專利名稱：一種電表采集系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種采集系統(tǒng)，特別是涉及一種電表采集系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
電表是我們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｓ玫漠a(chǎn)品，目前市場上傳統(tǒng)的電表人工抄寫方式已經(jīng)不適應(yīng)電力改革的要求，阻礙了先進(jìn)管理模式的推行。就目前廣泛使用的脈沖式計(jì)量表基本上采用干簧管或霍耳元件傳感器，即在原機(jī)械表的轉(zhuǎn)動齒輪或指針上放置磁鐵，將傳感器固定在其附近某一位置，齒輪或指針轉(zhuǎn)動帶動磁鐵轉(zhuǎn)動，當(dāng)磁鐵靠近又離開傳感器時，輸出一個周期的脈沖信號。脈沖式抄表系統(tǒng)需要時時刻刻采集電表脈沖信號，多采集或少采集都會造成誤差?，F(xiàn)實(shí)證明，這些環(huán)節(jié)的可靠性是難以保證的。從理論上講，計(jì)量表輸出的脈沖數(shù)與齒輪或指針的轉(zhuǎn)動次數(shù)成一一對應(yīng)關(guān)系。然而現(xiàn)場條件卻難以達(dá)到理想狀態(tài)，脈沖信號是0-5 (V)的TTL信號，無法進(jìn)行任何保護(hù)措施，加上表盤的抖動和傳輸過程的電磁干擾等因素，易引起脈沖丟失或多計(jì)脈沖。底層通信網(wǎng)大多是總線模式，傳輸介質(zhì)是雙膠線，如果距離過長，或者屏蔽不好，都會造成失真，數(shù)據(jù)不準(zhǔn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種電表采集系統(tǒng)。該電表采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理，小巧輕便，節(jié)能環(huán)保，實(shí)用性強(qiáng)，便于推廣使用。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種電表采集系統(tǒng)，其特征在于:包括電能采集模塊、液晶顯示模塊和無線通信模塊，所述電能采集模塊包括電流/電壓互感器、濾波控制電路、保護(hù)電路、電能計(jì)量芯片、采集控制芯片、系統(tǒng)時鐘和系統(tǒng)電源，所述電流/電壓互感器的輸出端與濾波控制電路的輸入端連接，所述濾波控制電路的輸出端與保護(hù)電路的輸入端連接，所述保護(hù)電路的輸出端與電能計(jì)量芯片的輸入端連接，所述采集控制芯片與電能計(jì)量芯片相接，所述電能計(jì)量芯片的輸出端與液晶顯示模塊的輸入端連接，所述采集控制芯片的輸入端與系統(tǒng)時鐘電路的輸出端連接，所述采集控制芯片的輸出端與無線通信模塊的輸入端連接，所述無線通信模塊的輸出端接接收端控制芯片，所述接收端控制芯片接電平轉(zhuǎn)換電路，所述電平轉(zhuǎn)換電路接PC機(jī)，所述電能計(jì)量芯片為芯片CS5460A，所述采集控制芯片為芯片SPCE061A，所述液晶顯示模塊為SPLC501液晶顯示屏，所述系統(tǒng)時鐘為芯片DS1303，所述無線通信模塊由nRF2401A芯片組成，所述接收端控制芯片為芯片SPCE061A。上述的一種電表采集系統(tǒng)，其特征在于:，所述電平轉(zhuǎn)換電路為芯片MAX232芯片。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):1、本發(fā)明改變了傳統(tǒng)的以脈沖累計(jì)計(jì)量的抄表方式。從而使用以計(jì)量芯片為核心的智能數(shù)字電表。2、本發(fā)明的實(shí)用性強(qiáng)，不需要人員到現(xiàn)場，就能完成抄讀用戶電能數(shù)據(jù)并分析、統(tǒng)計(jì)的智能化管理系統(tǒng)，可以顯示所需要的一些電參數(shù)，實(shí)現(xiàn)抄表收費(fèi)一體化。
3、本發(fā)明用短距離無線通信芯片nRF2401A取代傳統(tǒng)的PTR2000，通信距離提高到3-10 倍。4、本發(fā)明采用高性能的時鐘芯片，實(shí)現(xiàn)同步時間顯示。5、本發(fā)明采用SPLC501液晶顯示屏，成本低，顯示效果好。綜上所述，本發(fā)明工作可靠性高，使用壽命長，該電表采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理，小巧輕便，節(jié)能環(huán)保，實(shí)用性強(qiáng)，便于推廣使用。下面通過附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。


