一种零功耗射频读表的电能表的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种零功耗射频读表的电能表，其包括电能表主控电路、EEPROM�？榈缏泛蜕淦堤煜撸渲械缒鼙碇骺氐缏肥堑缒鼙淼暮诵牟糠郑ㄎ⒋砥髂？�、计量�？�、485通信�？�、液晶显示�？�、继电器控制�？椋缒鼙碇骺氐缏吠瓿杉屏俊⑼ㄐ拧⑾允�、控制功能；EEPROM模块电路为电能表提供存储器，微处理器通过I2C总线与EEPROM通信，实现数据的存取功能；射频天线接收外部RF信号，输入到EEPROM�？榈缏罚珽EPROM将射频信号转化为读写指令,并从RF系统获取电能，所以不依靠智能电能表的电能也可以正常工作。本发明能在电能表工作正常，故障，损坏，供电正常，供电失效等不同环境下通过无线的方式读取电能表中的数据。
【专利说明】一种零功耗射频读表的电能表
【技术领域】
[0001]本发明属于电磁测量领域，具体涉及一种智能电能表，尤其涉及一种零功耗射频读表的电能表，其能够在电能表处于不同状态下(包括工作正常，故障，损坏，供电正常，供电失效等环境下)通过非接触的方式读取电能表数据。
【背景技术】
[0002]随着科技的发展，各种智能电能表应用已经普及，抄表系统可以通过有线的或者无线的方式将计量数据采集、分析、处理。
[0003]例如中国专利申请第201110399711号公开的一种远程单相费控智能电能表，其包括微处理器、电能表计量单元、电压采样单元、电流采样单元和电源电路；所述电压采样单元和电流采样单元的信号输出端连接电能表计量单元的信号输入端；电能表计量单元的数据输出端连接微处理器的数据输入端；所述微处理器的输出端连接有LCD显示�？�、继电器控制输出接口、秒信号输出接口、电能脉冲输出接口 ；微处理器的控制输入端连接有按键；微处理器还连接有时钟电路、存储器、红外通讯电路和串行通信电路；所述电源电路的电源输入端连接有蓄电池，电源电路的电源输出端分别连接电能表计量单元的电源输入端、微处理器的电源输入端和串行通信电路的电源输入端。本技术方案具有独立的红外和RS485通讯接口，支持远程费控功能。
[0004]在远程抄表的电能表系统中，数据作为整个系统最重要的信息，是整个系统服务的对象。在实际使用中，电能表很有可能发生故障，损坏等情况，导致电量数据无法正常读�。缌执吹氖蔷薮蟮乃鹗�。
【发明内容】
[0005]为了解决上述技术问题，本发明提供一种零功耗射频读表的电能表。在电能表工作正常，故障，损坏，供电正常，供电失效等不同环境下通过无线的方式读取电能表中的数据。
[0006]依据本发明的第一方面，提供一种零功耗射频读表的电能表，其包括电能表主控电路、EEPROM�？榈缏泛蜕淦堤煜撸缒鼙碇骺氐缏肥堑缒鼙淼暮诵牟糠郑ㄎ⒋砥髂？�、计量�？�、485通信�？椤⒁壕允灸？椤⒓痰缙骺刂颇？椋缒鼙碇骺氐缏吠瓿杉屏�、通信、显示、控制功能；EEPROM�？榈缏肺缒鼙硖峁┐娲⑵鳎⒋砥魍ü齀2C总线与EEPROM通信，实现数据的存取功能；射频天线接收外部RF信号，输入到EEPROM�？榈缏罚珽EPROM将射频信号转化为读写指令，并从RF系统获取电能，所以不依靠智能电能表的电能也可以正常工作。
[0007]依据本发明的第二方面，提供一种零功耗射频读表的电能表，零功耗射频读表的电能表包括主控制器、电能计量模块、通讯�？楹痛娲⒛？椋黄渲兄骺刂破魇堑缒鼙淼暮诵模谡鱿低称鸬铰呒怂愫涂刂频淖饔茫患屏磕？橛糜诓杉缌鞯缪剐藕挪⒓屏坑没У缌浚煌ㄑ赌？橛糜诘缒鼙碛肷衔换脑冻掏ㄐ牛淮娲⒛？橛糜诖娲⒌缌考笆录�。
