今天為大家介紹一項國家發明專利——多功能電表。該專利由中國石油天然氣股份有限公司申請，并于2019年1月8日獲得授權公告。

內容說明

本發明涉及工業物聯網技術領域，尤其涉及一種在三相電機監測系統中采用的多功能電表。

發明背景

在大功率三相電機的運行環境中，普遍需要架設監測系統，用來監測和控制生產設備的運行，以提高設備穩定性、降低運營成本、提高人身安全等。在三相電機監測系統中，很多場合都存在成本敏感、架設有線網絡困難、架設高頻寬帶無線網絡穿透性不夠或覆蓋范圍不夠等問題，所以，很多系統采用低成本的中低頻窄帶無線網絡。

很多三相電機監測系統需要采集電功圖（三相電流和功率+位移或時間），來分析電機的運行狀況。而采集電功圖有著較大的突發數據量（4KByte以上，根據采集頻率有所不同），這對通信網絡帶寬有著較高的要求，因此，通信網絡帶寬的高要求與通信網絡的架設成本形成了矛盾。

發明內容

本發明提供了一種多功能電表，以解決通信網絡帶寬的高要求與通信網絡的架設成本之間的矛盾。

本發明實施例提供了一種多功能電表，包括：電源模塊，用于將三相電壓轉換為所述多功能電表的工作電壓；電壓互感器，用于將所述三相電壓的信號轉換為弱電壓信號；電流互感器，用于將一次電流信號轉換為弱電流信號；計量芯片，用于實時采樣所述弱電壓信號和所述弱電流信號，并輸出計量參數，所述計量參數包括電流有效值和有功功率；微控制單元，與所述計量芯片連接，包括：電功圖生成模塊，用于根據所述電流有效值及所述有功功率生成初始電功圖數據；電功圖壓縮模塊，用于利用電功圖壓縮方法對所述初始電功圖數據進行壓縮，生成壓縮后的電功圖數據；通信模塊，與所述微控制單元連接，用于發送壓縮后的電功圖數據。

其中，所述電功圖壓縮方法包括：計算所述初始電功圖數據的序列中相距設定位置距離的各兩個數據的差值，得到差值序列和基準值；從所述差值序列中提取大于第一正常差值最大值的差值數據，得到第一特殊差值序列；所述第一正常差值最大值是根據第一正常差值寬度確定；所述第一特殊差值序列的每個數據點包括數據位置和二進制表示的數據值；根據所述第一特殊差值序列的長度和第一正常差值序列的長度計算得到第一壓縮率；所述第一正常差值序列為所述差值序列與所述第一特殊差值序列的差集，包含二進制表示的數據值；將所述第一壓縮率與設定壓縮率閾值進行比較，在所述第一壓縮率大于所述設定壓縮率閾值的情況下，根據所述基準值、所述第一正常差值寬度、所述第一特殊差值序列及所述第一正常差值序列，得到壓縮后的電功圖數據。

本發明的多功能電表，通過微控制單元中的電功圖生成模塊可以實現生成電功圖的功能，通過微控制單元中的電功圖壓縮模塊可以減少傳輸電功圖的數據量，適應中低頻窄帶無線網絡，兼顧低成本和傳輸速度的要求。