一种智能功率表和功率测量系统技术方案

本发明专利技术涉及一种智能功率表和功率测量系统，所述智能功率表用于测量负载的用电信息，包括控制模块、电源模块和功率模块，其中，所述功率模块用于感测所述负载的用电参数并产生表征用电参数的脉冲信号，所述控制模块用于根据所述脉冲信号计算所述负载的用电信息并将该用电信息上传至外部服务器，所述电源模块用于为所述功率模块和控制模块提供电能。实施本发明专利技术可以提高功率测量精度，降低电路规模，并且可以使功率测量更加智能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用电器的有功功率测量领域，特别是涉及带智能控制的功率测量系统和方法。
技术介绍
随着社会的发展和人们生活水平的提高以及节能环保意识的不断增强，人们迫切需要实时测量并控制用电器的电能消耗。普通的家用插座已经无法满足用户的需求，既无法实时测量功率，也无法远程控制能耗。因此，智能插座应运而生。现有的智能插座大多只能远程断开电网与用电器的电连接，而不能查看用电器当前的有功功率等用电信息，有的虽然能够查看用电信息，但采用的却是电压互感器、电流互感器等传统的功率计算器，导致了测量时误差较大、电路复杂等缺点，这也限制了智能插座的快速普及。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种多功能、高精度并且结构简单的智能功率表。本专利技术为解决现有智能插座功能单一、功率测量精度差等缺点，专利技术了一种智能功率表，用于测量负载的用电信息，所述智能功率表包括控制模块、电源模块和功率模块。其中，所述功率模块用于感测所述负载的用电参数并产生表征用电参数的脉冲信号。所述控制模块用于根据所述脉冲信号计算所述负载的用电信息并将所述用电信息上传至外部服务器。所述电源模块用于为所述功率模块和控制模块提供电能。所述功率模块包括与负载串联的电流采样元件、与交流输入相连的电压采样电路和功率测量芯片，其中，所述功率测量芯片根据电流采样元件测得的第一反馈电压Vl和电压采样电路测得的第二反馈电压V2输出频率为fosc的脉冲信号。所述功率测量芯片输出的脉冲信号fosc与所述负载的有效功率FCF的计算公式为:FCF = (Vl*V2*48)/(VREF*VREF)*fosc/128，其中，VREF 为预设常量。进一步地，所述控制模块根据下列公式计算所述负载的有功功率FCF:Pref/Fref=P/F，其中，Pref和Fref为预设常量，F为测得脉冲信号的频率。进一步地，所述控制模块是WiFi模块；所述控制模块还用于对系统进行校准。优选的，当所述功率测量模块输出的脉冲信号的周期大于等于10ms时，所述控制模块利用计时器测量所述脉冲信号的单个脉冲周期。优选的，当所述脉冲信号的周期小于10ms时，所述控制模块在一个预定时间T内对所述脉冲信号进行计数获取预定时间T内的脉冲个数η。优选的，所述智能功率表还包括电磁继电器，所述电磁继电器的受控端与所述负载串联，所述电磁继电器的控制端与所述控制模块相连。本专利技术还提供一种功率测量系统，用于监测负载的用电参数，所述系统包括:具有交互界面的用户端、云服务器和如前所述的智能功率表；其中，所述云服务器与所述用于接收来自智能功率表的所述用电参数并将所述用电参数转发至所述用户端；所述用户端接收并在该交互界面显示来自所述云服务器的所述用电参数。进一步地，所述用户端还用于接收用户指令向所述云服务器发送用于控制负载开关的指令，所述服务器向所述用户端转发所述指令，所述智能功率表响应于所述指令控制所述负载开启或断开；述智能功率表还用于向所述服务器发送负载状态，所述服务器向所述用户端转发所述负载状态，并且所述用户端还用于在用户界面显示所述负载状态。本专利技术的有益效果是:实施本专利技术可以提高功率测量精度，降低电路规模，并且大幅提高了使用体验，方便了用户的操作。【附图说明】:图1为本专利技术智能功率表一种实施例的结构示意图；图2为图1中功率模块的一种实施例的电路示意图；图3为本专利技术测量功率的脉冲周期的一种实施例流程图；图4为本专利技术智能功率表程序设计一种实施例的流程图；图5为本专利技术校正功率程序设计一种实施例的流程图；图6为本专利技术交互过程的一种实施例结构示意图。