一种基于mcu提高三相费控智能电表计量精度的方法及系统
阅读说明:本技术 一种基于mcu提高三相费控智能电表计量精度的方法及系统 (Method and system for improving metering precision of three-phase cost control intelligent electric meter based on MCU ) 是由 孙林忠 洪晨力 马巧娟 余武军 王勤龙 于 2020-12-14 设计创作,主要内容包括:本发明涉及的一种基于MCU提高三相费控智能电表计量精度的方法,包括步骤:S11.在电表的MCU中对高频脉冲常数HFconst进行分频;S12.将分频后的高频脉冲常数HFconst写入计量芯片的高频脉冲常数寄存器中;S13.计量芯片的快速脉冲寄存器开始计数;S14.判断计量芯片的快速脉冲寄存器的计数值是否大于等于分频后的高频脉冲常数HFconst,若是,则执行步骤S15;若否,则继续执行步骤S13;S15.计量芯片的能量寄存器中的数据累计增加1;S16.MCU读取能量寄存器的计量数据。本发明对高频脉冲常数HFconst进行N分频后,快速脉冲寄存器计数的基数比原先减少了N倍,单位时间内计量的快速计量脉冲数是原先的N倍,计量精度与计量速度提升为原先的N倍。(The invention relates to a method for improving the metering precision of a three-phase cost control intelligent electric meter based on an MCU (microprogrammed control Unit), which comprises the following steps of: s11, frequency division is carried out on a high-frequency pulse constant HFconst in an MCU of the ammeter; s12, writing the high-frequency pulse constant HFconst after frequency division into a high-frequency pulse constant register of a metering chip; s13, starting counting by a fast pulse register of the metering chip; s14, judging whether the count value of the fast pulse register of the metering chip is larger than or equal to the high-frequency pulse constant HFconst after frequency division, if so, executing a step S15; if not, continue to step S13; s15, adding 1 to the data accumulation in an energy register of the metering chip; and S16, reading the metering data of the energy register by the MCU. After the high-frequency pulse constant HFconst is subjected to N frequency division, the base number counted by the rapid pulse register is reduced by N times compared with the original base number, the number of rapid metering pulses metered in unit time is N times of the original base number, and the metering precision and the metering speed are improved to N times of the original base number.)
技术领域
本发明涉及电表技术领域,尤其涉及一种基于MCU提高三相费控智能电表计量精度的方法及系统。
背景技术
三相费控智能电表是智能电网(特别是智能配电网)数据采集的基本设备之一,承担着原始电能数据采集、计量和传输的任务,是实现信息集成、分析优化和信息展现的基础。
三相费控智能电表作为计量电能的终端,电力公司以及用户不断的提出提高精度的需求,目前,提高三相费控智能电能表的计量精度的方式如:公开号为CN105223416的专利提出了一种提高智能电表计量精度的方法。目的是提供一种提高智能电表计量精度的方法,计量量程宽,成本低。方案:将电表工作温度范围-40℃—+70℃分成N1…Nm个区间,根据以下公式计算电压补偿增益值Ugain和电压补偿增益值Igain,并实时更新,Ugain=Ugb±(Tx-Tn)*U;Igain=Igb±(Tx-Tn)*I。上述方法虽然可以提高电表计量精度,但是仍然不能解决以下问题:
1、一个电表脉冲内的计量会因电表下电时而丢弃,且操作复杂。
2、高频脉冲常数HFconst对同一款表来说是一个固定值,写入到专用计量芯片的高频脉冲常数寄存器,且现有技术以电表脉冲作为最小单位进行计量,计量精度与速度受计量芯片的束缚与限制。
故,针对上述存在的技术问题,对其进行改进。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足,提供了一种基于MCU提高三相费控智能电表计量精度的方法及系统。
