专利名称：载波远程控制式抄表计费系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电力行业电能测量和电表自动抄读领域，尤其涉及一种载波远程控制式抄表计费系统。
背景技术：
能源紧缺是当今社会的一个共识，节约能源、减少浪费是目前必须的和迫切的任务，利用经济和技术手段是达到节能目的的有效方法。
随着社会发展电力用户数量快速增加，电能仪表数量也随之快速增加，这使得抄表成了一项繁重的工作，远程自动化抄表成为不可改变的趋势，而普通有线自动抄表系统存在着工程投入大，成本和工程复杂度严重依赖电表空间结构布局，施工周期长，难于维护等缺点而不能大范围特别是在农村地区广泛推广，从而严重影响自动抄表系统的普及与推广。随着经济不断发展，电力负荷需求的不断增大和有限的电力供给之间形成目前电力领域的主要矛盾，如何合理控制用电负荷，让用户在高峰期和低峰期进行用电的合理经济的调配，让电网安全，均衡，有效率的运行，已经成为电力系统企业亟需解决的问题。而电表供电的远程控制和分时多费率计价成为解决此问题，引导用户合理用电的一个重要方法。发明内容
本实用新型的目的是解决上述现有技术中存在的问题，提出一种能远程控制、具有多个通信物理信道、有利于自动抄表、具有费率控制功能的载波远程控制式抄表计费系统。本实用新型采用的技术方案是，设计一种载波远程控制式抄表计费系统，该系统包括采样和计量模块，包括电压取样装置、电流取样装置和计量单元；控制管理模块，由MCU控制器和外围模块组成，所述的外围模块包括红外接口、 RS485接口、载波接口、阀控输出接口、按键输入接口和存储单元；以及给控制管理模块提供电源的电源模块；
所述的采样和计量模块对电路参数进行实时采集和测量，并经过计量单元处理后发送给控制管理模块处理，所述的MCU控制器通过载波接口接收计量单元发送的测量数据，并对获得的有功电能进行累计，累计电能存贮于所述存^^单元；所述的红外接口用于与手持抄表器或红外遥控器通信，对电表参数和数据进行设置和抄读；所述的RS485接口用于与主站远程通信，远程抄读电表数据和设置电表参数；所述的阀控输出接口具有远程控制通断电功能，通过通讯命令的形式实现供电和断电的集中控制。
与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果
1、 具有红外，RS485和载波等多种通讯信道，方便自动抄表系统的实现，特别是载波通信功能有效的简化了自动抄表系统的工程复杂度，降低了工程布线和维护成本，让农村等电表离散分布的地区得以实现自动抄读表计费，极大地推动了自动抄表系统的普及和推广。
2、 提供分时费率功能，可以促使电力用户改变用电习惯，从而达到削峰填谷平抑电网负荷的作用。
3、 具有远程控制通断电功能，通过通讯命令的形式实现供电和断电的集中控制，为电力供电系统合理调控用电负荷，提供有效的远程技术争段。
下面结合实施例和附图对本实用新型进行详细的说明，其中图1是本实用新型采样和计量^f莫块的示意图；图2是本实用新型电源模块的示意图；图3是本实用新型控制管理模块的示意图。
具体实施方式
图1显示交流采样和计量模块，该模块包括多个电压取样装置、多个电流取样装置，和一个计量单元，对电路参数进行实时采集和测量，对采样数据进行内部处理后得出电压、电流、频率、有功功率、视在功率、功率因数、有功电能等数据，然后通过载波发送给控制管理模块进行统一管理。
在该实施例中，所述的电压取样电路采用电阻分压电路，所述的电流取样器采用电流互感器。取样信号送入计量单元，再由计量单元对取样信号先进行滤波、放大，然后进行A/D转换得到数字量，最后由计量单元对数字量计算处理得到需要的计量数据。
图2显示的电源模块给系统提供所需的工作电源。在电网电压正常时，工作电源由主电源提供，电网断电后，电源管理模块将工作电源切换到后备电池，同时电表进入休眠状态。
