專(zhuān)利名稱(chēng)：用電現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)終端的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
用電現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)終端
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及針對(duì)大用戶(hù)配電變壓器交流采樣、自動(dòng)抄表、負(fù)荷遙測(cè)、
負(fù)荷控制以及設(shè)備在線(xiàn)監(jiān)測(cè)而設(shè)計(jì)的具有遠(yuǎn)程GPRS/SMS通信功能的全電子式用 電現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)終端。背景技術(shù)：
現(xiàn)在電力局對(duì)大用電量客戶(hù)的管理一般是用一塊多功能電表對(duì)用電情況進(jìn) 行計(jì)量，然后再用一個(gè)用電現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)終端對(duì)多功能表的運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)控，通 過(guò)無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)到電力局的相關(guān)系統(tǒng)，局方就根據(jù)這些實(shí)時(shí)數(shù)據(jù) 來(lái)判斷用電現(xiàn)場(chǎng)的用電情況是否正常、用于計(jì)量的電表工作是否正常。這樣其 實(shí)對(duì)用電現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)終端的性能要求是非常高的，因?yàn)樗谶@個(gè)系統(tǒng)中其實(shí)起到 的是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)表和監(jiān)測(cè)者的作用，而且相關(guān)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)要通過(guò)它傳輸?shù)綗o(wú)線(xiàn)通 訊網(wǎng)絡(luò)，所以對(duì)它的可靠性的要求是相當(dāng)高的，特別是在計(jì)量芯片、GPRS通訊 方面的要求都較高，目前的用電現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)終端計(jì)量精度較差、長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行不夠 穩(wěn)定可靠。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的就是解決現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題，提出一種用電現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)終 端，能夠提高計(jì)量精度，并能長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定可靠運(yùn)行。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提出了一種用電現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)終端，包括三相計(jì) 量芯片、帶液晶驅(qū)動(dòng)的功能處理芯片，三相計(jì)量芯片連接在功能處理芯片的輸 入端，功能處理芯片上還分別連接有脈沖輸出電路、LCD顯示電路、存儲(chǔ)器、紅 外通訊電路、RS485電路、帶溫度補(bǔ)償?shù)臅r(shí)鐘芯片、232通訊電路、GPRS通訊電 路，所述三相計(jì)量芯片采用AD73360L芯片。
作為優(yōu)選，所述存儲(chǔ)器采用24LC256I芯片。作為優(yōu)選，所述功能處理芯片的輸入端還連接有按鍵輸入電路和逆相序檢 測(cè)電路。
