專利名稱：M-bus三相電子式電能表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種電子儀表，尤其是一種具有M-BUS通信接口的三相電子式電能表。
背景技術(shù)：
目前，電力集抄數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采用較多的通信方式仍然以485總線和電力線載波為主，其中485總線是原本為工業(yè)自動化數(shù)據(jù)采集而設(shè)計的少結(jié)點(一般不多于100點)、短距離(一般數(shù)百米)、可規(guī)范布線的，485總線通信在多結(jié)點(以千、萬計)、長距離(數(shù)千米)、任意分布的布線方式的通信中難以可靠應(yīng)用；而電力線載波通信也存在著抗干擾能力差， 通信速率慢，抄收成功率低的缺點。在歐洲，戶用儀表的通信方式以M-BUS為主，它具有多結(jié)點、長距離、通信速率快、可靠性高等特點。目前國內(nèi)諸多大型水、電、氣、熱表企業(yè)已采用或擬采用MBUS總線通信技術(shù)。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于克服上述技術(shù)中存在的不足之處，提供一種結(jié)構(gòu)緊湊、設(shè)計合理，可解決多節(jié)點，長距離，提高通信速度和可靠性等通信問題，為電力集抄系統(tǒng)，三表集抄系統(tǒng)所需配備的電能表提供一種可靠通信接口選擇的M-BUS三相電子式電能表。為了達到上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是包括殼體和設(shè)置在殼體內(nèi)的中央處理單元MCU、三相電能計量單元、電源，所述的中央處理單元MCU通過單片機接口電路與液晶顯示單元、三相電能計量單元、數(shù)據(jù)存儲器、M-BUS總線接口、電源和紅外通信接口相連，所述液晶顯示單元同中央處理單元MCU有信息交換通道，用于指示電能表各種數(shù)據(jù)，所述的三相電能計量單元主要有電流、電壓采樣電路和計量芯片構(gòu)成，電流采樣電路通過電流互感器和采樣電阻將電流信號轉(zhuǎn)變成電壓信號后接入計量芯片，電壓采樣電路通過電阻分壓網(wǎng)路和濾波電路將電壓信號接入計量芯片，計量芯片用于產(chǎn)生與電能成正比的脈沖信號，然后輸入中央處理單元MCU的I/O 口，電能脈沖指示與三相電能計量單元連接，所述的中央處理單元MCU通過SCL、SDA與數(shù)據(jù)存儲器連接進行數(shù)據(jù)存取，所述的M-BUS總線接口和紅外通信接口，同電能表中央處理單元MCU I建立雙向信息交換通道，中央處理單元MCU通過RXD0.TXD0與M-BUS總線接口進行數(shù)據(jù)交換，將數(shù)據(jù)通過M-BUS總線發(fā)送到主站。本實用新型的優(yōu)點是1.采用M-BUS總線接口，替代傳統(tǒng)的RS485通信接口，具有通信設(shè)備容量大，通信速率高，成本低，設(shè)計簡單，布線簡便，抗干擾能力強，可滿足大容量集中抄表網(wǎng)絡(luò)的需要。2.采用的專用計量芯片ATT7030精度高，穩(wěn)定性好，進一步降低成本。
圖I是本實用新型原理框圖；圖2是單片機接口電路圖；圖3是液晶顯示單元電路圖；圖4是三相電能計量單元電路圖；[0010]圖5是數(shù)據(jù)存儲器電路圖；圖6是M-BUS總線接口電路圖；圖7是紅外通信接口電路圖。具體實施方 式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的實施例作進一步詳細描述。由圖I-圖7可知，本實用新型包括殼體和設(shè)置在殼體內(nèi)的中央處理單元MCU I、三相電能計量單元4、電源7,所述的中央處理單元MCU I通過單片機接口電路9與液晶顯示單元2、三相電能計量單元4、數(shù)據(jù)存儲器5、M-BUS總線接口 6、電源7和紅外通信接口 8相連，所述液晶顯示單元2同中央處理單元MCU有信息交換通道，用于指示電能表各種數(shù)據(jù)，所述的三相電能計量單元4主要有電流、電壓采樣電路和計量芯片構(gòu)成，電流采樣電路通過電流互感器和采樣電阻將電流信號轉(zhuǎn)變成電壓信號后接入計量芯片，電壓采樣電路通過電阻分壓網(wǎng)路和濾波電路將電壓信號接入計量芯片，計量芯片用于產(chǎn)生與電能成正比的脈沖信號，然后輸入中央處理單元MCU I的I/O 口，電能脈沖指示與三相電能計量單元4連接，所述的中央處理單元MCU I通過SCL、SDA與數(shù)據(jù)存儲器5連接進行數(shù)據(jù)存取，所述的M-BUS總線接口 6和紅外通信接口 8，同電能表中央處理單元MCU I建立雙向信息交換通道，中央處理單元MCU I通過RXD0、TXD0與M-BUS總線接口 6進行數(shù)據(jù)交換，將數(shù)據(jù)通過M-BUS總線發(fā)送到主站。所述的液晶顯示單元2采用的液晶顯示屏為LCD屏。所述的三相電能計量單元4計量芯片采用專用計量芯片ATT7030。本實用新型在中央處理單元MCUl通過SCL、SDA與數(shù)據(jù)存儲器5連接進行數(shù)據(jù)存??