專利名稱：電力線傳輸預購電量防竊電電度表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是一種使用供電線路、遠距離向用戶電度表傳輸用戶預購電量和采集用戶用電數(shù)據(jù)且可以有效防止竊電的新型電度表。
目前電度表主要有以下幾種1、普通電度表，人工抄表不能實現(xiàn)預付費；2、電話線傳輸數(shù)據(jù)電度表，該表可以通過電線傳輸用戶用電數(shù)據(jù)，但該表只能免除抄表，不能實現(xiàn)預購，而且必須要有電話線，而農(nóng)村絕大多數(shù)不具備電話網(wǎng)。
3、電子卡預付費電度表，該表可以實現(xiàn)預購用電量，免除查表收費，本人擁有的專利ZL93、204480、0防竊電預付費自動計費電度表可以實現(xiàn)該項功能，但是廣大農(nóng)村為了防止竊電，電度表都安裝在電線桿的頂端，因而無法使用電子卡預付費，只能使用望遠鏡來察看電表用電計量數(shù)據(jù)，由人工抄表收費，極不方便，欠交電費難以解決。
本發(fā)明的設(shè)計目的是提供一種能克服前述各種電度表缺點，能實現(xiàn)預購用電量，通過電力線遠距離向電度表傳輸，并實現(xiàn)用電控制和遠距離采集用電數(shù)據(jù)，且能有效防止用戶竊電的新型電度表。
本發(fā)明的設(shè)計目的是這樣實現(xiàn)的電力線傳輸預購電量防竊電電度表，由載波耦合電路，調(diào)制解調(diào)器電路，單片計算機電路，供電控制電路，電量傳感電路，電量計量裝置，表內(nèi)電子卡，防竊電檢測電路，預購電量不足指示電路，計時電路，和電源電路構(gòu)成。所有電路及控制裝置，組裝在印刷電路板上，和電量計量裝置一起組裝在一個外殼內(nèi)。
電力線傳輸預購電量防竊電電度表，使用時，用戶在供電部門交款預購用電量，供電部門用接在電力線上的電力載波購電抄表儀，發(fā)出含有用戶電度表編號地址，相應的命令和數(shù)據(jù)的載波信號，將用戶的預購用電量經(jīng)電力線傳送到用戶的電度表上，該表將對電力線上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)地址命令進行識別，該表接收經(jīng)電力線傳來載波信號當解出符合自己電度表的密碼時，則該表會將預購用量存入表內(nèi)電子卡，通過供電控制電路，接通用戶供電電路，用戶即可用電。當用戶預購電量用完時，表會定時提示用戶需重新預購用電量，當用戶用完允許透支的電量時，該電度表會自動切斷用戶供電電路。并給以指示，直到用戶重新購電。當用戶自行拆開電度表試圖竊電或使用單根火線竊電時，防竊電檢測電路會檢測到用戶竊電，電度表將切斷用戶供電，給出指示，并在表內(nèi)電子卡記錄上竊電信息，該標志只有在供電部門交了罰款，由電力載波購電抄表儀才能清除，使用該表可以在幾十公里內(nèi)實現(xiàn)以上功能。可以有效地防止用戶竊電。
附

圖1，是電力線預購電量防竊電電度表的原理框圖，附圖2是本新型實施實例的電原理圖。
以下結(jié)合附圖詳細論述該本發(fā)明的原理。
一個載波耦合電路(1)，用于將電力線上傳來的載波信號提供低阻通道，對工頻是高阻，將載波信號傳遞到下述調(diào)制解調(diào)電路，或?qū)⒄{(diào)制解調(diào)電路輸出的載波信號耦合到電力線上；一個調(diào)制解調(diào)電路(2)，用于將前述載波耦合電路傳來的載波信號進行解調(diào)，解出數(shù)據(jù)信號送到下述單片計算機電路，或?qū)纹嬎銠C電路發(fā)出的數(shù)據(jù)信號進行調(diào)制，給耦合電路，傳送到電力線上；一個單片計算機電路(3)，用于通過前述調(diào)制解調(diào