圖1為本發(fā)明的電路原理框圖。附圖標(biāo)記說明:1-電流/電壓互感器；2-濾波控制電路；3-保護(hù)電路；4-電能計(jì)量芯片； 5-采集控制芯片；6-液晶顯示模塊；7-系統(tǒng)時鐘電路； 8-系統(tǒng)電源；9-無線通信模塊；10-接收端 控制芯片；11-電平轉(zhuǎn)換電路；12-PC機(jī)。
具體實(shí)施例方式如圖1所示的一種電表采集系統(tǒng)，包括電能采集模塊、液晶顯示模塊6和無線通信模塊9，所述電能采集模塊包括電流/電壓互感器1、濾波控制電路2、保護(hù)電路3、電能計(jì)量芯片4、采集控制芯片5、系統(tǒng)時鐘電路7和系統(tǒng)電源8，所述電流/電壓互感器I的輸出端與濾波控制電路2的輸入端連接，所述濾波控制電路2的輸出端與保護(hù)電路3的輸入端連接，所述保護(hù)電路3的輸出端與電能計(jì)量芯片4的輸入端連接，所述采集控制芯片5與電能計(jì)量芯片4相接，所述電能計(jì)量芯片4的輸出端與液晶顯示模塊6的輸入端連接，所述采集控制芯片5的輸入端與系統(tǒng)時鐘電路7的輸出端連接，所述采集控制芯片5的輸出端與無線通信模塊9的輸入端連接，所述無線通信模塊9的輸出端接接收端控制芯片10，所述接收端控制芯片10接電平轉(zhuǎn)換電路11，所述電平轉(zhuǎn)換電路11接PC機(jī)12，其中，所述電能計(jì)量芯片4為芯片CS5460A。所述采集控制芯片5為芯片SPCE061A。所述液晶顯示模塊6為SPLC501液晶顯示屏。所述系統(tǒng)時鐘7為芯片DS1303。所述無線通信模塊9由nRF2401A芯片組成。所述接收端控制芯片10為芯片SPCE061A。所述電平轉(zhuǎn)換電路11為芯片MAX232
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心/T O使用時，所述電能信號經(jīng)過電流/電壓互感器1、濾波控制電路2、保護(hù)電路3處理后將信號加載到電能計(jì)量芯片4(如CS5460A)上，CS5460A能計(jì)量各數(shù)據(jù)信息，包括瞬時電壓、瞬時電流、電流有效值、電壓有效值、瞬時功率、電能等信息，這些數(shù)據(jù)信息可以長時間存儲在CS5460A自帶的存儲器內(nèi)，另外單片機(jī)SPCE061A可以通過串口 CS5460A芯片進(jìn)行讀；采集控制芯片5為SPCE061A，SPCE061A里內(nèi)嵌32K字的閃存(FLASH)，具有較高的處理速度使其能夠非常容易地、快速地處理復(fù)雜的數(shù)字信號。在本抄表系統(tǒng)中，需要記錄所采集的電能數(shù)據(jù)及其對應(yīng)的時間，由于記錄這些時間數(shù)據(jù)對于本系統(tǒng)具有重要的意義，而且又不可能總是靠人工記錄，所以要求要設(shè)計(jì)一種自動的時鐘系統(tǒng)?？紤]到傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)記錄方式是隔時采樣或定時采樣，沒有具體時間記錄，因此只能記錄數(shù)據(jù)而無法記錄其出現(xiàn)的時間，若采用單片機(jī)記時，一方面需要采用計(jì)數(shù)器，占用硬件資源。綜合考慮，我們采用系統(tǒng)時鐘7 (如DS1302芯片)設(shè)計(jì)系統(tǒng)、其中系統(tǒng)電源8為采集控制芯片5SPCE061A、電能計(jì)量芯片4CS5460A、液晶顯示模塊SPLC501液晶顯示屏提供系統(tǒng)電壓，經(jīng)過電能采集模塊將電表的數(shù)據(jù)采集完成后通過液晶顯示模塊6顯示出來。并且經(jīng)過無線通信模塊9中的nRF2401A進(jìn)行發(fā)送，芯片nRF2401A具有收發(fā)合一、通用頻段、低發(fā)射功率、高敏接收、串口通信等優(yōu)點(diǎn)，和藍(lán)牙技術(shù)相比，該芯片成本低、功耗更低、且協(xié)議簡單、軟件開發(fā)容易，十分適合短距離通信場合。它的工作模式有四種:收發(fā)模式、配置模式、空閑模式和關(guān)機(jī)模式。nRF2401A的工作模式由PWR_UP、CE、TX_EN和CS三個引腳決定。