(19)国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202210653779.1
(22)申请日 2022.06.10
(71)申请人 南京有嘉科技有限公司
地址 210005 江苏省南京市秦淮区金銮巷9
号华盈国际大厦四楼
申请人 南京苏逸实业有限公司
南京工业大学
(72)发明人 陈轶 于阳 温生 蔡成铭
李京京 于玥 夏曼娟
(74)专利代理机构 南京天翼专利代理有限责任
公司 32112
专利代理师 朱戈胜
(51)Int.Cl.
G01R 22/10(2006.01)
(54)发明名称一种用电设备的电量采集装置(57)摘要本发明涉及用电设备领域，尤其涉及一种用电设备的电量采集装置，其特征在于：其包括电压电流采集模块、放大滤波模块、模数转换模块、电量处理模块、电量显示模块和数据传输模块；电压电流采集模块与用电设备的主板连接用于采集用电设备 的电流电压信号，放大滤波模块与电压电流采集模块连接，模数转换模块与放大滤波模块连接，电量处理模块与模数转换模块连接，电量显示模块和电量处理模块连接，数据传输模块与电量处理模块连接。本发明可针对单个用电设备实行电量统计，并将电量数据最终通过电量显示模块显示及通过数据传输模块上传至云端，
准确度高。权利要求书1页 说明书3页 附图2页CN 115112949 A 2022.09.27
C N 115112949
A
1.一种用电设备的电量采集装置，其特征在于：包括
电压电流采集模块、放大滤波模块、模数转换模块、电量处理模块、电量显示模块和数据传输模块；
电压电流采集模块与用电设备的主板连接用于采集用电设备的电流电压信号，放大滤波模块与电压电流采集模块连接，模数转换模块与放大滤波模块连接，电量处理模块与模数转换模块连接，电量显示模块和电量处理模块连接，数据传输模块与电量处理模块连接。
2.根据权利要求1所述的用电设备的电量采集装置，其特征在于：所述电压电流采集模块采用的是ATT7022电能计量芯片。
3.根据权利要求1所述的用电设备的电量采集装置，其特征在于：所述放大滤波电路包括依次连接的一级运算放大器、第一滤波电路、二级运算放大器和第二滤波电路；一级运算放大器的输入端连接于电压电流采集模块输出端，第一滤波电路输入端连接于一级运算放大器输出端，二级运算放大器输入端连接于第一滤波电路输出端，第二滤波电路输入端连
人情练达即文章接于二级运算放大器输出端，
第二滤波电路输出端连接于模数转换模块输入端。4.根据权利要求3所述的用电设备的电量采集装置，其特征在于：第一滤波电路和第二滤波电路均为RC滤波电路。
5.根据权利要求1所述的用电设备的电量采集装置，其特征在于：模数转换模块采用的是MAX153模数转换芯片。
6.根据权利要求1所述的用电设备的电量采集装置，其特征在于：电量处理模块采用的是STM32F103主控芯片。
7.根据权利要求1所述的用电设备的电量采集装置，其特征在于：所述电量显示模块采用的是LCD显示屏。
8.根据权利要求1所述的用电设备的电量采集装置，其特征在于：所述数据传输模块采用的是WIFI模块，
用于将电量处理模块输出的电量数据发送至远端，或用于接收云端传输的预测电量数据并发送给电量处理模块。
权 利 要 求 书1/1页CN 115112949 A
一种用电设备的电量采集装置
技术领域
[0001]本发明涉及用电设备领域，尤其涉及一种用电设备的电量采集装置。
背景技术
[0002]现有的用电数据采集设备大多为电表，进行对家庭用电量的统计与显示，虽然可以实时统计家庭日用电量数据，但并不能精准显示单个用电设备的用电量数据。
[0003]鉴于此，克服上述缺陷，提供一种用电设备的电量采集装置是本领域亟待解决的问题。
发明内容
[0004]本发明的目的是为了提供一种用电设备的电量采集装置，为电量采集、传输、接收、显示装置，
针对单个用电设备实行电量统计，并将电量数据最终通过电量显示模块显示及通过数据传输模块上传至云端。
[0005]为解决以上技术问题，本发明的技术方案为：一种用电设备的电量采集装置，包括：
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电压电流采集模块、放大滤波模块、模数转换模块、电量处理模块、电量显示模块和数据传输模块；
电压电流采集模块与用电设备的主板连接用于采集用电设备的电流电压信号，放大滤波模块与电压电流采集模块连接，模数转换模块与放大滤波模块连接，电量处理模块与模数转换模块连接，电量显示模块和电量处理模块连接，数据传输模块与电量处理模块连接。
[0006]进一步地，所述电压电流采集模块采用的是ATT7022电能计量芯片。
[0007]进一步地，所述放大滤波电路包括依次连接的一级运算放大器、第一滤波电路、二级运算放大器和第二滤波电路；一级运算放大器的输入端连接于电压电流采集模块输出端，第一滤波电路输入端连接于一级运算放大器输出端，二级运算放大器输入端连接于第一滤波电路输出端，第二滤波电路输入端连接于二级运算放大器输出端，第二滤波电路输出端连接于模数转换模块输入端。
[0008]进一步地，第一滤波电路和第二滤波电路均为RC滤波电路。
[0009]进一步地，模数转换模块采用的是MAX153模数转换芯片。
