專利名稱：復(fù)費(fèi)率電表用電控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及自動(dòng)計(jì)量電量的儀表裝置。
傳統(tǒng)的用電計(jì)量裝置是機(jī)械式電度表，不能進(jìn)行峰、平，谷不同時(shí)段的劃分及電量測(cè)量。因此，人們研制了復(fù)費(fèi)率電表，實(shí)現(xiàn)了分時(shí)計(jì)度。但現(xiàn)有的復(fù)費(fèi)率電表功耗大，抗干擾性能差、計(jì)量誤差大，人工抄表及數(shù)據(jù)人工錄入工作量大且易產(chǎn)生誤差，停電時(shí)不能抄表。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種功耗低、計(jì)量準(zhǔn)確性高、能夠自動(dòng)計(jì)量用電量的復(fù)費(fèi)率電表用電控制裝置。它可使工業(yè)用電得到合理控制和計(jì)算機(jī)化管理。
本實(shí)用新型采用以下方式實(shí)現(xiàn)。
本實(shí)用新型由用電控制器和抄表器構(gòu)成，其特征在于用電控制器包括單片機(jī)，與單片機(jī)相連接的脈沖采樣電路、數(shù)據(jù)存貯及時(shí)鐘運(yùn)行電路、抗干擾電路，受單片機(jī)控制的液晶顯示電路，通訊電路和電源。單片機(jī)采用AT89C52或AT89C51。脈沖采樣電路的取樣裝置由隔斷式光電傳感器構(gòu)成，其輸出的脈沖信號(hào)經(jīng)濾波整形后進(jìn)入單片機(jī)，觸發(fā)單片機(jī)計(jì)數(shù)。數(shù)據(jù)存貯及時(shí)鐘運(yùn)行電路以I2C總線方式與單片機(jī)相連接，與單片機(jī)的連接僅三條線，大大減少了對(duì)CPUI/O口的占用。正常供電時(shí)，為單片機(jī)提供精確的日歷/時(shí)鐘，以便于用電量的時(shí)段劃分，并作為數(shù)據(jù)存貯區(qū)；掉電時(shí)，由后備電池向其供電，保存電表參數(shù)。單片機(jī)控制LCD顯示電路，循環(huán)顯示年月日，時(shí)分秒，瞬時(shí)功率，機(jī)械讀數(shù)，區(qū)段總用電量，峰用電量，平用電量，谷用電量，電表號(hào)等。抄表器為振中公司生產(chǎn)的能雙向通信的掌上計(jì)算機(jī)。它通過通信電路RS-232接口與單片機(jī)相連接，直接從單片機(jī)中采集所需要的信息，并能對(duì)電表進(jìn)行參數(shù)設(shè)置、存貯、查詢等操作，在停電時(shí)為用電控制器供電，實(shí)現(xiàn)停電抄表功能；它通過RS-232接口與PC機(jī)相連接，將其中存貯的電表信息送入PC機(jī)，進(jìn)行用電量統(tǒng)計(jì)，電價(jià)匯總及報(bào)表打印等用電管理操作。
液晶顯示電路以I2C總線方式與單片機(jī)相連接。
本實(shí)用新型具有以下特點(diǎn)1、本實(shí)用新型既考慮了峰、平、谷分時(shí)計(jì)度，又考慮了用電計(jì)算機(jī)管理，可以自動(dòng)進(jìn)行分時(shí)電量測(cè)量，數(shù)據(jù)采集，顯示，處理，計(jì)算電費(fèi)及報(bào)表打印。
2、功耗低。由于采用低功耗芯片，LCD顯示以及用軟件技術(shù)降低CPU工作時(shí)的功耗，降低了系統(tǒng)運(yùn)行功耗。
3、抗干擾能力強(qiáng)。對(duì)電表內(nèi)部電磁場(chǎng)所產(chǎn)生的干擾在輸入端采用施密特電路進(jìn)行清除，并采用DS1232自動(dòng)復(fù)位，使系統(tǒng)能在惡劣的環(huán)境下正常運(yùn)行。對(duì)數(shù)據(jù)通訊，利用軟件技術(shù)降低數(shù)據(jù)傳送時(shí)對(duì)外界干擾造成的誤差。
4、計(jì)量準(zhǔn)確性高。由于降低了系統(tǒng)運(yùn)行功耗、抗干擾能力強(qiáng)，以及采用隔斷式光敏器件取樣方式，避免了反射式光敏器件取樣因表盤上的灰塵污點(diǎn)造成的誤計(jì)數(shù)，不引入附加磁場(chǎng)，使得電表計(jì)量準(zhǔn)確，誤差很小。
5、使用能進(jìn)行雙向通信的抄表器，可將數(shù)據(jù)直接送給PC機(jī)，在PC機(jī)內(nèi)處理后以報(bào)表形式輸出，避免了人工抄表的誤差及人工數(shù)據(jù)錄入的巨大工作量。抄表器為漢字顯示，操作方便，容易掌握。
6、停電后數(shù)據(jù)可保持1年時(shí)間，并具有停電可抄表的功能。停電時(shí)，利用抄表器通過9芯-9芯插頭為用電控制器供電，使在停電時(shí)仍然能抄出電表中數(shù)據(jù)。
7、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，使用方便。本實(shí)用新型的所有元器件安裝在兩塊可交叉安裝的電路板上，能充分利用原機(jī)械表的立體空間，使本實(shí)用新型能適用于各種類型機(jī)械表，無(wú)需改變?cè)姳淼慕Y(jié)構(gòu)。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。
附

圖1、總體結(jié)構(gòu)框圖。其中，1-打印機(jī)，2-PC機(jī)，3-抄表器，4-用電控制器，5-通訊電路，6-單片機(jī)，7-抗干擾電路，8-數(shù)據(jù)存貯及時(shí)鐘運(yùn)行電路，9-液晶顯示電路，10-電表，11-脈沖采樣電路，12-電源。
