专利名称：无线信号遥控可寻址电度表的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电度表，确切地说是一种无线信号遥控的可寻址电度表。
目前，我国居民家庭大都使用电动式电度表对用电量进行计量，由电力部门派人上门抄表，作为用后结算付款的依据。其缺陷是电力部门工作量大，动用劳动力多，劳动效率低，结算付款难度大，技术手段落后。现有的卡式电度表，采用用户预先付款购买一定用电量的磁卡，用电时将该磁卡插入电度表内，对用户预购的用电量自动进行抵扣，较之上述的电动式电度表大有改进，技术手段也较先进，但却给用户带来了些许不便一旦磁卡所购电量抵扣用完，该电度表即自动关闸停止供电，无新购用电量磁卡用户无法用电，影响用户正常的生活和工作秩序。
本实用新型的目的在于提供一种无线信号遥控的可寻址电度表，它能够接收无线遥控信号，将用户预购的用电量写入该表，并能够对该用户的用电量进行计算、抵扣、显示、接通或切断该用户的电源。
本实用新型的技术解决方案是一种无线信号遥控的可寻址电度表，其特征在于包括信号接收模块、电量计算模块、微处理器模块、显示模块和开关模块；所述的信号接收模块对接收的无线射频信号进行解调，还原为数据控制信号，经比较确认地址后将数据控制信号加到微处理器模块；所述的电量计算模块经对用户电源的电压、电流取样，放大后进行能量计算，并将计算出的能量值输送到微处理器模块；所述的微处理器模块对信号接收模块和电量计算模块输送来的控制信息进行处理，并对非易失存储模块、显示模块和开关模块按预设的程序进行控制。
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。
图1为本实用新型结构示意图；图2为信号接收模块电原理图；图3为微处理器模块电原理图；图4为非易失存储模块电原理图；图5为电量计算模块电原理图；图6为开关模块电原理图；图7为显示模块电原理图。
参见图1。本实施例的电度表由信号接收模块1、电量计算模块2、微处理器模块3、非易失存储模块4、显示模块5和开关模块6组成。
信号接收模块4(见图2)由变频电路和比较器组成，用于对接收的无线射频信号进行解调还原为数据控制信号和地址比较。变频电路由接收集成电路U1(MC3363)、晶体X1、X2、滤波器F1、F2及若干电阻、电容、电感和天线组成二次变频电路，将无线射频信号接收、解调、还原为数据控制信号输送到由可编程逻辑器件U2(EPLD)组成的比较器进行地址比较，确认。若地址不符，该比较器无输出；若地址相符，该比较器将有关数据控制信号输送到微处理器模块3，该信号接收模块也可由寻呼机改装而成。
电量计算模块5(见图5)由整流电路、电压、电流取样电路和一个带有能量计算引擎的单片电量计算专用芯片U10组成，主要用于对用户的用电量的计算。整流电路由电容器C1、C2、C3，电阻R3、R4和二极管D1、D2、D3组成，其输出作为本电度表各模块的工作电源。电压、电流取样电路由电阻R1、R2和Rs组成交流电压和交流电流耦合电路，对用户的用电情况进行取样，以供单片电量计算专用芯片U10计算该用户的用电量。带有能量计算引擎的单片电量计算专用芯片U10(CS5460)是目前国际上适用于住宅用电计量的最精确的测量装置，其内部包括一个可编程增益放大器(PGA)、两个16位分辨率、2KHZ信号带宽同时取样的Δ∑模数转换器(ADC)、两个高速数字滤波器(Digital Filter)、两个高通滤波器(HPF)、一个2.5V内部基准电压、一个可检测电力不足或电源故障的电源监视器(PM)、一个持续监视串口通信的定时器(WDT)，并具有能量、功率计算功能。特别是每个参数均具有24位数字的校准功能，使其具有很高的校准精度。其运行原理是电流通道和电压通道的信号被放大器(PGA)放大后，通过Δ∑模数转换器(APC)转换为数字信号，再通过高通滤波器(HPF)消除信号中的直流成份，将其送到能量计算引擎中算出能量值，然后通知微处理器模块3计算完毕并将能量值取走。
微处理器模块3(见图3)由内部带4K的EEPROM的单片机U3(AT89C51)及锁存器U4(74LS373)组成，对接收模块1和电量计算模块2输送来的控制信息进行处理，并对非易失存储模块4、显示模块5和开关模块6按预设的程序进行控制。
非易失存储模块4(见图4)主要由容量为2Kbyte的EEPROMU5(2817A)组成，对微处理器模块3输送来的用户当前电量信息进行存储，以防止电源中断时微处理器模块3因掉电而丢失用户当前的电量信息。
显示模块5(见图7)由显示电路、驱动电路、位选择电路组成，根据微处理器模块3输送来的控制信号，显示用户可用电量数值或资金。显示电路由带小数点位的数码管LD1-LD6组成，也可用LCD显示板。驱动电路由U6、U7(7407)组成。位选择电路由U8(74LS138)组成。
开关模块6(见图6)由继电器J1、J2、继电器驱动电路和继电器保护电路组成。根据微处理器模块3发来的指令，控制用户电源的接通或切断。继电器驱动电路由开关三极管BG1、BG2和偏置电阻R1、R2组成。继电器J1、J2保护电路由二极管D1、D2组成。
