专利名称：单相载波电能表的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电能表，尤其涉及一种单相载波电能表。
技术背景目前国内电表安装位置比较高，常被锁在表箱内，用户需要爬梯子或打开表箱才 能刷卡购电和查看用电情况，这样给用户带来了很多不便。
发明内容本实用新型的目的在于，针对上述缺点，提供一种基于载波、红外和RS485通讯的 单相载波电能表。本实用新型的目的是这样实现的，所述的单相载波电能表，包括主控MCU、电能计 量电路、载波通讯模块、工作电源、LCD显示屏、脉冲及工作指示输出电路、安全认证模组以 及红外和RS485通讯接口，其结构特点为在主控MCU外部相应的功能引脚上连接有电能计 量电路、载波通讯模块、LCD显示屏、脉冲及工作指示输出电路、安全认证模组以及红外和 RS485通讯接口。本实用新型的目的还可通过以下技术方案实现的，所述的单相载波电能表，其特 点为包括数据存储部分，数据存储部分连接在主控MCU外部相应的功能引脚上。所述的单 相载波电能表，其特点为所述的安全认证模组采用国密SM1的ESAM模块或CPU卡。所述的 单相载波电能表，其特点为所述的安全认证模组采用国密SM1的ESAM模块和CPU卡。本实用新型与原有的电能表相比具有如下优势本实用新型的单相载波电能表能 应用于远程集中抄表系统，作为系统的低端设备，实现单个用户的电能计量、电量数据电力 线载波通讯的功能。该表可靠性、性能稳定、通信能力好。1)采用ESAM加密模块保证用户信息和购电数据安全。2)采用电力线载波通信，不用架设其它线路，方便可靠。还具备红外、RS485接口 进行抄表和参数设置。3)本实用新型采用专用大规模集成电路计量额定频率为50Hz的单相交流有功电 能；并利用低压电力线作为通信信道，把用电量数据以电力线载波方式上传，提供给远程集 中抄表系统。4)电子计数部分采用ADE7755，有功电能计量精确，长期工作不须调校。5)反向电量累计到正向，不单独计量。6)实现集中抄表。7)能扩频方式进行电力线载波通讯通讯范围——整个配变台区。8)数据传输准确、可靠、通讯能力强。9)具有开盖检测功能，记录最后三次的开盖的时间和总开关次数。
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图1为本实用新型的电路原理框图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型进行详细说明如图1所示，本实用新型所述的单相载波电能表，它包括主控MCU、电能计量电路、 载波通讯模块、工作电源、LCD显示屏、脉冲及工作指示输出电路、安全认证模组以及红外和 RS485通讯接口，其结构特点为在主控MCU外部相应的功能引脚上连接有电能计量电路、载 波通讯模块、LCD显示屏、脉冲及工作指示输出电路、安全认证模组以及红外和RS485通讯 接口。在主控MCU外部相应的功能引脚上还可连接有数据存储部分。具体各部件模块及功能如下1)主控MCU 采用现有市售产品，完成DLT645的协议解析、电能累计、时段、费率等 用电信息累计和计算，并检测各模块的工作，并能通过LCD显示。2)电能计量电路采用CS5464单相电能计量芯片，计算正反向有功、正反向无功， 测量输入的电压、火线、零线电流，即电流采样、电压采样、零线电流采样。实现方法如下通过电阻分压网络、分流片和电流互感器分别对电压信号和电流信号采样，送到 电能计量芯片，在计量芯片内部经过滤波、差分放大、A/D转换和乘法器电路进行乘法运算， 完成被计量电能的瞬时功率测量；再通过低通滤波和“数字/频率”转换器，输出与计量电 能平均功率成比例的频率脉冲信号，其中高频脉冲输出送入主控芯片组进行处理。