一種電力遠程抄表系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電力遠程抄表系統(tǒng)，包括計算機控制管理系統(tǒng)、集中器和智能電表，所述計算機控制管理系統(tǒng)通過集中器連接智能電表，所述智能電表包括電表基表和用于讀取電表基表數(shù)據(jù)的采樣單元，所述采樣單元的輸出端連接有控制芯片U1，控制芯片U1的輸出端分別連接有紅外通信模塊、時鐘模塊、顯示模塊和通訊模塊，所述通信模塊連接集中器。本發(fā)明通過計算機控制管理系統(tǒng)對電表的通信與控制，實現(xiàn)了電表的遠程管理與監(jiān)控，具備遠程抄表和遠程充值預付費的功能，且結(jié)構(gòu)簡單、成本低，可廣泛應用于遠程抄表、遠程預付費控制。
【專利說明】一種電力遠程抄表系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及用電力領域，具體是一種電力遠程抄表系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]長期以來，電力抄表人員必須到每家每戶抄寫用量，效率低、勞動強度大，還可能因人為失誤抄錯數(shù)據(jù)，所抄數(shù)據(jù)由抄表人員帶回相關部門匯總處理，再通知用戶到指定地點繳費，各用戶作息時間不同，使抄表人員常常走空路，多次上門都無法完成抄表工作，影響整體抄表收費工作的正常進度，難以做到實時監(jiān)控、及時發(fā)現(xiàn)異常并快速排查故障，智能電表可以減小抄表收費的壓力。
[0003]現(xiàn)有技術中，電力遠程抄表系統(tǒng)主要有遠傳式電力遠程抄表系統(tǒng)和IC卡預付費式電力遠程抄表系統(tǒng)。遠傳式電力遠程抄表系統(tǒng)帶有遠傳通信接口，主要包括用戶端和管理端，用戶端包括電表、采集器、數(shù)據(jù)處理器和無線電發(fā)射模塊，電表數(shù)據(jù)處理器將電脈沖信號送給采集器，采集器經(jīng)過無線電發(fā)射模塊將信號傳給數(shù)據(jù)處理器，電表自動抄表可通過通信接口讀取電表讀數(shù)，但不能在表端充值、實現(xiàn)表端預付費功能。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種能夠進行遠程自動抄表和遠程充值，進行預付費功能的電力遠程抄表系統(tǒng)，以解決上述【背景技術】中提出的問題。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案:
一種電力遠程抄表系統(tǒng)，包括計算機控制管理系統(tǒng)、集中器和智能電表，所述計算機控制管理系統(tǒng)通過集中器連接智能電表，所述智能電表包括電表基表和用于讀取電表基表數(shù)據(jù)的采樣單元，所述采樣單元的輸出端連接有控制芯片U1，控制芯片Ul的輸出端分別連接有紅外通信模塊、時鐘模塊、顯示模塊和通訊模塊，所述通信模塊連接集中器。
[0006]作為本發(fā)明進一步的方案:所述控制芯片Ul的I腳分別連接二極管D1、電容C3、電容和C4和控制芯片Ul的64腳，控制芯片Ul的52腳分別連接振蕩器Y2和電容C13，控制芯片Ul的53腳分別連接振蕩器Y2另一端和電容C12，電容C13另一端連接電容C12另一端，控制芯片Ul的7腳分別連接電容C7和電容C8，控制芯片Ul的8腳通過振蕩器Yl連接控制芯片Ul的9腳，控制芯片Ul的49腳連接電阻R22，控制芯片Ul的48腳分別連接電阻R20和電阻R21，控制芯片Ul的58腳分別連接復位芯片U3的OUT端口、復位芯片U3的VDD端口和電阻R6。
[0007]作為本發(fā)明進一步的方案:所述計算機控制管理系統(tǒng)通過3F網(wǎng)絡、GPRS網(wǎng)絡或互聯(lián)網(wǎng)與集中器相連。
[0008]作為本發(fā)明進一步的方案:所述控制芯片Ul的型號為MSP430F247。
[0009]作為本發(fā)明進一步的方案:所述時鐘模塊包括型號為8563T的時鐘芯片U2，時鐘芯片U2的I腳通過振蕩器Y3連接時鐘芯片U2的2腳，時鐘芯片U2的5腳分別連接電阻R17和控制芯片Ul的4腳，時鐘芯片U2的6腳分別連接電阻R16和控制芯片Ul的3腳，時鐘芯片U2的8腳分別連接電容C14、電阻R16另一端和電阻R17另一端。
