[發明專利]基于USB主機技術的三相多功能電能表

在審

• 申請號: 201610732298.4
• 申請日: 2016-08-27
• 公開（公告）號: CN107782963A
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發明（設計）人: 由國峰
• 申請（專利權）人: 由國峰
• 主分類號: G01R22/10
• 分類號: G01R22/10;G06F13/42
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

所屬技術領域

本發明涉及基于USB主機技術的三相多功能電能表。

背景技術

電力系統的發展對電能表及電力抄表技術提出了更高、更新的要求。為了真實地反映電網的運行狀態，給發電廠、電力公司和各層次電力用戶考核管理提供必要的依據，電能表須實時記錄電網狀態、電力負荷曲線、事件發生記錄、用戶對電能表的各種操作等大量數據。

抄表功能多樣化是電能表近年的發展方向，是決定產品市場競爭力的重要內容。目前，國內抄表方式很多，有人工抄表、RS-485通信、吸附式紅外與遠紅外抄表、電力線載波、GPRS抄表等，普遍存在速度慢、可靠性差、運營成本高等缺點，無法完全滿足用戶需求 。

發明內容

為解決上述問題，本發明設計了基于USB主機技術的三相多功能電能表。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是。

基于USB主機技術的三相多功能電能表由USB主機控制器和USB接口的供電電源組成。

所述USB主機控制器，多功能電能表設計選用CH375A作為USB主機控制芯片。其極限工作溫度范圍是- 40～ + 70℃ ，適用于工業現場。CH375A支持USB 1.1協議，支持Host主機方式和Slave設備方式，內部集成PLL倍頻器、主從USB接口SIE、數據緩沖區、并行接口、異步串行接口、命令解釋器、控制傳輸的協議處理器、批量傳輸協議處理器(Mass-Storage海量存儲設備專用通信協議處理)等固件。

所述USB接口的供電電源，USB系統為設備提供2種供電方式：自供電和總線供電。自供電即設備使用自身電源(如打印機)；總線供電表示設備通過USB總線提供的電源工作。電能表中的USB接口用于將電能表數據抄讀到U盤中，U盤是總線供電設備。

本發明的有益效果是，USB主機技術在電能表上的應用，使得電能表數據快速以文件格式存入接入U盤，并可通過U盤修改電能表參數，極大地方便了用戶抄表和電力管理。基于USB主機技術的三相多功能電能表利用USB主機技術可自動識別U盤，方便現場抄表，避免了人為差錯。

附圖說明

下面結合附圖對本發明進一步說明。

圖1是電子式多功能電能表硬件構成圖。

圖2是USB主機硬件電路圖。

具體實施方式

在圖1中，基于USB主機技術的三相電能表為DSP+MCU結構形式，DSP單元完成儀表的計量功能，MCU單元完成儀表的管理功能。16位ADC對各相電流、電壓進行采樣，送DSP高速數據處理器完成對電參量測量、電能累計、諧波分析、諧波電能計量等工作。DSP的計算結果通過異步串口與MCU進行數據交換。管理單元采用16位MCU，主要完成顯示、數據統計、存儲、通信、電能表功能選擇以及初始化數據設定等工作。

在圖2中，多功能電能表設計選用CH375A作為USB主機控制芯片。其極限工作溫度范圍是- 40～ + 70℃ ，適用于工業現場。CH375A支持USB 1.1協議，支持Host主機方式和Slave設備方式，內部集成PLL倍頻器、主從USB接口SIE、數據緩沖區、并行接口、異步串行接口、命令解釋器、控制傳輸的協議處理器、批量傳輸協議處理器(Mass-Storage海量存儲設備專用通信協議處理)等固件。電能表讀寫U盤使用批量傳輸，在全速總線上，批量傳輸的數據負荷占64個字節，協議頭占13個字節。電能表中的USB接口用于將電能表數據抄讀到U盤中，U盤是總線供電設備。根據USB 1.1總線規范，U盤作為總線供電設備，主機為其提供4。4～5。25 V電壓、100 mA總線電流。電源線上的電流最大不能超過500 mA。USB主機硬件電路的Vcc為5 V電源，通過二極管D5為U盤供電。為保證U盤正常工作，選用的限流熱敏電阻，常溫阻值為2Ψ，正常情況下限流熱敏電阻的壓降小于0.3 V。