家庭能源网关开发历程

一.项目目标：
二.产品选材：
1.JSY-MK-163电能计量模块
1.1产品简介
1.2产品特性
1.3接口定义
1.4外形及安装
2.主控MCU：HC32F005
2.1芯片简介
2.2芯片特性
2.3引脚定义
2.4引脚功能说明
三：资源下载
一.项目目标：
项目旨在打造一款智能家庭能源网关监测产品，提高我们家庭用电的智能化，经济性和安全性。项目主要目标如下：
1.实现家庭总用电量的精准测量。通过该产品可以实时监测家庭用电量，为用户提供详细的用电数据。这不仅有助于家庭了解自身的用电情况，还能为后续的用电分析和费用计算提供了基础数据。
2.该产品可以根据用电功功率的变化，分析获取家用电器的使用频次。通过对不同时间段内功率的波动进行监测，可以智能识别各电器的开启和关闭状态，从而计算出各电器的使用频率。这一功能帮助用户更好地了解家庭电器使用状况，为节能降耗提供数据支持。
3.可以计算尖峰平谷电费，并按照我国实行的阶梯电价政策计算电费。根据电力公司的电价政策，自动调整计算方法，为用户提供精确的电费账单。通过这种方式，用户可以更加直观地了解电费构成，合理安排用电时间，降低电费支出。
4.根据线路电流、功率、功率因素、负载容感性等参数，智能判别家中有哪些电器。通过对家庭电路的实时监测，系统可以识别出不同电器的电气特性，从而判断出电器的种类和数量。这一功能不仅有助于家庭电器管理，还能在电器出现故障时，快速定位问题，提高家庭用电的安全性。
综上所述：本项目通过集成先进的智能监测技术，为家庭用电管理提供了一套全方位的解决方案。用户通过这一系统，可以实现对家庭用电的精细化、智能化管理，有效降低用电成本，提高生活品质，同时为节能减排做出贡献。
二.产品选材：
1.JSY-MK-163电能计量模块
1.1产品简介
JSY-MK-163T是一款集成电能测量、数字通讯的单相交流电参数测量设备，支持电压、电流、功率、功率因数、频率、电量等参数的精确测量。
它提供1路TTL电平接口，具备完全隔离电路，体积小巧，接口简单，适合多种用电设备测量需求，性价比高。广泛应用于节能改造、电力、充电桩、通信、铁路、交通、环保、石化、钢铁等行业，用于监测交流设备电流和电量消耗。

1.2产品特性
1采集单相交流电参数，包括电压、电流、功率、因数，频率、电能等多个电参量;
2.采用专用测量芯片，有效值测量方式，测量精度高;

3. 带1路 TTL 通讯接口，兼容 5V/3.3V接口;
   4.通信规约采用标准 Modbus-RTU，兼容性好，方便编程;
   5数据格式：可软件设置，“n,8,1”、 “e,8,1”、 “o,8,1”、 “n,8,2”；
   6通讯速率： 波特率可设置 1200、2400、4800、9600Bps；波特率默认为 4800bps；
   7.测量精度：电压、电流、电量：小于±1.0%；有功电度 1 级
   8.电源：直流单电源 5V 供电,功耗 8～10mA。
   9.低电压 DC5V 供电,并具防接反保护功能，接反电源不会损坏模块但不能工作:
   10.高隔离电压，耐压达 DC3000V;
   11.可选配不同规格，单匝穿心 PCB 固定或开口互感器，方便易用;
   12.工作环境：工作温度：-20～+70℃；存放温度：-40～+85℃；相对湿度：5～95%，无结露（在 40℃下）；
   1.3接口定义
   