附圖2、用電控制器結(jié)構(gòu)示意圖。其中，17-下表盤。
用電控制器各電路元器件(除脈沖采樣電路外)安裝在一塊電路板上(14)，脈沖采樣電路安裝在另一塊板(13)上。采用隔斷式紅外光敏器件K122(15)作為傳感器，以非接觸方式，利用機(jī)械表原有的平衡器(16)作為隔斷器獲得電脈沖信號(hào)。
附圖3、用電控制器電路原理圖。單片機(jī)(6)采用AT89C52芯片，控制程序固化在單片機(jī)(6)的ROM中。來(lái)自隔斷式傳感器的脈沖信號(hào)，經(jīng)脈沖采樣電路(11)的電容濾去高次諧波，整形后產(chǎn)生計(jì)數(shù)信號(hào)送入單片機(jī)(6)的INTI口。數(shù)據(jù)存貯及時(shí)鐘運(yùn)行電路時(shí)鐘日歷RAMPCF8583(8)采用I2C總線結(jié)構(gòu)與單片機(jī)(6)相連，通過時(shí)鐘SCL和信號(hào)SDA線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，而由單片機(jī)(6)的INTO線控制傳送數(shù)據(jù)的時(shí)間。液晶顯示電路LCD(9)與單片機(jī)(6)的P1口相連接，單片機(jī)通過數(shù)據(jù)線將所需要的信息傳送給LCD顯示。正常工作時(shí)，單片機(jī)(6)在一定時(shí)間間隔內(nèi)向抗干擾電路(7)發(fā)一脈沖信號(hào)。當(dāng)外界干擾造成系統(tǒng)死機(jī)時(shí)，抗干擾電路(7)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)沒收到單片機(jī)的信號(hào)，就向單片機(jī)發(fā)一脈沖，使系統(tǒng)重新開始運(yùn)行。抗干擾電路DS1232(7)對(duì)用電控制器電源(12)電壓進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)電壓低于4.5V時(shí)，自動(dòng)產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)，經(jīng)RST腳送入單片機(jī)，使系統(tǒng)重新恢復(fù)。也可在系統(tǒng)受到干擾不能正常工作時(shí)，自動(dòng)復(fù)位，使系統(tǒng)恢復(fù)正常工作。通訊電路ICL232(5)與單片機(jī)的串行口RXD、TXD相連，在進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換后引到9芯通信接口上。抄表器(3)通過9芯-9芯接口線與單片機(jī)通信。電源電路(12)從電表的電壓包引出220V電壓后經(jīng)變壓器降壓，整流橋整流及7805穩(wěn)壓后，向用電控制器提供+5V電壓，同時(shí)給后備電池充電。
權(quán)利要求1.一種復(fù)費(fèi)率電表用電控制裝置，由用電控制器〔4〕和抄表器〔3〕構(gòu)成，其特征在于用電控制器〔4〕包括單片機(jī)〔6〕，與單片機(jī)〔6〕相連接的脈沖采樣電路〔11〕，數(shù)據(jù)存貯及時(shí)鐘運(yùn)行電路〔8〕、抗干擾電路〔7〕，受單片機(jī)〔6〕控制的液晶顯示電路〔9〕、通訊電路〔5〕和電源〔12〕，脈沖采樣電路〔11〕的取樣裝置由隔斷式光電傳感器〔15〕構(gòu)成，數(shù)據(jù)存貯及時(shí)鐘運(yùn)行電路〔8〕、液晶顯示電路〔9〕以I2C總線方式與單片機(jī)〔6〕相連接。
2.如權(quán)利要求1所述的用電控制裝置，其特征在于單片機(jī)〔6〕采用AT89C52或AT89C51。
3.如權(quán)利要求1所述的用電控制裝置，其特征在于所說數(shù)據(jù)存貯及時(shí)鐘運(yùn)行電路〔8〕采用時(shí)鐘日歷RAMPCF8583進(jìn)行掉電保護(hù)和向單片機(jī)提供準(zhǔn)確的日歷/時(shí)鐘。
4.如權(quán)利要求1所述的用電控制裝置，其特征在于抄表器〔3〕通過RS-232接口與用電控制器〔4〕或PC機(jī)〔2〕相連接。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種復(fù)費(fèi)率電表用電控制裝置。它由用電控制器和抄表器構(gòu)成。用電控制器包括單片機(jī)，與單片機(jī)相連接的脈沖采樣電路、數(shù)據(jù)存貯及時(shí)鐘運(yùn)行電路、抗干擾電路，受單片機(jī)控制的液晶顯示電路、通訊電路和電源。本實(shí)用新型功耗低、抗干擾能力強(qiáng)、計(jì)量準(zhǔn)確性高、停電可抄表，并可以自動(dòng)進(jìn)行分時(shí)電量測(cè)量、數(shù)據(jù)采集、顯示、處理及報(bào)表打印。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、使用方便，無(wú)需改變?cè)姳斫Y(jié)構(gòu)。它的使用可使工業(yè)用電得到合理控制和計(jì)算機(jī)化管理。
文檔編號(hào)G01R11/56GK2239034SQ9524084
公開日1996年10月30日 申請(qǐng)日期1995年11月10日 優(yōu)先權(quán)日1995年11月10日
發(fā)明者張培仁, 袁曉婧, 馬云, 梁民, 孫金虎 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)