)電路接收或發(fā)送用電數(shù)據(jù)，用于實現(xiàn)同電量計量，供電控制，表內(nèi)電子卡的讀寫，竊電處理，停電處理等功能；一個表內(nèi)電子卡(4)，用于在前述單片計算機電路的控制下，記錄用戶預購用電量，透支電量，用戶剩余電量累計用電量，竊電標志等數(shù)據(jù)；一個供電控制電路(5)，用于在前述單片計算機電路的控制下，根據(jù)用戶是否用完預購電量或竊電，供電控制；一個電量傳感電路(6)，用于將下述電量裝置的電量計量信號，轉(zhuǎn)換成前述單片計算機電路能接收的脈沖信號，進行電量計量；一個電量計量裝置(7)，用于對用戶的用電進行計量，向前述電量傳感電路，提供用電計量信號；一個竊電檢測電路(8)，用于將用戶的竊電行為轉(zhuǎn)換成電信號，向前述單片計算機電路提供用戶竊電信號；一個聲響指示電路(9)，用于在前述單片計算機電路的控制下，用聲響給出預購電量用完，允許用戶透支用完，用戶竊電等指示；一個指示燈電路(10)，用于在前述單片計算機電路的控制下用光亮指示表的工作狀態(tài)；一個電源檢測電路(11)，用于檢測線路停電，向前述單片計算機電路提供停電信號，啟動停電處理程序；一個時鐘電路(12)，用于向前述單片計算機電路提供計時時鐘數(shù)據(jù)，用于實現(xiàn)分時復式計費；
一個電源電路(13)，用于向前述各電路提供直流工作電源。
載波耦合電路(1)，載波耦合電路由載波耦合電容C1，耦合器BT1和選頻電容C2、C3構(gòu)成。初級接在電力線上，C1和BT1初級組成串聯(lián)電路，C2、C3、BT1次級組成并聯(lián)諧振，實現(xiàn)對電力線上載波的選頻，接在調(diào)制解調(diào)電路的輸入端。該耦合電路對于50HZ的工頻是高阻，對于載波是低阻，能實現(xiàn)對電力線工頻及各種干擾的濾波。其輸出信號接在調(diào)制解調(diào)電路；初級的串聯(lián)耦合器電容也可在耦合器初級兩端各用一個，次級的并聯(lián)電容也可用一個。
調(diào)制解調(diào)電路(2)，由載波發(fā)生電路，載波調(diào)制解調(diào)電路，F(xiàn)SK調(diào)制解調(diào)電路構(gòu)成，其輸入端與前述耦合電路相聯(lián)，該電路也可以由多個中小規(guī)模集成電路構(gòu)成，采用含有上述的大規(guī)模集成電路，具有可靠性高，元件少的優(yōu)點。該電路的解調(diào)輸出信號端和調(diào)制信號輸入端與單片計算機的數(shù)據(jù)接收端RX，數(shù)據(jù)發(fā)送端TX相連實現(xiàn)通過電力線與遠距離電力載波購電抄表儀的數(shù)據(jù)通訊。
單片計算機電路(3)，由單片計算機IC2構(gòu)成，IC2通過I/O接口，實現(xiàn)與調(diào)制解調(diào)電路的數(shù)據(jù)交換，程序地址識別，命令識別和解密糾錯。對表內(nèi)電子卡的讀寫，電量計量，供電控制，竊電處理，預購量不足指示，和停電處理，一般的單片計算機都能滿足要求，程序存儲器作在IC2的內(nèi)部。
表內(nèi)電子卡(4)，由串行E2PROM、IC3構(gòu)成，由單片計算機的P1、0～P1、1提供讀寫控制信號與數(shù)據(jù)信號，用于存用戶預購電量，實際用電量，剩余電量，竊電標志等數(shù)據(jù)，該串行E2PROM可以選用I2C總線的，也可采用三總線的E2PROM，當選用內(nèi)部帶串行E2PROM的單片計算機，表內(nèi)電子卡設(shè)在單片計算機的內(nèi)部。
