專利名稱：帶有載波通信功能的單相計量墻壁插座的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
帶有載波通信功能的單相計量墻壁插座技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型涉及一種電氣元件，尤其是一種安裝在墻壁上的單相計量墻壁插座，具體地說是一種不僅具有單相計量功能，而且還具有基于電力線的帶有載波通信功能的單相計量墻壁插座。
背景技術(shù)：
[0002]隨著我國工業(yè)化、城鎮(zhèn)化進程的加快，能源消耗也在快速增長。為了滿足節(jié)能減排、節(jié)能降耗和能源管理等方面的需求，需要對用電設(shè)備的能耗進行在線監(jiān)測和計量。目前已經(jīng)有一些能對家庭、辦公場所和工業(yè)現(xiàn)場的單相用電設(shè)備進行用電計量的墻壁式插座相繼出現(xiàn)。但是這些插座存在一些不足之處，主要不足是:一是除了電能計量外，沒有電流、電壓、功率、功率因素和電流方向等用電參數(shù)的測量；二是不能實現(xiàn)通信組網(wǎng)和數(shù)據(jù)遠傳功能，不便于實現(xiàn)能耗的在線監(jiān)測和能源管理。發(fā)明內(nèi)容[0003]本實用新型發(fā)明的目的是針對目前墻壁式插座沒有用電參數(shù)測量和數(shù)據(jù)遠傳功能等問題，設(shè)計一種帶有載波通信功能的單相計量墻壁插座，以便實現(xiàn)對單相用電設(shè)備的用電參數(shù)進行測量，并實現(xiàn)數(shù)據(jù)遠傳功能。[0004]本實用新型技術(shù)方案是:[0005]一種帶有載波通信功能的單相計量墻壁插座，它包括外殼1，所述外殼I作為插座體固定安裝在墻壁上，在該外殼的內(nèi)側(cè)面上設(shè)有用于與單相電力線相連接的插座接線柱2;外殼I的殼體上設(shè)有用于與外部單相用電設(shè)備相連接的插座插孔3，外部用電設(shè)備的插頭插入所述的插座插孔中與前述的插座接線柱2相接觸實現(xiàn)電氣連接；在外殼I的正面設(shè)有用于指示插座工作狀態(tài)的發(fā)光管8 ;其特征是所述的外殼I中還安裝有電能計量模塊4、數(shù)據(jù)處理模塊5、載波通信模塊6和電源模塊7，它們構(gòu)成一個具有單相電能計量和電力線載波通信的墻壁插座；所述的電能計量模塊4的信號輸出端與數(shù)據(jù)處理模塊5的信號輸入端相連，數(shù)據(jù)處理模塊5的信號輸出端接載波通信模塊6的信號輸入端，載波通信模塊6的載波耦合接口與插座接線柱2相連接，電源模塊7的輸入端直接接市電電源或與插座接線柱2相連，電源模塊7的輸出端為電能計量模塊4、數(shù)據(jù)處理模塊5和載波通信模塊6提供工作用電源。[0006]所述的電能計量模 塊4由專用計量芯片、電流采樣電路和電壓采樣電路構(gòu)成；電流采樣電路對插座接線柱2上相線的電流信號進行采樣，電壓采樣電路對插座接線柱2上的電壓信號進行采樣，采樣信號送入計量芯片的輸入端；計量芯片的輸出端與數(shù)據(jù)處理模塊的單片機相連接。[0007]所述的數(shù)據(jù)處理模塊5由單片機、存儲器、發(fā)光管構(gòu)成；單片機的輸入端接電能計量模塊的計量芯片輸出端，存儲器與單片機相連接，單片機的輸出端連接發(fā)光管，單片機的通信端口與載波通信模塊的弱電接口相連接。[0008]所述的載波通信模塊6由載波通信電路構(gòu)成；載波通信模塊的弱電接口與單片機的通信端口相連接，載波通信模塊的載波耦合接口與插座接線柱2相連接。[0009]所述的電源模塊7由直流電源電路構(gòu)成。[0010]本發(fā)明的有益效果:[0011]1、本實用新型可以方便地對各種單相用電設(shè)備的用電參數(shù)進行檢測，不僅具有電能計量功能，還具有電流、電壓、功率、功率因素和電流方向等用電參數(shù)的測量功能，由于采用了高精度、寬量程的專用電能計量芯片，電能計量精度可以達到0.5級，可以滿足高精度、實時在線監(jiān)測用電設(shè)備能耗的要求。[0012]2、由于采用了具有自動路由功能和線路偵聽功能的電力線載波通信模塊，可以進行自適應組網(wǎng)通信，載波通信成功率可以達到100%，滿足實時通信的要求，可以方便地將單相用電設(shè)備的用電參數(shù)遠傳給需要監(jiān)測的地方(如用戶)或部門(供電部門或政府部門)的計算機等進行記錄、存儲、統(tǒng)計和分析，實現(xiàn)數(shù)據(jù)遠傳功能。[0013]3、對本實用新型的應用，大大提高了對單相用電設(shè)備能耗進行監(jiān)測和管理的能力，通過實時、準確地在線監(jiān)測，及時分析、統(tǒng)計各用電設(shè)備的能耗，為節(jié)能減排、降低能耗提供了管理依據(jù)。[0014]4、本實用新型的外形尺寸和安裝尺寸與普通的單相墻壁插座相同，可以直接替換使用；由于其價格便宜、安裝方便，值得大力推廣和應用。[0015]5、本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，功能齊全，數(shù)據(jù)采集和傳輸方便可靠，有利于提高用電管理的自動化水平。


