帶有載波通信功能的三相計量牆壁插座的製作方法

2023-07-04 07:49:01 1

專利名稱：帶有載波通信功能的三相計量牆壁插座的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電氣元件，尤其是一種安裝在牆壁上的三相計量牆壁插座，具體地說是一種不僅具有三相計量功能，而且還具有基於電力線的帶有載波通信功能的三相計量牆壁插座。
背景技術：
隨著我國工業化、城鎮化進程的加快，能源消耗也在快速增長。為了滿足節能減排、節能降耗和能源管理等方面的需求，需要對用電設備的能耗進行在線監測和計量。目前已經有一些能對家庭、辦公場所和工業現場的三相用電設備進行用電計量的牆壁式插座相繼出現。但是這些插座存在一些不足之處，主要不足是一是除了電能計量外，沒有分相電流、分相電壓、有功功率、無功功率、功率因素和電流方向等用電參數的測量；二是不能實現通信組網和數據遠傳功能，不便於實現能耗的在線監測和能源管理。
發明內容本實用新型發明的目的是針對目前牆壁式插座沒有用電參數測量和數據遠傳功能等問題，設計了一種帶有載波通信功能的三相計量牆壁插座，以便實現對三相用電設備的用電參數進行測量，並實現數據遠傳功能。本實用新型的技術方案是一種帶有載波通信功能的三相計量牆壁插座，它包括外殼1，外殼I的內側連接有用於與三相電力線相連接插座接線柱2 ;外殼I上設有用於與外部三相用電設備相連接的插座插孔3和用於指示插座工作狀態發光管8，其特徵是所述的外殼中還安裝有電能計量模塊4、數據處理模塊5、載波通信模塊6 和電源模塊7 ;電能計量模塊4的信號輸入端接插座接線柱2，它的信號輸出端接數據處理模塊5的信號輸入端，數據處理模塊5的信號輸出端接載波通信模塊6的信號輸入端，載波通信模塊6的載波信號通過插座接線柱2接市電電源線；電源模塊7為各工作模塊提供工作用弱電電源。所述的電能計量模塊4由計量晶片、電流採樣電路和電壓採樣電路構成；電流採樣電路對插座接線柱2上相線的電流信號進行採樣，電壓採樣電路對插座接線柱2上的電壓信號進行採樣，採樣信號送入計量晶片的輸入端；計量晶片的輸出端與數據處理模塊5的單片機相連接。所述數據處理模塊5由單片機、存儲器和發光管構成；單片機輸入端與電能計量模塊4的計量晶片輸出端相連接，存儲器也與單片機相連接，單片機的一個輸出端連接有發光管，單片機的通信埠與載波通信模塊的弱電接口相連接。所述的載波通信模塊6由載波通信電路構成；載波通信模塊的弱電接口與單片機的通信埠相連接，載波通信模塊的載波耦合接口與插座接線柱2相連接。5、根據權利要求1所述的帶有載波通信功能的三相計量牆壁插座，其特徵在於所述的電源模塊7由直流電源電路構成；電源模塊分別給電能計量模塊、數據處理模塊和載波通信模塊提供電源。本發明的有益效果1、本實用新型可以方便地對各種三相用電設備的用電參數進行檢測，不僅具有三相電能計量功能，還具有分相電流、分相電壓、有功功率、無功功率、功率因素和電流方向等用電參數的測量功能，由於採用了高精度、寬量程的專用電能計量晶片，電能計量精度可以達到O. 5級，可以滿足高精度、實時在線監測用電設備能耗的要求。2、由於採用了具有自動路由功能和線路偵聽功能的電力線載波通信模塊，可以進行自適應組網通信，載波通信成功率可以達到100%，滿足實時通信的要求，可以方便地將三相用電設備的用電參數遠傳給需要監測的地方(如用戶)或部門(供電部門或政府部門)的計算機等進行記錄、存儲、統計和分析，實現數據遠傳功能。