作為優(yōu)選，所述紅外通訊電路采用一根輸入線(xiàn)、 一根輸出38K波形的輸出 線(xiàn)、 一根輸出發(fā)送信號(hào)波形的三線(xiàn)控制電路。
作為優(yōu)選，所述RS485電路采用MAX13485芯片。 作為優(yōu)選，所述帶溫度補(bǔ)償?shù)臅r(shí)鐘芯片采用DS3231芯片。 本實(shí)用新型的有益效果本實(shí)用新型電壓、電流經(jīng)取樣電路分別取樣后， 送入三相計(jì)量芯片進(jìn)行處理，并轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)送到功能處理芯片進(jìn)行計(jì)算， 根據(jù)需要向存儲(chǔ)器存取數(shù)據(jù)，在LCD顯示電路的LCD液晶上顯示各項(xiàng)數(shù)據(jù)、通 過(guò)紅外通訊電路或RS485電路進(jìn)行通訊傳輸。并利用GPRS通訊電路完成用電現(xiàn) 場(chǎng)各項(xiàng)參數(shù)的監(jiān)控，記錄存儲(chǔ)各項(xiàng)數(shù)據(jù)。采用高精度計(jì)量芯片AD73360L，使得 電壓電流采樣分辨率大為提高，提高了用電現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)終端的計(jì)量精度，并能夠 長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定可靠運(yùn)行。沒(méi)有外部電源供電時(shí)，利用電表自帶的6V電池和3.6V 電池對(duì)電表進(jìn)行供電，利用GPRS通訊電路自帶的充電電池對(duì)GPRS進(jìn)行供電。
本實(shí)用新型的特征及優(yōu)點(diǎn)將通過(guò)實(shí)施例結(jié)合附圖進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

圖1是本實(shí)用新型用電現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)終端的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
參閱圖l，用電現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)終端，包括三相計(jì)量芯片l、帶液晶驅(qū)動(dòng)的功能處 理芯片2，三相計(jì)量芯片1連接在功能處理芯片2的輸入端，功能處理芯片2上 還分別連接有脈沖輸出電路3、LCD顯示電路4、存儲(chǔ)器5、紅外通訊電路6、RS485 電路7、帶溫度補(bǔ)償?shù)臅r(shí)鐘芯片8、 232通訊電路14、 GPRS通訊電路15，所述 三相計(jì)量芯片1采用AD73360L芯片，功能處理芯片2采用STR710FZ2T6芯片。 所述功能處理芯片2的輸入端還連接有按鍵輸入電路9和逆相序檢測(cè)電路10。 電壓、電流經(jīng)取樣電路分別取樣后，送入三相計(jì)量芯片1進(jìn)行處理，并轉(zhuǎn)化為 數(shù)字信號(hào)送到功能處理芯片2進(jìn)行計(jì)算。由于采用了專(zhuān)用的AD73360L芯片，使得電壓電流采樣分辨率大為提高，提高了用電現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)終端的計(jì)量精度，并能 夠長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定可靠運(yùn)行。功能處理芯片2用于分時(shí)計(jì)費(fèi)和處理各種輸入輸出數(shù) 據(jù)，通過(guò)串行接口將專(zhuān)用電能芯片的數(shù)據(jù)讀出，并根據(jù)帶溫度補(bǔ)償?shù)臅r(shí)鐘芯片8 的實(shí)時(shí)時(shí)間和預(yù)先設(shè)定的時(shí)段完成分時(shí)有功電能計(jì)量和最大需量計(jì)量功能，根