图3显示控制管理模块的方框图。该控制管理模块包括MCU控制器和外围模块组成。外围模块包括红外接口、 485接口、载波接口、阀控输出接口、脉冲输出接口、存储单元、键盘输入接口 、显示单元和时钟模块。MCU控制器通过载波接口从计量单元读取测量数据，对获得的有功电能进行累计，累计电能存贮于所述的存储器中。MCU控制器设置有对获取的电压和电流进行比较判断的模块，以确定是否有失压或断相事件发生，如果发生了失压或断相事件，相关信息将记录于所述存储器中。MCU控制器中还可以运转分时费率，实现分时计量，分时计费功能。实时时钟模块为时段切换提供时基和日历，闰年自动调整。红外接口用于与手持抄表器或红外遥控器通信，可以对电表参数和数据进行设置和抄读。红外信号为38kHz调制信号，抗千扰能力强，通信距离远。RS485接口用于与主站远程通信，远程抄读电表数据和设置电表参数。该接口电路与本实用新型中其它电路进行了光电隔离，不会影响其它电路的功能。所述的显示单元采用LCD显示器，配合所述按键，可以显示测量数据和配置参数。LCD显示器带有背光，方便在光线不足时查看显示。电源模块中的备用电池维持所述实时时钟运行。经按键或红外唤醒后，LCD显示器可以显示数据。经过一个约定的时间后，LCD显示器关闭，重新进入休眠状态。MCU控制器可以对所述后备电池的容量进行监测，在后备电池容量不足时给出报警信息，以便用户及时更换。脉冲输出接口为光电隔离输出，用于精度测试，也可以接入其它电力仪表计量电能。
本实用新型采用软件算法控制，计量精度校准，配合校准设备，自动校表，没有传统的硬件短接点，所以误差不易飘移，杜绝因为人工操作所造成的不合格品的产生，同时提高了校表效率。本实用新型的关键参数和数据釆用寄存器、存贮器校验算法分别存储，确保准确无误。
权利要求1.一种载波远程控制式抄表计费系统，其特征在于包括采样和计量模块，包括电压取样装置、电流取样装置和计量单元；控制管理模块，由MCU控制器和外围模块组成，所述的外围模块包括红外接口、RS485接口、载波接口、阀控输出接口按键输入接口和存储单元；以及给控制管理模块提供电源的电源模块；所述的采样和计量模块对电路参数进行实时采集和测量，并经过计量单元处理后发送给控制管理模块处理，所述的MCU控制器通过载波接口接收计量单元发送的测量数据，并对获得的有功电能进行累计，累计电能存贮于所述存储单元；所述的红外接口用于与手持抄表器或红外遥控器通信，对电表参数和数据进行设置和抄读；所述的RS485接口用于与主站远程通信，远程抄读电表数据和设置电表参数；所述的阀控输出接口具有远程控制通断电功能，通过通讯命令的形式实现供电和断电的集中控制。
2. 如权利要求1所述的抄表计费系统，其特征在于所述的电压取样装置采用电阻分压 电路，所述的电流取样装置采用电流互感器。
3. 如权利要求1所述的抄表计费系统，其特征在于所述的计量单元设置有对取样信号 进行滤波、放大，然后进行A/D转换、计算处理的模块。
4. 如权利要求1所述的抄表计费系统，其特征在于所迷的MCU控制器中设置有运转分 时费率，实现分时计量，分时计费功能的模块。
5. 如权利要求1所述的抄表计费系统，其特征在于所述的RS485接口与其它电路进行 了光电隔离。
6. 如权利要求1所述的抄表计费系统，其特征在于所述的外围模块还包括与MCU控制 器连接的脉冲输出接口，该接口采用光电隔离输出，用于精度测试，或接入其它电力仪表计 量电能。
7. 如权利要求1所述的抄表计费系统，其特征在于所述的电源模块包括电网断电时提 供电源的备用电池，所述的MCU控制器设置有监测备用电池容量，并在备用电池容量不足时 进行报警的模块。
专利摘要本实用新型公开了一种载波远程控制式抄表计费系统，其包括采样和计量模块、控制管理模块、和电源模块。所述的采样和计量模块对电路参数进行实时采集和测量，并经过计量单元处理后发送给控制管理模块处理，所述控制管理模块的MCU控制器通过载波接口接收计量单元发送的测量数据，并对获得的有功电能进行累计、分类计费。本实用新型具有红外，RS485和载波等多种通讯信道，方便自动抄表和分时费率系统的实现，为电力供电系统合理调控用电负荷，提供有效的远程技术手段。
文档编号G01R11/56GK201434880SQ200920131910
公开日2010年3月31日 申请日期2009年5月18日 优先权日2009年5月18日
发明者伟 高 申请人:深圳市森晖电子有限公司