專利名稱：寫入式可尋址電力計(jì)費(fèi)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬遠(yuǎn)程控制電力計(jì)費(fèi)系統(tǒng)。
目前，我國電力部門對用戶用電量的管理基本上采用由用戶電動式電度表來計(jì)量，人工上門抄表，用后結(jié)算付款的方式，其缺陷是工作量大，動用勞動力多，勞動效率低，管理難度大，技術(shù)手段落后?，F(xiàn)有的卡式電度表，采用用戶預(yù)先付費(fèi)購買限額用電量的磁卡，將該磁卡插入電度表內(nèi)對用戶的用電量進(jìn)行抵扣的方式進(jìn)行管理，較之上述管理方法大有改進(jìn)，技術(shù)手段也較先進(jìn)，但卻給用戶帶來了些許不便即一旦磁卡限額用電量用完，電度表即自動關(guān)閘停止供電，無新購磁卡則無法用電，影響用戶正常的生活、工作秩序。
本發(fā)明的目的在于提供一種寫入式可尋址電力計(jì)費(fèi)系統(tǒng)，它能夠利用無線傳輸信道，把用戶預(yù)付款所購的用電量等信息寫入接收終端；該接收終端能夠完成對該用戶預(yù)付款所購的用電量的寫入，用電量的計(jì)算、抵扣、顯示和分時段計(jì)費(fèi)及根據(jù)電量的使用情況控制該用戶用電電源的通斷。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是一種寫入式可尋址電力計(jì)費(fèi)系統(tǒng)，包括無線控制信號發(fā)射端和無線控制信號接收終端，其特征在于無線控制信號發(fā)射端由主控計(jì)算機(jī)、控制信號產(chǎn)生裝置和發(fā)射裝置構(gòu)成，用于產(chǎn)生控制信號并通過無線發(fā)射裝置發(fā)射該控制信號；無線控制信號接收終端為由信號接收模塊、電量計(jì)算模塊、微處理器模塊、非易失存儲模塊、顯示模塊和開關(guān)模塊構(gòu)成的可尋址電度表，用于接收解調(diào)發(fā)射端發(fā)送的無線射頻信號，將解調(diào)還原的數(shù)據(jù)信號寫入并存儲，對用戶的用電量進(jìn)行計(jì)算、抵扣、顯示并控制用戶電源的接通或切斷。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作詳細(xì)說明。


圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)示意圖；圖2為接收模塊電原理圖；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(jì)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。無線控制信號發(fā)射端由主控計(jì)算機(jī)1、控制信號產(chǎn)生裝置2和發(fā)射裝置3構(gòu)成，用于產(chǎn)生控制信號并通過無線發(fā)射裝置發(fā)射該控制信號。主控計(jì)算機(jī)1對用戶的地址、費(fèi)用繳納等情況進(jìn)行登記、排序、編碼?？刂菩盘柈a(chǎn)生裝置2將主控計(jì)算機(jī)輸出的數(shù)據(jù)編碼轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)信號輸?shù)桨l(fā)射裝置3，控制信號產(chǎn)生裝置2是基于計(jì)算機(jī)ISA總線的信號產(chǎn)生卡或是通過計(jì)算機(jī)的RS232串行口輸出控制信息的裝置，發(fā)射裝置3將載有數(shù)據(jù)信號的射頻信號發(fā)射出去，發(fā)射裝置3可以是任何具有FSK調(diào)制方式的發(fā)射機(jī)，也可以是尋呼臺的發(fā)射機(jī)。
無線控制信號接收終端為由信號接收模塊4、電量計(jì)算模塊5、微處理器模塊6、非易失存儲模塊7、顯示模塊8和開關(guān)模塊9構(gòu)成的可尋址電度表。該接收終端、即可尋址電度表用于接收并解調(diào)發(fā)射端發(fā)射的無線射頻信號，將解調(diào)還原的數(shù)據(jù)信號寫入并存儲；對用戶的用電量進(jìn)行計(jì)算、抵扣、顯示并控制用戶電源的接通或切斷。
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(jìn)行解調(diào)還原和地址比較。變頻電路由MC3363接收集成電路U1、晶體X1、X2濾波器F1、F2及若干電阻、電容、電感和接收天線組成二次變頻，將無線射頻信號接收、解調(diào)、還原為數(shù)據(jù)信號輸送到由EPLD可編程邏輯器件U2組成的比較器進(jìn)行地址比較，辨別；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)信號輸送到微處理器模塊6，該信號接收模塊4也可由尋呼機(jī)改裝而成。
