一種能夠識別高頻和強磁竊電的芯片的制作方法
【專利摘要】一種能夠識別高頻和強磁竊電的芯片。其包括控制器、掉電檢測器、振蕩器電路、復(fù)位電路、看門狗電路、脈沖計數(shù)器、串行接口、時鐘控制器、數(shù)據(jù)存儲器、高頻信號檢測模塊、第一濾波器、強磁信號檢測模塊、第二濾波器和AD轉(zhuǎn)換；控制器分別與掉電檢測器、振蕩器電路、復(fù)位電路和看門狗電路相連接，并通過內(nèi)部總線與脈沖計數(shù)器、串行接口、時鐘控制器、數(shù)據(jù)存儲器和AD轉(zhuǎn)換相連接；本發(fā)明提供的能夠識別高頻和強磁竊電的芯片能夠及時發(fā)現(xiàn)竊電分子的違法犯罪行為，并能夠及時報警和發(fā)出報警信號，以提醒電網(wǎng)工作人員及時查處，從而可以保證電網(wǎng)安全和社會安全。
【專利說明】一種能夠識別高頻和強磁竊電的芯片
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電力防竊電【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種能夠識別高頻和強磁竊電的芯片。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，竊電違法犯罪行為除具有隱蔽性、流動性、突發(fā)性等基本特征之外，還呈現(xiàn)專業(yè)化、高科技化、跨省流竄化的趨勢，查處難度越來越大。從查處的案件看，部分竊電戶采取專人值班、裝設(shè)監(jiān)控遙控設(shè)備、阻擾用電檢查人員進入現(xiàn)場、迅速破壞竊電現(xiàn)場證據(jù)等手段，防范、阻止反竊電檢查，甚至圍攻、謾罵、毆打反竊電人員，因此反竊電調(diào)查難、取證難、處理難等問題較為突出?？傊壳爸饕嬖谝韵聨追矫鎲栴}:
[0003]一、用電檢查人員到達嫌疑用戶計量裝置檢查的時候，不法分子提前將諸如強磁、聞頻等竊電裝備去掉，難以發(fā)現(xiàn)。
[0004]二、即使發(fā)現(xiàn)表箱被破壞等現(xiàn)象，由于缺乏有力證據(jù)，不法分子也不承認竊電事實，造成處理難的現(xiàn)狀。
[0005]三、強磁、高頻等竊電方式由于用電信息采集系統(tǒng)難以發(fā)現(xiàn)，目前處于監(jiān)測的空白區(qū)域。
[0006]另外，一些企業(yè)采取竊電方式降低經(jīng)營成本、非法牟取暴利，同時還破壞了市場公平競爭原則，損害了同業(yè)合法經(jīng)營者的利益；時常造成供用電設(shè)施損壞、大面積停電以及人身傷亡等嚴重問題，威脅電網(wǎng)安全和社會安全，影響惡劣，危害極大。如何切實有效地開展供電企業(yè)的線損管理工作，進一步提高供電企業(yè)的經(jīng)營管理水平，是擺在供電企業(yè)面前的
重要課題。
[0007]強磁竊電不需要打開表箱，破壞封印，主要通過在表具周圍加裝強磁鐵，使表具內(nèi)部采樣CT磁路飽和，影響電表采樣電流，致使少計電量。
[0008]另外，智能電表關(guān)于抗射頻干擾的設(shè)計標準《GB/T17626.3實驗和測量技術(shù)射頻電磁場抗擾度試驗》的頻率范圍是80MHz — 100MHz，最高實驗強度為10V/m?，F(xiàn)在的智能電表均是按照這個標準設(shè)計生產(chǎn)的。然而，“大功率信號發(fā)生器”信號強度高達680V/m，是國家標準的68倍。在強干擾的條件下，計量芯片不能正常計量。
[0009]目前的智能電表都采用了智能計量芯片，無論是三相三線，三相四線的智能電表，還是單相居民用戶的階梯電價電表，都面臨著同樣被干擾的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]為了解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠識別高頻和強磁竊電的芯片。
[0011]為了達到上述目的，本發(fā)明提供的能夠識別高頻和強磁竊電的芯片包括:控制器、掉電檢測器、振蕩器電路、復(fù)位電路、看門狗電路、脈沖計數(shù)器、串行接口、時鐘控制器、數(shù)據(jù)存儲器、高頻信號檢測模塊、第一濾波器、強磁信號檢測模塊、第二濾波器和AD轉(zhuǎn)換；其中:控制器為芯片的中央處理器單元，其分別與掉電檢測器、振蕩器電路、復(fù)位電路和看門狗電路相連接，并通過內(nèi)部總線與脈沖計數(shù)器、串行接口、時鐘控制器、數(shù)據(jù)存儲器和AD轉(zhuǎn)換相連接；
