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          基于載波通信方式的STS分體式電能表的原理及設計

          ? 2018年09月20日 10:42 ? 次閱讀

          今天為大家介紹一項國家發明授權專利——一種基于低功耗載波通信方式的STS分體式電能表。該專利由江蘇林洋能源股份有限公司申請,并于2017年2月22日獲得授權公告。

          內容說明

          本發明屬于智能電網通信領域,尤其是一種基于低功耗載波通信方式的STS分體式電能表。

          發明背景

          目前集中器載波模塊是接在火線/零線進(繼電器輸入端)來對主表進行抄表,戶內單元載波模塊是接在火線進(繼電器輸入端)與主表通信。這樣不管繼電器通斷戶內單元一直有電,有竊電隱患,且需單獨布線。另外一種是集中器載波模塊是接在火線/零線進(繼電器輸入端)來對主表進行抄表,戶內單元載波模塊是接在火線出(繼電器輸出端)與主表通信。當欠費拉閘后戶內單元使用電池供電通過載波與主表進行數據通信,這種方案中缺少高效的電源管理和動態調整載波發射功率功能,存在靜態漏電流大、動態功耗大、電池壽命短更換頻繁等不足。

          發明內容

          本發明的目的是針對上述問題,提出一種基于低功耗載波通信方式的STS分體式電能表。

          本發明的技術方案是:一種基于低功耗載波通信方式的STS分體式電能表,它包括集中器、主表和戶內單元;集中器包括主控制器一和與之連接的外設模塊一、載波模塊一,所述的載波模塊一的兩端分別接火線進線端和零線進線端,所述的載波模塊一與火線進線端之間接入耦合電容C1,所述的火線進線端即主表的繼電器輸入端,集中器通過耦合電容C1接火線進線端來對主表進行抄表。

          基于載波通信方式的STS分體式電能表的原理及設計

          主表包括主控制器二和與之連接的計量模塊、外設模塊二、載波模塊二,所述的載波模塊二的兩端分別串接載波電容C2、C3后接在繼電器的兩端,該繼電器的兩端分別接火線進線端和火線出線端,對家用電器的用電量進線計量,該家用電器的兩端分別接火線和零線的出線端。

          戶內單元包括主控制器三和與之連接的外設模塊三、載波模塊三,所述的載波模塊三的兩端分別接火線出線端和零線出線端,所述的載波模塊三與火線出線端之間接入耦合電容C4,所述的火線出線端即主表的繼電器輸出端,載波模塊三通過耦合電容C4接火線輸出端與主表通信,進行購電和電量查詢。

          本發明的耦合電容C1為220nF,耦合電容C2為220nF,耦合電容C3為100nF,耦合電容C4為100nF。

          本發明的戶內單元中,外設模塊三包括鍵盤、電源管理模塊、電池、背光電路、LCD顯示器、蜂鳴器和存儲模塊;所述的鍵盤為供用戶使用的輸入設備,其信號輸出端與主控制器三的對應信號輸入端相連;所述的電源管理模塊的輸入端作為電信號采集端接電能表的火線、零線出線端,電源管理模塊的輸出端接主控制器三的對應信號輸入端;所述的電池提供備用電源;所述的主控制器三與存儲模塊雙向連接,主控制器三的各信號輸出端分別連接背光電路、LCD顯示器和蜂鳴器的對應信號輸入端。

          本發明的電源管理模塊采用降低靜態功耗的方法:當欠費時主表繼電器斷開,電源管理模塊切換到電池供電,若30s沒有鍵盤操作則LED顯示器關閉所有外設進入休眠狀態,降低靜態功耗。

          本發明的電源管理模塊包括變壓器、低壓差線性穩壓器、電池電壓檢測電路、升壓電路和市電檢測電路,變壓器作為電源管理模塊的一信號輸入端接市電的火線和零點,變壓器的另一端接市電檢測電路的信號輸入端,市電檢測電路的信號輸出端接主控制器三,電池電壓檢測電路作為電源管理模塊的另一信號輸入端接電池,電池電壓檢測電路的信號輸出端接主控制器三的對應信號輸入端,電池通過升壓電路升壓后為各模塊供電。