[0008]优选地，主控制器包括CPU及其最小系统电路，由电阻R1和C1串联组成复位电路，电阻R1 —端接+5V电源及CPU的VCC端口、电阻R1另一端连接电容C1及CPU的RESET端口；电容C1 一端接电阻R1及CPU的RESET端口、另一端接地及CPU的VSS端口。
[0009]优选地，电能计量�？榘屏啃酒琔2、晶振电路、电流和电压采样电路、脉冲灯电路；计量芯片的MMD1、DVDD、MMD0端口均连接计量电源V_Msr端，DGND、AGND端口均连接计量电压GND端；外部火线实际电流的采样电流经继电器的锰铜片后转化为电压信号(参见图2中的I 1+/I 1-端接至继电器)，采样电流经过由电阻R2、R3、R4、R5、电容C2、C3组成的差分阻容滤波电路之后，输入到计量芯片电流采样端口 I 1N、I IP;火线电压经R7电阻分压后输入到计量芯片电压采样端口 VP端，VN端串联电阻R8后接地；晶振X2两端连接计量芯片OSCO、OSCI端口，为计量芯片提供时钟源；电阻R6与LED1串联后连接计量芯片的脉冲输出端CF1端，实现电量脉冲的显示；差分阻容滤波电路中，电阻R3—端接I 1+、电阻R3另一端连接电阻R4及地端；电阻R4 —端接I 1-、电阻R4另一端连接电阻R3及地端；电阻R2—端接I 1+、电阻R2另一端连接电容C2及计量芯片的I 1N;电阻R5—端接I 1_、电阻R5另一端连接电容C3及计量芯片的I 1P ;电容C2 —端接电阻R2及计量芯片的I 1N、电容C2的另一端接电容C3及地端；电容C3 —端接电阻R5及计量芯片的I 1P、电容C3的另一端接电容C2及地端。
[0010]优选地，通讯�？榘�485芯片U4及其保护电路，485芯片U4的R端口接CPU的RXD端口，485芯片U4的RE和DE端口均接CPU的TXD端口，485芯片U4的D端口接CPU的P04端口；电容C4 一端接485�？榈缭炊思�485芯片U4的VCC端口、电容C4的另一端接485�？榈缭吹囟耍坏缱鑂10 —端接485�？榈缭炊思暗缛軨4、电阻R10的另一端接485芯片U4的A端口及瞬变电压抑制二极管TVS ;热敏电阻F4 —端接瞬变电压抑制二极管TVS及电阻R9、热敏电阻F4的另一端接485总线B端口 ；瞬变电压抑制二极管TVS—端接热敏电阻F4、瞬变电压抑制二极管TVS的另一端接电阻R10及485总线A端口；电阻R9 —端接485芯片U4的B端口及电容热敏电阻F4、电阻R9的另一端接485芯片U4的GND端口及485�？榈缭吹囟�。
[0011 ] 优选地，存储�？榘‥EPROM芯片U3和射频天线，EEPROM芯片U3的SCL端口连接CPU的P60端口，EEPROM芯片U3的SDA端口连接CPU的P61端口，EEPROM芯片U3的VCC端口连接CPU的P122端口，EEPROM芯片U3的E1、E0和VSS端口均连接地端，EEPROM芯片U3的AC0和AC1端口连接射频天线两端。
[0012]更优选地，在CPU与485芯片间加光耦隔离，可以增加系统的稳定性；光耦隔离芯片0P9输入一端接电阻R15、输入另一端接485芯片的R端口 ；光耦隔离芯片0P9输出一端接电阻Rl 1及CPU的RXD端、输出另一端地端；电阻Rl 1 一端接CPU电源端VCC、电阻Rl 1的另一端接光耦隔离芯片0P9的输出；电阻R15—端接485电源端、电阻R15的另一端接光耦隔离芯片0P9的输入；光耦隔离芯片0P10输入一端接CPU电源端VCC、输入另一端接电阻R12 ;光耦隔离芯片0P10输出一端接485电源端、输出另一端接电阻R16及485芯片的RE、DE端口；电阻R12的一端接CPU的P04端口、另一端接光耦隔离芯片0P10的输入；电阻R16一端接光耦隔离芯片0P10的输出及485芯片的RE、DE端口，电阻R16的另一端接地端；光耦隔离芯片0P11输入一端接CPU电源端VCC、输入另一端接电阻R13 ;光耦隔离芯片0P11输出一端接电阻R14及485芯片的D端口、光耦隔离芯片0P11输出的另一端接地端；电阻R13的一端接CPU的TXD端口、另一端接光耦隔离芯片0P11的输入；电阻R14 —端接光耦隔离芯片0P11的输出及485芯片的D端口、电阻R14的另一端接485电源端。
[0013]依据本发明的第三方面，提供上述零功耗射频读表的电能表的工作方法，其包括下面步骤:
[0014]第一步，电能表加220V电压上电后开始工作，完成参数初始化工作(上电初始化)；
[0015]第二步，判断电能表是否掉电，电能表掉电后由电池供电，进入掉电数据处理子步骤，保存实时数据后进入低功耗工作模式；如果电能表未掉电，继续计量电能；
[0016]第三步，判断电能表是否需要存取数据，需要存取数据时，首先CPU控制I/O引脚输出高电平，为EEPROM上电，然后完成存取数据、记录事件操作；当电能表收到外部RF信号后，EEPROM得电被激活，也同样完成数据存取、事件记录的操作；
[0017]第四步，判断是否需要通信，需要通信时，CPU依据远程485、红外或载波方式，分别选择不同UART 口进行通信；
[0018]第五步，电能表完成其他程序，包括液晶显示、驱动继电器、ESAM安全认证、事件检测与报警。
[0019]有益效果:使用本发明后，电能表在失电、故障甚至损坏的情况下，使用射频读卡器可以通过射频信号为电能表的EEPROM供电，并读写数据，读出电能表的电量等数据及事件记录，为故障维修提供更多信息，同时避免了电量信息丢失导致的电费无法收�。跎倭说缌值木盟鹗�。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1是依据本发明的零功耗射频读表的电能表的结构框图；
[0021]图2是零功耗射频读表的电能表的电气原理图；
[0022]图3是零功耗射频读表的电能表的通信�？榈缙硗迹�
[0023]图4是零功耗射频读表的电能表的载波�？楸；さ缏吩硗迹�
[0024]图5是RFID读写器读取电表数据过程示意图；
[0025]图6是零功耗射频读表的电能表的软件流程图。
【具体实施方式】
[0026]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。另外地，不应当将本发明的保护范围仅仅限制至下述具体结构或部件或具体参数。
[0027]本发明的零功耗射频读表的电能表，具体指电能表处于不同状态下，包括工作正常，故障，损坏，供电正常，供电失效等环境下，能够通过非接触的方式读取电能表数据。
[0028]在本发明中应用了 RFID系统，即提供了一种读取无源标签的技术，如果将无源标签作为电能表的存储单元。就可以有效的解决电能表在故障，损坏等情况下无法读出数据的问题。解决这些问题的前提条件是存储单元既具有RF接口又能够与仪表通讯，存储仪表数据。RFID(射频识别:rad1 frequency identificat1n)是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，作为条形码的无线版本，RFID技术具有条形码所不具备的防水、防磁、耐高温、使用寿命长、读取距离大、标签上数据可以加密、存储数据容量更大、存储信息更改自如等优点。
