专利名称：带有载波通信功能的单相计量墙壁插座的制作方法
技术领域：
带有载波通信功能的单相计量墙壁插座技术领域[0001]本实用新型涉及一种电气元件，尤其是一种安装在墙壁上的单相计量墙壁插座，具体地说是一种不仅具有单相计量功能，而且还具有基于电力线的带有载波通信功能的单相计量墙壁插座。
背景技术：
[0002]随着我国工业化、城镇化进程的加快，能源消耗也在快速增长。为了满足节能减排、节能降耗和能源管理等方面的需求，需要对用电设备的能耗进行在线监测和计量。目前已经有一些能对家庭、办公场所和工业现场的单相用电设备进行用电计量的墙壁式插座相继出现。但是这些插座存在一些不足之处，主要不足是:一是除了电能计量外，没有电流、电压、功率、功率因素和电流方向等用电参数的测量；二是不能实现通信组网和数据远传功能，不便于实现能耗的在线监测和能源管理。发明内容[0003]本实用新型发明的目的是针对目前墙壁式插座没有用电参数测量和数据远传功能等问题，设计一种带有载波通信功能的单相计量墙壁插座，以便实现对单相用电设备的用电参数进行测量，并实现数据远传功能。[0004]本实用新型技术方案是:[0005]一种带有载波通信功能的单相计量墙壁插座，它包括外壳1，所述外壳I作为插座体固定安装在墙壁上，在该外壳的内侧面上设有用于与单相电力线相连接的插座接线柱2;外壳I的壳体上设有用于与外部单相用电设备相连接的插座插孔3，外部用电设备的插头插入所述的插座插孔中与前述的插座接线柱2相接触实现电气连接；在外壳I的正面设有用于指示插座工作状态的发光管8 ;其特征是所述的外壳I中还安装有电能计量模块4、数据处理模块5、载波通信模块6和电源模块7，它们构成一个具有单相电能计量和电力线载波通信的墙壁插座；所述的电能计量模块4的信号输出端与数据处理模块5的信号输入端相连，数据处理模块5的信号输出端接载波通信模块6的信号输入端，载波通信模块6的载波耦合接口与插座接线柱2相连接，电源模块7的输入端直接接市电电源或与插座接线柱2相连，电源模块7的输出端为电能计量模块4、数据处理模块5和载波通信模块6提供工作用电源。[0006]所述的电能计量模 块4由专用计量芯片、电流采样电路和电压采样电路构成；电流采样电路对插座接线柱2上相线的电流信号进行采样，电压采样电路对插座接线柱2上的电压信号进行采样，采样信号送入计量芯片的输入端；计量芯片的输出端与数据处理模块的单片机相连接。[0007]所述的数据处理模块5由单片机、存储器、发光管构成；单片机的输入端接电能计量模块的计量芯片输出端，存储器与单片机相连接，单片机的输出端连接发光管，单片机的通信端口与载波通信模块的弱电接口相连接。[0008]所述的载波通信模块6由载波通信电路构成；载波通信模块的弱电接口与单片机的通信端口相连接，载波通信模块的载波耦合接口与插座接线柱2相连接。[0009]所述的电源模块7由直流电源电路构成。[0010]本发明的有益效果:[0011]1、本实用新型可以方便地对各种单相用电设备的用电参数进行检测，不仅具有电能计量功能，还具有电流、电压、功率、功率因素和电流方向等用电参数的测量功能，由于采用了高精度、宽量程的专用电能计量芯片，电能计量精度可以达到0.5级，可以满足高精度、实时在线监测用电设备能耗的要求。[0012]2、由于采用了具有自动路由功能和线路侦听功能的电力线载波通信模块，可以进行自适应组网通信，载波通信成功率可以达到100%，满足实时通信的要求，可以方便地将单相用电设备的用电参数远传给需要监测的地方(如用户)或部门(供电部门或政府部门)的计算机等进行记录、存储、统计和分析，实现数据远传功能。[0013]3、对本实用新型的应用，大大提高了对单相用电设备能耗进行监测和管理的能力，通过实时、准确地在线监测，及时分析、统计各用电设备的能耗，为节能减排、降低能耗提供了管理依据。[0014]4、本实用新型的外形尺寸和安装尺寸与普通的单相墙壁插座相同，可以直接替换使用；由于其价格便宜、安装方便，值得大力推广和应用。[0015]5、本实用新型结构简单，功能齐全，数据采集和传输方便可靠，有利于提高用电管理的自动化水平。
[0016]图1为本实用新型的电路原理框图。[0017]图2为本实用新型的结构示意图。[0018]图3为图2的左视图。[0019]图中:1是外壳；2是外壳上插座接线柱；3是外壳上插座插孔；4是电能计量模块；5是数据处理模块；6是载波通信模块；7是电源模块；8是发光管，它安装在外壳上受控于单片机。
具体实施方式
[0020]
以下结合附图和优选实施例对本实用新型作进一步的详细说明。[0021]参见图1、图2、图3，本实用新型包括外壳1、外壳I上的插座接线柱2、外壳上I的插座插孔3、电能计量模·块4、数据处理模块5、载波通信模块6、电源模块7和外壳I上的发光管8。[0022]本实用新型在所述外壳I上有插座接线柱2与单相电力线相连接；在外壳I上有插座插孔3与外部单相用电设备相连接。[0023]本实用新型在所述外壳I内的电能计量模块4由专用计量芯片、电流采样电路、电压采样电路构成；电流采样电路对插座接线柱2上相线的电流信号进行采样，电压采样电路对插座接线柱2上的电压信号进行采样，采样信号送入计量芯片的输入端，计量芯片对电流、电压信号进行测量、计算后得到相应的电流值、电压值、功率值和功率因数等用电参数，同时还得到电能计量值；计量芯片的输出端与数据处理模块的单片机相连接，可以将用电参数和电能计量值传输给单片机；计量芯片具有高精度、宽量程的优点，支持软件校准，可以通过载波通信方式进行校准，电能计量精度可以达到0.5级。