一種基于以太網的嵌入式智能三相電能表制造技術

本實用新型專利技術公開了一種基于以太網的嵌入式智能三相電能表，包括：嵌入式處理器、SRAM、FLASH存儲器、EEPROM存儲器、SD卡數據存儲擴展、人機交互觸摸液晶屏、按鍵輸入模塊、紅外收發通信接口、rs485收發器、以太網接口、GSM/GPRS模塊、繼電器模塊、電能計量IC、電流互感器傳感電路、電壓分壓調理電路、校表脈沖接口。本實用新型專利技術兼容傳統電能表的通信接口如紅外收發接口，rs485收發器；同時支持以太網和GPRS互聯網接入，并基于高性能的嵌入式操作系統，加入高度友好的觸摸式液晶用戶交互界面，無論是電力部門遠程計量抄表，或是用戶現場操作、接入自家智能家居系統進行統一管理，都具有非常強的實用性。

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種基于以太網的嵌入式智能三相電能表，屬于智能電網儀器儀表

技術介紹
電能計量在龐大的能源系統中起到非常重要的作用。隨著能源技術的不斷發展，人們對能源計量越來越重視，精確測量消耗或產生的電能以及對電能質量監控的重要性日益提高。當前許多市售電能表仍舊停留在單純電能的計量上，部分市售智能型電能表雖能測量多種電參量，但在當前智能家居以及電器互聯蓬勃發展的時期，孤立的電能測量設備并不能實現設備有效接入互聯網進行統一云端管理，同時傳統電能表對于現場應用的人機交互表現較差，不能夠使使用者有效獲取所需信息，功能較為單一。
技術實現思路
目的：為了克服現有技術中存在的不足，本技術提供一種基于以太網的嵌入式智能三相電能表。技術方案：為解決上述技術問題，本技術采用的技術方案為：一種基于以太網的嵌入式智能三相電能表，包括：嵌入式處理器、SRAM、FLASH存儲器、EEPROM存儲器、SD卡模塊、人機交互觸摸液晶屏、按鍵輸入模塊、紅外收發通信接口、rs485收發器、以太網接口、GSM/GPRS模塊、繼電器模塊、電能計量IC、電流互感器傳感電路、電壓分壓調理電路、校表脈沖接口；所述SRAM、FLASH存儲器、EEPROM存儲器、SD卡模塊、人機交互觸摸液晶屏、紅外收發通信接口、rs485收發器與嵌入式處理器雙向連接；所述電能計量IC的數據端口與嵌入式處理器和校表脈沖接口相連，電能計量IC的模擬端口與電流互感器傳感電路和電壓分壓調理電路連接；所述繼電器模塊輸入端與嵌入式處理器相連，輸出端與繼電器動作部分相連；所述以太網接口和GSM/GPRS模塊數據端口與嵌入式處理器相連；所述電流互感器傳感電路、電壓分壓調理電路、繼電器模塊外端與電能表對應接線端子相連。所述電流互感器傳感電路包括四只50A/50mA雙引線閉合式電流互感器，所述四只互感器分別對應感測三相交流電A相、B相、C相以及零線電流；所述每個電流互感器正負極電信號均以1%精度，1206封裝，4.99歐姆電阻并入零線參考地平面，并串接1.1K歐姆，0805封裝電阻接入電能計量IC對應通道，電能計量IC通道輸入端正負極各并入33納法，0805封裝陶瓷電容到零線參考地平面。所述電壓分壓調理電路包括三路，分別連接A相、B相、C相電壓；所述電壓分壓調理電路每路由10只1206封裝電阻對一相電壓分壓，分壓比1401：1；每路與電能計量IC對應相電壓接口端串接一個0805封裝，1K歐姆電阻，并在串接節點并入33納法，0603陶瓷電容到零線參考地平面以構成低通濾波器濾除高次諧波干擾。所述rs485收發器包括兩只高速光耦6N137、高頻NPN三極管2SC1623、集成485收發芯片MAX485、TVS瞬態抑制二極管；所述rs485收發器采用自換向式電路拓撲，發送端高速光耦6N137輸出端接高頻NPN三極管2SC1623集電極，高頻NPN三極管2SC1623在電路中接法為反相開關，集電極輸出同時接集成485收發芯片MAX485輸入使能與輸出使能接口，集成485收發芯片MAX485輸入管腳接入地平面；集成485收發芯片MAX485差分輸出端同相端以30k電阻上拉，反相端以30k電阻下拉，兩根管腳A、管腳B均并接TVS瞬態抑制二極管到地平面以實現接口電路保護。作為優選方案，所述嵌入式處理器采用STM32F407ZGT6。作為優選方案，所述SRAM采用IS62WV51216BLL。作為優選方案，所述GSM/GPRS模塊采用SIM900A。作為優選方案，所述以太網接口采用LAN8720A。作為優選方案，所述電能計量IC采用ADE7878ACPZ。作為優選方案，所述FLASH存儲器采用W25Q128。