【具体实施方式】如图1所示，本专利技术的功率测量系统包括智能功率表100、云服务器200和用户端300。其中，智能功率表100、云服务器200和用户端300通过互联网相连。负载400可以是使用交流市电的家用电器，例如为冰箱、洗衣机、热水器等，可以插接在智能功率表100的插座上。智能功率表100可以通过插头插接在插线板等处以从市电网获取电能。智能功率表100用于监测负载400的一个或多个用电参数这些参数例如包括电压、电流，并根据监测得到的用电参数产生负载400的用电信息，例如有功功率、实测电压和实测电流。智能功率表100将获得的用电信息上传至云服务器200，云服务器200可以对这些用电信息进行存储、处理或者转发给用户端300。用户端300，例如为手机、个人电脑、平板电脑等终端，通过互联网接收并显示来自云服务器200的用电信息。如图1所示，智能功率表100包括电源101、功率模块102和控制模块103。电源101用于将市电输入转换为直流并为功率模块102和控制模块103供电。电压101可以是各种交直流转换电路，包括降压电路、滤波电路和稳压电路，例如可以通过阻容降压电路搭配三端稳压管电路构造。功率模块102与负载400相连，用于监测负载400的用电参数，并产生代表用电参数的脉冲信号。控制模块103检测来自功率模块102的脉冲信号的频率并根据该频率计算负载400的用电信息，并将计算得到的用电信息通过互联网传输至云服务器200。控制模块103例如为WiFi模块、蓝牙模块、Zigbee模块或者手机通信模块等。图2为图1中功率模块102的一种实施例的电路图。如图2所示，功率模块102包括与负载400串联的电流采样电阻R4、与交流输入相连的电压采样电路R和功率测量芯片IC1。其中，功率测量芯片ICl为深圳市合力为科技生产的HLW8012的功率测量芯片。HLW8012是单相电能计量芯片，可以测量有功功率、电量、电压有效值、电流有效值；S0P8封装，体积小，广泛应用于智能家电、节能插座，智能路灯、智能LED灯等应用场合。在本实施例中，功率模块102包括AC电源输入端211、212，可以通过插座与市电网相连用于汲取AC电源，即交流电源。AC电源输入端211与负载400的一端相连，负载400的另一端分别于R3的一端和R4的一端相连，R3的另一端与滤波电容Cl的一端相连，并作为电流信号输入VlP中，Cl的另一端接地。同时，电阻R8-R12串联作为电压采样电路R，AC电源输入端211与电阻R8-R11串联，Rll的另一端与分压电阻R12相连。R12的分压信号V2输入功率测量芯片ICl的V2P引脚中，R12的另一端与地相连。AC电源输入端212与R14的一端相连后接地，同时与R5的一端相连，R5的另一端与滤波电容C2相连，并作为电流信号输入功率测量芯片ICl的VIN引脚中，C2的另一端接地。可以看出R4作为电流感应元件感应流过负载400的电流并产生压降VI，Vl输入功率测量芯片ICl的VlP和VlN引脚。功率测量芯片ICl的21、22、23端口分别与控制模块200(图中未示出)相连。控制模块200例如为WiFi模块，通过设定SEL的值就可以控制HLW8012的CFl引脚输出指示电压的脉冲信号、还是输出指示电流的脉冲信号；通过测量CF、CFl引脚的信号就可以计算出负载400的有功功率、电流和电压等用电信息。功率模块102还包括DC电源输入端24。DC电源输入端24与电源101的输出端VDD相连，给芯片供电。DC电压输入端24同时与滤波电容C3相连。滤波电容C3另一端与地GND相连后接地。功率测量芯片ICl通过其引脚CF输本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能功率表，用于测量负载的用电信息，其特征在于，包括控制模块、电源模块和功率模块，其中，所述功率模块用于感测所述负载的用电参数并产生表征用电参数的脉冲信号，所述控制模块用于根据所述脉冲信号计算所述负载的用电信息并将该用电信息上传至外部服务器，所述电源模块用于为所述功率模块和控制模块提供电能。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：武鹏飞，陈增鹏，
申请(专利权)人：深圳酷宅科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44