[0029]在本发明中，RFID系统的基本工作流程是:读写器通过内部的射频天线发送一定频率的射频信号，当无源标签进入读写器的射频天线工作区域时，利用波束供电技术，将接收到的射频信号转化为直流电源，为无源标签内电路供电，无源标签获得能量被激活，响应读写器的射频信号，将标签中的信息，通过无源标签的天线利用载波信号发送给读写器。
[0030]在本发明使用的M24LR64是一款内置标准I2C串口的EEPROM存储器，可与大多数微控制器通信，此外，还提供一个IS015693标准的RF (射频)接口，可与RFID阅读器进行无线通信。IS015693是一种无源RFID标准，能同时从RF系统获取电能和数据。在RF模式下，读写M24LR64不需要电源，从而节省板上电源，轻松、便捷地无线存取电子产品参数。I2C (Inter 一 Integrated Circuit)总线是一种由PHILIPS公司开发的两线式串行总线，用于连接微控制器及其外围设备。I2C已经成为一种较为常用的串行接口标准，具有协议完善、支持芯片较多和占用I/O端口少等优点。目前有很多半导体集成电路上都集成了 I2C接口。本发明提供的方法是将以上技术结合起来，通过非接触的方式在不同环境下，读取电能表数据。
[0031]本发明的零功耗射频读表的电能表技术是一种最大限度的保证现场数据不丢失的技术，尤其是在电能表发生故障时，无法主动或被动上传数据的条件下更能够发挥其重要作用。现有读写技术均通过唤醒CPU，由CPU通过I2C总线读取EEPROM数据，再通过红外和485等通信�？槭迪质荽�。本方案直接读取EEPROM的数据，可以降低电能表硬件保养成本，提高系统稳定性，延长电能表寿命。
[0032]本发明的设计方案是:智能电能表在原有电路结构上增加有I2C接口和RF接口的双接口 EEPR0M，智能电能表的MCU与EEPROM通过I2C接口连接，并遵照I2C通信协议的规约将数据存储至RF-EEPROM。EEPROM通过RF接口连接电路板上的内置天线，可以接收来自RFID读写器的指令，并从RF系统获取电能，使EEPROM不依靠智能电能表的电能也可以正常工作。RFID读写器可以通过USB接口连接到上位机，上位机控制RFID读写器向EEPROM发送指令并写入或读取数据。
[0033]以下结合附图，通过实施例对本发明作进一步说明。
[0034]参考附图1，具体给出零功耗射频读表的电能表的结构框图，零功耗射频读表的电能表可分为电能表主控电路、EEPROM�？榈缏�、射频天线三部分组成。电能表主控电路是电能表的核心部分，包括微处理器�？椤⒓屏磕？�、485通信�？�、液晶显示模块、继电器控制�？榈龋缒鼙碇骺氐缏吠瓿杉屏�、通信、显示、控制等功能。EEPROM�？榈缏肺缒鼙硖峁┐娲⑵鳎⒋砥魍ü齀2C总线与EEPROM通信，实现数据的存取功能。射频天线接收外部RF信号，输入到EEPROM�？榈缏罚珽EPROM将射频信号转化为读写指令，并从RF系统获取电能，所以不依靠智能电能表的电能也可以正常工作。
[0035]参考附图2，进一步给出零功耗射频读表的电能表的电气原理图，本发明的零功耗射频读表的电能表包括主控制器、电能计量�？�、通讯�？楹痛娲⒛？�。其中主控制器是电能表的核心，在整个系统起到逻辑运算和控制的作用；计量�？橛糜诓杉缌鞯缪剐藕挪⒓屏坑没У缌浚煌ㄑ赌？橛糜诘缒鼙碛肷衔换脑冻掏ㄐ牛淮娲⒛？橛糜诖娲⒌缌考笆录仁�。