[0010]作為本發(fā)明再進一步的方案:所述紅外通信模塊包括紅外發(fā)送電路和紅外接收電路，紅外發(fā)送電路中紅外發(fā)射管DSl通過電阻R28連接三極管Q3的發(fā)射極，三極管Q3的基極通過電阻R29連接控制芯片Ul的34腳，三極管Q3的集電極連接三極管Q2的集電極，三極管Q2的基極通過電阻R30連接控制芯片Ul的37腳，三極管Q2的集電極接地，紅外接收電路中紅外接收頭BI的I腳分別連接電阻R3和電阻R31，電阻R31另一端連接控制芯片Ul的33腳，紅外接收頭BI的2腳接地，紅外接收頭BI的3腳分別連接電容Cll和三極管Q4的集電極，三極管Q4的基極通過電阻R5連接控制芯片Ul的31腳。
[0011]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果如下:
(I)本發(fā)明通過計算機控制管理系統(tǒng)對電表的通信與控制，實現(xiàn)了電表的遠程管理與監(jiān)控；(2)本發(fā)明同時具備遠程抄表和遠程充值預付費的功能；(3) —個計算機控制管理系統(tǒng)可通過多個集中器連接多個智能電表，實現(xiàn)了一對多的抄表和預付費模式，(4)采用型號為MSP430F247的控制芯片，低電壓供電、超低功耗、可靠、性價比高、帶A/D轉(zhuǎn)換器、帶串口，采用復位芯片避免電路在低壓下工作異常；(5)采用時鐘芯片為智能電表提供日歷和時鐘的功能；(6)采用紅外通訊模塊設置智能電表的初始參數(shù)，不工作時電路基本無功耗；(7)本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、元器件少，成本低，可廣泛應用于遠程抄表、遠程預付費控制。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2為本發(fā)明中控制芯片Ul的引腳圖。
[0014]圖3-7為本發(fā)明中控制芯片Ul的外圍電路圖。
[0015]圖8為本發(fā)明中的時鐘模塊電路連接圖。
[0016]圖9為本發(fā)明中的紅外接收電路圖。
[0017]圖10為本發(fā)明中的紅外發(fā)送電路圖。
[0018]圖11為本發(fā)明的第一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖12為本發(fā)明的第二實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合【具體實施方式】對本專利的技術方案作進一步詳細地說明。
[0021]請參閱圖1，一種電力遠程抄表系統(tǒng)，包括計算機控制管理系統(tǒng)、集中器和智能電表，所述計算機控制管理系統(tǒng)通過集中器連接智能電表，計算機控制管理系統(tǒng)可連接多個集中器，每個集中器可連接多個智能電表，所述智能電表包括電表基表和用于讀取電表基表數(shù)據(jù)的采樣單元，采樣單元的輸出端連接有控制芯片U1，控制芯片Ul的輸出端分別連接有紅外通信模塊、時鐘模塊、顯示模塊和通訊模塊，所述通信模塊連接集中器，所述計算機控制管理系統(tǒng)通過3F網(wǎng)絡、GPRS網(wǎng)絡或互聯(lián)網(wǎng)與集中器相連。
[0022]請參閱圖2-7，所述控制芯片Ul的I腳分別連接二極管D1、電容C3、電容和C4和控制芯片Ul的64腳，控制芯片Ul的52腳分別連接振蕩器Y2和電容C13，控制芯片Ul的53腳分別連接振蕩器Y2另一端和電容C12，電容C13另一端連接電容C12另一端，控制芯片Ul的7腳分別連接電容C7和電容C8，控制芯片Ul的8腳通過振蕩器Yl連接控制芯片Ul的9腳，控制芯片Ul的49腳連接電阻R22，控制芯片Ul的48腳分別連接電阻R20和電阻R21，控制芯片Ul的58腳分別連接復位芯片U3的OUT端口、復位芯片U3的VDD端口和電阻R6。
[0023]控制芯片Ul的型號為MSP430F247，包含32K字節(jié)FLASH的數(shù)據(jù)和程序存儲空間，4K字節(jié)的RAM，48個I/O 口，2個16位的定時器，具有低電壓供電、超低功耗、可靠、性價比高、帶A/D轉(zhuǎn)換器和帶串口的特點，復位芯片U3使控制芯片Ul的電壓低于2.7V時處于復位狀態(tài)，避免電路低壓下工作異常。
[0024]所述時鐘模塊包括型號為8563T的時鐘芯片U2，時鐘芯片U2的I腳通過振蕩器Y3連接時鐘芯片U2的2腳，時鐘芯片U2的5腳分別連接電阻R17和控制芯片Ul的4腳，時鐘芯片U2的6腳分別連接電阻R16和控制芯片Ul的3腳，為系統(tǒng)提供時鐘和掛歷的功能，時鐘芯片U2的8腳分別連接電容C14、電阻R16另一端和電阻R17另一端。