[0012]掉電檢測器為低電壓檢測電路，用于產(chǎn)生低電壓報警信號，其與芯片的H)引腳相連接；
[0013]振蕩器電路為片內(nèi)振蕩器電路，用于為控制器產(chǎn)生時鐘信號，其與芯片的XTAL引腳相連接；
[0014]復(fù)位電路為芯片的上電復(fù)位電路，用于為控制器提供復(fù)位脈沖信號，其與芯片的REST引腳相連接；
[0015]看門狗電路為芯片的程序監(jiān)視器電路，用于為控制器提供看門狗復(fù)位功能，其與復(fù)位電路相連接；
[0016]脈沖計數(shù)器為脈沖定時計數(shù)器電路，其與芯片的INTO引腳相連接；
[0017]串行接口為串行通信接口電路，用于實現(xiàn)芯片與外部裝置的串行通信連接，其與芯片的RDX引腳和TDX引腳相連接；
[0018]時鐘控制器為時鐘控制器接口電路，用于實現(xiàn)芯片與外部時鐘芯片的串行通信連接，其與芯片的SDL引腳、SCL引腳和PBO引腳相連接；
[0019]數(shù)據(jù)存儲器包括程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器，其中程序存儲器用于存儲芯片的控制程序代碼，數(shù)據(jù)存儲器用于存儲數(shù)據(jù)信息；
[0020]強磁信號檢測模塊為強磁場信號檢測電路，用于檢測輸入信號的頻率值，其與芯片的INTl引腳相連接，強磁信號檢測模塊將采集到的強磁信號經(jīng)第一濾波器和AD轉(zhuǎn)換傳送給控制器；
[0021]第一濾波器為模擬信號濾波電路，其輸入端與高頻信號檢測模塊相連接，用于對高頻信號檢測模塊輸出端模擬信號進行整形濾波；
[0022]強磁信號檢測模塊為強磁場信號檢測電路，用于檢測輸入信號的頻率值，其與芯片的INT2引腳相連接，強磁信號檢測模塊將采集到的強磁信號經(jīng)第二濾波器和AD轉(zhuǎn)換傳送給控制器；
[0023]第二濾波器為模擬信號濾波電路，其輸入端與強磁信號檢測模塊相連接，用于對強磁信號檢測模塊輸出端模擬信號進行整形濾波；
[0024]AD轉(zhuǎn)換為模數(shù)轉(zhuǎn)換器電路，其具有兩個采集輸入端，第一采集輸入端與第一濾波器的輸出端相連接，用于將第一濾波器輸出端輸出的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并通過內(nèi)部總線傳給控制器；第二采集輸入端與第二濾波器的輸出端相連接，用于將第二濾波器輸出端輸出的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并通過內(nèi)部總線傳給控制器。
[0025]所述的芯片INTl引腳為高頻信號檢測輸入端，其與被監(jiān)測的供電線路相連接。
[0026]所述的芯片INT2引腳為強磁場信號檢測輸入端，其與安裝在表具上的強磁場傳感器相連接。
[0027]所述的內(nèi)部總線包括:數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線。
[0028]所述的高頻信號檢測模塊由比較器電路和頻率計數(shù)器構(gòu)成。
[0029]所述的強磁信號檢測模塊由比較器電路和頻率計數(shù)器構(gòu)成。
[0030]所述的芯片的引腳包括:第I引腳RDX、第2引腳TDX、第3引腳INTO、第4引腳XTAL、第5引腳RK第6引腳SDL、第7引腳SCL、第8引腳PBO、第9引腳INT1、第10引腳INT2、第11引腳REST、第12引腳VCC和第13引腳GND0
[0031]本發(fā)明提供的能夠識別高頻和強磁竊電的芯片能夠及時發(fā)現(xiàn)竊電分子的違法犯罪行為，并能夠及時報警和發(fā)出報警信號，以提醒電網(wǎng)工作人員及時查處，從而可以保證電網(wǎng)安全和社會安全。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0032]圖1為本發(fā)明提供的能夠識別高頻和強磁竊電的芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0033]圖2為本發(fā)明提供的能夠識別高頻和強磁竊電的芯片的引腳示意圖。