[0016]圖1為本實用新型的電路原理框圖。[0017]圖2為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。[0018]圖3為圖2的左視圖。[0019]圖中:1是外殼；2是外殼上插座接線柱；3是外殼上插座插孔；4是電能計量模塊；5是數(shù)據(jù)處理模塊；6是載波通信模塊；7是電源模塊；8是發(fā)光管，它安裝在外殼上受控于單片機。
具體實施方式
[0020]
以下結(jié)合附圖和優(yōu)選實施例對本實用新型作進一步的詳細說明。[0021]參見圖1、圖2、圖3，本實用新型包括外殼1、外殼I上的插座接線柱2、外殼上I的插座插孔3、電能計量模·塊4、數(shù)據(jù)處理模塊5、載波通信模塊6、電源模塊7和外殼I上的發(fā)光管8。[0022]本實用新型在所述外殼I上有插座接線柱2與單相電力線相連接；在外殼I上有插座插孔3與外部單相用電設(shè)備相連接。[0023]本實用新型在所述外殼I內(nèi)的電能計量模塊4由專用計量芯片、電流采樣電路、電壓采樣電路構(gòu)成；電流采樣電路對插座接線柱2上相線的電流信號進行采樣，電壓采樣電路對插座接線柱2上的電壓信號進行采樣，采樣信號送入計量芯片的輸入端，計量芯片對電流、電壓信號進行測量、計算后得到相應的電流值、電壓值、功率值和功率因數(shù)等用電參數(shù)，同時還得到電能計量值；計量芯片的輸出端與數(shù)據(jù)處理模塊的單片機相連接，可以將用電參數(shù)和電能計量值傳輸給單片機；計量芯片具有高精度、寬量程的優(yōu)點，支持軟件校準，可以通過載波通信方式進行校準，電能計量精度可以達到0.5級。[0024]本實用新型在所述外殼I內(nèi)的數(shù)據(jù)處理模塊5由單片機、存儲器、發(fā)光管構(gòu)成；電能計量模塊的計量芯片輸出端與單片機輸入端相連接，單片機可以讀取計量芯片內(nèi)的各用電參數(shù)，同時對電能計量值進行累加得到用電量值；存儲器也與單片機相連接，采用非易失型EEPROM存儲器，可以存儲用電參數(shù)、電量值、通信地址等數(shù)據(jù)，停電后數(shù)據(jù)也不丟失，數(shù)據(jù)保存時間可達10年以上；在單片機的輸出端連接發(fā)光管8，采用LED雙色發(fā)光管，可以指示插座工作狀態(tài)，插座正常運行時發(fā)光管發(fā)綠色光并閃爍，載波通信時發(fā)光管發(fā)黃色光，電路有故障時發(fā)光管發(fā)紅色光；單片機的通信端口與載波通信模塊的弱電接口相連接，可以向載波通信模塊發(fā)送或接收命令和數(shù)據(jù)。[0025]本實用新型在所述外殼I內(nèi)的載波通信模塊6由專用載波通信電路構(gòu)成；載波通信模塊的弱電接口與單片機的通信端口相連接，載波通信模塊的載波耦合接口與插座接線柱2相連接；當載波通信模塊通過載波耦合接口從電力線上接收到載波信號后，經(jīng)過解調(diào)得到命令和數(shù)據(jù)，并經(jīng)弱電接口將命令和數(shù)據(jù)發(fā)送給單片機，單片機接收并響應這些命令和數(shù)據(jù)，返回相應的數(shù)據(jù)，載波通信模塊對這些數(shù)據(jù)進行調(diào)制后，經(jīng)載波耦合接口發(fā)送到電力線；該載波通信模塊具有自動路由功能和線路偵聽功能，可以進行自適應組網(wǎng)通信，載波通信成功率可以達到100%，滿足實時通信的要求。[0026]本實用新型在所述外殼I內(nèi)的電源模塊7由直流電源電路構(gòu)成，在電源的交流輸入端有雷擊浪涌保護電路和過壓保護電路，可以濾除電源干擾，防止雷電損害，保護本插座和用電設(shè)備；電源模塊分別給電能計量模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、載波通信模塊提供電源。[0027]本說明書未作詳細描述的內(nèi)容屬于本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。[0028]上述說明并非 對本實用新型的限制，本實用新型也不公僅限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實用新型的實質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也屬于保護范圍。