；M-BUS總線接口 6和紅外通信接口 8，同電能表中央處理單元MCU I建立雙向信息交換通道，中央處理單元MCU I通過RXD0、TXD0與M-BUS總線接口 6進行數(shù)據(jù)交換，將數(shù)據(jù)通過M-BUS總線發(fā)送到主站。下面結(jié)合圖I一圖7說明其工作原理=M-BUS接口是一種低成本的一點對多點的總線通信系統(tǒng)，具有通信設(shè)備容量大(500點)，通信速率高(9600bps)，成本低，設(shè)計簡單，布線簡便(無極性可任意分支，普通雙絞線)，抗干擾能力強，可滿足大容量集中抄表網(wǎng)絡(luò)的需要。本實用新型的M-BUS三相電子式電能表采用M-BUS總線接口(6)，替代傳統(tǒng)的RS485通信接口，解決多節(jié)點，長距離，提高通信速度和可靠性等通信問題。M-BUS三相電子式電能表可以對電力低壓中小三相用戶用電進行記錄，通過M-BUS總線抄回電量數(shù)據(jù)，對用戶用電進行管理。本實用新型通過三相電能計量單元(4)電路，對線路的三相電流、電壓進行取樣、放大；取樣后的波形送入專用計量芯片ATT7030處理和計算，電能計量芯片ATT7030，將現(xiàn)場經(jīng)電流互感器三相電流、經(jīng)電阻分壓網(wǎng)絡(luò)后三相電壓的信號通過轉(zhuǎn)換和處理,產(chǎn)生同電能成正比的脈沖信號,然后輸入中央處理單元MCU (I)的I/O 口，中央處理單元MCU (I)對脈沖進行監(jiān)測，累計出有功電能量，同時通過數(shù)據(jù)存儲器(5)對電能量進行存儲，通過液晶顯示單元(2)顯示，通過M-BUS總線接口(6)和紅外通信接口(8)實現(xiàn)同上位機的數(shù)據(jù)交換。單片機接口電路(9)用于運算、計量和處理各種輸入輸出數(shù)據(jù)，完成有功電能計量、本地(或)遠程通信功能，根據(jù)需要顯示有功總電能，電表表號，通信地址等、通過紅外、M-BUS接口進行通信傳輸。本實用新型可實現(xiàn)功能有(a)、計量功能三相正向有功電能計量；(b)、通信功能紅外接口和M-BUS接口通信；(C)、顯示功能液晶顯示，電能量顯示為5位整數(shù)加I位小數(shù)；(d)、輪顯M-BUS通信地址，表號和有功總電能；(e)、設(shè)置和清零出廠后不允許設(shè)置底度，低于5度電時可清零5次；(f)、脈沖輸出具備與所計量的電能成正比的LED脈沖和電脈沖輸出功能。
權(quán)利要求1.一種M-BUS三相電子式電能表，包括殼體和設(shè)置在殼體內(nèi)的中央處理單元MCU (I)、三相電能計量單元(4)、電源(7)等，其特征在于所述的中央處理單元MCU (I)通過單片機接口電路(9)與液晶顯示單元(2)、三相電能計量單元(4)、數(shù)據(jù)存儲器(5)、M-BUS總線接口(6)、電源(7)和紅外通信接口(8)相連，所述液晶顯示單元(2)同中央處理單元MCU有信息交換通道，用于指示電能表各種數(shù)據(jù)，所述的三相電能計量單元(4)主要有電流、電壓采樣電路和計量芯片構(gòu)成，電流采樣電路通過電流互感器和采樣電阻將電流信號轉(zhuǎn)變成電壓信號后接入計量芯片，電壓采樣電路通過電阻分壓網(wǎng)路和濾波電路將電壓信號接入計量芯片，計量芯片用于產(chǎn)生與電能成正比的脈沖信號，然后輸入中央處理單元MCU (I)的I/O 口，電能脈沖指示與三相電能計量單元(4)連接,所述的中央處理單元MCU (I)通過SCL、SDA與數(shù)據(jù)存儲器(5)連接進行數(shù)據(jù)存取，所述的M-BUS總線接口(6)和紅外通信接口(8)，同電能表中央處理單元MCU (I)建立雙向信息交換通道，中央處理單元MCU (1)通過1 00、 TXDO與M-BUS總線接口(6)進行數(shù)據(jù)交換，將數(shù)據(jù)通過M-BUS總線發(fā)送到主站。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的M-BUS三相電子式電能表，其特征在于所述的液晶顯示單元(2)采用的液晶顯示屏為IXD屏。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的M-BUS三相電子式電能表，其特征在于所述的三相電能計量單元(4)計量芯片采用專用計量芯片ATT7030。
專利摘要本實用新型涉及一種M-BUS三相電子式電能表，包括殼體和設(shè)置在殼體內(nèi)的中央處理單元MCU、三相電能計量單元、電源，中央處理單元MCU通過單片機接口電路與液晶顯示單元、三相電能計量單元、數(shù)據(jù)存儲器、M-BUS總線接口、電源和紅外通信接口相連，三相電能計量單元主要有電流、電壓采樣電路和計量芯片構(gòu)成，電能脈沖指示與三相電能計量單元連接，中央處理單元MCU通過RXD0、TXD0與M-BUS總線接口進行數(shù)據(jù)交換。本實用新型采用M-BUS總線接口，替代傳統(tǒng)的RS485通信接口，具有通信設(shè)備容量大，通信速率高，成本低，設(shè)計簡單，布線簡便，抗干擾能力強，可滿足大容量集中抄表網(wǎng)絡(luò)的需要。
文檔編號G01R22/10GK202693680SQ20122025339
公開日2013年1月23日 申請日期2012年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月31日
發(fā)明者吳軍, 秦善偉, 王金彩, 蔣騰躍 申請人:黑龍江龍電電氣有限公司