接收端再經(jīng)過nRF2401A進(jìn)行接收，nRF2401A芯片將接收到的信號傳送給接收端控制芯片SPCE061A，信號經(jīng)過處理后通過電平轉(zhuǎn)換電路11芯片MAX232再與PC機(jī)12相連，最終將電表中的數(shù)據(jù)在PC機(jī)12中顯示出來。其中芯片MAX232將土 12V電平轉(zhuǎn)換為O到5V電平，與單片機(jī)接口，同時也把單片機(jī)的O到5V信號轉(zhuǎn)換為PC機(jī)12所要求的土 12V信號。綜上所述，本發(fā)明系統(tǒng)將電能采集技術(shù)、單片機(jī)技術(shù)和無線通信技術(shù)相結(jié)合，利用成熟而廉價的單片機(jī)做主控芯片，設(shè)計(jì)出低成本高可靠性的無線抄表系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)了能夠?qū)崿F(xiàn)電能的準(zhǔn)確的采集；能夠通過鍵盤設(shè)置系統(tǒng)時間；數(shù)據(jù)傳輸采用無線通信方式；能夠通過上位機(jī)實(shí)現(xiàn)電能和電費(fèi)量的讀取；同時實(shí)現(xiàn)電壓、電流、功率等瞬時量的監(jiān)測的功能。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對本發(fā)明作任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變換，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電表采集系統(tǒng)，其特征在于:包括電能采集模塊、液晶顯示模塊(6)和無線通信模塊(9)，所述電能采集模塊包括電流/電壓互感器(I)、濾波控制電路(2)、保護(hù)電路(3)、電能計(jì)量芯片(4)、采集控制芯片(5)、系統(tǒng)時鐘(7)和系統(tǒng)電源(8)，所述電流/電壓互感器(I)的輸出端與濾波控制電路(2)的輸入端連接，所述濾波控制電路(2)的輸出端與保護(hù)電路⑶的輸入端連接，所述保護(hù)電路⑶的輸出端與電能計(jì)量芯片⑷的輸入端連接，所述采集控制芯片(5)與電能計(jì)量芯片(4)相接，所述電能計(jì)量芯片(4)的輸出端與液晶顯示模塊￠)的輸入端連接，所述采集控制芯片(5)的輸入端與系統(tǒng)時鐘電路(7)的輸出端連接，所述采集控制芯片(5)的輸出端與無線通信模塊(9)的輸入端連接，所述無線通信模塊(9)的輸出端接接收端控制芯片(10)，所述接收端控制芯片(10)接電平轉(zhuǎn)換電路(11)，所述電平轉(zhuǎn)換電路(11)接PC機(jī)(12)，所述電能計(jì)量芯片(4)為芯片CS5460A，所述采集控制芯片(5)為芯片SPCE061A，所述液晶顯示模塊(6)為SPLC501液晶顯示屏，所述系統(tǒng)時鐘(7)為芯片DS1303，所述無線通信模塊(9)由nRF2401A芯片組成，所述接收端控制芯片(10)為芯片SPCE061A。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電表采集系統(tǒng)，其特征在于:，所述電平轉(zhuǎn)換電路(11)為芯片MAX232芯片。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電表采集系統(tǒng)，包括電能采集模塊，電能采集模塊包括電流/電壓互感器、濾波控制電路、保護(hù)電路、電能計(jì)量芯片、采集控制芯片、系統(tǒng)時鐘和系統(tǒng)電源，電流/電壓互感器的輸出端與濾波控制電路的輸入端連接，濾波控制電路的輸出端與保護(hù)電路的輸入端連接，保護(hù)電路的輸出端與電能計(jì)量芯片的輸入端連接，采集控制芯片與電能計(jì)量芯片相接，電能計(jì)量芯片的輸出端與液晶顯示模塊的輸入端連接，采集控制芯片的輸出端與無線通信模塊的輸入端連接，無線通信模塊的輸出端接接收端控制芯片，接收端控制芯片接電平轉(zhuǎn)換電路，電平轉(zhuǎn)換電路接PC機(jī)。該電表采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理，小巧輕便，節(jié)能環(huán)保，實(shí)用性強(qiáng)，便于推廣使用。
文檔編號G08C17/02GK103177547SQ20111045500
公開日2013年6月26日 申請日期2011年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月23日
發(fā)明者魚俊 申請人:陜西亞泰電器科技有限公司