專利名稱：便攜式無線傳輸電能表的制作方法
便攜式無線傳輸電能表
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電能表，尤其涉及便攜式無線傳輸電能表。背景技術(shù)：
通常為計(jì)量用電量所采用的電能表都是機(jī)械式電能表，機(jī)械式電能表的自 身耗電量大，而且計(jì)量精度差。并且機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積龐大，不便攜帶，安裝 接線復(fù)雜，用戶使用不方便，在家庭中很難即插即用。 一般也只是一戶一表， 只能計(jì)量一個(gè)家庭總的用電量，很難對(duì)家中某一電器產(chǎn)品的耗電量進(jìn)行準(zhǔn)確的 計(jì)量。并且，機(jī)械式電能表也只能顯示消耗的電能，不能顯示功率、電壓、電 流、頻率、相角等參數(shù)，應(yīng)用范圍小，且功能單一。
當(dāng)然，也有少部分采用電子式電能表來計(jì)量用電量，但是，現(xiàn)有的電子式 電能表都是簡(jiǎn)單地對(duì)機(jī)械式電能表進(jìn)行替代，在功能上、精度上都與機(jī)械式差 不多，但是機(jī)械結(jié)構(gòu)比機(jī)械式簡(jiǎn)單。
上述無論是機(jī)械式電能表還是電子式電能表，都是有線傳輸，使用靈活性 差。并且，計(jì)量功能單一，計(jì)量精度低。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，提出一種便攜式無線傳輸電能 表，能夠方便用戶靈活使用，簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，并提高計(jì)量精度。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了一種便攜式無線傳輸電能表，包括相互之 間通過無線通訊的電能表發(fā)射器和遙控接收器，所述電能表發(fā)射器包括發(fā)射端 芯片，發(fā)射端芯片的輸入端連接有電壓采集電路和電流采集電路，發(fā)射端芯片 的輸出端連接有調(diào)頻發(fā)射電路，遙控接收器包括與調(diào)頻發(fā)射電路對(duì)應(yīng)的接收模
塊，接收模塊的輸出端連接到接收端芯片的輸入端，接收端芯片的輸出端連接
有LCD顯示電路。
作為優(yōu)選，所述發(fā)射端芯片的輸入端還設(shè)置有發(fā)射端按鍵電路。 作為優(yōu)選，所述電能表發(fā)射器中還包括電源電路，所述電源電路包括降壓 整流電路、12V穩(wěn)壓電路和5V穩(wěn)壓電路。
作為優(yōu)選，所述接收端芯片的的輸入端還設(shè)置有溫度采集電路。 作為優(yōu)選，所述接收端芯片的的輸入端還設(shè)置有濕度采集電路。 作為優(yōu)選，所述接收端芯片的的輸入端還設(shè)置有接收端按鍵電路。 作為優(yōu)選，所述接收端芯片的的輸出端還設(shè)置有蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路。 作為優(yōu)選，所述電壓采集電路包括分壓電阻、電容在內(nèi)的阻容系統(tǒng)，電流 采集電路采用高精度康銅或錳銅電阻作傳感頭，發(fā)射端按鍵電路包括輕觸按鍵 和銅箔，調(diào)頻發(fā)射電路包括高頻管及周圍的電阻、電容、電感，所述降壓整流 電路中采用電容降壓，采用二極管半波整流。
作為優(yōu)選，所述接收模塊包括接收、解調(diào)、檢波、放大、整形電路，所述 溫度采集電路包括精密電阻和電容組成的積分電路，濕度采集電路也包括精密 電阻和電容組成的積分電路，所述LCD顯示電路包括液晶片、導(dǎo)電膠條及銅箔 電路，接收端按鍵電路包括采用矩陣連接的銅箔電路，所述蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路由 電阻、三極管和蜂鳴器組成。