供電控制電路(5)，由T1～T6，二極管D8～D11，電阻R23～R25，驅(qū)動電路和自保持供電繼電器Z構(gòu)成。在單片計算機IC2的一個輸出端口P1、2，P1、3的控制下實現(xiàn)供電控制。繼電器J1-1、J1-2用于供電控制，Z1的輔助觸點J1-3，用于向單片計算機提供繼電器的狀態(tài)信號，該電路由于采用自保持繼電器，因而不僅具有開關(guān)瞬間通電外，平時不通電的優(yōu)點，而且在遇到地震災害時，受震動會使繼電器會自動關(guān)閉供電防止造成災害。該電路也可由普通繼電器和達林頓晶體管驅(qū)動。
電量傳感器電路(6)，如果使用感應式電量計量裝置，該電路是由紅外光電傳感器IC9，電阻R21、R22組成，其輸出電量脈沖信號輸出到單片計算機電路的一個輸入端口P1、3進行電量計量，當電量計量裝置采用全電子式裝置時，電量傳感電路是一個光電隔離器，通過光耦來實現(xiàn)將電量信號轉(zhuǎn)換成脈沖信號輸入到單片計算機IC2、P1、3輸入端口上。
電量計量裝置(7)，由感應式電量裝置，或全電子電量計量裝置構(gòu)成，可以是單相的也可以是三相的，該裝置進行用戶用電量的計量，通過電量傳感器電路向單片計算機傳輸電量信號。
竊電檢測電路(8)，由竊電檢測開關(guān)K1，竊電檢測集成電路IC3，電路互感器BT2構(gòu)成，竊電開關(guān)K1用于檢測用戶非法打開電表外殼，K1輸出接到單片計算機IC2的一個輸入端P1、4端口上，提供拆表竊電信號。由竊電電流檢測集成電路IC3和電流互感器BT2，精密檢波電路和電位比較電路組成的火線竊電檢測電路，用于檢測用戶使用單火線方式竊電，IC3的輸出接到單片計算機電路IC2的P1、4輸入端提供非法竊電信號。
聲響指示電路(9)，由反向器IC8-3，R28，T2和蜂鳴器F1構(gòu)成，在單片計算機P1、5的輸出控制下發(fā)出聲響指示。
指示燈電路(10)，由高亮度LED指示燈D4驅(qū)動管T9，電阻R17，R19口單片計算機的一個輸出端口P1、6構(gòu)成，當用戶預購量用完需重新購電時或出現(xiàn)用戶竊電時，指示電路的指示燈D4，以不同的閃亮給出指示，當出現(xiàn)預購電量不足時蜂鳴器和指示燈會每隔一定時間給出聲響和閃動提示，直至用戶重新購電，當出現(xiàn)用戶竊電時，指示電路的指示燈和蜂鳴器會連續(xù)發(fā)出閃亮指示聲響1秒，間斷5秒，直到用戶交了竊電罰款后，由供電部門向用電力載波購電抄表儀發(fā)出的竊氣清除命令清除后，才停止竊電指示。
電源檢測電路(11)，由電源取樣二極管D12，電壓檢測電路IC7構(gòu)成，IC7的輸出停電信號輸出到單片計算機IC2的一個輸入端口P1、7，當出現(xiàn)停電時，IC2輸出低電平，使單片計算機IC2進入停電處理程序，將電量計量數(shù)據(jù)等存入表內(nèi)電子卡串行E2PROM，IC4內(nèi)保存起來。
時鐘電路(12)，由實時時鐘電路IC5，石英晶振Q2，二極管D5，電池BT1構(gòu)成，IC5的輸出與單片計算機的P1、0，P1、1相連向IC5提供計時信號，用于實現(xiàn)分時復式計費，電池用于在停電時，保持實時時鐘電路正常計時，當不用分時復式計費時可不用時鐘電路以降低成本。該電路也可與表內(nèi)電子卡電路集成在一起。該電路可以采用I2C總的也可采用以其它方式進行數(shù)據(jù)的交換。
電源電路(13)，由電源變壓器BT3，整流管D13～D16濾波電容C6～C8，和穩(wěn)壓電路IC6構(gòu)成，向各電路提供正5V的直流電源，該電路可不用變壓器BT3，和穩(wěn)壓電路IC6，而采用電源變換電路直接由220V，變?yōu)橹绷?V直流電壓。