[0010]进一步地，电量处理模块采用的是STM32F103主控芯片。
[0011]进一步地，所述电量显示模块采用的是LCD显示屏。
[0012]进一步地，所述数据传输模块采用的是WIFI模块，用于将电量处理模块输出的电量数据发送至远端，或用于接收云端传输的预测电量数据并发送给电量处理模块。[0013]本发明具有如下有益效果：
本发明集成电压电流采集模块、放大滤波模块、模数转换模块、电量处理模块、WIFI模块、电量显示模块于一体，内部接线简单，故障发生率低，在家庭用户使用过程中安
全、无噪声；本发明可以实时采集单个用电设备用电电压和电流，从而获得单个设备用电量，不仅能通过显示模块显示实时用电量，而且能通过数据传输模块将数据传送至云端进行电量控制管理。本装置可以实现对单个用电设备用电量的采集、传输、接收、显示，方便了家庭用户对各个用电设备耗电量的观察、预测，便于家庭用户合理安排、管理今后的用电量。
附图说明
[0014]图1为本发明的结构示意框图；
图2为本实施例中放大滤波模块的电路原理图；
图3为本实施例中电量处理模块的电路原理图；
附图标记：1、电压电流采集模块；2、放大滤波模块；3、模数转换模块；4、电量处理模块；5、电量显示模块；6、数据传输模块。
具体实施方式
[0015]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
[0016]请参考图1至图3，本发明为一种用电设备的电量采集装置，其包括：电压电流采集模块1、放大滤波模块2、模数转换模块3、电量处理模块4、电量显示模块5和数据传输模块6；
电压电流采集模块1与用电设备的主板连接用于采集用电设备的电流电压信号，计算为电量数据；
放大滤波模块2与电压电流采集模块1连接用于接收电压电流采集模块1采集的电量数据并进行放大滤波；
模数转换模块3与放大滤波模块2连接用于将放大滤波后的模拟信号转换成数字信号后再传递给电量处理模块4；
电量处理模块4与模数转换模块3连接；
jpeg 图像
电量显示模块5与电量处理模块4连接用于将数字信号传递给电量显示模块5进行显示，使用者能够实时观看当前的电量；
数据传输模块6与电量处理模块4连接用于将电量数据数字信号传递给云端便于操作人员进行电量数据分析，比如在一些另外的实施例中，云端可以根据现有的电量数据进行用电设备电量预测，云端预测的电量数据通过数据传输模块6发送至电量处理模块4后通过电量显示模块5显示。
[0017]本实施例中，电压电流采集模块1采用的是ATT7022电能计量芯片，ATT7022是精度高且功能强的三相电能计量芯片，用于电流采样和电压采样。中国古典园林史
[0018]参阅图2，本实施例中，放大滤波电路包括依次连接的一级运算放大器、第一滤波电路、二级运算放大器和第二滤波电路；一级运算放大器U1的输入端连接于电压电流采集模块1输出端，第一滤波电路输入端连接于一级运算放大器U1输出端，二级运算放大器U2输入端连接于第一滤波电路输出端，第二滤波电路输入端连接于二级运算放大器U2输出端，第二滤波电路输出端连接于模数转换模块3输入端。本实施例中，第一滤波电路和第二滤波电路均为RC滤波电路。
[0019]一级运算放大器中，同向输入端作为信号输入端，一级运算放大器U1的输出端连接于反向输入
端构成跟随器，跟随器主要用作缓冲，以隔离前后级的影响，为了进一步减少噪音带来的不利影响，在一级运放输出端连接RC滤波电路，电容C1的作用为隔直通交；第一滤波电路的输出端连接于二级运算放大器的反向输入端，二级运算放大器的正向输入端接地，同样在二级运算放大器输出端连接RC滤波电路。公司并购方案
[0020]本实施例中，模数转换模块3采用的是MAX153模数转换芯片，该芯片具有自身低功耗、处理速度高的优点，适用于高速数据采集系统。
[0021]本实施例中，电量处理模块4采用的是STM32F103主控芯片；电量显示模块5采用的是LCD显示屏。数据传输模块6采用的是WIFI模块，用于将电量处理模块4输出的电量数据发送至远端，或用于接收云端传输的预测电量数据并发送给电量处理模块4后通过电量显示模块5进行显示。
[0022]本发明将电压电流采集模块1、电量显示模块5等集成在一个小型智能模块中，既能实现电量的采集、传输、接收、显示，准确度高，又具有着体积小，易操作的优点；集成了用电设备主板、WIFI模块、电压电流采集模块1、放大滤波模块2、A/D转换模块、电量计算模块、电量处理模块4以及电量显示模块5等于一体，方便了设备的安装，维修和调试；本发明内部接线简单，故障发生率低，在家庭用户使用过程中安全、无噪声；本装置可以实现对单个用电设备用电量的采集、传输、接收、显示，方便了家庭用户对各个用电设备耗电量的观察、预测，便于家庭用户合理安排、管理今后的用电量。本发明实现了电量采集传输的智能化，简单化、可靠化，满足了用户多方面需求。
[0023]本发明未涉及部分均与现有技术相同或采用现有技术加以实现。
[0024]以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
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