[發(fā)明專利]一種家庭用電管理智能儀表

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010547404.4
• 申請日: 2010-11-15
• 公開（公告）號: CN102148535A
• 公開（公告）日: 2011-08-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 金尚忠;朱周洪;王焱華
• 申請（專利權(quán)）人: 中國計量學院
• 主分類號: H02J13/00
• 分類號: H02J13/00;G01R31/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種實現(xiàn)多路電能計量和管理功能的智能儀表，在電能計量的基礎(chǔ)上結(jié)合電能管理，可以對家庭的每路用電情況進行計量、記錄、儲存、分析、并提供給用戶和控制中心進行用電管理、用電需求，實現(xiàn)節(jié)能和節(jié)約電費目的。

背景技術(shù)

日前國家電網(wǎng)公司公布了今后10年智能電網(wǎng)的建設(shè)規(guī)劃，到2020年我國將基本建成智能電網(wǎng)。

智能電網(wǎng)作為下一代電網(wǎng)的發(fā)展模式，在全球范圍內(nèi)已獲得廣泛關(guān)注，對于建立智能電網(wǎng)來改進電能分配和節(jié)約電能的需求不斷增大。智能電網(wǎng)包含從發(fā)電、調(diào)度、輸電、變電、配電和用電各個環(huán)節(jié)，智能電表屬于智能用電的環(huán)節(jié)，承載了重要的應(yīng)用功能。

2009年10月，國家電網(wǎng)公司公布了智能電表新標準。新老對比，新標準對電表在計量、費控、通信、功耗、電子線路布線等技術(shù)指標要求均有了大幅提高，諸多先前對MCU附加功能由可選變成了必選項，更高的計算能力(DMIPS)以滿足智能電表的高性能要求；更大的存儲容量順應(yīng)復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理需求；更多的I/O如SPI、I2C、智能卡、UART以及RTC等應(yīng)對增加的周邊器件支持能力。

本發(fā)明的特點是在于符合智能電表新的標準，并在此基礎(chǔ)上增加對多路用電線路計量(智能電表只對總線路計量)功能，增加多路用電的顯示功能，能將用戶用電信息詳細告知用戶、向控制端發(fā)送用電需求；增加家庭用電的高效管理功能，實現(xiàn)節(jié)能和節(jié)約電費目的。廣泛用于智能電網(wǎng)、峰谷用電、階梯用電等場合。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)在對用電管理的要求及市場相應(yīng)產(chǎn)品的空缺，本發(fā)明的目的在于：設(shè)計一種對家庭各路用電線路用電信息進行采集，分析家庭用電狀況，將用電信息發(fā)送至控制中心，實現(xiàn)節(jié)電和節(jié)約電費管理的智能儀表，儀表可對自身功耗計量。

本發(fā)明基本原理如圖1所示，市電從線路接口模塊A接入，并由模塊A分成多路分別給照明、空調(diào)、電視、冰箱、洗衣機、廚房等設(shè)備供電。電能計量模塊B包括(1)模擬開關(guān)，(2)電壓周期檢測電路，(3)單片機，(4)電能計量芯片，(5)串口芯片。單片機根據(jù)電壓周期檢測電路的信號，在一個周期開始時控制電能計量芯片對其中一路用電線路計量，在計量特定周期后通過模擬開關(guān)迅速切換至下一家用電線路計量，且每路計量相同周期數(shù)，在計量完最后一路時又迅速切換至第一路計量，如此循環(huán)，則每路用電量近似周期電量乘上計量線路總數(shù)。同時，單片機實時監(jiān)測來自通信芯片的信號，在收到信息處理模塊D要求發(fā)送數(shù)據(jù)的命令時，將計量數(shù)據(jù)發(fā)送給信息處理模塊D。電源模塊C包括變壓器、(6)低壓差線性穩(wěn)壓器和(8)降壓DC/DC，為各部分電路供電。線性穩(wěn)壓器為電能計量模塊B供電，以降低電源噪聲，提高計量精度，降壓DC/DC為信息處理和管理模塊供電，以降低功耗，節(jié)約電能。信息處理和管理模塊D包括(7)光耦芯片、(9)串口芯片、(10)實時時鐘、(11)微處理器、(12)LCD屏、(13)內(nèi)存、(14)FLASH、(15)網(wǎng)絡(luò)接口。光耦芯片實現(xiàn)電能計量模塊B與信息處理模塊D之間的電氣隔離通信，微處理器通過串口芯片向電能計量模塊B發(fā)送命令或是從電能計量模塊B接收每路用電信息，并分析，存儲相應(yīng)數(shù)據(jù)到FALSH，數(shù)據(jù)分析包括各用電線路時平均用電量，日平均用電量，日平均用電時間，月平均用電時間，月平均用電量等等，處理器將這些信息通過網(wǎng)絡(luò)接口發(fā)送至控制終端，通過LCD屏將信息告之用戶，用戶可以根據(jù)這些信息調(diào)整家用電分配、向控制中心發(fā)送用電需求，實現(xiàn)節(jié)電等等。

一種家庭用電管理智能儀表，其對家庭用電信息進行管理。所述的用電信息為電壓有效值、電流有效值、電壓頻率、有功功率、無功功率、功率因素等。所述的信息管理是對上述信息求時、日、周、月年分布，并對信息進行存儲、顯示、向控制中心發(fā)送用電需求。

該用電管理智能儀表具備：

信息采集電路，采集家庭各用電線路(照明、空調(diào)、電視、冰箱洗衣機、廚房等)的實時信息。

信息處理電路，分析信息采集電路采集的實時信息，并存儲、顯示、向控制中心發(fā)送用電需求。

根據(jù)權(quán)利要求1所述的家庭用電管理智能儀表，其特征在于：

所述的信息采集電路采用單芯片循環(huán)掃描計量方式實現(xiàn)對家庭各用電線路(照明、空調(diào)、電視、冰箱、洗衣機、廚房等)的實時信息。

根據(jù)權(quán)利要求1所述的家庭用電管理智能儀表，其特征在于：

所述的信息采集電路包括電壓周期檢測電路、模擬開關(guān)、電能計量芯片、單片機、通信芯片等。

根據(jù)權(quán)利要求1所述的家庭用電管理智能儀表，其特征在于：