基于双模通信的多功能小型智能电能表的制作方法

本发明属于家用计量电表领域，涉及一种基于双模通信的多功能小型智能电能表。

背景技术：

1、目前，传统的智能电表设备，通常都包括电能测量单元、数据处理单元、显示单元以及电源单元；少部分电表设计了双模通信单元、控制与保护单元以及安全模块，并且集成了全部模块的电表外观结构尺寸通常设计为90*36*66mm，对于高密度环境，或者较小的安装空间来说适用性仍需改进。

2、电表当中的通信单元需要与电能测量单元配合使用，测量单元主要包含计量芯片和微处理器，其中微处理器通过通信端口(常见为uart接口)与计量芯片进行通信，达到读取芯片寄存器的数据的目的，使用者则可以使用相关手段与电表通信，获取测量数据。常规方案中，电表计量数据的读取有以下几种方式：

3、1.直接读取：如传统机械表的指针/滚轮、电子表的液晶屏显示，此类方法操作简单，不需要额外的工具辅助，且获取的数据更为直观，但存在高密度电表场景需要操作人员依次获取电表数据，耗费时间更多，并且位于高空中的电表读取难度也会大幅提升；

4、2.串口读取：通过rs485高速串口来获取电表数据，此方法相比方法1更为复杂，rs485主要应用于电表安装后的维护工作，获取电表数据只是其附带价值；

5、3.远程获取：通过物联网平台获取，如安科瑞的adw300物联网电表，数据可通过rs485通讯或lora、nb-iot、4g、wi-fi等无线方式自动上传至能源物联网平台，用户可以通过登录相应的平台网站或app查看详细的电能使用报告，此类方法获取电表数据信息更为便捷，可一次性远距离获得大量设备信息，但对于存在故障的电表无法第一时间取得设备信息，并且断网/电情况下，此方法无应对手段，而且此类电表生产与维护成本较高；

6、4.手持设备读取：通常此类设备采用蓝牙或红外的方式与电表进行通信，相比于方法3，通信距离更近，但成本更低，且在断电的情况下，依靠电表内部的电源模块仍可正常工作。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于双模通信的多功能小型智能电能表，将多种数据读取方式集成在同一电表中，并设计多种电表功能，提升电表计量的准确性。

2、为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种基于双模通信的多功能小型智能电能表，包括模数转换模块、计量模块、存储模块、显示模块、蓝牙模块、载波通信模块和微处理器。其中，模数转换模块、计量模块和微处理器依次连接；微处理器分别与存储模块、显示模块、载波通信模块和蓝牙模块连接；蓝牙模块和计量模块连接。所述的模数转换模块、计量模块、存储模块、蓝牙模块、载波通信模块和微处理器均集成在一pcb板上。通过基于蓝牙模块与载波通信模块的双模通信，以适配不同场景下的数据获取需求。

4、进一步的，所述的蓝牙模块采用ble5.2+2.4ghz私有协议。该蓝牙模块包括risccore、mcu、dma控制器、高速缓冲存储器、usb、片上存储器、时钟源、系统时钟、看门狗定时器、计数器/定时器模块、外设接口、模数转换器、通用i/o以及电源管理模块。此外，蓝牙模块还配置有板载高增益天线，该天线设置在pcb板的无遮挡区域，以提高蓝牙模块的传输距离。

5、进一步的，所述的载波通信模块的频率范围为1mhz～30mhz，符合国网规定的宽带载波频率范围。

6、进一步的，该电表还包括电源模块，该电源模块分别与模数转换模块、计量模块、微处理器、存储模块、显示模块、蓝牙模块和载波通信模块连接。

7、进一步的，集成的pcb板安装于一壳体中，该壳体采用小型化尺寸设计，可达到82x36x50mm的尺寸，从而实现电表的小型化。

8、此外，该壳体设置有导轨结构，通过所述导轨结构可将电表固定于导轨上，以便于安装和拆卸。

9、本发明的有益效果在于：

10、(1)本发明实现了智能电表的尺寸优化，比常用导轨电表尺寸小30％；

11、(2)本发明集成了双模通信(宽带载波+蓝牙通信)，并添加了数字显示屏以及开放rs485接口，能够满足大部分场景下的电表数据获取需求；且通过板载高增益天线提高了蓝牙模块传输距离；

12、(3)本发明通过集成多种功能，不仅仅满足计量需求，更能够有效促进能源的管理及应用。

13、本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

技术特征：

1.一种基于双模通信的多功能小型智能电能表，其特征在于：包括模数转换模块、计量模块、存储模块、显示模块、蓝牙模块、载波通信模块和微处理器；所述模数转换模块、计量模块和微处理器依次连接；所述微处理器分别与所述存储模块、显示模块、载波通信模块和蓝牙模块连接；所述蓝牙模块和计量模块连接；所述模数转换模块、计量模块、存储模块、蓝牙模块、载波通信模块和微处理器均集成在一pcb板上。

2.根据权利要求1所述的多功能小型智能电能表，其特征在于：所述蓝牙模块采用ble5.2+2.4ghz私有协议；所述载波通信模块的频率范围为1mhz～30mhz。

3.根据权利要求1或2所述的多功能小型智能电能表，其特征在于：所述蓝牙模块包括risc core、mcu、dma控制器、高速缓冲存储器、usb、片上存储器、时钟源、系统时钟、看门狗定时器、计数器/定时器模块、外设接口、模数转换器、通用i/o以及电源管理模块。

4.根据权利要求1所述的多功能小型智能电能表，其特征在于：所述蓝牙模块配置有板载高增益天线，该天线配置在所述pcb板的无遮挡区域，以提高蓝牙模块的传输距离。

5.根据权利要求1所述的多功能小型智能电能表，其特征在于：还包括电源模块，该电源模块分别与所述模数转换模块、计量模块、微处理器、存储模块、显示模块、蓝牙模块和载波通信模块连接。

6.根据权利要求1所述的多功能小型智能电能表，其特征在于：集成的所述pcb板安装于一壳体中，该壳体设置有导轨结构，通过所述导轨结构将电表安装于导轨上。

技术总结
本发明涉及一种基于双模通信的多功能小型智能电能表，属于家用计量电表领域。该电表包括模数转换模块、计量模块、存储模块、显示模块、蓝牙模块、载波通信模块和微处理器。其中，所述的模数转换模块、计量模块、存储模块、蓝牙模块、载波通信模块和微处理器均集成在一PCB板上；在该PCB板上设置有蓝牙模块的板载高增益天线，且天线配置在PCB板的无遮挡区域，以提高蓝牙模块的传输距离。本发明集成了双模通信，并添加数字显示屏以及开放RS485接口，能够满足大部分场景下的电表数据获取需求。

技术研发人员：练晶杰,王忠杰,敖荣思,董镇铭,王秋实,段佳鑫
受保护的技术使用者：澋芯微电子（重庆）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/10/28