專利名稱：無線信號遙控可尋址電度表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種電度表，確切地說是一種無線信號遙控的可尋址電度表。
目前，我國居民家庭大都使用電動式電度表對用電量進行計量，由電力部門派人上門抄表，作為用后結(jié)算付款的依據(jù)。其缺陷是電力部門工作量大，動用勞動力多，勞動效率低，結(jié)算付款難度大，技術(shù)手段落后?，F(xiàn)有的卡式電度表，采用用戶預(yù)先付款購買一定用電量的磁卡，用電時將該磁卡插入電度表內(nèi)，對用戶預(yù)購的用電量自動進行抵扣，較之上述的電動式電度表大有改進，技術(shù)手段也較先進，但卻給用戶帶來了些許不便一旦磁卡所購電量抵扣用完，該電度表即自動關(guān)閘停止供電，無新購用電量磁卡用戶無法用電，影響用戶正常的生活和工作秩序。
本實用新型的目的在于提供一種無線信號遙控的可尋址電度表，它能夠接收無線遙控信號，將用戶預(yù)購的用電量寫入該表，并能夠?qū)υ撚脩舻挠秒娏窟M行計算、抵扣、顯示、接通或切斷該用戶的電源。
本實用新型的技術(shù)解決方案是一種無線信號遙控的可尋址電度表，其特征在于包括信號接收模塊、電量計算模塊、微處理器模塊、顯示模塊和開關(guān)模塊；所述的信號接收模塊對接收的無線射頻信號進行解調(diào)，還原為數(shù)據(jù)控制信號，經(jīng)比較確認(rèn)地址后將數(shù)據(jù)控制信號加到微處理器模塊；所述的電量計算模塊經(jīng)對用戶電源的電壓、電流取樣，放大后進行能量計算，并將計算出的能量值輸送到微處理器模塊；所述的微處理器模塊對信號接收模塊和電量計算模塊輸送來的控制信息進行處理，并對非易失存儲模塊、顯示模塊和開關(guān)模塊按預(yù)設(shè)的程序進行控制。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步的說明。


圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為信號接收模塊電原理圖；圖3為微處理器模塊電原理圖；圖4為非易失存儲模塊電原理圖；圖5為電量計算模塊電原理圖；圖6為開關(guān)模塊電原理圖；圖7為顯示模塊電原理圖。
參見圖1。本實施例的電度表由信號接收模塊1、電量計算模塊2、微處理器模塊3、非易失存儲模塊4、顯示模塊5和開關(guān)模塊6組成。
信號接收模塊4(見圖2)由變頻電路和比較器組成，用于對接收的無線射頻信號進行解調(diào)還原為數(shù)據(jù)控制信號和地址比較。變頻電路由接收集成電路U1(MC3363)、晶體X1、X2、濾波器F1、F2及若干電阻、電容、電感和天線組成二次變頻電路，將無線射頻信號接收、解調(diào)、還原為數(shù)據(jù)控制信號輸送到由可編程邏輯器件U2(EPLD)組成的比較器進行地址比較，確認(rèn)。若地址不符，該比較器無輸出；若地址相符，該比較器將有關(guān)數(shù)據(jù)控制信號輸送到微處理器模塊3，該信號接收模塊也可由尋呼機改裝而成。
電量計算模塊5(見圖5)由整流電路、電壓、電流取樣電路和一個帶有能量計算引擎的單片電量計算專用芯片U10組成，主要用于對用戶的用電量的計算。整流電路由電容器C1、C2、C3，電阻R3、R4和二極管D1、D2、D3組成，其輸出作為本電度表各模塊的工作電源。電壓、電流取樣電路由電阻R1、R2和Rs組成交流電壓和交流電流耦合電路，對用戶的用電情況進行取樣，以供單片電量計算專用芯片U10計算該用戶的用電量。帶有能量計算引擎的單片電量計算專用芯片U10(CS5460)是目前國際上適用于住宅用電計量的最精確的測量裝置，其內(nèi)部包括一個可編程增益放大器(PGA)、兩個16位分辨率、2KHZ信號帶寬同時取樣的Δ∑模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)、兩個高速數(shù)字濾波器(Digital Filter)、兩個高通濾波器(HPF)、一個2.5V內(nèi)部基準(zhǔn)電壓、一個可檢測電力不足或電源故障的電源監(jiān)視器(PM)、一個持續(xù)監(jiān)視串口通信的定時器(WDT)，并具有能量、功率計算功能。特別是每個參數(shù)均具有24位數(shù)字的校準(zhǔn)功能，使其具有很高的校準(zhǔn)精度。其運行原理是電流通道和電壓通道的信號被放大器(PGA)放大后，通過Δ∑模數(shù)轉(zhuǎn)換器(APC)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，再通過高通濾波器(HPF)消除信號中的直流成份，將其送到能量計算引擎中算出能量值，然后通知微處理器模塊3計算完畢并將能量值取走。