[0036]主控制器包括CPU及其最小系统电路，由电阻R1和C1串联组成复位电路，电阻R1一端接+5V电源及CPU的VCC端口、电阻R1另一端连接电容C1及CPU的RESET端口；电容C1 一端接电阻R1及CPU的RESET端口、另一端接地及CPU的VSS端口。
[0037]电能计量�？榘屏啃酒琔2、晶振电路、电流和电压采样电路、脉冲灯电路。计量芯片的MMD1、DVDD、MMD0端口均连接计量电源V_Msr端，DGND、AGND端口均连接计量电压GND端。外部火线实际电流的采样电流经继电器的锰铜片后转化为电压信号(参见图2中的I 1+/I 1-端接至继电器)，采样电流经过由电阻R2、R3、R4、R5、电容C2、C3组成的差分阻容滤波电路之后，输入到计量芯片电流采样端口 I 1N、I IP。火线电压经R7电阻分压后输入到计量芯片电压采样端口 VP端，VN端串联电阻R8后接地。晶振X2两端连接计量芯片OSCO、OSCI端口，为计量芯片提供时钟源。电阻R6与LED1串联后连接计量芯片的脉冲输出端CF1端，实现电量脉冲的显示。差分阻容滤波电路中，电阻R3—端接I 1+、电阻R3另一端连接电阻R4及地端；电阻R4 —端接I 1-、电阻R4另一端连接电阻R3及地端；电阻R2—端接I 1+、电阻R2另一端连接电容C2及计量芯片的I 1N;电阻R5—端接I 1_、电阻R5另一端连接电容C3及计量芯片的I 1P ;电容C2—端接电阻R2及计量芯片的I 1N、电容C2的另一端接电容C3及地端；电容C3 —端接电阻R5及计量芯片的I 1P、电容C3的另一端接电容C2及地端。
[0038]通讯�？榘�485芯片U4及其保护电路，485芯片U4的R端口接CPU的RXD端口，485芯片U4的RE和DE端口均接CPU的TXD端口，485芯片U4的D端口接CPU的P04端口；电容C4 一端接485�？榈缭炊思�485芯片U4的VCC端口、电容C4的另一端接485�？榈缭吹囟耍坏缱鑂10 —端接485�？榈缭炊思暗缛軨4、电阻R10的另一端接485芯片U4的A端口及瞬变电压抑制二极管TVS ;热敏电阻F4 —端接瞬变电压抑制二极管TVS及电阻R9、热敏电阻F4的另一端接485总线B端口；瞬变电压抑制二极管TVS —端接热敏电阻F4、瞬变电压抑制二极管TVS的另一端接电阻R10及485总线A端口；电阻R9 —端接485芯片U4的B端口及电容热敏电阻F4、电阻R9的另一端接485芯片U4的GND端口及485模块电源地端。
[0039]存储�？榘‥EPROM芯片U3和射频天线，EEPROM芯片U3的SCL端口连接CPU的P60端口，EEPROM芯片U3的SDA端口连接CPU的P61端口，EEPROM芯片U3的VCC端口连接CPU的P122端口，EEPROM芯片U3的El、E0和VSS端口均连接地端，EEPROM芯片U3的AC0和AC1端口连接射频天线两端。
[0040]参考附图3，进一步给出另一通讯�？椋溆庞谏鲜龅耐ㄑ赌？�。在CPU与485芯片间加光耦隔离，可以增加系统的稳定性。光耦隔离芯片0P9输入一端接电阻R15、输入另一端接485芯片的R端口 ；光耦隔离芯片0P9输出一端接电阻R11及CPU的RXD端、输出另一端地端；电阻R11 —端接CPU电源端VCC、电阻R11的另一端接光耦隔离芯片0P9的输出；电阻R15 —端接485电源端、电阻R15的另一端接光耦隔离芯片0P9的输入；光耦隔离芯片0P10输入一端接CPU电源端VCC、输入另一端接电阻R12 ;光耦隔离芯片0P10输出一端接485电源端、输出另一端接电阻R16及485芯片的RE、DE端口 ；电阻R12的一端接CPU的P04端口、另一端接光耦隔离芯片0P10的输入；电阻R16 —端接光耦隔离芯片0P10的输出及485芯片的RE、DE端口，电阻R16的另一端接地端；光耦隔离芯片0P11输入一端接CPU电源端VCC、输入另一端接电阻R13 ;光耦隔离芯片0P11输出一端接电阻R14及485芯片的D端口、光耦隔离芯片0P11输出的另一端接地端；电阻R13的一端接CPU的TXD端口、另一端接光耦隔离芯片0P11的输入；电阻R14 —端接光耦隔离芯片0P11的输出及485芯片的D端口、电阻R14的另一端接485电源端；485芯片的VCC、B、A、GND端口与485总线端口之间的电路连接同图2。
[0041]参考附图4，进一步给出载波�？楸；さ缏罚溆糜谠夭？橛隒PU数字输出引脚间的电气隔离。三极管Q1的基极接电阻R20及电阻R21、三极管Q1的集电极接载波�？榈母次欢薢BRESET、三极管Q1的发射极接电阻R21及地端；电阻R20 —端接CPU的I/O 口RESERZB端口、电阻R20的另一端接电阻R21及三极管Q1的基极；电阻R21 —端接电阻R20及三极管Q1的基极、电阻R21的另一端接三极管Q1的发射极及地端；三极管Q2的基极接电阻R22及电阻R23、三极管Q2的集电极接载波�？榈氖奔涫涑龆薢BEVENOUT、三极管Q2的发射极接电阻R23及地端；电阻R22 —端接CPU的I/O 口 EVENOUT端口、电阻R22的另一端接电阻R23及三极管Q2的基极；电阻R23 —端接电阻R22及三极管Q2的基极、电阻R23的另一端接三极管Q2的发射极及地端；三极管Q3的基极接电阻R24及电阻R25、三极管Q3的发射极接电源端及电阻R24、三极管Q3的集电极接电阻R26 ;电阻R24—端接电源端及三极管Q3的发射极、电阻R24的另一端接电阻R25及三极管Q3的基极；电阻R25 —端接电阻R24及三极管Q3的基极、电阻R25的另一端接CPU的TXD_Z端口 ；三极管Q4的基极接电阻R26和电阻R27、三极管Q4的集电极接载波�？榈姆⑺投薢BTXD、三极管Q4的发射极接电阻R27及地端；电阻R26 —端接三极管Q3的集电极、电阻R26的另一端接电阻R27及三极管Q4的基极；电阻R27的一端接电阻R26及三极管Q4的基极、电阻R27的另一端接三极管Q4的发射极及地端。
[0042]参考附图5，进一步给出RF读写器读取智能电能表中RF-EEPROM的数据过程如下:主控制器为PC机，RFID读写器通过USB接口与PC机通讯，并应用RF收发器收发RF信号。电能表通过电路板上的内置天线接收RF信号，EEPROM收到RF信号后被激活，响应读写器的工作并完成数据的存取。
[0043]参考附图6，进一步给出零功耗射频读表的电能表的工作流程图。
[0044]步骤描述:
[0045]第一步，电能表加220V电压上电后开始工作，完成参数初始化工作(上电初始化)。
[0046]第二步，判断电能表是否掉电，电能表掉电后由电池供电，进入掉电数据处理子步骤，保存实时数据后进入低功耗工作模式。如果电能表未掉电，继续计量电能。
[0047]第三步，判断电能表是否需要存取数据，需要存取数据时，首先CPU控制I/O引脚输出高电平，为EEPROM上电，然后完成存取数据、记录事件操作。当电能表收到外部RF信号后，EEPROM得电被激活，也同样完成数据存取、事件记录的操作。
[0048]第四步，判断是否需要通信，需要通信时，CPU依据远程485、红外或载波方式，分别选择不同UART 口进行通信。