其工作过程是信号接收模块1将接收解调还原的数据控制信号输送到比较器U2，经比较确认地址后将该用户预购的用电量控制信号输送到微处理器模块3。微处理器模块3由单片机U3读取该用户可用电量信息，由锁存器U4计入并通知非易失存储模块5存储，同时单片机U3驱动显示模块5显示，驱动开关模块6接通该用户电源，启动电量计算模块2进行电量计算。电量计算模块2由电压、电流取样电路提取电压、电流值经带有能量计算引擎的单片电量计算专用芯片U10内的放大器PGA放大后，再由Δ∑模数转换器APC转换的数字信号，通过高通滤波器HPF消除信号中的直流成分，将其送到能量计算引擎中算出能量值，然后通知微处理器模块3计算完毕并将能量值取走。微处理器模块3由单片机U3将其与用户可用电量进行抵扣，由锁存器U4计入并通知非易失存储模块5存储。当电力中断时非易失存储模块5存储当前用户的用电量，在电力恢复后由单片机读出，同时由单片机U3驱动显示模块5显示。当用户所购用电量与所用电量抵扣完后，单片机U3驱动开关模块6切断该用户电源，并驱动显示模块5显示当前可用电量或交费提示信息。
本实用新型由于能够接收无线遥控信号并能够将用户预购的可用电量通过无线遥控信号寻址写入该用户的电度表，并根据用户所购的用电量自动进行计算、抵扣、显示、接通或切断该用户的电源，极大地方便了电力管理部门和居民用户。电力部门只需设置相应的管理中心，通过主控计算机启动无线遥控信号发射装置，即可实现对该电度表的遥控，该管理中心的主控计算机还可与各收费网点进行联网，用户可就近在住处附近任何一个收费网点预缴电费。如果用户在夜间已付费的用电量突然用完，用户可打电话到管理中心，经管理中心认证后，即给用户发送限量的未付费的用电控制信息，该电度表收到该控制信息后，立刻接通该用户的电源，同时计量用户未付费的用电量并存储，该部分未付费的用电量将在日后付费后的用电量中自动扣除。同时，该电度表也为分时段计费奠定了基础，例如在用电低峰时，为了提高电力的利用率，电力部门可打折计价，只要由管理中心发射通播控制码就可以很容易地实现分时段计费。另外，本实用新型还具有技术先进、运行可靠、容量大、功能全、使用方便等优点，可作为电动式电度表的替代产品广泛应用。
权利要求1.一种无线遥控的可寻址电度表，其特征在于包括信号接收模块(1)、电量计算模块(2)、微处理器模块(3)、非易失存储模块(4)、显示模块(5)、开关模块(6)；所述的信号接收模块(1)对接收的无线射频信号进行解调、还原为数据控制信号，经比较确认地址后，将数据控制信号加到微处理器模块(3)；所述电量计算模块(2)经对用户电源的电压、电流取样放大后进行能量计算，并将计算出的能量值输送到微处理器模块(3)；所述的微处理器模块(3)对信号接收模块(1)和电量计算模块(2)输送来的控制信息进行处理，并对非易失存储模块(4)、显示模块(5)和开关模块(6)按预设的程序进行控制。
2.根据权利要求1所述的一种电度表，其特征在于所述的信号接收模块(1)由变频电路和比较器U2组成，用于对接收的无线射频信号进行解调、还原为数据控制信号和地址比较。
3.根据权利要求1所述的一种电度表，其特征在于所述的电量计算模块(2)由整流电路、电压、电流取样电路和一个带有能量计算引擎的单片电量计算专用芯片(U10)组成，主要用于对用户的用电量的计算。
4.根据权利要求1所述的一种电度表，其特征在于所述的微处理器模块(3)由内部带4K的EEPROM的单片机(U3)及锁存器(U4)组成，对信号接收模块(1)和电量计算模块(2)输送来的控制信息进行处理，并对非易失存储模块(4)、显示模块(5)和开关模块(6)按预设的程序进行控制。
5.根据权利要求1所述的一种电度表，其特征在于所述的非易失存储模块(4)主要由容量为2Kbyte的EEPROM(U5)组成，对微处理器模块(3)输送来的用户当前电量信息进行存储。
6.根据权利要求1所述的一种电度表，其特征在于所述的显示模块(5)由显示电路、驱动电路和位选择电路组成，根据微处理器模块(3)发来的指令显示用户当前可用电量数值。
7.根据权利要求1所述的一种电度表，其特征在于所述的开关模块(6)由继电器(J1、J2)、继电器驱动电路和继电器保护电路组成，根据微处理器模块(3)发来的指令控制用户电源的接通或切断。
专利摘要一种无线信号遥控的可寻址电度表,由信号接收模块接收无线遥控信号,电量计算模块经对用户电源的电压、电流取样放大后进行能量计算,由微处理器模块对上述遥控信号和能量信号进行处理,并对非易失存储模块、显示模块和开关模块进行控制。改变现有电度表单独计量,电力部门上门抄表,用后结算付款的管理方式,具有技术先进,运行可靠,容量大,功能全,使用方便等特点,可取代现有电度表广泛应用,为实现住宅用电管理的网络化、现代化提供了极大的方便。
文档编号G01R22/00GK2404128SQ9923026
公开日2000年11月1日 申请日期1999年12月9日 优先权日1999年12月9日
发明者杨瑞民, 王进, 杨景曙, 叶彤, 吕杨 申请人:杨瑞民, 王进, 杨景曙, 叶彤, 吕杨