专利名称：带恶性负载控制网络预付费单相电能表的制作方法
技术领域：
本实用新型属于一种电能表，尤其涉及一种带恶性负载控制网络预付费单相电能表。
技术背景当前主流单相电能表主要分为普通机械转盘式电能表和IC卡式预付费电能表， 普通机械转盘式电能表主要功能为用户用电时，电能表记录当月用电量，月终时由供电局 进行抄表记录，然后通知用户到供电局进行缴费，即为“先供电、后付费”的计费模式，其弊 端为如用户不及时缴纳电费，易造成电费的欠缴与滞缴，供电单位自行收费，易造成工作 繁琐、浪费大量人力、物力，增加人力成本；IC卡式预付费电能表主要功能为用户用电时 需提前购买电量，电量计入IC卡，用电时将IC卡插入电表，IC卡以脉冲的形式传送数据， 单片机经过电路分析后在显示电路中显示电量，今后用电时及时扣除用电量，其弊端为用 户如购买电量需到供电局自行购买，不能利用在线网络实现预付费功能，且用户因欠费需 停止供电时，不能用指令远程控制自动断电功能。目前普通机械转盘式电能表和IC卡式预付费电能表主要是计量电能、预付电费 功能，但随着互联网高速发展的今天，需要通过互联网平台实现在线预付费功能电能表，以 实现电能表信息化、自动化和互动化管理，实现用户不出家门就可实现网络电表预付费功 能。
发明内容本实用新型针对现有技术的不足，提供了建立在集成的、高速双向通信网络的基 础上，通过加载系统数字设备和升级电网网络管理系统，提供满足21世纪用户需求的电能 质量、电能管理以及电能的优化高效运行功能，实现电能表的信息化、自动化和互动化的带 恶性负载控制网络预付费单相电能表。为实现以上的目的，本实用新型采用的技术方案是带恶性负载控制网络预付费单相电能表由电压电流检测电路，继电器，校验端口， 指示灯，加密芯片，按键电路，电池电压掉电检测电路，掉电检测电路，电源电路和实时时钟 电路，微电脑控制器、复位和报警电路，闪存芯片，RS485通信电路，外部振荡电路，液晶显 示，调试电路，红外驱动电路组成；其中电压电流检测电路将滤波后电流信号传输给微电脑 控制器，继电器与微电脑控制器相连，进行输出控制，校验端口与微电脑控制器相连，进行 检验信号的输入与输出，指示灯与微电脑控制器相连，用来显示各种状态信号，加密芯片对 网络传输数据经加密解密处理后传输给微电脑控制器进行处理，按键电路与微电脑控制器 相连，进行恢复出厂原始设置，电池电压掉电检测电路和掉电检测电路分别对3. 6V电池电 压和220V电压经电阻分压后传输到微电脑控制器端口，电源电路经整流稳压后供稳定电 源给各电路，实时时钟电路采用校准的RX8025时钟芯片为电表提供实时时钟信息，微电脑 控制器、复位和报警电路采用单相电能计量芯片，当电表欠费时，三极管8050和蜂鸣器输出报警信号，闪存芯片与微电脑控制器端口相连，用来存储电表的各类参数，RS485通信电 路与微电脑控制器串行通信连接，可以通过网络平台实现电量预购、电表数据实时读取、用 指令远程控制开通/关断出线供电功能，外部振荡电路与微电脑控制器相连，为微电脑控 制器提供参考时钟，液晶显示用于显示电能表的各种参数，调试电路与微电脑控制器输出 端口相连，通过外部设备对微电脑控制器进行下载程序、编程和调试，红外驱动电路与微电 脑控制器串行通信，通过红外通信接口可用红外掌机进行本地购电。所述的微电脑控制器采用ATT7025单相电能计量芯片。所述的继电器由两个磁保持继电器组成。所述的RS485通信电路0P3、0P4隔离了双向的通信信号，U8采用了工业级 65LBC3082芯片，并使用放电管、TVS管和热敏电阻实现多级防雷保护措施及接口超强限幅 保护。