【具體實施方式】
[0034]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明提供的能夠識別高頻和強磁竊電的芯片進行詳細說明。
[0035]如圖1所示，本發(fā)明提供的能夠識別高頻和強磁竊電的芯片包括:控制器1、掉電檢測器2、振蕩器電路3、復(fù)位電路4、看門狗電路5、脈沖計數(shù)器6、串行接口 7、時鐘控制器
8、數(shù)據(jù)存儲器9、高頻信號檢測模塊10、第一濾波器11、強磁信號檢測模塊12、第二濾波器13和AD轉(zhuǎn)換14 ;其中:控制器I為芯片的中央處理器(CPU)單元，其為整個芯片的控制核心，其分別與掉電檢測器2、振蕩器電路3、復(fù)位電路4和看門狗電路5相連接，并通過內(nèi)部總線與脈沖計數(shù)器6、串行接口 7、時鐘控制器8、數(shù)據(jù)存儲器9和AD轉(zhuǎn)換14相連接；
[0036]掉電檢測器2為低電壓檢測電路，用于產(chǎn)生低電壓報警信號，其與芯片的H)引腳相連接；
[0037]振蕩器電路3為片內(nèi)振蕩器電路，用于為控制器I產(chǎn)生時鐘信號，其與芯片的XTAL引腳相連接；
[0038]復(fù)位電路4為芯片的上電復(fù)位電路，用于為控制器I提供復(fù)位脈沖信號，其與芯片的REST引腳相連接；
[0039]看門狗電路5為芯片的程序監(jiān)視器電路，用于為控制器I提供看門狗復(fù)位功能，其與復(fù)位電路4相連接；
[0040]脈沖計數(shù)器6為脈沖定時計數(shù)器電路，其與芯片的INTO引腳相連接；
[0041]串行接口 7為串行通信接口電路，用于實現(xiàn)芯片與外部裝置的串行通信連接，其與芯片的RDX引腳和TDX引腳相連接；
[0042]時鐘控制器8為時鐘控制器接口電路，用于實現(xiàn)芯片與外部時鐘芯片的串行通信連接，其與芯片的SDL引腳、SCL引腳和PBO引腳相連接；
[0043]數(shù)據(jù)存儲器9包括程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器，其中程序存儲器用于存儲芯片的控制程序代碼，數(shù)據(jù)存儲器用于存儲數(shù)據(jù)信息；
[0044]強磁信號檢測模塊10為強磁場信號檢測電路，用于檢測輸入信號的頻率值，其與芯片的INTl引腳相連接，強磁信號檢測模塊10將采集到的強磁信號經(jīng)第一濾波器11和AD轉(zhuǎn)換14傳送給控制器I ;
[0045]第一濾波器11為模擬信號濾波電路，其輸入端與高頻信號檢測模塊10相連接，用于對高頻信號檢測模塊10輸出端模擬信號進行整形濾波；[0046]強磁信號檢測模塊12為強磁場信號檢測電路，用于檢測輸入信號的頻率值，其與芯片的INT2引腳相連接，強磁信號檢測模塊12將采集到的強磁信號經(jīng)第二濾波器13和AD轉(zhuǎn)換14傳送給控制器I ;
[0047]第二濾波器13為模擬信號濾波電路，其輸入端與強磁信號檢測模塊10相連接，用于對強磁信號檢測模塊10輸出端模擬信號進行整形濾波；
[0048]AD轉(zhuǎn)換14為模數(shù)轉(zhuǎn)換器電路，其具有兩個采集輸入端，第一采集輸入端與第一濾波器11的輸出端相連接，用于將第一濾波器11輸出端輸出的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并通過內(nèi)部總線傳給控制器I ;第二采集輸入端與第二濾波器13的輸出端相連接，用于將第二濾波器13輸出端輸出的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并通過內(nèi)部總線傳給控制器I。
[0049]所述的芯片INTl引腳為高頻信號檢測輸入端，其與被監(jiān)測的供電線路相連接。
[0050]所述的芯片INT2引腳為強磁場信號檢測輸入端，其與安裝在表具上的強磁場傳感器相連接。
[0051]所述的內(nèi)部總線包括:數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線。
[0052]所述的高頻信號檢測模塊10由比較器電路和頻率計數(shù)器構(gòu)成，用于測定輸入信號中的高頻信號頻率；高頻信號檢測模塊10每隔2ms啟動一次檢測，并將檢測到的結(jié)果通過第一濾波器11和AD轉(zhuǎn)換14傳送給控制器I。