電量計(jì)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(jì)算引擎的單片電量計(jì)算專用芯片U10組成，主要用于對用戶的用電量的計(jì)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，其輸出作為本接收終端，即可尋址電度表各模塊的工作電源。取樣電路由電阻R1、R2和Rs組成交流電壓耦合電路和交流電流耦合電路，對用戶的用電情況進(jìn)行取樣，以供單片電量計(jì)算專用芯片U10計(jì)算該用戶的用電量。帶有能量計(jì)算引擎的單片電量專用芯片U10(CS5460)是目前國際上適用于住宅用電計(jì)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(jì)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(yùn)行原理是系統(tǒng)上電初始化后，電流通道和電壓通道的信號被放大器放大，通過Δ∑模數(shù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，再通過高通濾波器消除信號中的直流成份，將其送到能量計(jì)算引擎中算出能量值，然后通知微處理器計(jì)算完畢并將能量值取走。
微處理器模塊6(見圖3)由內(nèi)部帶4K的EEPROM的單片機(jī)U3(AT89C51)及鎖存器U4(74LS373)組成，對接收模塊和電量計(jì)算模塊輸來的控制信息進(jìn)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)程序進(jìn)行控制。
非易失存儲模塊7(見圖4)主要由容量為2Kbyte的EEPROMU5(2817A)組成，對微處理器模塊6送來的用戶當(dāng)前電量信息進(jìn)行存儲，以防止電源中斷時微處理器掉電而丟失用戶當(dāng)前的電量信息。
顯示模塊8(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6發(fā)來的控制信號，顯示用戶可用電量或資金。顯示電路由帶小數(shù)點(diǎn)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9(見圖6)由繼電器J1、J2、繼電器驅(qū)動電路、繼電器保護(hù)電路組成。根據(jù)微處理器模塊6發(fā)來的控制信號，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(hù)電路由三極管D1、D2組成。
該接收終端即可尋址電度表的工作過程是信號接收模塊4將接收解調(diào)還原的數(shù)據(jù)信號輸送到比較器，經(jīng)比較地址后將該用戶已付的金額或可用電量輸送到微處理模塊6由單片機(jī)讀出并計(jì)入，非易失存儲模塊7存儲、顯示模塊8顯示，開關(guān)模塊接通該用戶電源。當(dāng)該用戶用電，由電量計(jì)算模塊5的取樣電路提取電壓、電流值經(jīng)放大器放大后，由帶有能量計(jì)算引擎的單片電量計(jì)算專用芯片U10進(jìn)行能量功率計(jì)算，然后通知微處理器模塊6將能量值取走，微處理器模塊6將其與用戶可用電量進(jìn)行抵扣，并計(jì)入非易失存儲模塊7存儲、顯示模塊8顯示。當(dāng)所購用電量與所用電量抵扣完后，單片機(jī)U3驅(qū)動開關(guān)模塊9切斷該用戶電源，并驅(qū)動顯示模塊8顯示交費(fèi)提示信息。
采用本發(fā)明的寫入式可尋址電力計(jì)費(fèi)系統(tǒng)，極大地方便了電力管理部門和用戶。電力公司可將各收費(fèi)點(diǎn)與管理中心進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接，這樣用戶可以就近與管理中心主控計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)的任何一處收費(fèi)點(diǎn)預(yù)付費(fèi)，也可以通過電話由銀行代繳。各收費(fèi)網(wǎng)點(diǎn)(或銀行)及時將付費(fèi)用戶的信息傳送到管理中心，管理中心的主控計(jì)算機(jī)啟動控制信號產(chǎn)生及發(fā)射裝置發(fā)出相應(yīng)的控制碼接通用戶電源，實(shí)現(xiàn)“立刻繳錢，即刻送電”。