本实用新型具有如下优点(1)通过RS485通信电路可以实现电量预购、电表实时 数据读取、用指令远程控制开通/关断出线供电；(2)电能表提供红外接口，随系统提供掌 机，掌机具有红外接口，可对各电表进行本地购电功能；(3)先付费后用电、表内无剩余电 量时自动报警和断电功能；(4)具备限流保护功能，当用户负荷超过功率限制值时电表自 动断电；(5)通过加密芯片具备安全认证加密措施保证用户使用电表的高安全性；(6)协议 透支功能、防囤积电量功能。电能表整体建立在集成的、高速双向通信网络的基础上，实现 电能表的信息化、自动化和互动化管理，使用户不出家门就可实现网络电表预付费功能，满 足21世纪用户需求的电能质量。
图1为本实用新型原理图；图2为本实用新型电路具体实施方式
如图1、图2所示，带恶性负载控制网络预付费单相电能表由电压电流检测电路 1，继电器2，校验端口 3，指示灯4，加密芯片5，按键电路6，电池电压掉电检测电路7，掉电 检测电路8，电源电路和实时时钟电路9，微电脑控制器、复位和报警电路10，闪存芯片11， RS485通信电路12，外部振荡电路13，液晶显示14，调试电路15，红外驱动电路16组成。电 压电流检测电路1中P5接口把电阻分流器的电压电流信号引入，经R8、R9、C1、C2组成的滤 波器滤波后，把电流信号送给微电脑控制器；同时经过R35、R36、R37降压后，加到由Rl R7组成的分压器上，再经过R12、R13、C3、C4的滤波后，把电压信号送给微电脑控制器。继 电器2控制输出，由两个磁保持继电器组成，当电表内金额不足时，微电脑控制器会发出指 令，把输出断开，停止输出电能。校验端口 3为校验电表时使用的2个端口，微电脑控制器 把经过信号处理过后的有功电能经OPl隔离后输出，无功电能经0P2隔离后输出，进行检验 信号的输入与输出。指示灯4中有3个状态指示灯，微电脑控制器经处理后，用LED3来指 示欠费信号；用LED4来指示继电器状态；用LED5来指示数据通信状态。网络中的数据传递 给微电脑控制器，微电脑控制器把数据发给加密芯片5，经过加密或解密处理后，才是微电 脑控制器可以处理的数据。按键电路6有两个按键，当K2按下时，微电脑控制器就把所有参数恢复成出厂原始设置；当K3按下时，微电脑控制器允许电表校验。电压掉电检测电路 7中3. 6V电池经过3. 9M和3. 3M电阻分压后，加到比较器TL082的反向端，作为基准电压； 电源的分电压Vcc加到比较器的同向端，当电池电压跌落，低于3. 15V后，信号就会加到微 电脑控制器端口上，电路中的JVCC信号经过R38、R39分压后，作为掉电监测信号送给微电 脑控制器，同时在电源上电时，JVCC信号经Q7反向，作为上电信号送给微电脑控制器。掉 电检测电路8中的JVCC信号经过R38、R39分压后，作为掉电监测信号送给微电脑控制器， 同时在电源上电时，JVCC信号经Q7反向，作为上电信号送给微电脑控制器。电源电路和实 时时钟电路9中220V电源经过PTC热敏电阻和RVl压敏电阻保护后，加到变压器Tl的初 级；次级有2组抽头，一组经Dl、C37、C21、U9、C40、C23后，供给RS485通信电路12使用； 另一组抽头经D2、D3、D4、D5、C38、C22整流稳压后，电压为+12V，供给BL8023磁保持继电 器2和电源检测电路使用，同时经过UlO稳压到3. 6V，供给时钟电路、电池电压检测电路、 微电脑控制电路等其余电路使用，经过校准的RX8025时钟芯片为电表提供实时时钟信息。 微电脑控制器、复位和报警电路10为ATT7025低功耗高性能单相电能计量芯片，片内集成 单相计量功能、处理器功能，LCD驱动器，实时时钟等功能，MAX809R为ATT7025提供复位信 号，当电表欠费时，三极管8050和蜂鸣器输出报警信号。闪存芯片11采用了 ATMEL公司的 AT24C64，用来存储电表的各类参数。