为了实现以上目的,本发明采用以下技术方案:
一种基于MCU提高三相费控智能电表计量精度的方法,其特征在于,包括步骤:
S1.在电表的MCU中对高频脉冲常数HFconst进行分频;
S2.将分频后的高频脉冲常数HFconst写入计量芯片的高频脉冲常数寄存器中;
S3.计量芯片的快速脉冲寄存器开始计数;
S4.判断计量芯片的快速脉冲寄存器的计数值是否大于等于分频后的高频脉冲常数HFconst,若是,则执行步骤S5;若否,则继续执行步骤S3;
S5.计量芯片的能量寄存器中的数据累计增加1;
S6.MCU读取能量寄存器的计量数据。
进一步的,所述步骤S1中在电表的MCU中对高频脉冲常数HFconst进行分频,表示为:HFconst/N;其中,N表示分频数。
进一步的,所述步骤S5中计量芯片的能量寄存器中的数据累计增加具体为快速脉冲寄存器的最小单位为1/EC/HFconst/N kwh,能量计存器以1/EC/N作为最小单位进行计量累计增加;其中EC表示电表常数。
进一步的,所述步骤S3中计量芯片的快速脉冲寄存器包括FstCntA、FstCntB、FstCntC、FstCntT中的一种或多种。
进一步的,所述步骤S5中计量芯片的能量寄存器包括Epa、Epb、Epc、Ept中的一种或多种。
相应的,还提供一种基于MCU提高三相费控智能电表计量精度的系统,包括:
分频模块,用于在电表的MCU中对高频脉冲常数HFconst进行分频;
写入模块,用于将分频后的高频脉冲常数HFconst写入计量芯片的高频脉冲常数寄存器中;
计数模块,用于计量芯片的快速脉冲寄存器开始计数;
判断模块,用于判断计量芯片的快速脉冲寄存器的计数值是否大于等于分频后的高频脉冲常数HFconst;
累加模块,计量芯片的能量寄存器中的数据累计增加1;
读取模块,用于MCU读取能量寄存器的计量数据。
进一步的,所述分频模块中在电表的MCU中对高频脉冲常数HFconst进行分频,表示为:HFconst/N;其中,N表示分频数。
进一步的,所述累加模块中计量芯片的能量寄存器中的数据累计增加具体为快速脉冲寄存器的最小单位为1/EC/HFconst/N kwh,能量计存器以1/EC/N作为最小单位进行计量累计增加;其中EC表示电表常数。
进一步的,所述计数模块中计量芯片的快速脉冲寄存器包括FstCntA、FstCntB、FstCntC、FstCntT中的一种或多种。
进一步的,所述累加模块中计量芯片的能量寄存器包括Epa、Epb、Epc、Ept中的一种或多种。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
1)对高频脉冲常数HFconst进行N分频后,快速脉冲寄存器计数的基数比原先减少了N倍,单位时间内计量的快速计量脉冲数是原先的N倍,计量精度与计量速度提升为原先的N倍。
2)基于MCU对高频脉冲常数HFconst进行N分频与电能计量的存储与处理,利用了计量芯片的脉冲计数与电能量计量原理,又没有被其束缚。
3)N值的设置可以根据需要达到的电能计量数来设置,不受计量芯片的束缚与限制。
4)该方法不仅仅是适用于三相电能计量芯片,也可适用于其他电能计量芯片;
5)电表所有相关的能量数据,包括当前总、分相电量,冻结电量,事件相关电量等的处理、存储刻度都更加细化,可以满足对电能量需要做更精细管理需求的各种应用。
附图说明
图1是实施例一提供的一种基于MCU提高三相费控智能电表计量精度的方法流程图;
图2是实施例二提供的一种基于MCU提高三相费控智能电表计量精度的方法流程图;
图3是实施例三提供的一种基于MCU提高三相费控智能电表计量精度的系统结构图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用,本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用,在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是,在不冲突的情况下,以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
本发明的目的是针对现有技术的缺陷,提供了一种基于MCU提高三相费控智能电表计量精度的方法及系统。
实施例一
本实施例提供一种基于MCU提高三相费控智能电表计量精度的方法,如图1所示,包括步骤:
S11.在电表的MCU中对高频脉冲常数HFconst进行分频;
S12.将分频后的高频脉冲常数HFconst写入计量芯片的高频脉冲常数寄存器中;
S13.计量芯片的快速脉冲寄存器开始计数;
S14.判断计量芯片的快速脉冲寄存器的计数值是否大于等于分频后的高频脉冲常数HFconst,若是,则执行步骤S15;若否,则继续执行步骤S13;
S15.计量芯片的能量寄存器中的数据累计增加1;
S16.MCU读取能量寄存器的计量数据。
在步骤S11中,在电表的MCU中对高频脉冲常数HFconst进行分频。
对高频脉冲常数HFconst在电表的MCU中进行N分频,即为HFconst/N;本实施例对高频脉冲常数进行分频,以使后续计量时更加精准。
在步骤S13中,计量芯片的快速脉冲寄存器开始计数。
计量芯片的快速脉冲寄存器包括FstCntA、FstCntB、FstCntC、FstCntT中的一种或多种。
在步骤S14中,判断计量芯片的快速脉冲寄存器的计数值是否大于等于分频后的高频脉冲常数HFconst,若是,则执行步骤S15;若否,则继续执行步骤S13。
在步骤S15中,计量芯片的能量寄存器中的数据累计增加1。
计量芯片的快速脉冲寄存器FstCntA/FstCntB/FstCntC/FstCntT计数的值大于等于HFconst/N时,相应的能量寄存器Epa/Epb/Epc/Ept加1,快速脉冲寄存器的最小单位为1/EC/HFconst/N kwh,相应的能量计存器则以1/EC/N作为最小单位进行计量累加。
