CN201021932Y - 基于usb主机技术的电能表 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于USB主机技术的电能表，主要由计量模块、电源模块、管理模块、通信模块、显示模块以及USB主机接口单元组成，其中管理模块包括MCU芯片、EEPROM及FLASH存储器、RTC实时时钟，USB主机接口单元包括由USB主控芯片、USB插座、电源及信号线保护电路，所述MCU芯片通过并口与USB主控芯片连接。本实用新型应用了USB主机技术，用户可使用U盘抄读电能表数据，配合上位机软件，可快速生成电力系统日报、月报、图型曲线等，用户在短时间内得到直观、准确的电能表数据。同时在合理可靠的加密算法保证下，用户也可通过U盘对电能表运行参数进行设置，使电力管理简便快捷。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电力的监测装置，具体涉及一种电能表。
背景技术
随着电力系统的发展，为真实、准确、及时地反映电网的运行状态，不仅要求电能表能实时记录电网状态、电力负荷曲线、事件发生记录、用户对电能表的各种操作等大量数据，而且对电能表上相应采取的电力抄表技术也提出了更高、更新的要求。目前的抄表方式很多，较发达、发达地区逐渐采用RS-485通信、吸附式红外与远红外接口、电力线载波、GPRS抄表等方式，取代以往的人工抄表，但上述方式普遍存在或速度慢、易受干扰可靠性差，或运营成本高等缺点，无法完全满足用户需求。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种实现便捷、易扩展、低干扰、速度快、低成本的基于USB主机技术的电能表。
本实用新型主要由计量模块、电源模块、管理模块、通信模块、显示模块以及USB主机接口单元组成，其中管理模块包括MCU芯片、EEPROM及FLASH存储器、RTC实时时钟，USB主机接口单元包括由USB主控芯片、USB插座、电源及信号线保护电路，所述MCU芯片通过并口与USB主控芯片连接。
本实用新型为DSP+MCU的双核结构设计，计量模块的DSP单元完成仪表的计量功能，负责数据采集、功率计算和FFT分析，管理模块主要完成显示、数据统计、存储、通信、电能表功能选择以及初始化数据设定等仪表的管理功能。USB主机接口单元使电能表能自动识别U盘的插入和退出，支持FAT16和FAT32文件系统的U盘。U盘接入电能表后，电能表对U盘进行枚据(检查USB设备的功能与设置)，枚据成功后，电能表显示屏弹出U盘操作菜单。用户根据需要选择操作选项，可实现从EEPROM或FLASH中读出数据并以文件格式自动存储在U盘内，也可在U盘中查找相应的参数设置文件，打开文件后进行电能表参数设置。
使用本实用新型，用户可使用U盘抄读电能表数据，配合上位机软件，可快速生成电力系统日报、月报、图型曲线等，用户在短时间内得到直观、准确的电能表数据。同时在合理可靠的加密算法保证下，用户也可通过U盘对电能表运行参数进行设置，使电力管理简便快捷。
附图说明
图1为本实用新型一实施例的结构框图；
图2为图1中USB主机单元的电路图。
具体实施方式
参照图1。本实用新型的主要功能单元包括计量模块、电源模块、管理模块、通信模块、显示模块以及USB主机单元。其中，计量模块对电流和电压信号实时进行256点DFT变换处理，DSP的计算结果通过高异步串口与管理模块的MCU进行数据交换。管理模块由16位MCU芯片、EEPROM及FLASH存储器、RTC实时时钟等组成，EEPROM用于存储电量数据、电能表参数、事件记录以及重要数据备份，FLASH用于存储负荷曲线；电能表的显示模块采用点阵液晶显示器，实现电量和电表参数的显示；通信模块与管理模块的连接采用SPI接口，支持通信协议转换；电源模块为各模块供电、提供输入输出电源。USB主机单元由USB主控芯片、USB插座、电源及信号线保护电路组成。
参照图2。USB主机单元中，USB主控芯片U1采用CH375A，CH375A通过数据总线D7～D0、地址输入引脚8、读选通输入引脚4、写选通输入引脚3、片选输入引脚27、中断输出引脚1等并口信号线与MCU芯片连接，同时CH375A中的状态指示引脚24外接串联了限流电阻的发光二极管D7。
为保证U盘正常工作，在CH375A与USB插座之间设置了电源及信号线保护电路。5V电源Vcc串联了二极管D5和限流热敏电阻F1后接入USB插座的引脚1，防止外电对线路的冲击；USB插座的引脚4接地，在电源线与地线之间接100μF/16V的电解电容C1，以滤除USB设备插入瞬间对系统电源稳定性的影响；在电源线上的二极管D5负极串联双向瞬态抑制器D6后接地，防止系统因雷击、静电可能造成的损坏；USB插座的引脚2、3分别接在CH375A的UD-和UD+数据线，形成收发传输数据的差分信号的信号线，在与引脚2、3连接的两信号线路上分别接入限流热敏电阻F2和F3，以消除线路浪涌干扰，其中数据线UD+通过D1、D2分别接电源和接地，数据线UD-通过D3、D4分别接电源和接地，D1～D4选用快速整流二极管，对差分信号进行匹配，可迅速削弱反射信号，达到改善信号质量的目的。
Claims (2)
1.一种基于USB主机技术的电能表，主要由计量模块、电源模块、管理模块、通信模块、显示模块以及USB主机接口单元组成，其特征在于所述管理模块包括MCU芯片、EEPROM及FLASH存储器、RTC实时时钟，USB主机接口单元包括由USB主控芯片、USB插座、电源及信号线保护电路，所述MCU芯片通过并口与USB主控芯片连接。
2.根据权利要求1所述的基于USB主机技术的电能表，其特征在于：所述电源及信号线保护电路设置在CH375A与USB插座之间，包括：在电源线与地线之间接100μF/16V的电解电容C1，电源线上串加二极管D5串接限流热敏电阻F1后接入USB插座的引脚1；在电源线与地线接入双向瞬态抑制器D6；在信号线上分别接入限流热敏电阻F2和F3，其中数据线UD+通过D1、D2分别接电源和接地，数据线UD-通过D3、D4分别接电源和接地。
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2007
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