權(quán)利要求1.一種帶有載波通信功能的單相計量墻壁插座，它包括外殼(I)，所述外殼(I)作為插座體固定安裝在墻壁上，在該外殼的內(nèi)側(cè)面上設(shè)有用于與單相電力線相連接的插座接線柱(2);外殼(I)的殼體上設(shè)有用于與外部單相用電設(shè)備相連接的插座插孔(3)，外部用電設(shè)備的插頭插入所述的插座插孔中與前述的插座接線柱(2)相接觸實現(xiàn)電氣連接；在外殼(I)的正面設(shè)有用于指示插座工作狀態(tài)的發(fā)光管(8);其特征是所述的外殼(I)中還安裝有電能計量模塊(4)、數(shù)據(jù)處理模塊(5)、載波通信模塊(6)和電源模塊(7)，它們構(gòu)成一個具有單相電能計量和電力線載波通信的墻壁插座；所述的電能計量模塊(4)的信號輸出端與數(shù)據(jù)處理模塊(5)的信號輸入端相連,數(shù)據(jù)處理模塊(5)的信號輸出端接載波通信模塊(6)的信號輸入端，載波通信模塊(6)的載波耦合接口與插座接線柱(2)相連接，電源模塊(7)的輸入端直接接市電電源或與插座接線柱(2)相連，電源模塊(7)的輸出端為電能計量模塊(4)、數(shù)據(jù)處理模塊(5)和載波通信模塊(6)提供工作用電源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有載波通信功能的單相計量墻壁插座，其特征在于所述的電能計量模塊(4)由專用計量芯片、電流采樣電路和電壓采樣電路構(gòu)成；電流采樣電路對插座接線柱(2)上相線的電流信號進行采樣，電壓采樣電路對插座接線柱(2)上的電壓信號進行采樣，采樣信號送入計量芯片的輸入端；計量芯片的輸出端與數(shù)據(jù)處理模塊的單片機相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有載波通信功能的單相計量墻壁插座，其特征在于所述的數(shù)據(jù)處理模塊(5)由單片機、存儲器、發(fā)光管構(gòu)成；單片機的輸入端接電能計量模塊的計量芯片輸出端，存儲器與單片機相連接，單片機的輸出端連接發(fā)光管，單片機的通信端口與載波通信模塊的弱電接口相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有載波通信功能的單相計量墻壁插座，其特征在于所述的載波通信模塊(6)由載波通信電路構(gòu)成；載波通信模塊的弱電接口與單片機的通信端口相連接，載波通信模塊的載波耦合接口與插座接線柱(2 )相連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有載波通信功能的單相計量墻壁插座，其特征在于所述的電源模塊(7)由直流電源 電路構(gòu)成。
專利摘要一種帶有載波通信功能的單相計量墻壁插座，它包括外殼(1)，其特征是所述的外殼(1)中還安裝有電能計量模塊(4)、數(shù)據(jù)處理模塊(5)、載波通信模塊(6)和電源模塊(7)，它們構(gòu)成一個具有單相電能計量和電力線載波通信的墻壁插座；所述的電能計量模塊(4)的信號輸出端與數(shù)據(jù)處理模塊(5)的信號輸入端相連，數(shù)據(jù)處理模塊(5)的信號輸出端接載波通信模塊(6)的信號輸入端，載波通信模塊(6)的載波耦合接口與插座接線柱(2)相連接，電源模塊(7)的輸入端直接接市電電源或與插座接線柱(2)相連，電源模塊(7)的輸出端為電能計量模塊(4)、數(shù)據(jù)處理模塊(5)和載波通信模塊(6)提供工作用電源。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，功能齊全，數(shù)據(jù)采集和傳輸方便可靠，有利于提高用電管理的自動化水平。
文檔編號H01R13/66GK203119214SQ20122056606
公開日2013年8月7日 申請日期2012年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月31日
發(fā)明者陳道升, 李文俊, 沈鎮(zhèn)煒 申請人:南京飛騰科技開發(fā)有限公司, 陳道升, 李文俊, 沈鎮(zhèn)煒