本發(fā)明的特征在于一個載波耦合電路(1)，由串聯(lián)電容，并聯(lián)電容和耦合器BT1構(gòu)成，其輸入端與串聯(lián)電容相聯(lián)接到電力線上，次級與并聯(lián)電容相聯(lián)接到調(diào)制解調(diào)電路的輸入端輸入端相聯(lián)，用于提供調(diào)制解調(diào)電路與電力線的耦合；一個調(diào)制解調(diào)電路(2)，由載波調(diào)制解調(diào)電路，F(xiàn)SK調(diào)制解調(diào)電路構(gòu)成，其輸入載波信號由前述載波耦合電路提供，解調(diào)信號輸入端分別與下述單片計算機電路RX、TX端相聯(lián)；用于將載波信號解調(diào)傳送給單片計算機TX發(fā)送的數(shù)據(jù)進行調(diào)制；一個單片計算機電路(3)，由單片計算機IC2構(gòu)成，通過I/O接口用于前述調(diào)制解調(diào)電路解調(diào)IC1進行雙向通訊，電力計量用電控制，竊電檢測，表內(nèi)電子卡的讀寫，停電上電處理等功能；一個表內(nèi)電子卡(4)，由串行E2PROM構(gòu)成，在前述單片計算機IC2的I/O端口提供的時鐘信號與數(shù)據(jù)信號控制下進行讀寫，用于存貯預購電量，竊電標志等信息；一個供電控制電路(5)，由驅(qū)動電路和供電控制繼電器Z構(gòu)成，在前述單片計算機的I/O端口控制下進行供電控制；一個電量傳感電路(6)，由紅外發(fā)光管，與紅外接收管IC9構(gòu)成，其輸出信號與前述單片計算機的一個輸入端相聯(lián)，用于將電量信號隔離轉(zhuǎn)換成脈沖信號，給前述單片計算機進行電量計量；一個竊電檢測電路(8)，由精密電流整流電路，電平鑒別電路組成的竊電電流檢測電路，K1，R27組成的非法拆卸電路構(gòu)成，其輸出分別與前述單片計算機IC2的兩個輸入端口相連用于檢測竊電。
一個電源檢測電路(11)，由采樣二極管D12，C19構(gòu)成的輸出端與前述單片計算機電路IC2的一個輸入端相連向其提供停電信號；一個時鐘電路(12)，由時鐘集成電路IC5，晶體Q2構(gòu)成，其輸出與前述單片計算機電路IC2的兩個I/O端口相聯(lián)，用于提供時間數(shù)據(jù)，該電路也可與前述表內(nèi)電子卡集成在一起。
電力線傳輸預購電量防竊電電度表具有以下優(yōu)點1、該表使用電力線遠距離傳輸預購電量數(shù)據(jù)和用電量數(shù)據(jù)。
2、該表可有效防止竊電。
3、可以實現(xiàn)預購用電量。
4、免除傳統(tǒng)的查表收費電力經(jīng)營方式。
權(quán)利要求1.一種電力線傳輸預購電量防竊電電度表，其特征是一個載波耦合電路(1)，由串聯(lián)耦合電容C1并聯(lián)諧振電容，耦合器BT1構(gòu)成，電力線與表相聯(lián)接將電力線載電波信號耦合到表上；一個調(diào)制解調(diào)電路(2)，由載波調(diào)制解調(diào)電路，F(xiàn)SK調(diào)制解調(diào)等電路構(gòu)成，與前述載波耦合電路相聯(lián)選通的載波信號，解調(diào)出數(shù)據(jù)信號輸入到下述單片計算機電路，或?qū)纹嬎銠C輸出的數(shù)據(jù)信號調(diào)制成載波信號與載波耦合電路相聯(lián)接；一個單片計算機電路(3)，由單片計算機晶振構(gòu)成，與調(diào)制解調(diào)電路收發(fā)表內(nèi)電子卡，電量傳感電路，供電控制電路，竊氣檢測電路，聲響指示電路，指示燈電路，電源檢測電路，電量傳感電路，時鐘電路等相聯(lián)；一個表內(nèi)電子卡(4)，由串行E2PROM構(gòu)成，用于記錄預購用電量，剩余用電量，記錄竊電標志，其時鐘信號讀寫控制與數(shù)據(jù)信號，與前述單片計算機I/O端口相聯(lián)；一個供電控制電路(5)，由驅(qū)動電路，電力繼電