作為優(yōu)選，所述遙控接收器采用4.5V的電池提供電源。 本發(fā)明的有益效果本發(fā)明采用無線遙控技術(shù)方便了用戶的靈活使用，采 用高精度的計(jì)量芯片和微控制器相結(jié)合的技術(shù)，在大大提高測(cè)量精度的同時(shí)，又 能直觀的讀取所顯示的信息，與現(xiàn)有硬件解碼技術(shù)相比,本發(fā)明采用了微控制器 電路作為核心部件，用軟件進(jìn)行解碼，使得設(shè)計(jì)更為靈活,減去了硬件對(duì)碼的零 部件，從而大大簡(jiǎn)化了電路，使電路更簡(jiǎn)潔。
本發(fā)明的特征及優(yōu)點(diǎn)將通過實(shí)施例結(jié)合附圖進(jìn)行詳細(xì)說明。

圖1是本發(fā)明便攜式無線傳輸電能表的結(jié)構(gòu)框圖2是本發(fā)明便攜式無線傳輸電能表中電能表發(fā)射器的電路原理圖3是本發(fā)明便攜式無線傳輸電能表中遙控接收器的電路原理圖4是本發(fā)明便攜式無線傳輸電能表中遙控接收器的接收模塊的電路原理圖。
具體實(shí)施方式
參閱圖l、 2，電能表發(fā)射器盒體內(nèi)有電壓采集電路7、電流采集電路8、專 用的發(fā)射端芯片5、調(diào)頻發(fā)射電路6、存儲(chǔ)芯片17及發(fā)射端按鍵電路1，還有指 示燈電路和電源電路。電能表發(fā)射器還包含地址編碼信息和控制數(shù)據(jù)編碼信息 的發(fā)射編碼信號(hào)。電壓采集電路7包括分壓電阻、電容在內(nèi)的阻容系統(tǒng)。電流 采集電路8包括高精度傳感頭和電阻、電容電路。發(fā)射端芯片5采用專用的計(jì) 量芯片，包括專用芯片及周圍的電阻電容電路。發(fā)射端芯片5中帶有發(fā)射控制 電路，包括微控制器、晶體和周圍的電阻電容電路。記憶電路包括存儲(chǔ)芯片17 及周圍的電阻電路。發(fā)射端按鍵電路1包括輕觸按鍵和銅箔。指示燈電路包括 LED顯示器和限流電阻。調(diào)頻發(fā)射電路6包括高頻管及周圍的電阻、電容、電感 電路。電源電路包括降壓整流電路2、 12V穩(wěn)壓電路4、 5V穩(wěn)壓電路3。降壓整 流電路2中降壓部分為電容降壓電路，整流部分為二極管半波整流電路。12V穩(wěn) 壓電路采用穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓，為調(diào)頻發(fā)射電路6提供工作電壓，5V穩(wěn)壓電路采 用性能良好的78L05穩(wěn)壓，為微控制器、存儲(chǔ)芯片17和專用計(jì)量芯片提供工作 的電壓。
當(dāng)用戶把用電器插入電能表發(fā)射器的插座后，由于接通了電源，電能表發(fā)
射器開始正常工作，電流信息經(jīng)過傳感器RS1，經(jīng)過C16、 C17、 C18、 R19、 R20的 濾波，產(chǎn)生可以讓專用計(jì)量芯片識(shí)別的電壓信息，輸入專用計(jì)量芯片(CS5460A) 的15、16腳，專用計(jì)量芯片(CS5460A)馬上讀取已經(jīng)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)芯片17 (AT24C02) 中的數(shù)據(jù)，和輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行一一比對(duì)，進(jìn)行糾錯(cuò)處理后，進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成 能讓微控制器識(shí)別的數(shù)字信號(hào)。同理，電壓信息經(jīng)過R11-1、Rll-2、Rll-3、Rll-4、 Rll-5、 R11-6及R12分壓，經(jīng)過C9、 CIO、 Cll、 R13濾波，產(chǎn)生可以讓專用計(jì)量 芯片識(shí)別的電壓信息，輸入專用計(jì)量芯片(CS5460A)的9、 10腳，進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換， 轉(zhuǎn)換成能讓微控制器識(shí)別的數(shù)字信號(hào)。
