一種智能計量插座的製作方法

2023-04-23 22:02:06

專利名稱：一種智能計量插座的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種家電設備計量裝置，特別是一種智能計量插座。
背景技術：
在高科技發展的今天，形形色色的智能化家電設備已經在我們的生活扮演不可替代的角色，但其性能、功耗和可靠性等指標在一些普通場合卻顯得很神秘，我們享受著它帶來簡潔和高效的生活品質，卻不知我們倒底要付出多少能源為代價來獲取。因此，計量插座應用而生。目前現有的計量插座的技術方案主要有兩種第一種方案是單片機+計量晶片，如ADI公司的專用單相計量ADE775，這種計量插座只能計量有功功率及有功能量，而無法計量電壓、電流、頻率、無功能量等電參數；另一種方案為單片機+ADC(模擬數字轉換器)，這種計量插座可以測量包括電流， 電壓，功率等電參數，但是計量的精度不高。

實用新型內容本實用新型的目的在於，提供一種智能計量插座。本實用新型不僅可測量電流，電壓，功率等電參數，而且計量的精度較高。本實用新型的技術方案一種智能計量插座，其特徵在於包括受控插孔及連接受控插孔的MSP430單片機，MSP430單片機連接有電源模塊、按鍵輸入模塊、LCD顯示模塊、訊接口模塊和存儲模塊，MSP430單片機內的電能計量模塊與採樣電路模塊連接。前述的智能計量插座中，所述的MSP430單片機，是MSP430FE4242單片機。前述的智能計量插座中，所述的MSP430單片機與IXD顯示模塊的連接，是MSP430 單片機內的IXD驅動模塊與IXD顯示模塊的連接。前述的智能計量插座中，所述的存儲模塊，是電可擦寫可編程只讀存儲器，能保存電量數據和事件記錄信息。 前述的智能計量插座中，所述的通訊接口模塊，是RS485通訊接口或RS232通訊接前述的智能計量插座中，所述的按鍵輸入模塊包括四個按鍵，四個按鍵分別是減按鍵、加按鍵、確定鍵和設置鍵。與現有技術相比，本實用新型是一種基於MSP430單片機的智能計量插座，利用 MSP430單片機已將MCU、電能計量模塊、LCD驅動模塊和RTC時鐘模塊等集成於一體，使得外圍電路設計及線路連接簡單和生產成本降低，還可測量電流，電壓，功率等電參數，而且計量的精度較高。本實用新型在保證了可靠性和穩定性的同時，還大大提高了經濟性，降低廠家的生產成本。本實用新型還具有實施結構簡單和使用方便的特點。