據(jù)需要向存儲(chǔ)器5存取數(shù)據(jù)，在LCD顯示電路4的LCD液晶上顯示各項(xiàng)數(shù)據(jù)、 通過(guò)紅外通訊電路6或者RS485電路7進(jìn)行通訊傳輸，并完成運(yùn)行參數(shù)的監(jiān)測(cè)， 記錄存儲(chǔ)各種數(shù)據(jù)。同時(shí)利用GPRS通訊電路完成用電現(xiàn)場(chǎng)各種參數(shù)的監(jiān)控，記 錄存儲(chǔ)各種數(shù)據(jù)。
整個(gè)電路采用線(xiàn)性電源11及電池電路13通過(guò)電源管理電路12供電。采用 線(xiàn)性變壓器降壓方式，變壓器采用全密封方式，整潔可靠，同時(shí)由于后端功耗 很大，所以變壓器的輸出功率也是比較大。由于GPRS發(fā)射時(shí)的功耗非常之大， 可以達(dá)到1A之上，普通的穩(wěn)壓管根本不能輸出這樣的電流，所以選擇最大可以 輸出3A電流的LM2576 5. 0V作為穩(wěn)壓器件，5V電源供給計(jì)量部分外，通過(guò) 3. 3VLD0供給單片機(jī)和ARM等相關(guān)器件，通過(guò)LM29302輸出4. 2V左右供給GPRS 通訊模塊，采用LM29302的原因是模塊對(duì)電源的質(zhì)量要求比較高，尤其是紋波 要絕對(duì)的小，此外因?yàn)槭菍?V電源變換到4. 2V，而且4. 2V電源的功耗相當(dāng)?shù)?大，可以達(dá)到1.6A左右，且在這樣的輸出電流情況下要求電壓的跌落要小于 400mA，跌落后的電壓值一定要大于3.3V的模塊最低工作電壓，所以選擇輸出 功率大，紋波小，低壓差的LM29302作為穩(wěn)壓輸出。由于終端在沒(méi)有外部電源 時(shí)只需要維持其正常工作3分鐘，讓其能夠?qū)⒆詈蟮南嚓P(guān)數(shù)據(jù)發(fā)到通信網(wǎng)路， 此后只需要保證時(shí)鐘的正常運(yùn)行就可以了，我們?cè)O(shè)計(jì)用鎳氫充電電池保證沒(méi)有 外部電源后的3分鐘供電，用單節(jié)3.6V電池保證時(shí)鐘芯片DS3231的供電。有 外部電源且鎳氫電池電量不足時(shí)，通過(guò)電池充電控制芯片BQ2507對(duì)鎳氫電池進(jìn) 行充電，充電過(guò)程可分為預(yù)充電、快速充電、補(bǔ)足充電和涓流充電4個(gè)階段。 在剛開(kāi)始充電時(shí)采用小電流預(yù)充電，電池的端電壓上升較快，上升到1.2 V時(shí) 轉(zhuǎn)入快速充電，快速充電是用大電流充電， 一般采用1 C以上，電池的大部分電能在這一階段恢復(fù)。為了保證電池充人100%的電能，還就加入補(bǔ)足充電過(guò)程，
即當(dāng)電池電壓達(dá)到4.2V后進(jìn)入涓流浮充階段，對(duì)電池進(jìn)行維護(hù)，以防止電池自 放電，充電速率一般為(1/30)C，蓄電池的充電電流通常用充電速率C表示，C 為蓄電池的額定容量。例如，用2A電流對(duì)lAh電池充電，充電速率就是2C;同 樣地，用2A電流對(duì)500mAh電池充電，充電速率就是4C。我們將充電電池的輸 出端接到LM2576 5.0V的前端，在沒(méi)有外部電源時(shí)充電電池電源輸出提供整個(gè) 設(shè)備的電源。
所述存儲(chǔ)器5采用24LC256I芯片。24LC256I是美國(guó)Microchip公司的低 功耗CMOS串行EEPR0M，它是內(nèi)含32K x 8 (256K bit)存儲(chǔ)空間，具有工作電 壓寬(2.5 5.5V)、擦寫(xiě)次數(shù)多(大于10000次)、寫(xiě)入速度快(小于5ms)等 特點(diǎn)。24LC256工的1、 2、 3腳是三條地址線(xiàn)，用于確定芯片的硬件地址，第8 腳和第4腳分別為正、負(fù)電源，第5腳SDA為串行數(shù)據(jù)輸入/輸出，數(shù)據(jù)通過(guò)這 條雙向I2C總線(xiàn)串行傳送，第6腳SCL為串行時(shí)鐘輸入線(xiàn)，SDA和SCL都需要 和正電源間各接一個(gè)10K的電阻上拉，第7腳需要接地。24LC256I中帶有片內(nèi) 地址寄存器。每寫(xiě)入或讀出一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)后，該地址寄存器自動(dòng)加l，以實(shí)現(xiàn)對(duì) 下一個(gè)存儲(chǔ)單元的讀寫(xiě)。所有字節(jié)均以單一操作方式讀取。為降低總的寫(xiě)入時(shí) 間， 一次操作可寫(xiě)入多達(dá)8個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)。