當(dāng)微控制器讀到輸入的信息后，分別進(jìn)行軟件計(jì)算。根據(jù)公式生成對(duì)電壓、 電流、頻率、功率、相角，和電能的數(shù)據(jù)碼。生成一串地址編碼信息和控制數(shù)據(jù) 編碼信息的發(fā)射編碼信號(hào)通過微控制器的28腳輸出，控制發(fā)射電路工作。
調(diào)頻發(fā)射電路6由高頻三極管2SC3356 (R25)、聲表面濾波器(433. 92MHz)， 電阻R30、 R31、 R32、電容C20、 C21、 C22、 C23，電感L及一圈敷同銅構(gòu)成電 容三點(diǎn)式振蕩。沒有調(diào)頻信號(hào)時(shí)不工作，可以省電。當(dāng)受到調(diào)頻信號(hào)控制時(shí)， 調(diào)頻信號(hào)經(jīng)過電阻R30提供電路所工作的條件，電路開始振蕩。把編碼信號(hào)以載 波的方式向空間發(fā)射出去。
參閱圖1、 3，遙控接收器本體內(nèi)有受控器，受控器包括接收模塊9、微控 制器電路(接收端芯片11)、溫度采集電路16、濕度采集電路14、 LCD顯示電 路12、接收端按鍵電路15和蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路13。接收模塊9包括接收、解調(diào)、 檢波、放大、整形電路。微控制器電路(接收端芯片11)包括微控制器、晶體 及周圍的電阻、電容電路。溫度采集電路16包括精密電阻和電容組成的積分 電路。濕度采集電路14也包括精密電阻和電容組成的積分電路。LCD顯示電路 12包括液晶片、導(dǎo)電膠條及銅箔電路。
接收端按鍵電路15包括采用矩陣連接的銅箔電路。蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路13包 括電阻、三極管和蜂鳴器組成的電路。遙控接收器還包括地址編碼信息和數(shù)據(jù)
編碼信息及LCD等驅(qū)動(dòng)信息。所述遙控接收器采用4. 5V電源10 (電池)提供電源。
當(dāng)接收模塊9接收到信號(hào)后，經(jīng)過接收，解調(diào)，檢波，放大，整形輸入到微 控制器的52腳，微控制器通過對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，產(chǎn)生可以驅(qū)動(dòng)LCD的信號(hào)，輸出 驅(qū)動(dòng)LCD工作。并且通過溫度采集電路16，該采集電路由高精度電阻和滌綸電容 組成積分電路，當(dāng)溫度有變化時(shí),該采集系統(tǒng)的數(shù)值產(chǎn)生變化，輸入微控制器。 微控制器通過軟件計(jì)算，產(chǎn)生相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)LCD的信號(hào)，輸出驅(qū)動(dòng)LCD工作，顯示 溫度數(shù)據(jù)。濕度采集電路14跟溫度采集電路16的工作原理類似。
本電能表接收器有豐富而強(qiáng)大的顯示功能，能顯示當(dāng)前時(shí)鐘、當(dāng)前環(huán)境溫度 和濕度、電源電壓、電源頻率、負(fù)載電流、負(fù)載功率、負(fù)載功率因數(shù)、負(fù)載消 耗的電能、費(fèi)率設(shè)置、電費(fèi)顯示、電能對(duì)二氧化碳排放率設(shè)置。更重要的一點(diǎn) 是能顯示所消耗電能的同時(shí)，為了發(fā)電所排放的二氧化碳量，時(shí)刻提醒人們節(jié) 約用電意識(shí)，減少二氧化碳的排放量，達(dá)到保護(hù)地球環(huán)境的目的。
