Electric energy meter prediction type pulse output method, system and device and storage medium

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例一：如图1所示，一种电能表预测式脉冲输出系统，包括：

功率计量模块1，用于计量电能表的功率值，连接电能表；

第一定时器2，用于周期性进行中断，连接功率计量模块1；

第二定时器3，用于满足条件时进行中断，连接功率计量模块1；

计算分析模块4，用于计算能量、判断能量和能量阈值的大小，连接第一定时器2和第二定时器3；

计量芯片5，用于周期性输出功率值，连接第一定时器2。

实施例二：如图2所示，一种电能表预测式脉冲输出方法，包括以下步骤：

S1：初始化第一定时器2和第二定时器3；

S2：周期性获取功率值并计算总能量；

S3：若总能量大于能量阈值，中断第二定时器3并置位第二定时器3的脉冲引脚，进行S2；否则，计算预测总能量；

S4：若预测总能量大于能量阈值，在预测时间时置位第二定时器3的脉冲引脚；否则，进行S2。

步骤S1中，定义定时器和计量芯片5。定义两个定时器，分别命名为第一定时器2和第二定时器3。第一定时器2中断周期为1ms，第二定时器3先不开启工作，将第二定时器3的时钟调成最大值并且中断优先级调成最高，设置第二定时器3中断优先级可嵌套。初始化计量芯片5，让其能间隔xms输出功率值；

其中，第一定时器2和第二定时器3中断由微控制器芯片控制，可以控制固定的间隔时间让微控制器芯片停止当前工作并进入另一个处理接口。中断嵌套表示当一个低优先级和一个高优先级出现中断时，若正在处理低优先级的中断时，接收到高优先级中断命令，则停止低优先级的中断，先处理高优先级的中断，例如，第二定时器3会打断第一定时器2。

步骤S2中，功率计量模块1周期性获取电能表的功率值，第一定时器2间隔1ms从功率计量模块1获取一次新功率值，计算分析模块4将计算每次采集的能量，根据每次采集的能量计算总能量，表达式如下：

W_n＝P_n·t_n

W_总＝W₁+W₂+...+W_n

上式中，P_n为第n次新功率值，W_n为第n次能量，W_总为总能量，t_n为第n次中断周期。t＝1ms。

电能表根据功率和中断周期，累计一定的能量值，当该能量值达到一个脉冲能量时，需要触发触发第二定时器脉冲引脚，用于判断该电能表计量精度。

步骤S3中，将总能量累计到出脉冲能量桶，计算分析模块4判断总能量W_总是否大于能量阈值，若总能量W_总大于能量阈值，则设置第二定时器3的起始计数器和中断触发计数器，让第二定时器3立即能进入中断，触发第二定时器脉冲引脚，进行步骤S2；若总能量W_总不大于能量阈值，计算分析模块4计算预测总能量。第二定时器3起始计数器设置成最大值翻转，意义在于有足够多的计数宽度可以使用。能量阈值表示能量桶出脉冲的阈值。

基于预测新功率值计算预测能量，基于预测能量和总能量计算预测总能量，表达式如下：

W_预＝P′_n+1·t_n+1

W′_总＝W_总+W_预

上式中，W_总为总能量，W_预为预测能量，W′_总为预测总能量，P′_n+1为预测的第n+1次新功率值，t_n+1为预测时间。

由于前n次获取的新功率值呈均匀分布或分散分布，通过相关分析预测第n+1次的新功率值P′_n+1，也可以通过神经网络预测第n+1次的新功率值P′_n+1，可以使用的神经网络包括但不限于长短期记忆网络等，进而得出预测总能量W′_总。

步骤S4中，计算分析模块4判断预测总能量W′_总是否大于能量阈值，若预测总能量W′_总大于能量阈值，则预先设置第二定时器3的起始计数器和中断触发计数器，让第二定时器3在对应预测时间触发第二定时器脉冲引脚；若预测总能量W′_总不大于能量阈值，返回步骤S2。

常规出脉冲定时器100微秒进入一次中断。起始时间定义为T0，功率稳定的情况下出脉冲的间隔时间是101微秒，则第一次进入中断时不会出脉冲，需要到下次进入中断时才会出脉冲，即出脉冲的时刻点是T0+200微秒。第二个出脉冲的时刻点是T0+300微秒，第100个脉冲是T0+10100微秒，脉冲的时间间隔会慢慢变小，然后又突然变大，一直循环。

本实施例中，第一定时器2100微秒获取一次新功率值，第二定时器3优先级较高。起始时间定义为T0，功率稳定下出脉冲的间隔时间还是固定101微秒，则第一次进入中断时虽然不会出脉冲，但已经知道下次出脉冲是在T0+101微秒时刻点，则设置高优先级第二定时器3在1微秒后能产生中断出脉冲。相比以前的方案，出脉冲的时刻点更精确。

无计量芯片5的出脉冲引脚限制，无PWM引脚限制，仅需两个定时器，其中一个定时器设置成最高优先级，通过累计的总能量预测未来无脉冲的时刻点，具有预测未来脉冲的能力。解决电能表在脉冲常数极大时，功率稳定的情况下，出脉冲宽度受定时器的间隔影响导致脉冲宽度不稳定的情况。

实施例三：一种设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行程序时实现电能表预测式脉冲输出方法的步骤。

处理器通过接口连接第一定时器2、第二定时器3和功率计量模块1等外部设备，处理单元还可通过接口连接显示器。

处理单元通过网络适配器连接存储器，存储器中存储有计量分析模块4的程序，存储器可以包括易失性存储器形式的计算机系统可读介质，例如RAM和/或高速缓存，RAM为随机存取存储器。设备可以进一步包括其它可移动/不可移动的、易失性/非易失性计算机系统存储介质。

至少具有一组计算机程序存储在存储器中，包括但不限于操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。计算机程序通常执行本发明所描述的实施例中的功能和/或方法。

尽管图中未示出，可以结合设备使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RAID系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。

实施例四：一种存储介质，存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现电能表预测式脉冲输出方法的步骤。

存储介质可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。存储介质可以是计算机可读信号介质或者计算机存储介质。存储介质可以是但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。