所述紅外通訊電路6采用一根輸入線(xiàn)、 一根輸出38K波形的輸出線(xiàn)、 一根 輸出發(fā)送信號(hào)波形的三線(xiàn)控制電路。紅外通訊電路6分為發(fā)射和接收兩部分。 發(fā)射部分的發(fā)射元件為紅外發(fā)光二極管，它發(fā)出的是紅外線(xiàn)而不是可見(jiàn)光，常 用的紅外發(fā)光二極管發(fā)出的紅外線(xiàn)波長(zhǎng)為940nm左右，發(fā)射功率約100mW。接收
電路的紅外接收管是一種光敏二極管，使用時(shí)要給紅外接收二極管加反向偏壓， 它才能正常工作而獲得高的靈敏度。由于紅外發(fā)光二極管的發(fā)射功率較小，紅 外接收二極管收到的信號(hào)較弱，所以接收端就要增加高增益放大電路。然而現(xiàn) 在不論是業(yè)余制作或正式的產(chǎn)品，大都采用成品的一體化接收頭。紅外線(xiàn)一體 化接收頭是集紅外接收、放大、濾波和比較器輸出等的模塊，性能穩(wěn)定、可靠。紅外部分線(xiàn)路采用三線(xiàn)控制電路，即輸出(發(fā)射)用兩根線(xiàn)，輸入(接收)用
一根線(xiàn)，輸出其中一個(gè)口利用定時(shí)器一直輸出38K波，另一個(gè)口輸出發(fā)送信號(hào) 波形，可以看作是控制38K波的發(fā)送；接收由于采用集成接收頭，到功能處理 芯片2管腳的為普通電平，所以用一個(gè)中斷口連接，當(dāng)接受到電平變化后進(jìn)入
中斷開(kāi)始接收紅外數(shù)據(jù)。
用電現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)終端表因牽涉分時(shí)計(jì)費(fèi)，必須使用外部硬件時(shí)鐘時(shí)鐘芯片， 不宜采用軟件時(shí)鐘，軟件時(shí)鐘在受到干擾時(shí)，引起時(shí)鐘不準(zhǔn)確，靠軟件算法糾 錯(cuò)，會(huì)造成一定的誤差，例采用一分鐘糾錯(cuò)一次技術(shù)，在干擾出錯(cuò)需要糾錯(cuò)時(shí)，
會(huì)引起一分鐘誤差。采用外部時(shí)鐘早期采用飛利浦PCF8563，外部采用32. 768KHZ 晶體，外部時(shí)鐘晶體在焊接工藝上要求嚴(yán)格，只能采用拉線(xiàn)技術(shù)，否則會(huì)造成 晶體停振，時(shí)鐘停走。DS3231芯片為帶自動(dòng)溫度補(bǔ)償芯片，在-4(TC +8(TC時(shí)鐘 時(shí)鐘誤差為3PPM，日誤差為0.26秒每天，在標(biāo)稱(chēng)溫度為2PPM，日誤差為O. 18 秒每天。批量生產(chǎn)能保證日誤差在0.2秒，能滿(mǎn)足貴局要求。EPSON公司生產(chǎn)的 RX8025，時(shí)鐘為士5P薩，即日誤差為0.4秒每天，其精度可以調(diào)整，但步距為 3PPM，即0.26秒每天，即原為-0. 5秒，經(jīng)調(diào)整后可以為-0.24秒。但其輸出脈 沖為不均勻，必須將測(cè)試周期放大。采用RX8025外部還必須有溫度傳感器，采 用軟件方式方式進(jìn)行溫度補(bǔ)償， 一般10分鐘計(jì)算一次，補(bǔ)償達(dá)不到預(yù)期效果; 停電情況下無(wú)法進(jìn)行溫度補(bǔ)償，時(shí)鐘誤差難以控制，在運(yùn)行過(guò)程中對(duì)時(shí)鐘進(jìn)行 改寫(xiě)，風(fēng)險(xiǎn)大，容易造成時(shí)鐘紊亂。DS3231為微功耗，停電情況下也能進(jìn)行時(shí) 鐘溫度自動(dòng)補(bǔ)償。
GPRS通訊電路15采用移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，與電力終端系統(tǒng)進(jìn)行通訊；每一個(gè) 電表通過(guò)一張入電力系統(tǒng)的S頂卡確定自己的身份，可以通過(guò)此號(hào)碼接入電力 終端系統(tǒng)通訊，相當(dāng)于一個(gè)手機(jī)終端，只是加入了不同的網(wǎng)絡(luò)。采用性能穩(wěn)定 可靠的sonyericsson GR64模塊作為通訊模塊。GR64是帶有GSM/GPRS全套語(yǔ)音 和數(shù)據(jù)功能的先進(jìn)無(wú)線(xiàn)模塊。其體積超小(僅50 x 33 x 7.2 ran),所有功能都集中在一塊集成的芯片內(nèi)；內(nèi)嵌TCP/IP協(xié)議棧，使用戶(hù)可以最大程度的縮短GPRS 產(chǎn)品的研發(fā)周期。GR64模塊是可以配置的，使得外部輸入、輸出接口提供的外 部控制應(yīng)用更有效，從而令GR64產(chǎn)品更適合M2M解決方案。