[0049]第五步，电能表完成其他程序，包括液晶显示、驱动继电器、ESAM安全认证、事件检测与报警等。
[0050]第六步，结束。
[0051]以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本领域普通的技术人员可以理解，在不背离所附权利要求定义的本发明的精神和范围的情况下，可以在形式和细节中做出各种各样的修改。
【权利要求】
1.一种零功耗射频读表的电能表，其包括电能表主控电路、EEPROM�？榈缏泛蜕淦堤煜撸渲� 电能表主控电路是电能表的核心部分，包括微处理器模块、计量�？�、485通信模块、液晶显示�？�、继电器控制�？椋缒鼙碇骺氐缏吠瓿杉屏俊⑼ㄐ�、显示、控制功能；EEPR0M模块电路为电能表提供存储器，微处理器通过I2C总线与EEPROM通信，实现数据的存取功能；射频天线接收外部RF信号，输入到EEPROM模块电路，EEPROM将射频信号转化为读写指令，并从RF系统获取电能，所以不依靠智能电能表的电能也可以正常工作。
2.—种零功耗射频读表的电能表，其特征在于，零功耗射频读表的电能表包括主控制器、电能计量�？�、通讯模块和存储模块；其中主控制器是电能表的核心，在整个系统起到逻辑运算和控制的作用；计量�？橛糜诓杉缌鞯缪剐藕挪⒓屏坑没У缌浚煌ㄑ赌？橛糜诘缒鼙碛肷衔换脑冻掏ㄐ牛淮娲⒛？橛糜诖娲⒌缌考笆录�。
3.依据权利要求2所述的零功耗射频读表的电能表，其特征在于，主控制器包括CPU及其最小系统电路，由电阻Rl和Cl串联组成复位电路，电阻Rl —端接+5V电源及CPU的VCC端口、电阻Rl另一端连接电容Cl及CPU的RESET端口 ；电容Cl 一端接电阻Rl及CPU的RESET端口、另一端接地及CPU的VSS端口。
4.依据权利要求2所述的零功耗射频读表的电能表，其特征在于，电能计量�？榘屏啃酒琔2、晶振电路、电流和电压采样电路、脉冲灯电路；计量芯片的MMDl、DVDD、MMDO端口均连接计量电源V_Msr端，DGND、AGND端口均连接计量电压GND端；外部火线实际电流的采样电流经继电器的锰铜片后转化为电压信号(参见图2中的I1+/I1-端接至继电器)，采样电流经过由电阻R2、R3、R4、R5、电容C2、C3组成的差分阻容滤波电路之后，输入到计量芯片电流采样端口 I1N、I1P ;火线电压经R7电阻分压后输入到计量芯片电压采样端口 VP端，VN端串联电阻R8后接地；晶振X2两端连接计量芯片0SC0、OSCI端口，为计量芯片提供时钟源；电阻R6与LEDl串联后连接计量芯片的脉冲输出端CFl端，实现电量脉冲的显示；差分阻容滤波电路中，电阻R3 —端接II+、电阻R3另一端连接电阻R4及地端；电阻R4 —端接I1-、电阻R4另一端连接电阻R3及地端；电阻R2 —端接I 1+、电阻R2另一端连接电容C2及计量芯片的IlN ;电阻R5 —端接I1-、电阻R5另一端连接电容C3及计量芯片的IlP ；电容C2 —端接电阻R2及计量芯片的I IN、电容C2的另一端接电容C3及地端；电容C3 —端接电阻R5及计量芯片的IIP、电容C3的另一端接电容C2及地端。
5.依据权利要求2所述的零功耗射频读表，其特征在于，通讯�？榘�485芯片U4及其保护电路，485芯片U4的R端口接CPU的RXD端口，485芯片U4的RE和DE端口均接CPU的TXD端口，485芯片U4的D端口接CPU的P04端口；电容C4 一端接485�？榈缭炊思�485芯片U4的VCC端口、电容C4的另一端接485�？榈缭吹囟耍坏缱鑂lO —端接485�？榈缭炊思暗缛軨4、电阻RlO的另一端接485芯片U4的A端口及瞬变电压抑制二极管TVS ;热敏电阻F4 —端接瞬变电压抑制二极管TVS及电阻R9、热敏电阻F4的另一端接485总线B端口 ；瞬变电压抑制二极管TVS —端接热敏电阻F4、瞬变电压抑制二极管TVS的另一端接电阻RlO及485总线A端口；电阻R9 —端接485芯片U4的B端口及电容热敏电阻F4、电阻R9的另一端接485芯片U4的GND端口及485�？榈缭吹囟恕�
6.依据权利要求2所述的零功耗射频读表的电能表，其特征在于，存储�？榘‥EPROM芯片U3和射频天线，EEPROM芯片U3的SCL端口连接CPU的P60端口，EEPROM芯片U3的SDA端口连接CPU的P61端口，EEPROM芯片U3的VCC端口连接CPU的P122端口，EEPROM芯片U3的E1、E0和VSS端口均连接地端，EEPROM芯片U3的ACO和ACl端口连接射频天线两端。
7.依据权利要求5所述的零功耗射频读表的电能表，其特征在于，在CPU与485芯片间加光耦隔离，可以增加系统的稳定性；光耦隔离芯片0P9输入一端接电阻R15、输入另一端接485芯片的R端口 ；光耦隔离芯片0P9输出一端接电阻Rll及CPU的RXD端、输出另一端地端；电阻Rll —端接CPU电源端VCC、电阻Rll的另一端接光耦隔离芯片0P9的输出；电阻R15 —端接485电源端、电阻R15的另一端接光耦隔离芯片0P9的输入；光耦隔离芯片OPlO输入一端接CPU电源端VCC、输入另一端接电阻R12 ;光耦隔离芯片OPlO输出一端接485电源端、输出另一端接电阻R16及485芯片的RE、DE端口 ；电阻R12的一端接CPU的P04端口、另一端接光耦隔离芯片OPlO的输入；电阻R16 —端接光耦隔离芯片OPlO的输出及485芯片的RE、DE端口，电阻R16的另一端接地端；光耦隔离芯片OPll输入一端接CPU电源端VCC、输入另一端接电阻R13 ;光耦隔离芯片OPll输出一端接电阻R14及485芯片的D端口、光耦隔离芯片OPll输出的另一端接地端；电阻R13的一端接CPU的TXD端口、另一端接光耦隔离芯片OPll的输入；电阻R14 —端接光耦隔离芯片OPll的输出及485芯片的D端口、电阻R14的另一端接485电源端。
8.上述零功耗射频读表的电能表的工作方法，其特征在于，其包括下面步骤: 第一步，电能表加220V电压上电后开始工作，完成参数初始化工作(上电初始化)；第二步，判断电能表是否掉电，电能表掉电后由电池供电，进入掉电数据处理子步骤，保存实时数据后进入低功耗工作模式；如果电能表未掉电，继续计量电能； 第三步，判断电能表是否需要存取数据，需要存取数据时，首先CPU控制I/O引脚输出高电平，为EEPROM上电，然后完成存取数据、记录事件操作；当电能表收到外部RF信号后，EEPROM得电被激活，也同样完成数据存取、事件记录的操作； 第四步，判断是否需要通信，需要通信时，CPU依据远程485、红外或载波方式，分别选择不同UART 口进行通信； 第五步，电能表完成其他程序，包括液晶显示、驱动继电器、ESAM安全认证、事件检测与报警。
【文档编号】G01R22/00GK104502695SQ201410851206
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年12月29日 优先权日:2014年12月29日
【发明者】李银龙, 马华, 李双, 李宝英 申请人:李银龙
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