采用本發(fā)明的寫入式可尋址電力計(jì)費(fèi)系統(tǒng)還可使電力公司為用戶提供更好的服務(wù)。比如在夜間已付費(fèi)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(fèi)的用電控制信息，可尋址電度表收到該控制信號后，立刻接通該用戶電量，同時計(jì)量用戶未付費(fèi)的用電量并存儲，該部分未付費(fèi)的用電量將在日后付費(fèi)后的用電量中自動扣除。電力公司為了提高電力的利用率，還可實(shí)行分時段計(jì)費(fèi)，比如在深夜或工廠休息日，生活用電可打折計(jì)價，只要由管理中心發(fā)射通播控制碼就可以很容易地實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種寫入式可尋址電力計(jì)費(fèi)系統(tǒng)，包括無線控制信號發(fā)射端和無線控制信號接收終端，其特征是無線控制信號發(fā)射端由主控計(jì)算機(jī)(1)、控制信號產(chǎn)生裝置(2)和發(fā)射裝置(3)構(gòu)成；用于產(chǎn)生控制信號并通過無線發(fā)射裝置發(fā)送該控制信號；無線控制信號接收終端為由信號接收模塊(4)、電量計(jì)算模塊(5)、微處理器模塊(6)、非易失存儲模塊(7)、顯示模塊(8)、開關(guān)模塊(9)構(gòu)成的可尋址電度表；用于接收、解調(diào)發(fā)射端發(fā)送的無線射頻信號，將解調(diào)還原的數(shù)據(jù)信號進(jìn)行存儲，對用戶的用電量進(jìn)行計(jì)算、抵扣、顯示、并控制用戶電源的通斷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種寫入式可尋址電力計(jì)費(fèi)系統(tǒng)，其特征是所述的控制信號產(chǎn)生裝置(2)是基于計(jì)算機(jī)ISA總線的信號產(chǎn)生卡或是通過計(jì)算機(jī)的RS232串行口輸出控制信息的裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電力計(jì)費(fèi)系統(tǒng)，其特征是所述的信號接收模塊(4)由變頻電路和比較器組成，用于對接收的無線載頻信號進(jìn)行解調(diào)、還原和地址比較。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電力計(jì)費(fèi)系統(tǒng)，其特征是所述的電量計(jì)算模塊(5)由整流電路、電壓、電流取樣電路和一個帶有能量計(jì)算引擎的單片電量計(jì)算專用芯片(U10)組成，用于對用戶的用電量的計(jì)算。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電力計(jì)費(fèi)系統(tǒng)，其特征是所述的微處理器模塊(6)由內(nèi)部帶4K的EEPROM的單片機(jī)(U3)及鎖存器(U4)組成，用于對接收模塊(4)和電量計(jì)算模塊(5)輸送來的控制信息進(jìn)行處理，并對非易失存儲模塊(7)、顯示模塊(8)和開關(guān)模塊(9)按預(yù)設(shè)程序進(jìn)行控制。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電力計(jì)費(fèi)系統(tǒng)，其特征是所述的非易失存儲模塊(7)主要由容量為2Kbyte的EEPROM(U5)組成，用于對微處理器模塊(6)輸送來的用戶當(dāng)前電量信息的存儲。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電力計(jì)費(fèi)系統(tǒng)，其特征是所述的顯示模塊(8)由顯示電路、驅(qū)動電路和位選擇電路組成，用于顯示用戶可用電量或交費(fèi)提示信息。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電力計(jì)費(fèi)系統(tǒng)，其特征是所述的開關(guān)模塊(9)由繼電器(J1、J2)、繼電器驅(qū)動電路、繼電器保護(hù)電路組成，根據(jù)微處理器模塊(6)發(fā)來的指令控制用戶電源的接通或切斷。
全文摘要
本發(fā)明屬遠(yuǎn)程控制電力計(jì)費(fèi)系統(tǒng),包括無線控制信號發(fā)射端和接收端,無線控制信號發(fā)射端由主控計(jì)算機(jī)將用戶預(yù)購用電量的資金或可用電量等經(jīng)多級編碼后送發(fā)射機(jī)發(fā)射,接收端由信號接收模塊接收、解調(diào)、經(jīng)比較確認(rèn)后由微處理器模塊讀取并驅(qū)動開關(guān)模塊接通用戶電源,啟動電量計(jì)算模塊進(jìn)行電量計(jì)算,驅(qū)動顯示模塊顯示,電力中斷時由非易失存儲模塊存儲用戶當(dāng)前的電量信息。本發(fā)明具有技術(shù)先進(jìn),運(yùn)行可靠,容量大,功能全,使用方便等特點(diǎn),適用于電力管理部門。
文檔編號G08C17/02GK1299116SQ99120609
公開日2001年6月13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(jìn), 楊景曙, 葉彤, 呂楊 申請人:楊瑞民, 王進(jìn), 楊景曙, 葉彤, 呂楊