本实施例以HT7038三相计量芯片为例进行说明,设脉冲常数EC=1000imp/kwh,HFconst=100,N=10。
以现有技术中的不进行分频为例进行计算:
电表脉冲最小单位表示1/EC=0.001kwh,快速脉冲最小单位为1/EC/HFconst=0.00001kwh,虽然快速计量脉冲最小单位为0.00001kwh,但快速脉冲计数寄存器内的值并没有进行读取与存储,下电时在一个脉冲常数内的计量就容易丢弃,从而影响计量精度范围内的准确度。
以本实施例的分频为例进行计算:
MCU对高频脉冲常数寄存器的值设置写入为HFconst/N=100/10=10,计量芯片中的快速脉冲最小单位为1/EC/HFconst/N=0.000001kwh,当快速脉冲计数寄存器FstCntA/FstCntB/FstCntC/FstCntT计数的值大于等于10时,相应的能量寄存器Epa/Epb/Epc/Ept会相应的加1。
本实施例相较于现有技术方案的脉冲计数快了100-10/10=9倍,而计量脉冲精度也从原有方案的0.001kwh提高到了本发明方案的0.0001kwh。
需要说明的是,本实施例中的分频数N的多少可以根据需要提高多少精度来设置,不受计量芯片的限制。
与现有技术相比,本实施例具有以下有益效果:
1)对高频脉冲常数HFconst进行N分频后,快速脉冲寄存器计数的基数比原先减少了N倍,单位时间内计量的快速计量脉冲数是原先的N倍,计量精度与计量速度提升为原先的N倍。
2)基于MCU对高频脉冲常数HFconst进行N分频与电能计量的存储与处理,利用了计量芯片的脉冲计数与电能量计量原理,又没有被其束缚。
3)N值的设置可以根据需要达到的电能计量数来设置,不受计量芯片的束缚与限制。
4)该方法不仅仅是适用于三相电能计量芯片,也可适用于其他电能计量芯片。
实施例二
本实施例提供一种基于MCU提高三相费控智能电表计量精度的方法,如图2所示,包括步骤:
S11.在电表的MCU中对高频脉冲常数HFconst进行N分频;
S12.将分频后的高频脉冲常数HFconst写入计量芯片的高频脉冲常数寄存器中;
S13.计量芯片的快速脉冲寄存器开始计数;
S14.判断计量芯片的快速脉冲寄存器的计数值是否大于等于分频后的高频脉冲常数HFconst,若是,则执行步骤S15;若否,则继续执行步骤S13;
S15.计量芯片的能量寄存器中的数据累计增加1;
S16.MCU读取能量寄存器的计量数据;
S17.MCU将读取的计量数据进行存储,并判断存储的计量数据是否到达N,若是,则输出1个对外脉冲。
需要说明的是,步骤S11-S16的实现方式与实施例一类似,在此不多做赘述。
步骤S17具体为:MCU将读取的计量数据存储至MCU的计数器中,MCU判断存储于MCU计数器中的计量数据是否到达N,若到达,则输出1个对外脉冲;若没有到达,则继续执行步骤S13-S16。
本实施例通过进一步判断存储于MCU计数器中的计量数据是否到达N,提高了计量芯片的计量精度,且电表所有相关的能量数据,包括当前总、分相电量,冻结电量,事件相关电量等的处理、存储刻度都更加细化,可以满足对电能量需要做更精细管理需求的各种应用。
实施例三
本实施例提供一种基于MCU提高三相费控智能电表计量精度的系统,如图3所示,包括:
分频模块11,用于在电表的MCU中对高频脉冲常数HFconst进行分频;
写入模块12,用于将分频后的高频脉冲常数HFconst写入计量芯片的高频脉冲常数寄存器中;
计数模块13,用于计量芯片的快速脉冲寄存器开始计数;
判断模块14,用于判断计量芯片的快速脉冲寄存器的计数值是否大于等于分频后的高频脉冲常数HFconst;
累加模块15,计量芯片的能量寄存器中的数据累计增加1;
读取模块16,用于MCU读取能量寄存器的计量数据。
进一步的,所述分频模块中在电表的MCU中对高频脉冲常数HFconst进行分频,表示为:HFconst/N;其中,N表示分频数。
进一步的,所述累加模块中计量芯片的能量寄存器中的数据累计增加具体为快速脉冲寄存器的最小单位为1/EC/HFconst/N kwh,能量计存器以1/EC/N作为最小单位进行计量累计增加;其中EC表示电表常数。
进一步的,所述计数模块中计量芯片的快速脉冲寄存器包括FstCntA、FstCntB、FstCntC、FstCntT中的一种或多种。
进一步的,所述累加模块中计量芯片的能量寄存器包括Epa、Epb、Epc、Ept中的一种或多种。
需要说明的是,本实施例提供的一种基于MCU提高三相费控智能电表计量精度的系统与实施例一类似,在此不多做赘述。
与现有技术相比,本实施例具有以下有益效果:
1)对高频脉冲常数HFconst进行N分频后,快速脉冲寄存器计数的基数比原先减少了N倍,单位时间内计量的快速计量脉冲数是原先的N倍,计量精度与计量速度提升为原先的N倍。
2)基于MCU对高频脉冲常数HFconst进行N分频与电能计量的存储与处理,利用了计量芯片的脉冲计数与电能量计量原理,又没有被其束缚。
3)N值的设置可以根据需要达到的电能计量数来设置,不受计量芯片的束缚与限制。
4)该方法不仅仅是适用于三相电能计量芯片,也可适用于其他电能计量芯片。
注意,上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解,本发明不限于这里所述的特定实施例,对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此,虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明,但是本发明不仅仅限于以上实施例,在不脱离本发明构思的情况下,还可以包括更多其他等效实施例,而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
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