          本發明的有益效果:本發明的市電和電池切換時間快;電池模式下系統功耗8uA,只有需要載波發送數據時才打開升壓電路,大大降低系統功耗,提高電池使用壽命。

          本發明通過兩個電容C2和C3使主表載波信號耦合到繼電器輸入輸出端聯通集中器和戶內單元;戶內單元載波模塊為主模塊,主表載波模塊為從模塊。主表欠費拉閘后由戶內單元電源管理模塊切換到電池供電,并提供載波通訊需要的12V電源。戶內單元硬件由低靜態漏電流部件構成,結合互鎖自切換/分時分區供電技術以延長電池壽命,市電掉電后系統能在無縫切換到備用電池供電,微處理器由全速運行切換為智能調節能耗模式,按時按需給載波供電;同時,用戶無操作30S后進入休眠,僅在從戶內單元微處理器接收到用戶操作數據時才被喚醒;另外,模塊在發送數據時,會根據各通道的接收信號強度、信噪比和誤碼率,動態地調整發送功率和所選用通道,使得在保證數據可靠傳輸的情況下最大限度地降低發送功率。

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          發表于 2018-01-29 10:46 ? 657次閱讀
          感應系電能表的結構

          載波通信技術廠商瑞斯康微電子簡介

          瑞斯康總裁岳京興 1982年畢業于北京工業大學,半導體器件專業。 1986年畢業于中國科學院半導體研...

          發表于 2018-01-14 21:28 ? 2487次閱讀
          載波通信技術廠商瑞斯康微電子簡介

          拆解單相導軌電能表詳細圖文解析

          主要器件用料上使用大廠的器件,但是在電源AC-DC和通信RS485上的防護能力相對差了一些。

          發表于 2017-12-20 14:10 ? 5169次閱讀
          拆解單相導軌電能表詳細圖文解析

          電能表潛動現象的原因及判定

          運行中電能表出現潛動,應滿足兩個條件。(1)電能表的電流線圈中應無電流;(2)電能表鋁盤應連續轉動在...

          發表于 2017-12-05 13:36 ? 397次閱讀
          電能表潛動現象的原因及判定

          基于互感器的電能表實用倍率的計算

          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。使用電能表時要注意...

          發表于 2017-11-13 16:35 ? 514次閱讀
          基于互感器的電能表實用倍率的計算

          智能型脈沖式電能表,實物和仿真驗證通過

          發表于 2017-10-25 12:43 ? 687次閱讀
          智能型脈沖式電能表,實物和仿真驗證通過

          BY 2462A-2B單相交流電能表

          發表于 2017-09-09 15:09 ? 970次閱讀
          BY 2462A-2B單相交流電能表

          BY 2461A單相交流功率電能表說明書

          發表于 2017-09-09 15:07 ? 849次閱讀
          BY 2461A單相交流功率電能表說明書

          直流電能計量標準裝置、直流電能表檢定裝置功能介紹

          發表于 2017-08-25 14:53 ? 1288次閱讀
          直流電能計量標準裝置、直流電能表檢定裝置功能介紹

          常見的竊電方式以及反竊電技術

            智能電表用完電后就會自動斷電,一定程度上解決了用電繳費難得問題,但智能電表也是有缺陷的,作為一種...

          發表于 2017-04-21 16:59 ? 6061次閱讀
          常見的竊電方式以及反竊電技術

          基于PXI架構打造低成本半導體測試系統

          在摩爾定律的發展極限之下,產生更多裝置連結與資料分析的需求。也由于物聯網與智慧手機的發展,使得類比與...

          發表于 2014-09-05 10:46 ? 481次閱讀
          基于PXI架構打造低成本半導體測試系統

          電力線載波通信技術智能家居應用分析

          智能家居產品要想能夠像計算機、手機一樣走進千家萬戶,真正惠及每個人的生活,就必須滿足以上最基本的要求...

          發表于 2014-05-08 09:43 ? 909次閱讀
          電力線載波通信技術智能家居應用分析

          物聯網寬帶PLC家電系統設計實現方案

          本文給出了一種物聯網寬帶PLC家電系統設計實現方案,解決了應用中碰到的同相干擾、跨相耦合、自動組網等...

