电量信息；所述MCU模块，用于基于单相计量模块采集所得电量信息，进行计算处理，得到至少包含即时功率、累积电能与无功功率的指标信息。
3.根据权利要求1或2所述的多路交流电量计量装置，其特征在于，还包括通信模块， 所述通信模块与MCU模块集成设置、且信号连接；所述通信模块，用于为MCU模块与其它设备之间的信息交互提供数据传输通道。
4.根据权利要求3所述的多路交流电量计量装置，其特征在于，所述通信模块，包括并行设置的本机通信设备、本地无线通信设备与本地红外线通信设备。
5.根据权利要求3所述的多路交流电量计量装置，其特征在于，还包括人机交互模块， 所述人机交互模块直接与MCU模块电连接、或通过通信模块与MCU模块信号连接；所述人机交互模块，用于显示多相计量模块和/或单相计量模块采集所得电量信息和 /或MCU模块计算所得指标信息，以及设定MCU模块和/或三相计量模块和/或单相计量模块和/或电源模块和/或通信模块的相应参数。
6.根据权利要求5所述的多路交流电量计量装置，其特征在于，所述人机交互模块包括显示设备与操作按键；所述显示设备与操作按键，直接与MCU模块电连接、或通过通信模块与MCU模块信号连接。
7.根据权利要求6所述的多路交流电量计量装置，其特征在于，所述MCU模块，至少包括单片机、多个I/O接口、用于实时存储多相计量模块和/或单相计量模块采集所得电量信息的片外存储器、以及用于给多相计量模块和/或单相计量模块采集所得电量信息添加时间标签的时钟电路；所述多个I/O接口、片外存储器与时钟电路，分别与单片机电连接。
8.根据权利要求7所述的多路交流电量计量装置，其特征在于，所述MCU模块，至少还包括复位及电源漏电检测电路，所述复位及电源漏电检测电路与单片机电连接；所述复位及电源漏电检测电路，用于复位、电源漏电检测、以及在电源电压低于设定值时进行掉电输出的。
9.根据权利要求7所述的多路交流电量计量装置，其特征在于，所述MCU模块，至少还包括定时上报子模块，所述定时上报子模块与单片机电连接；所述定时上报子模块，用于将多相计量模块和/或单相计量模块采集所得电量信息和/或片外存储器中存储的数据的定时上报至上级管理系统。
全文摘要
本发明公开了一种多路交流电量计量装置，包括MCU模块、电源模块与可扩展式设置的三相计量模块，所述MCU模块、三相计量模块与电源模块集成设置、且依次电连接；所述三相计量模块，用于采集多个三相交流支路的至少包含电流、电压与功率因数的电量信息；所述MCU模块，用于基于三相计量模块采集所得电量信息，进行计算处理，得到至少包含即时功率、累积电能与无功功率的指标信息。本发明所述多路交流电量计量装置，可以克服现有技术中安装难度大、成本高、占用体积大与使用不方便等缺陷，以实现结构简单、成本低、集成度高、功能多与使用方便的优点。
文档编号G01R22/10GK102495279SQ20111043928
公开日2012年6月13日 申请日期2011年12月23日 优先权日2011年12月23日
发明者李征, 杨帆, 胡刚, 袁勰 申请人:无锡博欧电子科技有限公司