[0053]所述的強磁信號檢測模塊12由比較器電路和頻率計數(shù)器構(gòu)成，用于測定輸入信號中的強磁信號頻率；強磁信號檢測模塊12每隔2ms啟動一次檢測，并將檢測到的結(jié)果通過第二濾波器13和AD轉(zhuǎn)換14傳送給控制器I。
[0054]如圖2所示，本發(fā)明提供的能夠識別高頻和強磁竊電的芯片的引腳包括:第I引腳RDX、第2引腳TDX、第3引腳INTO、第4引腳XTAL、第5引腳F0、第6引腳SDL、第7引腳SCL、第8引腳ΡΒ0、第9引腳INTUH 10引腳INT2、第11引腳REST、第12引腳VCC和第13引腳GND。
[0055]一旦竊電分子在供電線路上安裝上“大功率信號發(fā)生器”，高頻信號檢測模塊10檢測的輸入信號頻率值將會發(fā)生變化，其立即將檢測到的高頻信號經(jīng)第一濾波器11進行整形濾波和AD轉(zhuǎn)換14模數(shù)轉(zhuǎn)換后傳送給控制器1，然后在控制器I的控制下利用掉電檢測器2產(chǎn)生低電壓報警信號，由此提醒電網(wǎng)工作人員及時查處竊電分子的違法竊電行為。
[0056]另外，如果竊電分子在表具周圍加裝上強磁鐵，表具附近的磁場強度將會發(fā)生變化，這時安裝在表具上的強磁場傳感器能夠立即檢測到，并將采集的信號傳送給強磁信號檢測模塊12，強磁信號檢測模塊12再將檢測到的強磁信號經(jīng)第二濾波器12進行整形濾波和AD轉(zhuǎn)換14模數(shù)轉(zhuǎn)換后傳送給控制器1，然后在控制器I的控制下利用掉電檢測器2產(chǎn)生低電壓報警信號，由此提醒電網(wǎng)工作人員及時查處竊電分子的違法竊電行為。
[0057]本發(fā)明提供的能夠識別高頻和強磁竊電的芯片的技術(shù)特點如下:
[0058]I)自動增益控制技術(shù):信號自動跟蹤，自動控制完成增益，最佳靈敏度接收信號；
[0059]2)支持串口通訊；
[0060]3)集成度高，該芯片集微型CPU和信號調(diào)制解調(diào)功能于一身，能與現(xiàn)有的電子電能表很好的結(jié)合，結(jié)合后的體積小，性價比高；
[0061]4)電能脈沖的數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)存儲能力；
[0062]5)通訊速率高:IKbps ；[0063]6)+5V電壓工作；
[0064]本發(fā)明提供的能夠識別高頻和強磁竊電的芯片的應(yīng)用范圍:
[0065]I)低壓臺區(qū)電力線計量系統(tǒng)；
[0066]2)高壓臺區(qū)電力線計量系統(tǒng)；
[0067]經(jīng)過大量的研究和測試，本發(fā)明提供的能夠識別高頻和強磁竊電的芯片能夠?qū)崿F(xiàn)快速準確地采集高頻信號和強磁信號。
【權(quán)利要求】
1.一種能夠識別高頻和強磁竊電的芯片，其特征在于:所述的芯片包括:控制器(I)、掉電檢測器(2)、振蕩器電路(3)、復(fù)位電路(4)、看門狗電路(5)、脈沖計數(shù)器(6)、串行接口(7)、時鐘控制器(8)、數(shù)據(jù)存儲器(9)、高頻信號檢測模塊(10)、第一濾波器(11)、強磁信號檢測模塊(12)、第二濾波器(13)和AD轉(zhuǎn)換(14);其中:控制器(I)為芯片的中央處理器單元，其分別與掉電檢測器(2)、振蕩器電路(3)、復(fù)位電路(4)和看門狗電路(5)相連接，并通過內(nèi)部總線與脈沖計數(shù)器(6)、串行接口(7)、時鐘控制器(8)、數(shù)據(jù)存儲器(9)和AD轉(zhuǎn)換(14)相連接； 掉電檢測器(2)為低電壓檢測電路，用于產(chǎn)生低電壓報警信號，其與芯片的H)引腳相連接； 振蕩器電路(3)為片內(nèi)振蕩器電路，用于為控制器(I)產(chǎn)生時鐘信號，其與芯片的XTAL引腳相連接； 復(fù)位電路(4)為芯片的上電復(fù)位電路，用于為控制器(I)提供復(fù)位脈沖信號，其與芯片的REST引腳相連接； 看門狗電路(5)為芯片的程序監(jiān)視器電路，用于為控制器(I)提供看門狗復(fù)位功能，其與復(fù)位電路4相連接； 脈沖計數(shù)器(6)為脈沖定時計數(shù)器電路，其與芯片的INTO引腳相連接； 