[0025]所述紅外通信模塊包括紅外發(fā)送電路和紅外接收電路，紅外發(fā)送電路中紅外發(fā)射管DSl通過電阻R28連接三極管Q3的發(fā)射極，三極管Q3的基極通過電阻R29連接控制芯片Ul的34腳，三極管Q3的集電極連接三極管Q2的集電極，三極管Q2的基極通過電阻R30連接控制芯片Ul的37腳，三極管Q2的集電極接地，紅外接收電路中紅外接收頭BI的I腳分別連接電阻R3和電阻R31，電阻R31另一端連接控制芯片Ul的33腳，紅外接收頭BI的2腳接地，紅外接收頭BI的3腳分別連接電容Cll和三極管Q4的集電極，三極管Q4的基極通過電阻R5連接控制芯片Ul的31腳。
[0026]紅外通訊模塊主要用來設置智能電表的初始參數(shù)，發(fā)射信號采用38K載波調(diào)制，接收用解調(diào)38K載波的紅外接收頭，紅外發(fā)送電路主要包括紅外發(fā)射管DS1、電阻R28、電阻R29、電阻R30、三極管Q2和三極管Q3，三極管Q3的基極通過電阻R29連接控制芯片Ul的34腳，是紅外發(fā)送數(shù)據(jù)信號線，三極管Q2的基極通過電阻R30連接控制芯片Ul的37腳，是紅外發(fā)送載波信號線，不工作時，控制芯片Ul的34腳輸出為高，37腳輸出為低，則三極管Q2和三極管Q3均不導通，電路基本無功耗，工作時，控制芯片Ul的34腳輸出為要發(fā)生的數(shù)據(jù)，高低電平持續(xù)時間由通訊波特率決定，控制芯片37腳輸出為38KHZ的載波，在控制芯片Ul的34腳和37腳的作用下，二極管Q2和二極管Q3導通，截止狀態(tài)不斷變化，則紅外發(fā)射管DSl將信號發(fā)送出去。
[0027]紅外接收電路主要包括紅外接收頭B1、三極管Q4、電阻R3、電阻R5、電阻R31和電容C11，三極管Q4的基極通過電阻R5連接控制芯片Ul的31腳，三極管Q4和電阻R5組成了控制電路，紅外接收頭BI的2腳是公共端，紅外接收頭BI的I腳是數(shù)字信號輸出，電阻R31連接控制芯片Ul的33腳，作為紅外接收輸入，電阻R5連接控制芯片Ul的31腳，當控制芯片Ul的31腳輸出低時，三極管Q4導通，紅外接收電路使能。
[0028]智能電表在運行時，計算機控制管理系統(tǒng)可在遠程通過3G網(wǎng)絡、GPRS網(wǎng)絡或互聯(lián)網(wǎng)下發(fā)抄表、充值、預付費的命令給集中器，集中器通過通訊模塊向智能電表轉(zhuǎn)發(fā)命令，智能電表收到命令后，智能電表的控制芯片Ul接收充值指令并進行預付費計算，并根據(jù)充值情況控制對用戶的送電控制，控制芯片Ul再將數(shù)據(jù)或結(jié)果通過通訊模塊上送給集中器，集中器再轉(zhuǎn)發(fā)給計算機控制管理系統(tǒng)實現(xiàn)遠程充值和預付費功能。遠程抄表時，采樣單元讀取電表基表讀數(shù)，通過通訊模塊傳輸給集中器，再由集中器轉(zhuǎn)發(fā)到計算機控制管理系統(tǒng)，用戶可通過智能電表自帶的顯示模塊查看智能電表的使用情況和各個狀態(tài)參數(shù)。
[0029]實施例1
請參閱圖11，本發(fā)明中，一種電力遠程抄表系統(tǒng)，包括計算機控制管理系統(tǒng)、集中器和智能電表，所述計算機控制管理系統(tǒng)通過集中器連接三個智能電表，所述智能電表包括電表基表和用于讀取電表基表數(shù)據(jù)的采樣單元，所述采樣單元的輸出端連接有控制芯片U1，控制芯片Ul的輸出端分別連接有紅外通信模塊、時鐘模塊、顯示模塊和通訊模塊，所述通信模塊連接集中器，所述計算機控制管理系統(tǒng)通過3F網(wǎng)絡、GPRS網(wǎng)絡或互聯(lián)網(wǎng)與集中器相連。
[0030]實施例2
請參閱圖12，本發(fā)明中，一種電力遠程抄表系統(tǒng)，包括計算機控制管理系統(tǒng)、集中器和智能電表，所述計算機控制管理系統(tǒng)連接兩個集中器，每個集中器連接兩個智能電表，計算機控制管理系統(tǒng)可連接多個集中器，每個集中器可連接多個智能電表，所述智能電表包括電表基表和用于讀取電表基表數(shù)據(jù)的采樣單元，所述采樣單元的輸出端連接有控制芯片U1，控制芯片Ul的輸出端分別連接有紅外通信模塊、時鐘模塊、顯示模塊和通訊模塊，所述通信模塊連接集中器，所述計算機控制管理系統(tǒng)通過3F網(wǎng)絡、GPRS網(wǎng)絡或互聯(lián)網(wǎng)與集中器相連。