3[0014]圖1是本實用新型的結構示意圖；圖2是實施例中的電源模塊示意圖；圖3是實施例中的按鍵輸入模塊示意圖；圖4是本實用新型的流程圖。附圖中的標記為1-MSP430單片機，2-電能計量模塊，3-LCD驅動模塊，4-LCD顯示模塊，5-受控插孔，6-按鍵輸入模塊，7-通訊接口模塊，8-存儲模塊，9-電源模塊，10-採樣電路模塊。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的說明，但並不作為對本實用新型限制的依據。實施例。一種智能計量插座，構成如圖1所示，包括受控插孔5及連接受控插孔5 的MSP430單片機1，MSP430單片機1連接有電源模塊9、按鍵輸入模塊6、IXD顯示模塊4、 通訊接口模塊7和存儲模塊8，MSP430單片機1內的電能計量模塊2 (簡稱ESP)與採樣電路模塊10連接。所述的電源模塊9，構成如圖2所示，可採用RC降壓作為供電電源，通過Dl將電壓限定在12V，此電壓再通過U1(SPX3819M5-L)調整到3. 5V為MSP430單片機1內的MCU的周邊器件供電，為防止掉電後時間信息的丟失，因此掛接了一個電池供待機狀態下的供電；為了保證掉電信息第一時間通知MSP430單片機1內的MCU，所以在RC降壓後的電壓通過R4、 R15分壓後接入MCU的SVSIN端。所述的MSP430單片機1可以是德州儀器生產的MSP430FE4242單片機，該單片機已將MCU、電能計量模塊、LCD驅動模塊和RTC時鐘模塊等集成於一體。所述的MSP430單片機1還可連接報警裝置。所述的MSP430單片機1與IXD顯示模塊4的連接，是MSP430單片機1內的IXD 驅動模塊3與IXD顯示模塊4的連接。所述的存儲模塊8，是電可擦寫可編程只讀存儲器，能保存電量數據和事件記錄信肩、ο所述的通訊接口模塊7，是RS485通訊接口或RS232通訊接口，可實現智能計量插座與外部設備(如計算機)之間交換信息。通過RS485通訊接口或RS232通訊接口可以將支持某種通信介質的擴展板連入，實現對智能計量插座的參數設置、校準，讀取測量信息等。所述的按鍵輸入模塊6，構成如圖3所示，包括四個按鍵，四個按鍵分別是減按鍵 K1、加按鍵K2、確定鍵K3和設置鍵K4。四個按鍵在不同的頁面下可有著不同的功能，「長按」與「短按」又對應著不同的操作，本實用新型上電後默認在參數頁面下，在參數頁面下如果短按減按鍵、加按鍵將只切換LCD上的顯示信息，減按鍵為逆方向切換，加按鍵為順方向切換；長按設置鍵將進入參數設置頁，進入參數設置後LCD上等待設置的對象將會閃爍；來回短按確定鍵將在「允許」與「禁止」之間切換。本實用新型的流程圖如圖4所示，首先系統運行時對MCU初始化，開始獲取外設的供電信息，如果是電網供電，將打開ESP電能計量模塊起動測量，如果是電池供電，將禁止ESP工作，降低系統功耗從而延長電池的使用壽命；之後開始初始化RAM、RTC數據，如果 RAM數據不合法，將從外部EEROM中讀取歷史數據更新RAM區，如果EEROM中的數據依然不合法，將系統的默認數據替換RAM和EEROM中的數據；最後，開始進入系統的的主進程階段， 如果有按鍵按下，將處理按鍵指定的功能，沒有則進入顯示處理進程，如果相關條件允許將更新當前頁下的數據項到LCD上顯示；顯示處理完畢，開始讀取ESP電能計量模塊返回的測量信息，將ESP模塊返回的測量信息通過相應公式算出實現結果，並將有功功率轉換成電能量累加並保存；如果遠程有數據請求，還將處理遠程的數據包做出相應處理。
本實用新型包括IXD顯示模塊、按鍵輸入模塊、ESP電能計量模塊、通信接口模塊和存儲模塊幾大部分，LCD顯示模塊主要是將ESP測量後的數據、RTC計時和相關參數處理後在LCD上顯示出來，並配合按鍵操作同步顯示執行狀態；按鍵輸入模塊主要是實現人機信息交換，如手動校時、工作模式設置和LCD顯示換頁等；ESP電能計量模塊主要是將採集到的數據通過ESP內部處理後返回到後臺進程，通過ESP返回的功率值換算成電能量實現計量功能，通過功率或電流值實時判斷用電設備是否在預設範圍內工作，如果超出負荷最大允許值將做出報警提示，並將ESP返回的電壓、電流波形值換算成有效值等；通訊接口模塊主要是實現遠程操作，實現讀取智能計量插座的工作狀態、測量數據信息和參數設置等； 還有獨立的RTC時鐘模塊，主要是通過TAO中斷間隔1秒中調用一次RTC子程序來實現時鐘和日曆功能。
權利要求1.一種智能計量插座，其特徵在於包括受控插孔( 及連接受控插孔(5)的MSP430 單片機(1)，MSP430單片機(1)連接有電源模塊(9)、按鍵輸入模塊(6)、！XD顯示模塊(4)、 通訊接口模塊(7)和存儲模塊(8)，MSP430單片機(1)內的電能計量模塊(2)與採樣電路模塊(10)連接。
2.根據權利要求1所述的智能計量插座，其特徵在於所述的MSP430單片機(1)，是 MSP430FE4242 單片機。
3.根據權利要求1所述的智能計量插座，其特徵在於所述的MSP430單片機(1)與LCD 顯示模塊(4)的連接，是MSP430單片機(1)內的LCD驅動模塊(3)與LCD顯示模塊(4)的連接。
4.根據權利要求1所述的智能計量插座，其特徵在於所述的存儲模塊(8)，是電可擦寫可編程只讀存儲器，能保存電量數據和事件記錄信息。
5.根據權利要求1所述的智能計量插座，其特徵在於所述的通訊接口模塊(7)，是 RS485通訊接口或RS232通訊接口。
6.根據權利要求1-5任一權利要求所述的智能計量插座，其特徵在於所述的按鍵輸入模塊(6)包括四個按鍵，四個按鍵分別是減按鍵、加按鍵、確定鍵和設置鍵。
專利摘要本實用新型公開了一種智能計量插座，包括受控插孔(5)及連接受控插孔(5)的MSP430單片機(1)，MSP430單片機(1)連接有電源模塊(9)、按鍵輸入模塊(6)、LCD顯示模塊(4)、通訊接口模塊(7)和存儲模塊(8)，MSP430單片機(1)內的電能計量模塊(2)與採樣電路模塊(10)連接。本實用新型是一種基於MSP430單片機的智能計量插座，利用MSP430單片機已將MCU、電能計量模塊、LCD驅動模塊和RTC時鐘模塊等集成於一體，使得外圍電路設計及線路連接簡單和生產成本降低，還可測量電流，電壓，功率等電參數，而且計量的精度較高。
文檔編號H01R13/66GK202058988SQ201120045860
公開日2011年11月30日 申請日期2011年2月23日 優先權日2011年2月23日
發明者於廣遊, 陳磊, 黃龍松 申請人:利爾達科技有限公司