上述實(shí)施例是對(duì)本實(shí)用新型的說(shuō)明，不是對(duì)本實(shí)用新型的限定，任何對(duì)本 實(shí)用新型簡(jiǎn)單變換后的結(jié)構(gòu)均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1. 用電現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)終端，其特征在于包括三相計(jì)量芯片(1)、帶液晶驅(qū)動(dòng)的功能處理芯片(2)，三相計(jì)量芯片(1)連接在功能處理芯片(2)的輸入端，功能處理芯片(2)上還分別連接有脈沖輸出電路(3)、LCD顯示電路(4)、存儲(chǔ)器(5)、紅外通訊電路(6)、RS485電路(7)、帶溫度補(bǔ)償?shù)臅r(shí)鐘芯片(8)、232通訊電路(14)、GPRS通訊電路(15)，所述三相計(jì)量芯片(1)采用AD73360L芯片。
2. 如權(quán)利要求l所述的用電現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)終端，其特征在于所述存儲(chǔ)器(5)采用 24LC256I芯片。
3. 如權(quán)利要求1所述的用電現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)終端，其特征在于所述功能處理芯片(2) 的輸入端還連接有按鍵輸入電路(9)和逆相序檢測(cè)電路(10)。
4. 如權(quán)利要求1所述的用電現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)終端，其特征在于所述紅外通訊電路(6) 采用一根輸入線(xiàn)、 一根輸出38K波形的輸出線(xiàn)、 一根輸出發(fā)送信號(hào)波形的三 線(xiàn)控制電路。
5. 如權(quán)利要求l所述的用電現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)終端，其特征在于所述RS485電路(7) 采用MAX13485芯片。
6. 如權(quán)利要求1至5中任何一項(xiàng)所述的用電現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)終端，其特征在于所述 帶溫度補(bǔ)償?shù)臅r(shí)鐘芯片(8)采用DS3231芯片。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種用電現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)終端，包括三相計(jì)量芯片、帶液晶驅(qū)動(dòng)的功能處理芯片，三相計(jì)量芯片連接在功能處理芯片的輸入端，功能處理芯片上還分別連接有脈沖輸出電路、LCD顯示電路、存儲(chǔ)器、紅外通訊電路、RS485電路、帶溫度補(bǔ)償?shù)臅r(shí)鐘芯片、232通訊電路、GPRS通訊電路，所述三相計(jì)量芯片采用AD73360L芯片。本實(shí)用新型采用高精度計(jì)量芯片AD73360L，使得電壓電流采樣分辨率大為提高，提高了配變終端的計(jì)量精度，并能夠長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定可靠運(yùn)行。
文檔編號(hào)G08C23/04GK201247284SQ20082016300
公開(kāi)日2009年5月27日 申請(qǐng)日期2008年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月25日
發(fā)明者顧海松 申請(qǐng)人:浙江恒業(yè)電子有限公司