CN108414830A - 具有非侵入式电力线路故障判断功能的双芯智能电表 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具有非侵入式电力线路故障判断功能的双芯智能电表，包括计量芯、管理芯、通信模块和电源模块；计量芯与用户电网相连接，并分别与管理芯和本地用电管理系统相通信，用于对用户电网的用电情况进行计量和计费并记录所产生数据、进行故障判断、向本地用电管理系统和管理芯上报故障判断结果；管理芯与上级用电管理系统相通信，用于管理和显示计量芯上报的数据、向上级用电管理系统上报基于数据而产生的用电信息；通信模块用于实现计量芯与本地用电管理系统的通信和管理芯与上级用电管理系统的通信；电源模块为计量芯、管理芯和通信模块供电。本发明采用双核心架构，能够降低软件设计难度，从而提高软件的可靠性，提高智能电表的性能。
Description
技术领域
本发明属于电力检测技术领域，涉及一种智能电表，尤其是一种具有非侵入式电力线路故障判断功能的双芯智能电表。
背景技术
现有的智能电表方案均采用“单MCU+采样计量芯片”的单芯模式，由采样计量芯片负责对电网采样并发出对应的电能脉冲，由MCU进行电量累加并计费，同时MCU还负责实现电能表的其他功能。该模式的智能电表容易产生软件漏洞，而从现场运行情况来看，近年来单纯由于智能电表硬件引起的故障已非常少见，大多数故障问题的来源即为软件设计存在的漏洞。因此，需要一种能够提高软件可靠性的智能电表。
发明内容
本发明的目的是提供一种易于软件设计，从而可以使软件产生漏洞的可能性降低，提高软件可靠性的具有非侵入式电力线路故障判断功能的双芯智能电表。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种具有非侵入式电力线路故障判断功能的双芯智能电表，与用户电网相连接，所述具有非侵入式电力线路故障判断功能的双芯智能电表包括计量芯、管理芯、通信模块和电源模块；
所述计量芯与所述用户电网相连接，所述计量芯分别与所述管理芯和本地用电管理系统相通信，所述计量芯用于对所述用户电网的用电情况进行计量和计费并记录所产生数据、采用非侵入式电力线路故障判断方法进行故障判断、向所述本地用电管理系统和所述管理芯上报故障判断结果；
所述管理芯与上级用电管理系统相通信，所述管理芯用于管理和显示所述计量芯上报的数据、向所述上级用电管理系统上报基于所述数据而产生的用电信息；
所述通信模块用于实现所述计量芯与所述本地用电管理系统的通信和所述管理芯与所述上级用电管理系统的通信；
所述电源模块为所述计量芯、所述管理芯和所述通信模块供电。
优选的，所述计量芯包括与所述用户电网相连接并采集用电参数的采样计量芯片、与所述采样计量芯片相连接的计量MCU、与所述计量MCU通信的计量存储器、用于提供时钟信号的时钟电路、与所述计量MCU相连接的计量通信子模块，所述计量通信子模块分别与所述管理芯、所述通信模块相通信。
优选的，所述管理芯包括管理MCU、与所述管理MCU通信的管理存储器、与所述管理MCU相连接的显示器、与所述管理MCU相连接的管理通信子模块，所述管理通信子模块分别与所述计量芯、所述通信模块相通信。
优选的，所述管理芯还包括与所述管理MCU相连接的红外通信模块。
优选的，所述通信模块包括RS485模块、与所述RS485模块相连接并用于发送信号的上行模块、与所述RS485模块相连接并用于接收信号的下行模块、CPU卡，所述CPU卡用于控制所述RS485模块、所述上行模块和所述下行模块。
优选的，所述电源模块包括交流电源和在所述交流电源失效时提供电能的电池。
优选的，所述电源模块与所述计量芯、所述管理芯、所述通信模块之间设置有用于切换所述交流电源和所述电池的电源管理模块。
优选的，所述具有非侵入式电力线路故障判断功能的双芯智能电表包括能够开闭的外壳，所述计量芯还用于对所述外壳进行开盖检测。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明采用双核心架构，能够降低软件设计难度，从而可以尽量避免软件出现漏洞，提高软件的可靠性，提高智能电表的性能。
附图说明
附图1为本发明的具有非侵入式电力线路故障判断功能的双芯智能电表的原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图所示的实施例对本发明作进一步描述。
实施例一：一种与用户电网相连接的具有非侵入式电力线路故障判断功能的双芯智能电表，包括计量芯、管理芯、通信模块和电源模块。该具有非侵入式电力线路故障判断功能的双芯智能电表还包括能够开闭的外壳，计量芯、管理芯、通信模块和电源模块均设置于外壳内。
计量芯的输入端与待检测的用户电网相连接，可以利用电流互感器、电压互感器等器件来实时采集用户电网的电流和电压等参数。计量芯还分别与管理芯和本地用电管理系统相通信。该计量芯的功能包括：用于对用户电网的用电情况进行计量和计费并记录所产生数据、采用非侵入式电力线路故障判断方法进行故障判断、向本地用电管理系统和管理芯上报故障判断结果。
管理芯不仅与计量芯相通信，还与上级用电管理系统相通信。管理芯用于管理和显示计量芯上报的数据、向上级用电管理系统上报基于数据而产生的用电信息。
通信模块分别与计量芯、管理芯、本地用电管理系统、上级用电管理系统相通信，从而用于实现计量芯与本地用电管理系统的通信和管理芯与上级用电管理系统的通信。