串行接口( 7)為串行通信接口電路，用于實現(xiàn)芯片與外部裝置的串行通信連接，其與芯片的RDX引腳和TDX引腳相連接； 時鐘控制器(8)為時鐘控制器接口電路，用于實現(xiàn)芯片與外部時鐘芯片的串行通信連接，其與芯片的SDL引腳、SCL引腳和PBO引腳相連接； 數(shù)據(jù)存儲器(9)包括程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器，其中程序存儲器用于存儲芯片的控制程序代碼，數(shù)據(jù)存儲器用于存儲數(shù)據(jù)信息； 強磁信號檢測模塊(10)為強磁場信號檢測電路，用于檢測輸入信號的頻率值，其與芯片的INTl引腳相連接，強磁信號檢測模塊(10)將采集到的強磁信號經(jīng)第一濾波器(11)和AD轉(zhuǎn)換(14)傳送給控制器(I); 第一濾波器(11)為模擬信號濾波電路，其輸入端與高頻信號檢測模塊(10)相連接，用于對高頻信號檢測模塊(10)輸出端模擬信號進行整形濾波； 強磁信號檢測模塊(12)為強磁場信號檢測電路，用于檢測輸入信號的頻率值，其與芯片的INT2引腳相連接，強磁信號檢測模塊(12)將采集到的強磁信號經(jīng)第二濾波器(13)和AD轉(zhuǎn)換(14)傳送給控制器(I); 第二濾波器(13)為模擬信號濾波電路，其輸入端與強磁信號檢測模塊(10)相連接，用于對強磁信號檢測模塊(10)輸出端模擬信號進行整形濾波； AD轉(zhuǎn)換(14)為模數(shù)轉(zhuǎn)換器電路，其具有兩個采集輸入端，第一采集輸入端與第一濾波器(11)的輸出端相連接，用于將第一濾波器(11)輸出端輸出的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并通過內(nèi)部總線傳給控制器(I);第二采集輸入端與第二濾波器(13)的輸出端相連接，用于將第二濾波器(13)輸出端輸出的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并通過內(nèi)部總線傳給控制器(I)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的芯片，其特征在于:所述的芯片INTl引腳為高頻信號檢測輸入端，其與被監(jiān)測的供電線路相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的芯片，其特征在于:所述的芯片INT2引腳為強磁場信號檢測輸入端，其與安裝在表具上的強磁場傳感器相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的芯片，其特征在于:所述的內(nèi)部總線包括:數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的芯片，其特征在于:所述的高頻信號檢測模塊(10)由比較器電路和頻率計數(shù)器構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的芯片，其特征在于:所述的強磁信號檢測模塊(12)由比較器電路和頻率計數(shù)器構(gòu)成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的芯片，其特征在于:所述的芯片的引腳包括:第I引腳RDX、第2引腳TDX、第3引腳INTO、第4引腳XTAL、第5引腳F0、第6引腳SDL、第7引腳SCL、第8引腳ΡΒ0、第9引腳INTUH 10引腳INT2、第11引腳REST、第12引腳VCC和第13引腳GND。·
【文檔編號】G01R11/24GK103439552SQ201310361583
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年8月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月19日
【發(fā)明者】李立慶, 常月廷, 牛建華, 邵廣旺, 董兵, 石偉, 黃東來, 劉美靜, 崔向杰, 李振雷, 董成哲, 張其祥, 郭曉明 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)天津市電力公司, 北京新源綠網(wǎng)節(jié)能科技有限公司