微處理器模塊3(見圖3)由內(nèi)部帶4K的EEPROM的單片機U3(AT89C51)及鎖存器U4(74LS373)組成，對接收模塊1和電量計算模塊2輸送來的控制信息進行處理，并對非易失存儲模塊4、顯示模塊5和開關(guān)模塊6按預(yù)設(shè)的程序進行控制。
非易失存儲模塊4(見圖4)主要由容量為2Kbyte的EEPROMU5(2817A)組成，對微處理器模塊3輸送來的用戶當(dāng)前電量信息進行存儲，以防止電源中斷時微處理器模塊3因掉電而丟失用戶當(dāng)前的電量信息。
顯示模塊5(見圖7)由顯示電路、驅(qū)動電路、位選擇電路組成，根據(jù)微處理器模塊3輸送來的控制信號，顯示用戶可用電量數(shù)值或資金。顯示電路由帶小數(shù)點位的數(shù)碼管LD1-LD6組成，也可用LCD顯示板。驅(qū)動電路由U6、U7(7407)組成。位選擇電路由U8(74LS138)組成。
開關(guān)模塊6(見圖6)由繼電器J1、J2、繼電器驅(qū)動電路和繼電器保護電路組成。根據(jù)微處理器模塊3發(fā)來的指令，控制用戶電源的接通或切斷。繼電器驅(qū)動電路由開關(guān)三極管BG1、BG2和偏置電阻R1、R2組成。繼電器J1、J2保護電路由二極管D1、D2組成。
其工作過程是信號接收模塊1將接收解調(diào)還原的數(shù)據(jù)控制信號輸送到比較器U2，經(jīng)比較確認(rèn)地址后將該用戶預(yù)購的用電量控制信號輸送到微處理器模塊3。微處理器模塊3由單片機U3讀取該用戶可用電量信息，由鎖存器U4計入并通知非易失存儲模塊5存儲，同時單片機U3驅(qū)動顯示模塊5顯示，驅(qū)動開關(guān)模塊6接通該用戶電源，啟動電量計算模塊2進行電量計算。電量計算模塊2由電壓、電流取樣電路提取電壓、電流值經(jīng)帶有能量計算引擎的單片電量計算專用芯片U10內(nèi)的放大器PGA放大后，再由Δ∑模數(shù)轉(zhuǎn)換器APC轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號，通過高通濾波器HPF消除信號中的直流成分，將其送到能量計算引擎中算出能量值，然后通知微處理器模塊3計算完畢并將能量值取走。微處理器模塊3由單片機U3將其與用戶可用電量進行抵扣，由鎖存器U4計入并通知非易失存儲模塊5存儲。當(dāng)電力中斷時非易失存儲模塊5存儲當(dāng)前用戶的用電量，在電力恢復(fù)后由單片機讀出，同時由單片機U3驅(qū)動顯示模塊5顯示。當(dāng)用戶所購用電量與所用電量抵扣完后，單片機U3驅(qū)動開關(guān)模塊6切斷該用戶電源，并驅(qū)動顯示模塊5顯示當(dāng)前可用電量或交費提示信息。
本實用新型由于能夠接收無線遙控信號并能夠?qū)⒂脩纛A(yù)購的可用電量通過無線遙控信號尋址寫入該用戶的電度表，并根據(jù)用戶所購的用電量自動進行計算、抵扣、顯示、接通或切斷該用戶的電源，極大地方便了電力管理部門和居民用戶。電力部門只需設(shè)置相應(yīng)的管理中心，通過主控計算機啟動無線遙控信號發(fā)射裝置，即可實現(xiàn)對該電度表的遙控，該管理中心的主控計算機還可與各收費網(wǎng)點進行聯(lián)網(wǎng)，用戶可就近在住處附近任何一個收費網(wǎng)點預(yù)繳電費。如果用戶在夜間已付費的用電量突然用完，用戶可打電話到管理中心，經(jīng)管理中心認(rèn)證后，即給用戶發(fā)送限量的未付費的用電控制信息，該電度表收到該控制信息后，立刻接通該用戶的電源，同時計量用戶未付費的用電量并存儲，該部分未付費的用電量將在日后付費后的用電量中自動扣除。同時，該電度表也為分時段計費奠定了基礎(chǔ)，例如在用電低峰時，為了提高電力的利用率，電力部門可打折計價，只要由管理中心發(fā)射通播控制碼就可以很容易地實現(xiàn)分時段計費。另外，本實用新型還具有技術(shù)先進、運行可靠、容量大、功能全、使用方便等優(yōu)點，可作為電動式電度表的替代產(chǎn)品廣泛應(yīng)用。