3、對本實用新型的應用，大大提高了對三相用電設備能耗進行監測和管理的能力，通過實時、準確地在線監測，及時分析、統計各用電設備的能耗，為節能減排、降低能耗提供了管理依據。4、本實用新型的外形尺寸和安裝尺寸與普通的三相牆壁插座相同，可以直接替換使用；由於其價格便宜、安裝方便，值得大力推廣和應用。5、本實用新型結構簡單，功能齊全，數據採集和傳輸方便可靠，有利於提高用電管理的自動化水平。

圖1為本實用新型的電路原理框圖。圖2為本實用新型 的結構示意圖。圖3是圖2的左視圖。圖中1是外殼；2是外殼上插座接線柱；3是外殼上插座插孔；4是電能計量模塊；5是數據處理模塊；6是載波通信模塊；7是電源模塊；8是發光管，它安裝在外殼上並受控於單片機。
具體實施方式
以下結合附圖和優選實施例對本實用新型作進一步的詳細說明。參見圖1、圖2、3。一種帶有載波通信功能的三相計量牆壁插座，它包括外殼1、外殼I上的插座接線柱2、外殼I上的插座插孔3、電能計量模塊4、數據處理模塊5、載波通信模塊6、電源模塊7和外殼I上的發光管8。本實用新型在所述外殼I的內側面上安裝有插座接線柱2，插座接線柱2用與三相電力線相連接；在外殼I的正面上設有插座插孔3,用於與外部三相用電設備相連接；外殼I上的發光管8，用於指示插座的工作狀態。本實用新型在所述外殼I內安裝的電能計量模塊4由計量晶片、電流採樣電路、電壓採樣電路構成；電流採樣電路對插座接線柱2上相線的電流信號進行採樣，電壓採樣電路對插座接線柱2上的電壓信號進行採樣，採樣信號送入計量晶片的輸入端，計量晶片對電流、電壓信號進行測量、計算後得到相應的電流值、電壓值、功率值和功率因數等用電參數，同時還得到電能計量值；計量晶片的輸出端與數據處理模塊的單片機相連接，可以將用電參數和電能計量值傳輸給單片機；專用計量晶片具有高精度、寬量程的優點，支持軟體校準，可以通過載波通信方式進行校準，電能計量精度可以達到O. 5級。本實用新型外殼I內安裝的數據處理模塊5由單片機、存儲器、發光管構成；電能計量模塊的計量晶片輸出端與單片機輸入端相連接，單片機可以讀取計量晶片內的各用電參數，同時對電能計量值進行累加得到用電量值；存儲器也與單片機相連接，採用非易失型EEPROM存儲器，可以存儲用電參數、電量值、通信地址等數據，停電後數據也不丟失，數據保存時間可達10年以上；在單片機的輸出端連接發光管，採用LED雙色發光管，可以指示插座工作狀態，插座正常運行時發光管發綠色光並閃爍，載波通信時發光管發黃色光，電路有故障時發光管發紅色光；單片機的通信埠與載波通信模塊的弱電接口相連接，可以向載波通信模塊發送或接收命令和數據。本實用新型外殼I內安裝的載波通信模塊6由載波通信電路構成；載波通信模塊的弱電接口與單片機的通信埠相連接，載波通信模塊的載波耦合接口與插座接線柱2相連接；當載波通信模塊通過載波耦合接口從電力線上接收到載波信號後，經過解調得到命令和數據，並經弱電接口將命令和數據發送給單片機，單片機接收並響應這些命令和數據，返回相應的數據，載波通信模塊對這些數據進行調製後，經載波耦合接口發送到電力線；該載波通信模塊具有自動路由功能和線路偵聽功能，可以進行自適應組網通信，載波通信成功率可以達到100%，滿足實時通信的要求。本實用新型外殼I內安裝的電源模塊7由直流電源電路構成，在電源的交流輸入端有雷擊浪湧保護電路和過壓保護電路，可以濾除電源幹擾，防止雷電損害，保護本插座和用電設備；電源模塊分別給電能計量 模塊、數據處理模塊、載波通信 模塊提供電源。本說明書未作詳細描述的內容屬於本技術領域技術人員公知的現有技術。上述說明並非對本實用新型的限制，本實用新型也不公僅限於上述舉例，本技術領域的普通技術人員在本實用新型的實質範圍內所做出的變化、改型、添加或替換，也屬於保護範圍。