计量芯包括采样计量芯片、计量MCU、计量存储器、时钟电路和计量通信子模块。采样计量芯片与用户电网相连接，从而能够从电流互感器、电压互感器等器件采集用户电网的用电参数。计量MCU与采样计量芯片相连接，采样计量芯片采集得到的用电参数传输给计量MCU，则在计量MCU中实现对用户电网的用电情况进行计量和计费、采用非侵入式电力线路故障判断方法进行故障判断。计量存储器与计量MCU通信，则计量MCU计量和计费所产生的数据传输给计量存储器进行记录。计量通信子模块一方面与计量MCU相连接，另一方面分别与管理芯和通信模块相连接，从而可以实现计量芯的计量MCU向管理芯或继而利用通信模块向本地用电管理系统上报故障判断结果。时钟电路用于为计量MCU提供所需的时钟信号。此外，计量芯还用于对外壳进行开盖检测，可以设置与计量MCU相连接的开盖检测模块。
管理芯包括管理MCU、管理存储器、显示器、管理通信子模块。管理通信子模块分别与计量芯、通信模块相通信，从而管理MCU利用管理通信子模块获得计量芯上报的数据并进行管理而产生用电信息，这些数据还送入与管理MCU相连接的显示器进行显示，以及送入与管理MCU通信的管理存储器中进行存储。且管理芯的管理MCU通过管理通信子模块和通信模块实现向上级用电管理系统上报基于数据而产生的用电信息。此外，管理芯还包括与管理MCU相连接的红外通信模块。
通信模块包括RS485模块、与RS485模块相连接并用于发送信号的上行模块、与RS485模块相连接并用于接收信号的下行模块以及CPU卡。CPU卡分别与RS485模块、上行模块和下行模块相连接，从而用于控制RS485模块、上行模块和下行模块。则当计量芯与本地用电管理系统通信时，CPU卡控制下行模块由计量芯获得数据信息，再由上行模块向本地用电管理系统发送该数据信息。当管理芯与上级用电管理系统通信时，CPU卡控制下行模块由管理芯获得数据信息，再由上行模块向上级用电管理系统发送该数据信息。
电源模块用于为计量芯、管理芯和通信模块供电，其包括交流电源和在交流电源失效时提供电能的多块电池。电源模块与计量芯、管理芯、通信模块之间还设置有用于切换交流电源和电池的电源管理模块。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种具有非侵入式电力线路故障判断功能的双芯智能电表，与用户电网相连接，其特征在于：所述具有非侵入式电力线路故障判断功能的双芯智能电表包括计量芯、管理芯、通信模块和电源模块；
所述计量芯与所述用户电网相连接，所述计量芯分别与所述管理芯和本地用电管理系统相通信，所述计量芯用于对所述用户电网的用电情况进行计量和计费并记录所产生数据、采用非侵入式电力线路故障判断方法进行故障判断、向所述本地用电管理系统和所述管理芯上报故障判断结果；
所述管理芯与上级用电管理系统相通信，所述管理芯用于管理和显示所述计量芯上报的数据、向所述上级用电管理系统上报基于所述数据而产生的用电信息；
所述通信模块用于实现所述计量芯与所述本地用电管理系统的通信和所述管理芯与所述上级用电管理系统的通信；
所述电源模块为所述计量芯、所述管理芯和所述通信模块供电。
2.根据权利要求1所述的具有非侵入式电力线路故障判断功能的双芯智能电表，其特征在于：所述计量芯包括与所述用户电网相连接并采集用电参数的采样计量芯片、与所述采样计量芯片相连接的计量MCU、与所述计量MCU通信的计量存储器、用于提供时钟信号的时钟电路、与所述计量MCU相连接的计量通信子模块，所述计量通信子模块分别与所述管理芯、所述通信模块相通信。
3.根据权利要求1所述的具有非侵入式电力线路故障判断功能的双芯智能电表，其特征在于：所述管理芯包括管理MCU、与所述管理MCU通信的管理存储器、与所述管理MCU相连接的显示器、与所述管理MCU相连接的管理通信子模块，所述管理通信子模块分别与所述计量芯、所述通信模块相通信。
4.根据权利要求3所述的具有非侵入式电力线路故障判断功能的双芯智能电表，其特征在于：所述管理芯还包括与所述管理MCU相连接的红外通信模块。
5.根据权利要求1所述的具有非侵入式电力线路故障判断功能的双芯智能电表，其特征在于：所述通信模块包括RS485模块、与所述RS485模块相连接并用于发送信号的上行模块、与所述RS485模块相连接并用于接收信号的下行模块、CPU卡，所述CPU卡用于控制所述RS485模块、所述上行模块和所述下行模块。
6.根据权利要求1所述的具有非侵入式电力线路故障判断功能的双芯智能电表，其特征在于：所述电源模块包括交流电源和在所述交流电源失效时提供电能的电池。
7.根据权利要求6所述的具有非侵入式电力线路故障判断功能的双芯智能电表，其特征在于：所述电源模块与所述计量芯、所述管理芯、所述通信模块之间设置有用于切换所述交流电源和所述电池的电源管理模块。
8.根据权利要求1所述的具有非侵入式电力线路故障判断功能的双芯智能电表，其特征在于：所述具有非侵入式电力线路故障判断功能的双芯智能电表包括能够开闭的外壳，所述计量芯还用于对所述外壳进行开盖检测。
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Application publication date: 20180817 |
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