器構(gòu)成，與前述單片計算機IC2的輸出端口相聯(lián)；一個電量傳感電路(6)，由紅外發(fā)光管，光電接收管構(gòu)成光電耦合電路，將電量轉(zhuǎn)換成計算機的計量脈沖信號，其輸出信號與單片計算機的一個輸入端口相聯(lián)；一個電量計量裝置(7)，由電度表芯構(gòu)成，與前述電量傳感電路相聯(lián)；一個竊電檢測電路(8)，由電流互感器BT2檢測集成電路，組成的竊電電流檢測電路IC3，及檢測開關(guān)K1，R27組成非法拆卸檢測電路構(gòu)成，其輸出竊電信號分別與前述單片計算機電路的輸入端口相聯(lián)；一個聲響指示電路(9)，由R28，T7和蜂鳴器F1構(gòu)成，在單片計算機電路IC2的一個輸出端口控制發(fā)出聲響指示；一個指示燈電路(10)，由驅(qū)動管T9電阻R17，R19構(gòu)成，在前述單片計算機IC2的一個輸出端口控制下發(fā)出閃光指示；一個電源檢測電路(11)，由取樣二極管，電壓檢測電路構(gòu)成，其輸出信號，聯(lián)接到前述單片計算機電路的一個輸入端，提供停電信號，啟動停電處理程序；一個時鐘電路(12)，由實時時鐘電路，石英晶振Q2，二級管D5及備用電池B1構(gòu)成，IC5的讀寫控制信號，數(shù)據(jù)信號由前述單片計算機電路的I/O端口連接；一個電源電路(13)，由電源變壓器，整流電路，濾波電容和隱壓電路構(gòu)成，與前述各電路相聯(lián)；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述電力傳輸預購電量防竊電電度表的特征在于1)載波耦合電路(1)，由串聯(lián)耦合電容，并聯(lián)諧振電容和耦合器構(gòu)成，串聯(lián)耦合電容與耦合器初級相聯(lián)，并聯(lián)接電容與耦合器次級相聯(lián)，該電路輸入端接到電力線上，次級于調(diào)制解調(diào)器的輸入端相聯(lián)；2)調(diào)制解調(diào)電路(2)，由載波調(diào)制解調(diào)電路，和FSK調(diào)制解調(diào)等電路構(gòu)成，上述電路可以集成到一起，3)單片計算機電路(3)，由單片計算機，石英晶振構(gòu)成；4)表內(nèi)電子卡(4)，由串行E2PRCM構(gòu)成，單片計算機I/O端品控制其讀寫；5)供電控制電路(5)，由三級管組成的驅(qū)動電路與電力繼電器構(gòu)成；6)電量傳感電路(6)，由紅外發(fā)光管與紅外接收管構(gòu)成，其輸出信號與單片計算機的一個輸入端品相聯(lián)；7)竊電檢測電路(8)，由電流互感器，精密整流電路，電平鑒別電路組成的竊電電流檢測電路與由K2，R27組成的非法拆卸檢測電路構(gòu)成；8)電源檢測電路(11)，由電壓檢測集成電路構(gòu)成；9)一個時鐘電路(12)，由時鐘集成電路和石英晶體構(gòu)成，其讀寫信號由前述單片計算機I/O端口提供。
專利摘要本新型是一種使用供電線路，遠距離向用戶電度表傳輸用戶預購電量，自動計費，能遠距離采集用戶用電量數(shù)據(jù)，且可有效防止竊電的新型電度表，該表由載波耦合電路、調(diào)制解調(diào)電路、單片計算機、表內(nèi)電子卡、供電控制電路、電量傳感電路、電量計量電路、防竊電檢測電路、聲響指示電路、指示燈電路、電源檢測電路、時鐘電路等構(gòu)成。該表具有使用方便、可靠、生產(chǎn)容易的優(yōu)點，可以廣泛的用于城市、農(nóng)村。
文檔編號G07F15/00GK2254215SQ9523177
公開日1997年5月14日 申請日期1995年7月25日 優(yōu)先權(quán)日1995年7月25日
發(fā)明者鄭孚 申請人:鄭孚