權(quán)利要求1.一種無線遙控的可尋址電度表，其特征在于包括信號接收模塊(1)、電量計算模塊(2)、微處理器模塊(3)、非易失存儲模塊(4)、顯示模塊(5)、開關(guān)模塊(6)；所述的信號接收模塊(1)對接收的無線射頻信號進行解調(diào)、還原為數(shù)據(jù)控制信號，經(jīng)比較確認(rèn)地址后，將數(shù)據(jù)控制信號加到微處理器模塊(3)；所述電量計算模塊(2)經(jīng)對用戶電源的電壓、電流取樣放大后進行能量計算，并將計算出的能量值輸送到微處理器模塊(3)；所述的微處理器模塊(3)對信號接收模塊(1)和電量計算模塊(2)輸送來的控制信息進行處理，并對非易失存儲模塊(4)、顯示模塊(5)和開關(guān)模塊(6)按預(yù)設(shè)的程序進行控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電度表，其特征在于所述的信號接收模塊(1)由變頻電路和比較器U2組成，用于對接收的無線射頻信號進行解調(diào)、還原為數(shù)據(jù)控制信號和地址比較。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電度表，其特征在于所述的電量計算模塊(2)由整流電路、電壓、電流取樣電路和一個帶有能量計算引擎的單片電量計算專用芯片(U10)組成，主要用于對用戶的用電量的計算。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電度表，其特征在于所述的微處理器模塊(3)由內(nèi)部帶4K的EEPROM的單片機(U3)及鎖存器(U4)組成，對信號接收模塊(1)和電量計算模塊(2)輸送來的控制信息進行處理，并對非易失存儲模塊(4)、顯示模塊(5)和開關(guān)模塊(6)按預(yù)設(shè)的程序進行控制。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電度表，其特征在于所述的非易失存儲模塊(4)主要由容量為2Kbyte的EEPROM(U5)組成，對微處理器模塊(3)輸送來的用戶當(dāng)前電量信息進行存儲。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電度表，其特征在于所述的顯示模塊(5)由顯示電路、驅(qū)動電路和位選擇電路組成，根據(jù)微處理器模塊(3)發(fā)來的指令顯示用戶當(dāng)前可用電量數(shù)值。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電度表，其特征在于所述的開關(guān)模塊(6)由繼電器(J1、J2)、繼電器驅(qū)動電路和繼電器保護電路組成，根據(jù)微處理器模塊(3)發(fā)來的指令控制用戶電源的接通或切斷。
專利摘要一種無線信號遙控的可尋址電度表,由信號接收模塊接收無線遙控信號,電量計算模塊經(jīng)對用戶電源的電壓、電流取樣放大后進行能量計算,由微處理器模塊對上述遙控信號和能量信號進行處理,并對非易失存儲模塊、顯示模塊和開關(guān)模塊進行控制。改變現(xiàn)有電度表單獨計量,電力部門上門抄表,用后結(jié)算付款的管理方式,具有技術(shù)先進,運行可靠,容量大,功能全,使用方便等特點,可取代現(xiàn)有電度表廣泛應(yīng)用,為實現(xiàn)住宅用電管理的網(wǎng)絡(luò)化、現(xiàn)代化提供了極大的方便。
文檔編號G01R22/00GK2404128SQ9923026
公開日2000年11月1日 申請日期1999年12月9日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月9日
發(fā)明者楊瑞民, 王進, 楊景曙, 葉彤, 呂楊 申請人:楊瑞民, 王進, 楊景曙, 葉彤, 呂楊