          發表于 2013-03-29 14:27 ? 1700次閱讀
          物聯網寬帶PLC家電系統設計實現方案

          電力線載波通信的外圍電路設計

          本文依據高低頻電路原理,設計了電力線載波通信的外圍專用電路,包括發送驅動電路、耦合接收和AGC系統等...

          發表于 2012-12-13 10:50 ? 2589次閱讀
          電力線載波通信的外圍電路設計

          與你詳談無線通信之智能電表

          智能電表一直是炒的比較熱的話題,而各大半導體廠商也是借著這股勢頭紛紛在推薦自己的產品和方案,今天就為...

          發表于 2012-12-06 15:26 ? 3233次閱讀
          與你詳談無線通信之智能電表

          MAX71020單芯片電能表模擬前端

          AX71020是單芯片模擬前端結束在用于高性能收入米。它包含了計算在Maxim的第四代米的SOC和改...

          發表于 2012-07-30 11:26 ? 656次閱讀
          MAX71020單芯片電能表模擬前端

          全國75%電表被蓄意加速?國家電網回應

          近日,微博上流傳著一則消息,稱經南方某報調查發現,中國75%電表都被蓄意加速,國家電網公司兩年違規收...

          發表于 2012-06-03 11:38 ? 4997次閱讀
          全國75%電表被蓄意加速?國家電網回應

          電能表在使用過程中的問題分析及處理方法

            一宿舍小區,發現其總表所累計的電量與其所帶的幾塊分表所累計的電量之和對不上,并且相差很大。 ...

          發表于 2012-05-25 10:45 ? 1397次閱讀
          電能表在使用過程中的問題分析及處理方法

          杭州首批能自我辨識的電能表上崗

            2月20日,浙江杭州地區首批具有自我辨識功能的新型智能封印在蕭山恒泰御庭園“上崗”。當天,由蕭山...

          發表于 2012-03-29 11:19 ? 320次閱讀
          杭州首批能自我辨識的電能表上崗

          多費率電能表設計策略分析

          本單相多費率電能表采用ADI公司的ADE775X作為計量芯片,以及Microchip公司的MCU P...

          發表于 2012-01-24 18:13 ? 789次閱讀
          多費率電能表設計策略分析

          基于OFDM的電力線載波通信的研究

          電力線載波通信是以電力線為傳輸媒介,通過載波方式傳輸模擬或數字信號的技術,而且無外架通信線路。介紹正...

          發表于 2011-11-01 16:19 ? 1043次閱讀
          基于OFDM的電力線載波通信的研究

          DSP在電能表中的應用

          實時數字信號處理、超大規模集成電路技術的飛速發展,不斷地推動著數字信號處理器性能的提高,使其在信號處...

          發表于 2011-10-28 16:25 ? 886次閱讀
          DSP在電能表中的應用

          電子式多功能電能表在計量管理中的應用

          隨著電子技術的迅猛發展,大規模集成電路在電能表中得到廣泛的應用。電子式電能表與感應式電能表相比,具有...

          發表于 2011-09-30 14:01 ? 577次閱讀
          電子式多功能電能表在計量管理中的應用

          電力線載波通信PLCC介紹

          本文主要對電力線載波通信PLCC進行了一個初步的介紹,還有一些參考文獻,希望對大家有所幫助!

          發表于 2011-08-08 11:42 ? 1876次閱讀
          電力線載波通信PLCC介紹

          GPRS網絡電能表的設計方案

          GPRS網絡電能表就是GPRS通信技術和電表技術的結合體,他將三相多功能電能表和GPRS通信模塊相結...

          發表于 2011-04-21 11:31 ? 722次閱讀
          GPRS網絡電能表的設計方案

          淺析電子式多功能關口電能表性能評估方法

            0引言   自二十世紀九十年代起,進口0.2S級電子式多功能電能表主導電網關口高端計量,而高端電...

          發表于 2010-10-30 14:12 ? 333次閱讀
          淺析電子式多功能關口電能表性能評估方法
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