權利要求1.一種帶有載波通信功能的三相計量牆壁插座，它包括外殼(I)，外殼(I)的內側連接有用於與三相電力線相連接插座接線柱(2);外殼(1)上設有用於與外部三相用電設備相連接的插座插孔(3)和用於指示插座工作狀態發光管(8)，其特徵是所述的外殼中還安裝有電能計量模塊(4)、數據處理模塊(5 )、載波通信模塊(6 )和電源模塊(7 );電能計量模塊(4)的信號輸入端接插座接線柱(2)，它的信號輸出端接數據處理模塊(5)的信號輸入端，數據處理模塊(5)的信號輸出端接載波通信模塊(6)的信號輸入端，載波通信模塊(6)的載波信號通過插座接線柱(2)接市電電源線；電源模塊(7)為各工作模塊提供工作用弱電電源。
2.根據權利要求1所述的帶有載波通信功能的三相計量牆壁插座，其特徵在於所述的電能計量模塊(4)由計量晶片、電流採樣電路和電壓採樣電路構成；電流採樣電路對插座接線柱(2)上相線的電流信號進行採樣，電壓採樣電路對插座接線柱(2)上的電壓信號進行採樣，採樣信號送入計量晶片的輸入端；計量晶片的輸出端與數據處理模塊(5)的單片機相連接。
3.根據權利要求1所述的帶有載波通信功能的三相計量牆壁插座，其特徵在於所述數據處理模塊(5)由單片機、存儲器和發光管構成；單片機輸入端與電能計量模塊(4)的計量晶片輸出端相連接，存儲器也與單片機相連接，單片機的一個輸出端連接有發光管，單片機的通信埠與載波通信模塊的弱電接口相連接。
4.根據權利要求1所述的帶有載波通信功能的三相計量牆壁插座，其特徵在於所述的載波通信模塊(6)由載波通信電路構成；載波通信模塊的弱電接口與單片機的通信埠相連接，載波通信模塊的載波耦合接口與插座接線柱(2 )相連接。
5.根據權利要求1所述的帶有載波通信功能的三相計量牆壁插座，其特徵在於所述的電源模塊(7)由直流電源電路構成；電源模塊分別給電能計量模塊、數據處理模塊和載波通信模塊提供電源。
專利摘要一種帶有載波通信功能的三相計量牆壁插座，它包括外殼(1),外殼(1)的內側連接有用於與三相電力線相連接插座接線柱(2)；外殼(1)上設有用於與外部三相用電設備相連接的插座插孔(3)和用於指示插座工作狀態發光管(8)，其特徵是所述的外殼中還安裝有電能計量模塊(4)、數據處理模塊(5)、載波通信模塊(6)和電源模塊(7)；電能計量模塊(4)的信號輸入端接插座接線柱(2)，它的信號輸出端接數據處理模塊(5)的信號輸入端，數據處理模塊(5)的信號輸出端接載波通信模塊(6)的信號輸入端，載波通信模塊(6)的載波信號通過插座接線柱(2)接市電電源線；電源模塊(7)為各工作模塊提供工作用弱電電源。本實用新型結構簡單，功能齊全，數據採集和傳輸方便可靠，有利於提高用電管理的自動化水平。
文檔編號H01R13/66GK202906129SQ201220566068
公開日2013年4月24日 申請日期2012年10月31日 優先權日2012年10月31日
發明者陳道升, 李文俊, 沈鎮煒 申請人:南京飛騰科技開發有限公司, 陳道升, 李文俊, 沈鎮煒