作為優選方案，所述EEPROM存儲器采用AT24C04。作為優選方案，所述電能表采用UCOSII+LWIP+EMWIN結構，并外接人機交互觸摸液晶屏。有益效果：本技術提供的一種基于以太網的嵌入式智能三相電能表，基于以太網的嵌入式智能三相電能表，此系統運行于ARM CORTEX-M4平臺，基于UCOSII嵌入式實時操作系統，并提供友好且易用的人機交互界面，以太網接口以及GPRS蜂窩網絡的接入實現了整個系統基于INTERNET的互聯型、智能型應用。一方面兼容傳統電能表的通信接口如紅外收發接口，rs485收發器，另一方面同時支持以太網和GPRS互聯網接入，并基于高性能的嵌入式操作系統，加入高度友好的觸摸式液晶用戶交互界面，無論是電力部門遠程計量抄表，或是用戶現場操作、接入自家智能家居系統進行統一管理，都具有非常強的實用性。且本技術集成度高、穩定性好、功能強大且軟件可擴展升級性強，易于推廣。附圖說明圖1為本技術的結構示意圖；圖2為一只雙引線閉合式電流互感器連接結構示意圖；圖3為電壓分壓調理一路連接結構示意圖；圖4為rs485收發器結構示意圖。具體實施方式下面結合附圖對本技術作更進一步的說明。如圖1所示，一種基于以太網的嵌入式智能三相電能表，包括嵌入式處理器、SRAM、FLASH存儲器、EEPROM存儲器、SD卡數據存儲擴展、人機交互觸摸液晶屏、按鍵輸入模塊、紅外收發通信接口、rs485收發器、以太網接口、GSM/GPRS模塊、繼電器模塊、電能計量IC、電流互感器傳感電路、電壓分壓調理電路、校表脈沖接口。所述SRAM、FLASH存儲器、EEPROM存儲器、SD卡模塊、人機交互觸摸液晶屏、紅外收發通信接口、rs485收發器與嵌入式處理器雙向連接。所述電能計量IC的數據端口與嵌入式處理器和校表脈沖接口相連，電能計量IC的模擬端口與電流互感器傳感電路和電壓分壓調理電路連接。所述繼電器模塊輸入端與嵌入式處理器相連，輸出端與繼電器動作部分相連。所述以太網接口和GSM/GPRS模塊數據端口與嵌入式處理器相連。所述電流互感器傳感電路、電壓分壓調理電路、繼電器模塊外端與電能表對應接線端子相連。如圖2所示，J1和J3分別為電流互感器的正極輸入接口和負極輸入接口，IAP、IAN分別連接電能計量芯片對應電流通道的正極和負極；所述電流互感器傳感電路包括四只50A/50mA雙引線閉合式電流互感器，所述四只互感器分別對應感測三相交流電A相、B相、C相以及零線電流；所述每個電流互感器正負極電信號均以1%精度，1206封裝，4.99歐姆電阻并入零線參考地平面，并串接1.1K歐姆，0805封裝電阻接入電能計量IC對應通道，電能計量IC通道輸入端正負極各并入33納法，0805封裝陶瓷電容到零線參考地平面。如圖3所示，J9為電壓分壓調理電路相線輸入端，VAP為采樣信號輸出端；所述電壓分壓調理電路包括三路，分別連接A相、B相、C相電壓；所述電壓分壓調理電路每路由10只1206封裝電阻對一相電壓分壓，分壓比1401：1；每路與電能計量IC對應相電壓接口端串接一個0805封裝，1K歐姆電阻，并在串接節點并入33納法，0603陶瓷電容到零線參考地平面以構成低通濾波器濾除高次諧波干擾。如圖4所示，所述rs485收發器包括兩只高速光耦6N137、高頻NPN三極管2SC1623、集成485收發芯片MAX485、TVS瞬態抑制二極管；所述rs485收發器采用自換向式電路拓撲，發送端高速光耦6N137輸本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于以太網的嵌入式智能三相電能表，其特征在于，包括：嵌入式處理器、SRAM、FLASH存儲器、EEPROM存儲器、SD卡模塊、人機交互觸摸液晶屏、按鍵輸入模塊、紅外收發通信接口、rs485收發器、以太網接口、GSM/GPRS模塊、繼電器模塊、電能計量IC、電流互感器傳感電路、電壓分壓調理電路、校表脈沖接口；所述SRAM、FLASH存儲器、EEPROM存儲器、SD卡模塊、人機交互觸摸液晶屏、紅外收發通信接口、rs485收發器與嵌入式處理器雙向連接；所述電能計量IC的數據端口與嵌入式處理器和校表脈沖接口相連，電能計量IC的模擬端口與電流互感器傳感電路和電壓分壓調理電路連接；所述繼電器模塊輸入端與嵌入式處理器相連，輸出端與繼電器動作部分相連；所述以太網接口和GSM/GPRS模塊數據端口與嵌入式處理器相連；所述電流互感器傳感電路、電壓分壓調理電路、繼電器模塊外端與電能表對應接線端子相連。