[0024]本实用新型在所述外壳I内的数据处理模块5由单片机、存储器、发光管构成；电能计量模块的计量芯片输出端与单片机输入端相连接，单片机可以读取计量芯片内的各用电参数，同时对电能计量值进行累加得到用电量值；存储器也与单片机相连接，采用非易失型EEPROM存储器，可以存储用电参数、电量值、通信地址等数据，停电后数据也不丢失，数据保存时间可达10年以上；在单片机的输出端连接发光管8，采用LED双色发光管，可以指示插座工作状态，插座正常运行时发光管发绿色光并闪烁，载波通信时发光管发黄色光，电路有故障时发光管发红色光；单片机的通信端口与载波通信模块的弱电接口相连接，可以向载波通信模块发送或接收命令和数据。[0025]本实用新型在所述外壳I内的载波通信模块6由专用载波通信电路构成；载波通信模块的弱电接口与单片机的通信端口相连接，载波通信模块的载波耦合接口与插座接线柱2相连接；当载波通信模块通过载波耦合接口从电力线上接收到载波信号后，经过解调得到命令和数据，并经弱电接口将命令和数据发送给单片机，单片机接收并响应这些命令和数据，返回相应的数据，载波通信模块对这些数据进行调制后，经载波耦合接口发送到电力线；该载波通信模块具有自动路由功能和线路侦听功能，可以进行自适应组网通信，载波通信成功率可以达到100%，满足实时通信的要求。[0026]本实用新型在所述外壳I内的电源模块7由直流电源电路构成，在电源的交流输入端有雷击浪涌保护电路和过压保护电路，可以滤除电源干扰，防止雷电损害，保护本插座和用电设备；电源模块分别给电能计量模块、数据处理模块、载波通信模块提供电源。[0027]本说明书未作详细描述的内容属于本技术领域技术人员公知的现有技术。[0028]上述说明并非 对本实用新型的限制，本实用新型也不公仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也属于保护范围。
权利要求1.一种带有载波通信功能的单相计量墙壁插座，它包括外壳(I)，所述外壳(I)作为插座体固定安装在墙壁上，在该外壳的内侧面上设有用于与单相电力线相连接的插座接线柱(2);外壳(I)的壳体上设有用于与外部单相用电设备相连接的插座插孔(3)，外部用电设备的插头插入所述的插座插孔中与前述的插座接线柱(2)相接触实现电气连接；在外壳(I)的正面设有用于指示插座工作状态的发光管(8);其特征是所述的外壳(I)中还安装有电能计量模块(4)、数据处理模块(5)、载波通信模块(6)和电源模块(7)，它们构成一个具有单相电能计量和电力线载波通信的墙壁插座；所述的电能计量模块(4)的信号输出端与数据处理模块(5)的信号输入端相连,数据处理模块(5)的信号输出端接载波通信模块(6)的信号输入端，载波通信模块(6)的载波耦合接口与插座接线柱(2)相连接，电源模块(7)的输入端直接接市电电源或与插座接线柱(2)相连，电源模块(7)的输出端为电能计量模块(4)、数据处理模块(5)和载波通信模块(6)提供工作用电源。
2.根据权利要求1所述的带有载波通信功能的单相计量墙壁插座，其特征在于所述的电能计量模块(4)由专用计量芯片、电流采样电路和电压采样电路构成；电流采样电路对插座接线柱(2)上相线的电流信号进行采样，电压采样电路对插座接线柱(2)上的电压信号进行采样，采样信号送入计量芯片的输入端；计量芯片的输出端与数据处理模块的单片机相连接。
3.根据权利要求1所述的带有载波通信功能的单相计量墙壁插座，其特征在于所述的数据处理模块(5)由单片机、存储器、发光管构成；单片机的输入端接电能计量模块的计量芯片输出端，存储器与单片机相连接，单片机的输出端连接发光管，单片机的通信端口与载波通信模块的弱电接口相连接。
4.根据权利要求1所述的带有载波通信功能的单相计量墙壁插座，其特征在于所述的载波通信模块(6)由载波通信电路构成；载波通信模块的弱电接口与单片机的通信端口相连接，载波通信模块的载波耦合接口与插座接线柱(2 )相连接。
5.根据权利要求1所述的带有载波通信功能的单相计量墙壁插座，其特征在于所述的电源模块(7)由直流电源 电路构成。
专利摘要一种带有载波通信功能的单相计量墙壁插座，它包括外壳(1)，其特征是所述的外壳(1)中还安装有电能计量模块(4)、数据处理模块(5)、载波通信模块(6)和电源模块(7)，它们构成一个具有单相电能计量和电力线载波通信的墙壁插座；所述的电能计量模块(4)的信号输出端与数据处理模块(5)的信号输入端相连，数据处理模块(5)的信号输出端接载波通信模块(6)的信号输入端，载波通信模块(6)的载波耦合接口与插座接线柱(2)相连接，电源模块(7)的输入端直接接市电电源或与插座接线柱(2)相连，电源模块(7)的输出端为电能计量模块(4)、数据处理模块(5)和载波通信模块(6)提供工作用电源。本实用新型结构简单，功能齐全，数据采集和传输方便可靠，有利于提高用电管理的自动化水平。
文档编号H01R13/66GK203119214SQ20122056606
公开日2013年8月7日 申请日期2012年10月31日 优先权日2012年10月31日
发明者陈道升, 李文俊, 沈镇炜 申请人:南京飞腾科技开发有限公司, 陈道升, 李文俊, 沈镇炜