當(dāng)輸入的數(shù)據(jù)超過按鍵設(shè)定的數(shù)據(jù)時(shí)，微控制器通過計(jì)算，輸出控制驅(qū)動(dòng) 蜂鳴器的信號(hào)，通過電阻R2、三極管Q1驅(qū)動(dòng)蜂鳴器產(chǎn)生聲音，發(fā)出報(bào)警信號(hào)。
電能表發(fā)射器要控制遙控接收器之前，必須先進(jìn)行對(duì)碼操作如圖3。首先， 按住遙控接收器的按鍵CODE鍵，直到遙控接收器接收到信號(hào)并且顯示出數(shù)據(jù)來， 算對(duì)碼成功，要清除對(duì)碼，長按C0DE鍵，則對(duì)碼取消。
按鍵的功能很是豐富，具體如下 CODE:長按一-進(jìn)入對(duì)碼或刪除對(duì)過的碼
點(diǎn)按一-1號(hào)子機(jī)、2號(hào)子機(jī)、3號(hào)子機(jī)循環(huán)顯示
MODE:點(diǎn)按一-此鍵順序顯示電流、功率、KWH、氣體排發(fā)量、電壓；
長按一-在顯示電流的狀態(tài)下長按進(jìn)入最大負(fù)載顯示，在顯示最大 負(fù)載狀態(tài)下，長按返回電流顯示
在顯示GAS狀態(tài)下，長按進(jìn)入單位電能轉(zhuǎn)換二氧化碳顯示， 如果在此狀態(tài)下再長按此鍵，返回二氧化碳顯示狀態(tài) PRICE:點(diǎn)按一-在正常情況下，點(diǎn)按顯示總費(fèi)用。如果有2個(gè)費(fèi)率再 點(diǎn)按則顯示費(fèi)l、費(fèi)2、總費(fèi)循環(huán)。 在顯示費(fèi)率的狀態(tài)下，點(diǎn)按顯示費(fèi)率l、費(fèi)率2循環(huán)。 長按一-在顯示費(fèi)用的狀態(tài)下，進(jìn)入費(fèi)率顯示狀態(tài) 在顯示費(fèi)率的狀態(tài)下，長按返回顯示總費(fèi)用 SET:設(shè)置鍵一 —在顯示最大負(fù)載的模式下，按此鍵進(jìn)入最大負(fù)載設(shè)置 在KG/KWH狀態(tài)下，按此鍵進(jìn)入設(shè)置狀態(tài)。 在時(shí)鐘顯示狀態(tài)下按此鍵進(jìn)入時(shí)鐘設(shè)置狀態(tài). 在鬧鐘狀態(tài)下，按此鍵時(shí)入鬧鐘設(shè)置狀態(tài)。 在費(fèi)率顯示的狀態(tài)下，按此鍵進(jìn)入費(fèi)率設(shè)置狀態(tài)。 + :在各設(shè)置狀態(tài)下，調(diào)整各數(shù)值。
在非設(shè)置狀態(tài)下，華氏、攝氏轉(zhuǎn)換 CLR: 長按-一在顯示各子機(jī)的KWH、 GAS狀態(tài)下長按相應(yīng)的子機(jī)KWH、 GAS 全部清零
在顯示費(fèi)用的狀態(tài)下，長按總費(fèi)、費(fèi)l、費(fèi)2及所有子機(jī)的KWH、 GAS
全部清零。
在顯示費(fèi)率2的狀態(tài)下長按此鍵，費(fèi)率2取消。 CLOCK/ALARM 時(shí)鐘和鬧鐘的切換參閱圖4，接收模塊9由高頻三極管Q1及周圍的電阻R1-R5、電容C1-C4、 電感L1、 L2構(gòu)成超再生電路。通過超再生電路的接收，放大，解調(diào)，檢波.輸出 有用的信號(hào)，信號(hào)經(jīng)電阻R8、 R9，電容C5通過濾波，再通過Q2、 R7、 R8進(jìn)行電 流放大，通過電容C7，輸入到兩極放大(兩極放大由Q3， Q4， R9-RIO， C8， C9組成)， 再通過Q5、 R13、 R14組成的整形電路輸出給微控制器。
雖然本發(fā)明已通過了優(yōu)選的實(shí)施例進(jìn)行了圖示和描述。但是，本專業(yè)的普 通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)了解，在權(quán)利要求書的范圍內(nèi)，可做形式和細(xì)節(jié)上的各種各樣 的變化。
權(quán)利要求