RS485通信电路12中0P3、0P4隔离了双向的通信信 号，U8采用了工业级65LBC3082芯片，并使用放电管、TVS管和热敏电阻实现多级防雷保护 措施及接口超强限幅保护，即使380VAC电压误接入也不会损坏该接口。外部振荡电路13 为ATT7025芯片的外部振荡电路，Xl为微电脑控制器实时时钟的振荡器；X2为微电脑控制 器的主振荡器；74LS74是RC振荡器为ATT7025提供参考时钟。液晶显示14采用IXD显示 器，除了正常显示总用电量、剩余电量外，还能额外显示不同信息提示符(包括本次购电电 量、剩余电量、电表常数、电表通讯地址、购电次数、报警电量、负荷电量、囤积电量等)，电量 显示整数位六位、小数位二位。调试电路15通过外部设备对微电脑控制器进行下载程序、 编程和调试。红外驱动电路16中Ull及外围电路组成红外接收电路，驱动三极管Q2、红外 二极管HWl组成红外发送电路，通过红外通信接口可用红外掌机进行本地购电。 本实用新型具有电能表信息化、自动化和互动化管理功能，实现用户不出上家门 就可实现网络电表预付费功能。
权利要求带恶性负载控制网络预付费单相电能表由电压电流检测电路，继电器，校验端口，指示灯，加密芯片，按键电路，电池电压掉电检测电路，掉电检测电路，电源电路和实时时钟电路，微电脑控制器、复位和报警电路，闪存芯片，RS485通信电路，外部振荡电路，液晶显示，调试电路，红外驱动电路组成；其特征在于所述的电压电流检测电路将滤波后电流信号传输给微电脑控制器，继电器与微电脑控制器相连，校验端口与微电脑控制器相连，加密芯片对网络传输数据经加密解密处理后传输给微电脑控制器进行处理，电池电压掉电检测电路和掉电检测电路分别对3.6V电池电压和220V电压经电阻分压后传输到微电脑控制器端口，微电脑控制器、复位和报警电路采用单相电能计量芯片，当电表欠费时，三极管8050和蜂鸣器输出报警信号，闪存芯片与微电脑控制器端口相连，RS485通信电路与微电脑控制器串行通信连接，外部振荡电路与微电脑控制器相连，为微电脑控制器提供参考时钟，调试电路与微电脑控制器输出端口相连，通过外部设备对微电脑控制器进行下载程序、编程和调试，红外驱动电路与微电脑控制器串行通信。
2.根据权利要求1所述的带恶性负载控制网络预付费单相电能表，其特征在于所述 的微电脑控制器采用ATT7025单相电能计量芯片。
3.根据权利要求1所述的带恶性负载控制网络预付费单相电能表，其特征在于所述 的继电器由两个磁保持继电器组成。
4.根据权利要求1所述的带恶性负载控制网络预付费单相电能表，其特征在于所述 的RS485通信电路0P3、0P4隔离了双向的通信信号，U8采用了工业级65LBC3082芯片，并 使用放电管、TVS管和热敏电阻。
专利摘要带恶性负载控制网络预付费单相电能表，其中继电器与微电脑控制器相连，加密芯片对网络传输数据经加密解密处理后传输给微电脑控制器进行处理，微电脑控制器、复位和报警电路采用单相电能计量芯片，当电表欠费时，三极管8050和蜂鸣器输出报警信号，闪存芯片与微电脑控制器端口相连，RS485通信电路与微电脑控制器串行通信连接，外部振荡电路与微电脑控制器相连，为微电脑控制器提供参考时钟，调试电路与微电脑控制器输出端口相连，通过外部设备对微电脑控制器进行下载程序、编程和调试，红外驱动电路与微电脑控制器串行通信，本实用新型具有电能表信息化、自动化和互动化管理功能，实现用户不出家门就可实现网络电表预付费功能。
文档编号G01R22/06GK201654126SQ20092025628
公开日2010年11月24日 申请日期2009年11月19日 优先权日2009年11月19日
发明者于丹石, 秦冬雷 申请人:江南大学;无锡锐泰节能系统科学有限公司;无锡市恒通电器有限公司