CN105572470A - 一种使用bpc低频授时码进行自动校时的智能电能表以及方法 - Google Patents

Abstract

一种使用BPC低频授时码进行自动校时的智能电能表以及方法，它包括MCU以及与之连接的电源电路、电能计量专用芯片、通讯模块、液晶显示模块、低频时码接收电路和存储电路，所述的低频时码接收电路用于接收国家授时中心发布的BPC低频授时码，利用电能表的MCU处理器对接收到的时码进行解析，根据解析得到的时间信息修正电能表的基准时钟。由于电能表直接接收国家授时中心的基准时间，可以确保电能表基准时钟时间和标准时钟的时间高度一致。

Description

一种使用BPC低频授时码进行自动校时的智能电能表以及方法

技术领域

本发明涉及各种单相，三相及多功能电能表的时钟及其它对时钟要求较高的电器设备，属电器设备制造领域。

背景技术

目前，电网的负荷是不断变化的，有时出现用电高峰，有时出现用电低谷，在发供电设备容量一定的情况下，如果用电负荷处于高峰时，用电负荷大于发电负荷，会导致电网频率降低，严重时会危及电网安全，当用电负荷处于低谷时，发电设备不能得到充分利用，系统运行很不经济，为了提高电网运行的安全性和经济性，人为提出了在高峰时提高电价，低谷时降低电价的经济手段，而要实现这个经济手段，就要求作为供用电计量基准的电能表要有准确的计时，传统的分时电能表的计量电路采用实时时钟（Real-TimeClock、缩写RTC）芯片方式，RTC具有时钟，日历，闹钟，周期性中断输出，32KHz时钟输出等功能，电表利用RTC的功能自动计时，从而实现电能表的分时计量。一般情况下RTC的时钟误差精度在23℃的情况下能达到±0.5S/d，虽然时钟的精度已经很高，但运行一定时间后，积累误差还是很大的，因此需要定时校对时钟，以确保时钟的和标准时间的一致正确。在自动抄表开始前，电力企业一般在每个抄表周期对电能表进行校时，由于抄表周期的不规律，导致校时也不规律，同时电能表在设计时为防止校时设备时钟不准确，往往会设置一个校时的时钟误差限制，当发生时钟误差超过此限值时，时钟就无法再校对到准确的时间，建立信息采集系统进行自动抄表后，系统可以根据主站的校时方案在规定的时钟误差范围内对电能表进行校时，但其基准时钟要经过几个环节转发，时钟的准确性也会受到影响。同时主站的基准时钟的准确性也会传递到电能表端。一旦发生停电时，电能表的时钟则是依靠内置电池维持时钟的正常运行，而电能表目前要求时钟电池必须维持正常运行10年，一旦电池发生故障或电池电量耗尽，则时钟就无法保证正常运行。

发明内容

本发明的目的是针对电表时钟校准的问题，提出一种使用BPC低频授时码进行自动校时的智能电能表以及方法，电能表利用MCU的内置RTC作为电能表的基准时钟，电能表内置无线电接收电路，直接接收国家授时中心发布的BPC低频授时码，利用电能表的MCU处理器对接收到的时码进行解析，根据解析得到的时间信息自动修正电能表的基准时钟。

本发明的技术方案是：

一种使用BPC低频授时码进行自动校时的智能电能表，它包括MCU以及与之连接的电源电路、电能计量专用芯片、通讯模块、液晶显示模块、低频时码接收电路和存储电路，所述的低频时码接收电路用于接收国家授时中心发布的BPC低频授时码，利用电能表的MCU处理器对接收到的时码进行解析，根据解析得到的时间信息修正电能表的基准时钟。

本发明的低频时码接收电路包括依次串联的信号接收电路、前端放大器、调谐放大器、第一滤波电路、信号调理电路、第二滤波电路和检波电路。

本发明的电能表的MCU内置实时时钟模块RTC。

本发明的电能表还包括与MCU连接的负荷控制模块和安全认证模块。

本发明的通讯模块采用红外通讯模块。

一种使用BPC低频授时码进行自动校时的方法，采用使用BPC低频授时码进行自动校时的智能电能表，它包括以下步骤：

（1）、首先初始化接收国家授时中心发布的BPC低频授时码所使用的相关参数；

（2）、接收BPC低频授时码，进入一个1S接收编码，检查是否是开始的1S，如果不是，重复前述动作，如果是，进入接收其余19S编码；（我国BPC发射台发射的BPC码是20秒一个周期，第一个1S没有脉冲）