   1.4外形及安装
   
   2.主控MCU：HC32F005
   2.1芯片简介
   HC32F005是一款由华大半导体有限公司生产的32位ARM Cortex-M0微控制器。这款MCU具有以下特点：
   核心与性能：HC32F005采用Cortex-M0内核，主频为32MHz。它具备32K字节的Flash存储器和4K字节的RAM，其中Flash带有擦写保护功能，而RAM附带奇偶校验，增强了系统的稳定性。
   功耗管理：这款MCU拥有灵活的功耗管理系统，支持多种功耗模式，包括深度休眠模式（5μA @ 3V）、低速工作模式（10μA @ 32kHz）、睡眠模式（30μA/MHz @ 3V @ 16MHz）以及工作模式（150μA/MHz @ 3V @ 16MHz）。它的低功耗唤醒时间仅为3μs，使得模式切换更加灵活高效。
   外设与接口：HC32F005集成了多种外设和接口，包括多路UART、SPI、I2C通讯接口，以及12位1Msps采样速率的SARADC（模数转换器）。此外，它还配备了比较器、定时器/计数器、蜂鸣器频率发生器等。
   封装与工作温度：HC32F005提供多种封装选项，如SOP20、TSSOP20等，适用于不同的应用需求。它的工作温度范围为-40至85摄氏度（某些型号可达-40至105摄氏度）。
   2.2芯片特性
   1.32MHz Cortex-M0+ 32 位 CPU 平台
   2.HC32F003 系列 /HC32F005 系列具有灵活的功耗管理系统
   2.1：5μA @ 3V 深度睡眠模式:所有时钟关闭，上电复位有效，IO状态保持，IO中断有效，所有寄存器、RAM 和 CPU 数据保存状态时的功耗
   2.2：10μA @32KkHz 低速工作模式: CPU 和外设模块运行中，从Flash 运行程序
   2.3：30uA/MHz@3V@16MHz 睡眠模式:CPU 停止工作，外设模块运行，主时钟运行
   2.4：150μAMHz@3V@16MHz 工作模式:CPU 和外设模块运行,从Flash 运行程序
   2.5：3uS 低功耗唤醒时间，使模式切换更加灵活高效，系统反应更为敏捷
   上述特性为室温下典型值，具体的电气特性，功耗特性参考电气特性一章Flash
   3.存储器，具有擦写保护功能
   HC32F003 系列支持 16K 字节 Flash
   HC32F005 系列支持 32K字节Flash
   4.RAM 存储器，附带奇偶校验，增强系统的稳定性
   4.1HC32F003 系列支持2K字节 RAM
   4.2HC32F005 系列支持 4K字节 RAM
   5.通用 I/O 引脚(16IO/20pin)
   6.时钟、晶振
   6.1内部高速时钟4M，8M，16M，22.12M，24MHz
   6.2内部低速时钟32.768K/38.4KHz
   6.3外部高速晶振4MHz~32MHz
   6.4硬件支持内外时钟校准和监控
   7.定时器/计数器
   7.1 3 个通用 16 位定时器/计数器
   7.2 3 个高性能 16 位定时器/计数器，支持PWM 互补，死区保护功能
   7.3 1 个可编程 16 位定时器/计数器，支持捕获比较，PWM 输出
   7.4 1 个 20 位可编程计数看门狗电路，内建专用低功耗 RC-OSC 提供 WDT 计数
   8.通讯接口
   8.1 UART0-UART1 标准通讯接口
   8.2 SPI 标准通讯接口
   8.3 I2C 标准通讯接口
   9.蜂鸣器频率发生器，支持互补输出
   10.硬件 CRC-16 模块
   11.唯-16字节 ID 号
   12.12 位 1Msps 采样的高速高精度 SARADC内置运放，可测量外部微弱信号，集成
   6位 DAC 和可编程基准输入的 2路电压比较器VC
   13.低电压侦测器 IVD, 可配置 16 阶比较电平,可监控端口电压以及电源电压
   14.嵌入式调试解决方案,提供全功能的实时调试器
   15.工作温度:-40~85℃
   16.工作电压:1.8~5.5V
   17.封装形式:QFN20，QFN24，TSSOP20，
   SOP20
   注：这里只是粗略的讲解芯片的资源，详细情况可点击产品手册下载
   2.3引脚定义
   
   2.4引脚功能说明
   
   
   
   
   三：资源下载
   1：产品详情http://www.webaic.com/
   2：产品手册https://pan.baidu.com/share/init?surl=lxlJQ5cOpi6LCg4PeP0Ulg%...
   3：产品详解接线教程https://www.bilibili.com/video/BV1MEHMeJEW8/