一種基於單片機的智能電能表的製作方法
2023-07-11 08:56:11 2
一種基於單片機的智能電能表的製作方法
【專利摘要】本實用新型主要涉及一種智能電能表，更具體地，涉及一種基於單片機的智能電能表。智能電能表包括電壓互感器、電流互感器、電能計量晶片、保護迴路、三態門、供電電源、微控制器、時鐘晶片、按鍵輸入、液晶顯示屏、無線傳輸模塊、數據存儲器和指示燈，按鍵輸入的輸出端連接著微控制器的輸入端；微控制器的輸出端連接著液晶顯示屏的輸入端；微控制器的輸出端連接著數據存儲器的輸入端；微控制器的輸出端連接著指示燈的輸入端。本實用新型可以存儲大量的測量信息並具有對測量結果進行實時分析、綜合和做出各種判斷能力，能進行簡單的故障提示，具有操作面板和顯示器，有簡單的報警功能，還可以通過簡訊發送到手機上進行實時查詢。
【專利說明】
一種基於單片機的智能電能表
技術領域
[0001]本實用新型主要涉及一種智能電能表，更具體地說，涉及一種基於單片機的智能電能表。
【背景技術】
[0002]電能表是用來測量電能的儀表，又稱電度表，火表，千瓦小時表，指測量各種電學量的儀表。普通電能表只能簡單的測量用電量，不能準確的測量具體哪個時段的用電量，測量結果不準確。智能電能表是一種根據用電的峰時、平時、谷時各時段的設定值計算用戶總的用電量和峰時、平時、谷時的用電量的電能表，使供電局能實施峰時、平時、谷時各時段不同的計費標準。用經濟手段鼓勵用戶在低谷時段用電。這也正好符合電力計費系統提出的分時段計費的要求。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型主要解決的技術問題是提供一種基於單片機的智能電能表，其控制準確，可以存儲大量的測量信息並具有對測量結果進行實時分析、綜合和做出各種判斷能力，能進行簡單的故障提示，具有操作面板和顯示器，有簡單的報警功能，還可以通過簡訊發送到手機上進行實時查詢。
[0004]為解決上述技術問題，本實用新型一種基於單片機的智能電能表包括電壓互感器、電流互感器、電能計量晶片、保護迴路、三態門、供電電源、微控制器、時鐘晶片、按鍵輸入、液晶顯示屏、無線傳輸模塊、數據存儲器和指示燈，其控制準確，可以存儲大量的測量信息並具有對測量結果進行實時分析、綜合和做出各種判斷能力，能進行簡單的故障提示，具有操作面板和顯示器，有簡單的報警功能，還可以通過簡訊發送到手機上進行實時查詢。
[0005]其中，所述電壓互感器的輸出端連接著電能計量晶片的輸入端;所述電流互感器的輸出端連接著電能計量晶片的輸入端;所述保護迴路的輸出端連接著三態門的輸入端；所述三態門的輸出端連接著微控制器的輸入端;所述供電電源的輸出端連接著微控制器的輸入端;所述時鐘晶片的輸出端連接著微控制器的輸入端;所述按鍵輸入的輸出端連接著微控制器的輸入端;所述微控制器的輸出端連接著液晶顯示屏的輸入端;所述微控制器的輸出端連接著無線傳輸模塊的輸入端;所述微控制器的輸出端連接著數據存儲器的輸入端;所述微控制器的輸出端連接著指示燈的輸入端。
[0006]作為本實用新型的進一步優化，本實用新型一種基於單片機的智能電能表所述微控制器採用AT89C51單片機。
[0007]作為本實用新型的進一步優化，本實用新型一種基於單片機的智能電能表所述電能計量晶片採用CS5460A晶片。
[0008]作為本實用新型的進一步優化，本實用新型一種基於單片機的智能電能表所述液晶顯示屏採用SMS0601液晶顯示晶片。
[0009]作為本實用新型的進一步優化，本實用新型一種基於單片機的智能電能表所述按鍵電路米用矩陣式鍵盤。
[0010]作為本實用新型的進一步優化，本實用新型一種基於單片機的智能電能表所述時鐘晶片採用DS1302時鐘晶片。
[0011]作為本實用新型的進一步優化，本實用新型一種基於單片機的智能電能表所述數據存儲器為EPROM。
[0012]作為本實用新型的進一步優化，本實用新型一種基於單片機的智能電能表所述保護迴路採用晶閘管保護迴路。
[0013]作為本實用新型的進一步優化，本實用新型一種基於單片機的智能電能表所述無線傳輸模塊採用GSM簡訊收發晶片。
[0014]控制效果:本實用新型一種基於單片機的智能電能表，其控制準確，可以存儲大量的測量信息並具有對測量結果進行實時分析、綜合和做出各種判斷能力，能進行簡單的故障提示，具有操作面板和顯示器，有簡單的報警功能，還可以通過簡訊發送到手機上進行實時查詢。