（3）、接收完成后进行解码，解码完成进行编码检查，如不正确，重新接收，如正确，则进行电能表基准时钟的调整。

本发明的有益效果：

本发明的电能表直接接收国家授时中心的基准时间，可以确保电能表基准时钟时间和标准时钟的时间高度一致。同时，由于电能表的MCU内置RTC，一旦发生信号接收困难时，电能表仍能利用MCU的内置RTC继续进行正常走时。

附图说明

图1是本发明的原理框图。

图2是本发明的低频时码接收电路的原理框图。

图3是本发明的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

如图1所示，是带有BPC低频授时接收电路的电能表示意图，和传统的分时电能表相比，增加了低功耗的BPC低频授时接收电路，该电能表的时钟校对技术利用接收长波无线授时信号技术进行时钟校对，原理过程是：①电能表通过内置BPC低频授时接收电路(该电路是一个微型低功耗无线电接收系统)接收并放大该低频无线电时码信号。②由MCU解码时钟信号。根据解码得到的时间信息自动修正电能表的基准时钟。这样就让所有接收该信号的电能表都与标准时间授时中心的标准时间一致，也就使全部电能表的基准时钟的时间一致。

图2是BPC低频授时接收电路框图，接收天线从空间感应接收由授时中心发射的实时授时信号，由于收到的信号一般较弱，要经过前端放大器进行放大，放大器输出的信号送入调谐放大器进行选频放大然后进行滤波，再进入信号调理电路进行整形，再经过一次滤波后，通过检波调谐，从载波中提取时间信号(即一串有规律的脉冲信号)，输入到MCU，由MCU进行解码校时。

图3.是电能表接收BPC码的软件流程示意图，首先初始化接收使用的相关参数，我国BPC发射台发射的BPC码是20秒一个周期，第一个1S没有脉冲，因此程序首先进入一个1S接收，然后检查是否是开始的1S，如不是，重复前述动作，如是，进入接收其余19S编码，接收完成后进行解码，解码完成进入编码检查，如不正确，重新接收，如正确，则进行电能表基准时钟的调整。

本发明的电能表校时方法，利用电能表MCU内置作为基准时钟，在电能表内内置无线电接收电路，直接接收国家授时中心发布的BPC低频授时码，利用电能表的MCU处理器对接收到的时码进行解析，根据解析得到的时间信息自动修正电能表的基准时钟。由于电能表直接接收国家授时中心的基准时间，可以确保电能表基准时钟时间和标准时钟的时间高度一致。

本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (6)

1.一种使用BPC低频授时码进行自动校时的智能电能表，其特征是它包括MCU以及与之连接的电源电路、电能计量专用芯片、通讯模块、液晶显示模块、低频时码接收电路和存储电路，所述的低频时码接收电路用于接收国家授时中心发布的BPC低频授时码，利用电能表的MCU处理器对接收到的时码进行解析，根据解析得到的时间信息修正电能表的基准时钟。

2.根据权利要求1所述的使用BPC低频授时码进行自动校时的智能电能表，其特征是低频时码接收电路包括依次串联的信号接收电路、前端放大器、调谐放大器、第一滤波电路、信号调理电路、第二滤波电路和检波电路。

3.根据权利要求1所述的使用BPC低频授时码进行自动校时的智能电能表，其特征是电能表的MCU内置实时时钟模块RTC。

4.根据权利要求1所述的使用BPC低频授时码进行自动校时的智能电能表，其特征是电能表还包括与MCU连接的负荷控制模块和安全认证模块。

5.根据权利要求1所述的使用BPC低频授时码进行自动校时的智能电能表，其特征是通讯模块采用红外通讯模块。

6.一种使用BPC低频授时码进行自动校时的方法，采用权利要求1-5之一所述的使用BPC低频授时码进行自动校时的智能电能表，其特征是，它包括以下步骤：

（1）、首先初始化接收国家授时中心发布的BPC低频授时码所使用的相关参数；

（2）、接收BPC低频授时码，进入一个1S接收编码，检查是否是开始的1S，如果不是，重复前述动作，如果是，进入接收其余19S编码；

（3）、接收完成后进行解码，解码完成进行编码检查，如不正确，重新接收，如正确，则进行电能表基准时钟的调整。