CS5464具有软件校表功能，通过简单操作和软件处理，即可完成校表，这可大大提 高生产效率。3)载波通讯模块采用现有市售产品，该模块完成用户信息在电力线上的传输、 链路层的协议解析，并最后给基表完全符合DLT645-2007协议的通讯信息。4)工作电源采用变压器方式，输入为220v的电力线，输出有三路，分别是5v， +12v，+12v，分别供给主控部分电路、485通讯隔离电源、电能计量部分电源。5)IXD显示屏分别显示用户的用电信息和电表的故障信息，6)脉冲及工作指示输出电路计量脉冲的输出、正常工作指示。7)安全认证模组采用国密SM1的ESAM模块或/和CPU卡，对用户的用电信息进 行密文存储和交换，对需进行修改参数和重要用电信息等重要参数，进行安全认证，并记录 正常和非法错作的情况，通过载波和CPU用户卡反馈到主站。终端、用户卡和ESAM模块之间的认证和授权是由其内密藏的各种权限的密钥和 SM1加解密算法经过特定的数学运算流程进行。8)数据存储部分存储用户的特定时间的负荷或一些不重要的参数，用来对用户 的一定时间内的用电情况进行分析。 9)红外和RS485通讯接口 除通过载波能进行抄表外，还能通过红外、RS485接口 进行抄表和参数设置。本实用新型的单相载波电能表工作原理具体应用情况一集中器通过电力线载波通讯定期采集电能表的用电信息，把这 些信息送到主站，主站完成计费，并根据条件判断是否对用户断电和恢复供电，由主张通过集中器、电力线通讯下发拉闸和允许上电指令到电能表，由电能表完成拉闸和允许上电的 控制。为保证信息传输的安全，我们在表内嵌入带国密SM1的ESAM模块完成集中器(主 站)和电表之间的合法身份认证。上述的集中器采用载波集中器，为现有技术生产的产品。 具体应用情况二电能表端完成计费，用户通过用户CPU卡(远程售电终端)对电 能表充值，集中器和主站通过电力线载波通讯定期采集电能表的用电信息，并把这些信息 和售电终端的数据库信息进行统一分析，有效监控用电的情况。本部分的涉及的信息安全 同情况一。上述的集中器采用载波集中器，为现有技术生产的产品。
权利要求一种单相载波电能表，包括主控MCU、电能计量电路、载波通讯模块、工作电源、LCD显示屏、脉冲及工作指示输出电路、安全认证模组以及红外和RS485通讯接口，其特征在于在主控MCU外部相应的功能引脚上连接有电能计量电路、载波通讯模块、LCD显示屏、脉冲及工作指示输出电路、安全认证模组以及红外和RS485通讯接口。
2.根据权利要求1所述的单相载波电能表，其特征在于包括数据存储部分，数据存储 部分连接在主控MCU外部相应的功能引脚上。
3.根据权利要求1或2所述的单相载波电能表，其特征在于所述的安全认证模组采 用国密SM1的ESAM模块或CPU卡。
4.根据权利要求1或2所述的单相载波电能表，其特征在于所述的安全认证模组采 用国密SM1的ESAM模块和CPU卡。
专利摘要本实用新型公开一种单相载波电能表，包括主控MCU、电能计量电路、载波通讯模块、工作电源、LCD显示屏、脉冲及工作指示输出电路、安全认证模组以及红外和RS485通讯接口，其特征在于在主控MCU外部相应的功能引脚上连接有电能计量电路、载波通讯模块、LCD显示屏、脉冲及工作指示输出电路、安全认证模组以及红外和RS485通讯接口。本实用新型还包括数据存储部分，数据存储部分连接在主控MCU外部相应的功能引脚上。本实用新型的单相载波电能表能应用于远程集中抄表系统，作为系统的低端设备，实现单个用户的电能计量、电量数据电力线载波通讯的功能。该表可靠性、性能稳定、通信能力好。
文档编号G01R11/57GK201583594SQ20092018187
公开日2010年9月15日 申请日期2009年12月28日 优先权日2009年12月28日
发明者傅谦, 曹立波 申请人:福州中弘微电子科技有限公司