【附圖說明】
[0015]下面結合附圖和具體實施方法對本實用新型做進一步詳細的說明。
[0016]圖1為本實用新型一種基於單片機的智能電能表的硬體結構圖。
[0017]圖2為本實用新型一種基於單片機的智能電能表的微控制器的電路原理圖。
[0018]圖3為本實用新型一種基於單片機的智能電能表的電能計量晶片的電路原理圖。
[0019]圖4為本實用新型一種基於單片機的智能電能表的按鍵輸入的電路原理圖。
[0020]圖5為本實用新型一種基於單片機的智能電能表的液晶顯示屏的電路原理圖。
[0021]圖6為本實用新型一種基於單片機的智能電能表的供電電源的電路原理圖。
[0022]圖7為本實用新型一種基於單片機的智能電能表的三態門的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0023]【具體實施方式】一:
[0024]結合圖1、2、3、4、5、6、7說明本實施方式，本實施方式所述一種基於單片機的智能電能表包括電壓互感器、電流互感器、電能計量晶片、保護迴路、三態門、供電電源、微控制器、時鐘晶片、按鍵輸入、液晶顯示屏、無線傳輸模塊、數據存儲器和指示燈，其控制準確，可以存儲大量的測量信息並具有對測量結果進行實時分析、綜合和做出各種判斷能力，能進行簡單的故障提示，具有操作面板和顯示器，有簡單的報警功能，還可以通過簡訊發送到手機上進行實時查詢。
[0025]其中，所述電壓互感器的輸出端連接著電能計量晶片的輸入端，電壓互感器用於把電路中的大電壓(220V)變換成電能計量晶片所要求的輸入電壓。
[0026]所述電流互感器的輸出端連接著電能計量晶片的輸入端，電流互感器用於把電路中的大電流(1A)變換成電能計量晶片所要求的輸入電流，電能計量晶片根據其內部的瞬時電壓和瞬時電流計算瞬時功率，再輸出脈衝驅動機械式計數器或步進電機計算用電量。
[0027]所述保護迴路的輸出端連接著三態門的輸入端，保護迴路用於保護電能表不受電壓電流的影響。
[0028]所述三態門的輸出端連接著微控制器的輸入端，三態門用於保護電能表免受過電壓、過電流和突然斷電的影響。
[0029]所述供電電源的輸出端連接著微控制器的輸入端，供電電源用於給電能表供電使電能表完成測量工作。
[0030]所述時鐘晶片的輸出端連接著微控制器的輸入端，時鐘晶片用於給電能表提供系統時間。
[0031 ]所述按鍵輸入的輸出端連接著微控制器的輸入端，按鍵輸入用於輸入對電能表的控制信號。
[0032]所述微控制器的輸出端連接著液晶顯示屏的輸入端，液晶顯示屏用於顯示電能表測量值。
[0033]所述微控制器的輸出端連接著無線傳輸模塊的輸入端，無線傳輸模塊用於將電能表測量的信息通過無線傳輸的模塊傳輸到手機實現實時監控。
[0034]所述微控制器的輸出端連接著數據存儲器的輸入端，數據存儲模塊用於存儲本月、上月各月電量，能存儲各月峰值、平時、谷時各時段的用電量。
[0035]所述微控制器的輸出端連接著指示燈的輸入端，指示燈用於指示用戶剩餘電量不多，需要及時充值。
[0036]【具體實施方式】二:
[0037]結合圖1、2、3、4、5、6、7說明本實施方式，所述微控制器採用六了89051單片機。所述AT89C51單片機從它內部的硬體到軟體都有一套完整的按位作業系統，片內RAM區間還特別開闢了一個雙重功能的地址區間，十六個字節，單元地址20H?2FH，它既可作字節處理，也可作位處理。51單片機的I/O腳的設置和使用非常簡單，當該腳作輸入腳使用時，只須將該腳設置為高電平(復位時，各I/O口均置高電)。當該腳作輸出腳使用時，則為高電平或低電平均可。
[0038]【具體實施方式】三:
[0039]結合圖1、2、3、4、5、6、7說明本實施方式，所述電能計量晶片採用03546(^晶片。所述CS5460A晶片具有片內看門狗定時器與內部電源監視器;具有瞬時電流、瞬時電壓、瞬時功率、電流有效值、電壓有效值、功率有效值測量及電能計量功能;提供了外部復位引腳;雙向串行接口與內部寄存器陣列可以方便地與微處理器相連接；外部時鐘最高頻率可達20MHz;具有功率方向輸出指示。
[0040]【具體實施方式】四:
[0041 ] 結合圖1、2、3、4、5、6、7說明本實施方式，所述液晶顯示屏採用SMS0601液晶顯示晶片。所述液晶顯示器可直接與AT89C51單片機採用兩個總線實現數據的串行傳送而不需要單獨的顯示器驅動晶片，從而減少了整個電能表的空間。SMS0601—體化顯示器具有6位數字顯示功能，並提供兩個時間分隔符。
[0042]【具體實施方式】五:
[0043]結合圖1、2、3、4、5、6、7說明本實施方式，所述按鍵電路採用矩陣式鍵盤。電能表上的所有按鍵可提供用戶按鍵查詢本月的峰時、平時、谷時各時段的用電量以及本月用電總量，上月的峰時、平時、谷時各時段的用電量以及上月用電總量，上上月的峰時、平時、谷時各時段的用電量以及上上月用電總量。可以查詢瞬時電流值，瞬時電壓值，電壓有效值，電流有效值，各時段值的設置值。所以按鍵電路採用矩陣式鍵盤具有多個按鍵實現電能表的控制。
[0044]【具體實施方式】六:
[0045]結合圖1、2、3、4、5、6、7說明本實施方式，所述驅動模塊採用M0C3061。對電能表來說，它需要根據時間段的劃分來計量各時段的電能值，因此在電能表中需要一個時鐘晶片計時。DS1302是一種高性能、低功耗、帶RAM的實時時鐘晶片，它工作電壓寬達2.5—5 H用三線接口與單片機進行同步通信，並可採用突發方式一次傳送多個字節的時鐘信號或RAM數據。DSl302內部有一個31 X 8的用於臨時性存放數據的RAM寄存器。
[0046]本實用新型一種基於單片機的智能電能表的工作原理為:本實用新型一種基於單片機的智能電能表通過電壓互感器和電流互感器將電路中的大電壓和大電流變換成電能計量晶片所要求的輸入電壓和輸入電流範圍之內，電能計量晶片根據電路內部的瞬時電壓和瞬時電流計算瞬時功率，再輸出脈衝驅動機械式計數器或步進電機計算電量，將計算好的電量傳輸到微控制器，微控制器將計算的電量存儲到數據存儲器，通過也將液晶顯示器進行顯示，通過無線傳輸晶片傳送到手機進行監控。保護迴路和三態門相互配合對電能表進行過電壓、過電流和突然斷電的保護，按鍵輸入可以查看各月的電量，供電電源給電能表供電實現電量測量，指示燈指示用戶電量即將用完需要及時充值。時鐘晶片提供系統時間供電能表計算電量。
[0047]雖然本實用新型已以較佳的實施例公開如上，但其並非用以限定本實用新型，任何熟悉此技術的人，在不脫離本實用新型的精神和範圍內，都可以做各種改動和修飾，因此本實用新型的保護範圍應該以權利要求書所界定的為準。
【主權項】
1.一種基於單片機的智能電能表，其特徵在於，所述智能電能表包括電壓互感器、電流互感器、電能計量晶片、保護迴路、三態門、供電電源、微控制器、時鐘晶片、按鍵輸入、液晶顯示屏、無線傳輸模塊、數據存儲器和指示燈，所述電壓互感器的輸出端連接著電能計量晶片的輸入端;所述電流互感器的輸出端連接著電能計量晶片的輸入端;所述保護迴路的輸出端連接著三態門的輸入端;所述三態門的輸出端連接著微控制器的輸入端;所述供電電源的輸出端連接著微控制器的輸入端;所述時鐘晶片的輸出端連接著微控制器的輸入端；所述按鍵輸入的輸出端連接著微控制器的輸入端;所述微控制器的輸出端連接著液晶顯示屏的輸入端;所述微控制器的輸出端連接著無線傳輸模塊的輸入端;所述微控制器的輸出端連接著數據存儲器的輸入端;所述微控制器的輸出端連接著指示燈的輸入端。2.根據權利要求1所述的一種基於單片機的智能電能表，其特徵在於:所述微控制器採用AT89C51單片機。3.根據權利要求1所述的一種基於單片機的智能電能表，其特徵在於:所述電能計量晶片採用CS5460A晶片。4.根據權利要求1所述的一種基於單片機的智能電能表，其特徵在於:所述液晶顯示屏採用SMS0601液晶顯示晶片。5.根據權利要求1所述的一種基於單片機的智能電能表，其特徵在於:所述按鍵電路採用矩陣式鍵盤。6.根據權利要求1所述的一種基於單片機的智能電能表，其特徵在於:所述時鐘晶片採用DS1302時鐘晶片。7.根據權利要求1所述的一種基於單片機的智能電能表，其特徵在於:所述數據存儲器為EPROM。8.根據權利要求1所述的一種基於單片機的智能電能表，其特徵在於:所述保護迴路採用晶閘管保護迴路。9.根據權利要求1所述的一種基於單片機的智能電能表，其特徵在於:所述無線傳輸模塊採用GSM簡訊收發晶片。
【文檔編號】G01R22/06GK205720422SQ201620652972
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年6月23日
【發明人】徐超
【申請人】徐超