【技術特征摘要】
1.一種基于以太網的嵌入式智能三相電能表，其特征在于，包括：嵌入式處理器、SRAM、FLASH存儲器、EEPROM存儲器、SD卡模塊、人機交互觸摸液晶屏、按鍵輸入模塊、紅外收發通信接口、rs485收發器、以太網接口、GSM/GPRS模塊、繼電器模塊、電能計量IC、電流互感器傳感電路、電壓分壓調理電路、校表脈沖接口；所述SRAM、FLASH存儲器、EEPROM存儲器、SD卡模塊、人機交互觸摸液晶屏、紅外收發通信接口、rs485收發器與嵌入式處理器雙向連接；所述電能計量IC的數據端口與嵌入式處理器和校表脈沖接口相連，電能計量IC的模擬端口與電流互感器傳感電路和電壓分壓調理電路連接；所述繼電器模塊輸入端與嵌入式處理器相連，輸出端與繼電器動作部分相連；所述以太網接口和GSM/GPRS模塊數據端口與嵌入式處理器相連；所述電流互感器傳感電路、電壓分壓調理電路、繼電器模塊外端與電能表對應接線端子相連。2.根據權利要求1所述的一種基于以太網的嵌入式智能三相電能表，其特征在于：所述電流互感器傳感電路包括四只50A/50mA雙引線閉合式電流互感器，所述四只互感器分別對應感測三相交流電A相、B相、C相以及零線電流；所述每個電流互感器正負極電信號均以1%精度，1206封裝，4.99歐姆電阻并入零線參考地平面，并串接1.1K歐姆，0805封裝電阻接入電能計量IC對應通道，電能計量IC通道輸入端正負極各并入33納法，0805封裝陶瓷電容到零線參考地平面。3.根據權利要求1所述的一種基于以太網的嵌入式智能三相電能表，其特征在于：所述電壓分壓調理電路包括三路，分別連接A相、B相、C相電壓；所述電壓分壓調理電路每路由10只1206封裝電阻對一相電壓分壓，分壓比1401：1；每路與電能計量IC對應相電壓接口端串接一個0805封裝，1K歐姆電阻，并在串接節點并入33納法，0603陶瓷電容到零線參考地平面以構成低通濾波器濾除高次諧波干擾。4.根據權利要求1所述的一種基于以太網的嵌入式智...

【專利技術屬性】
技術研發人員：周曉彥，張光宇，朱小芳，馬婷婷，梅永，
申請(專利權)人：南京信息工程大學，
類型：新型
國別省市：江蘇;32