1. 便攜式無線傳輸電能表，其特征在于包括相互之間通過無線通訊的電能表發(fā)射器和遙控接收器，所述電能表發(fā)射器包括發(fā)射端芯片，發(fā)射端芯片的輸入端連接有電壓采集電路和電流采集電路，發(fā)射端芯片的輸出端連接有調(diào)頻發(fā)射電路，遙控接收器包括與調(diào)頻發(fā)射電路對(duì)應(yīng)的接收模塊，接收模塊的輸出端連接到接收端芯片的輸入端，接收端芯片的輸出端連接有LCD顯示電路。
2. 如權(quán)利要求1所述的便攜式無線傳輸電能表，其特征在于所述發(fā)射端芯片 的輸入端還設(shè)置有發(fā)射端按鍵電路。
3. 如權(quán)利要求2所述的便攜式無線傳輸電能表，其特征在于所述電能表發(fā)射器中還包括電源電路，所述電源電路包括降壓整流電路、12V穩(wěn)壓電路和5V穩(wěn)壓電路。
4. 如權(quán)利要求3所述的便攜式無線傳輸電能表，其特征在于所述接收端芯片的的輸入端還設(shè)置有溫度采集電路。
5. 如權(quán)利要求4所述的便攜式無線傳輸電能表，其特征在于所述接收端芯片的的輸入端還設(shè)置有濕度采集電路。
6. 如權(quán)利要求5所述的便攜式無線傳輸電能表，其特征在于所述接收端芯片的的輸入端還設(shè)置有接收端按鍵電路。
7. 如權(quán)利要求6所述的便攜式無線傳輸電能表，其特征在于所述接收端芯片的的輸出端還設(shè)置有蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路。
8. 如權(quán)利要求3所述的便攜式無線傳輸電能表，其特征在于所述電壓采集電路包括分壓電阻、電容在內(nèi)的阻容系統(tǒng)，電流采集電路采用高精度康銅或錳 銅電阻作傳感頭，發(fā)射端按鍵電路包括輕觸按鍵和銅箔，調(diào)頻發(fā)射電路包括 高頻管及周圍的電阻、電容、電感，所述降壓整流電路中采用電容降壓，采 用二極管半波整流。
9. 如權(quán)利要求7所述的便攜式無線傳輸電能表，其特征在于所述接收模塊包括接收、解調(diào)、檢波、放大、整形電路，所述溫度采集電路包括精密電阻和 電容組成的積分電路，濕度采集電路也包括精密電阻和電容組成的積分電路，所述LCD顯示電路包括液晶片、導(dǎo)電膠條及銅箔電路，接收端按鍵電路包括 采用矩陣連接的銅箔電路，所述蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路由電阻、三極管和蜂鳴器組 成。
10.如權(quán)利要求9所述的便攜式無線傳輸電能表，其特征在于所述遙控接收器采用4. 5V的電池提供電源。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種便攜式無線傳輸電能表，包括相互之間通過無線通訊的電能表發(fā)射器和遙控接收器，電能表發(fā)射器包括發(fā)射端芯片，發(fā)射端芯片的輸入端連接有電壓采集電路和電流采集電路，發(fā)射端芯片的輸出端連接有調(diào)頻發(fā)射電路，遙控接收器包括與調(diào)頻發(fā)射電路對(duì)應(yīng)的接收模塊，接收模塊的輸出端連接到接收端芯片的輸入端，接收端芯片的輸出端連接有LCD顯示電路。本發(fā)明采用無線遙控技術(shù)方便了用戶的靈活使用，采用高精度的計(jì)量芯片和微控制器相結(jié)合的技術(shù)，在提高測(cè)量精度的同時(shí)，又能直觀的讀取所顯示的信息，與現(xiàn)有硬件解碼技術(shù)相比，本發(fā)明采用了微控制器電路作為核心部件，用軟件進(jìn)行解碼，使得設(shè)計(jì)更為靈活，減去了硬件對(duì)碼的零部件，簡(jiǎn)化了電路。
文檔編號(hào)G01R22/06GK101387660SQ200810121338
公開日2009年3月18日 申請(qǐng)日期2008年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月26日
發(fā)明者方家立 申請(qǐng)人:方家立