電是工作和生活都離開(kāi)的，給生活帶來(lái)了便捷，在行業(yè)助于生產(chǎn)，要用到電就會(huì)產(chǎn)生電費(fèi)，而每座城市的收費(fèi)，多少錢(qián)一度電是不一樣的，有的地區(qū)的電費(fèi)非常貴，對(duì)于家庭來(lái)說(shuō)也是很大一筆開(kāi)銷(xiāo)，隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，現(xiàn)在很多產(chǎn)品都是智能化，同樣，用電也可以實(shí)現(xiàn)智能化，這種用電是基于智能
計(jì)量插座的，那如何去實(shí)現(xiàn)呢，接下來(lái)看看智能計(jì)量插座設(shè)計(jì)方案，基于家庭需求的設(shè)計(jì)方案。
一、系統(tǒng)設(shè)計(jì)
智能計(jì)量插座由電源模塊、繼電器控制與顯示模塊、計(jì)量模塊和Wi-Fi模塊組成。
其中，公司自主研發(fā)的單相多功能計(jì)量芯片滿(mǎn)足50/60Hz IEC 687/1036標(biāo)準(zhǔn)的精度要求，在1000:1范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)±0.2%的精度。該芯片在出廠(chǎng)前已完成自身校準(zhǔn)，因此用戶(hù)無(wú)需搭建復(fù)雜的校準(zhǔn)環(huán)境，無(wú)需任何設(shè)置即可直接通過(guò)UART查看電壓、電流、功率、電能等相關(guān)參數(shù)即可讀取。
二、詳細(xì)設(shè)計(jì)
2.1 電源模塊
220V市電經(jīng)過(guò)電源模塊后輸出直流12V、直流5V、直流3.3V。DC12V是空調(diào)、電磁爐插座控制等高輸出繼電器的控制電源。可根據(jù)繼電器的控制電壓來(lái)調(diào)整電壓。DC 5V為計(jì)量芯片供電，計(jì)量芯片內(nèi)置電源監(jiān)控電路。如果電源電壓低至4V，芯片將進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)。DC 3.3V 為 WiFi 模塊供電。
2.2 測(cè)量模塊
測(cè)量模塊是該芯片的典型應(yīng)用，僅需要少量的電容器和電阻器即可正常工作。注意，測(cè)量芯片的電源端需要并聯(lián)兩個(gè)小電容，以濾除電網(wǎng)的高低頻噪聲。電流信號(hào)經(jīng)過(guò)錳銅電阻采樣后連接到測(cè)量芯片，電壓信號(hào)經(jīng)過(guò)電阻網(wǎng)絡(luò)分壓后輸入到電量計(jì)量芯片。
2.3 無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)模塊
Wifi模塊作為主控MCU，連接路由器實(shí)現(xiàn)與服務(wù)器的通信，接收服務(wù)器下發(fā)的設(shè)置和控制指令，完成遠(yuǎn)程控制和定時(shí)設(shè)置。Wifi模塊通過(guò)串口讀取計(jì)量模塊采集的電量信息，并將電量信息上傳至服務(wù)器。
請(qǐng)注意，Wifi模塊的工作電壓為3.3V，電量計(jì)量芯片的工作電壓為5V。儀表芯片只使用TI來(lái)傳輸數(shù)據(jù)，所以串口通信需要做5V到3.3V的轉(zhuǎn)換。
2.4 服務(wù)器和應(yīng)用程序
服務(wù)器充當(dāng)插座和APP之間的橋梁。服務(wù)器接收并存儲(chǔ)socket上傳的電量信息。APP通過(guò)服務(wù)器查詢(xún)插座的運(yùn)行狀態(tài)和過(guò)往用電信息，并通過(guò)服務(wù)器向插座發(fā)送控制和配置指令，實(shí)現(xiàn)定時(shí)和遠(yuǎn)程控制。
綜上所述，可以看到通過(guò)電量計(jì)量芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)智能計(jì)量插座設(shè)計(jì)方案，這只是其中一種，而隨著科技的發(fā)展，現(xiàn)在越來(lái)越多的智能電表插座和具有智能電表功能的電器，這款智能計(jì)量插座采用了該公司的芯片，可以準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì)和記錄電器的用電量。同時(shí)該芯片具有工廠(chǎng)校準(zhǔn)功能，可以大大減少?gòu)S家的生產(chǎn)流程，縮短生產(chǎn)周期，節(jié)省生產(chǎn)成本。