[0031]本發(fā)明通過計算機控制管理系統(tǒng)對電表的通信與控制，實現(xiàn)了電表的遠程管理與監(jiān)控；本發(fā)明同時具備遠程抄表和遠程充值預付費的功能；一個計算機控制管理系統(tǒng)可通過多個集中器連接多個智能電表，實現(xiàn)了一對多的抄表和預付費模式，采用型號為MSP430F247的控制芯片，低電壓供電、超低功耗、可靠、性價比高、帶A/D轉(zhuǎn)換器、帶串口，采用復位芯片避免電路在低壓下工作異常；采用時鐘芯片為智能電表提供日歷和時鐘的功能；采用紅外通訊模塊設置智能電表的初始參數(shù)，不工作時電路基本無功耗；本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、元器件少，成本低，可廣泛應用于遠程抄表、遠程預付費控制。
[0032]對于本領域技術人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實施例的細節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。
[0033]此外，應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經(jīng)適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。
【權(quán)利要求】
1.一種電力遠程抄表系統(tǒng)，包括計算機控制管理系統(tǒng)、集中器和智能電表，其特征在于，所述計算機控制管理系統(tǒng)通過集中器連接智能電表，所述智能電表包括電表基表和用于讀取電表基表數(shù)據(jù)的采樣單元，所述采樣單元的輸出端連接有控制芯片U1，控制芯片Ul的輸出端分別連接有紅外通信模塊、時鐘模塊、顯示模塊、和通訊模塊，所述通信模塊連接集中器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力遠程抄表系統(tǒng)，其特征在于，所述控制芯片Ul的I腳分別連接二極管Dl、電容C3、電容和C4和控制芯片Ul的64腳，控制芯片Ul的52腳分別連接振蕩器Y2和電容C13，控制芯片Ul的53腳分別連接振蕩器Y2另一端和電容C12，電容C13另一端連接電容C12另一端，控制芯片Ul的7腳分別連接電容C7和電容C8，控制芯片Ul的8腳通過振蕩器Yl連接控制芯片Ul的9腳，控制芯片Ul的49腳連接電阻R22，控制芯片Ul的48腳分別連接電阻R20和電阻R21，控制芯片Ul的58腳分別連接復位芯片U3的OUT端口、復位芯片U3的VDD端口和電阻R6。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力遠程抄表系統(tǒng)，其特征在于，所述計算機控制管理系統(tǒng)通過3F網(wǎng)絡、GPRS網(wǎng)絡或互聯(lián)網(wǎng)與集中器相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力遠程抄表系統(tǒng)，其特征在于，所述控制芯片Ul的型號為MSP430F247。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力遠程抄表系統(tǒng)，其特征在于，所述時鐘模塊包括型號為8563T的時鐘芯片U2，時鐘芯片U2的I腳通過振蕩器Y3連接時鐘芯片U2的2腳，時鐘芯片U2的5腳分別連接電阻R17和控制芯片Ul的4腳，時鐘芯片U2的6腳分別連接電阻R16和控制芯片Ul的3腳，時鐘芯片U2的8腳分別連接電容C14、電阻R16另一端和電阻R17另一端。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力遠程抄表系統(tǒng)，其特征在于，所述紅外通信模塊包括紅外發(fā)送電路和紅外接收電路，紅外發(fā)送電路中紅外發(fā)射管DSl通過電阻R28連接三極管Q3的發(fā)射極，三極管Q3的基極通過電阻R29連接控制芯片Ul的34腳，三極管Q3的集電極連接三極管Q2的集電極，三極管Q2的基極通過電阻R30連接控制芯片Ul的37腳，三極管Q2的集電極接地，紅外接收電路中紅外接收頭BI的I腳分別連接電阻R3和電阻R31，電阻R31另一端連接控制芯片Ul的33腳，紅外接收頭BI的2腳接地，紅外接收頭BI的3腳分別連接電容Cll和三極管Q4的集電極，三極管Q4的基極通過電阻R5連接控制芯片Ul的31腳。
【文檔編號】G08C23/04GK104361731SQ201410638741
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年11月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月13日
【發(fā)明者】彭傳軍, 劉奇, 李英姿, 李峰 申請人:國網(wǎng)河南省電力公司南陽供電公司