专利名称：多用户用电预收费控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型是涉及一种在电业部门应用的多用户用电预收费控制器。
目前，用电户拖欠电费是令电力部门头痛的事。为解决拖欠电费收费难的问题，有时不得不采取强制办法断电，既不科学，又不安全。为此人们研制出各种收费装置，如IC卡电表，配变预收费装置等等，以IC卡电表为例，它是在每块电表内装有电源电路、IC卡插座，显示电路、计算存储电路、振荡电路，其结构复杂，使用时，每户购一块IC卡电表，多户集装在一箱体内，安装麻烦，成本高，不易推广应用，而且使用起来，并不能完全有效地满足电力部门及广大用户的需求。
本实用新型的目的是提供一种新型的多用户用电预收费控制器，可有效地解决用电收费难的问题。
本实用新型的目的是这样来实现的，在箱体内装电度表及继电控制器，箱门内侧装控制器，其门上开有抄表孔和IC卡插卡孔及电量数码显示，控制器内装有控制电路，其控制电路由电源电路、加密IC卡识别、数据读取电路、振荡电路、数据运算、存储电路、数码显示电路、脉冲采集、整形、放大、显示电路、信号隔离和传递电路及声光报警、通断电路构成。
本实用新型结构新颖，安装使用方便，成本低，可供多户使用，控制效果好，可有效地解决用户拖欠电费问题，有利电业的管理和发展，经济和社会效益显著。
以下结合附图对本实用新型的结构作详细说明。
图1为本实用新型的结构图(打开箱门)。
图2为本实用新型的结构外部主视图。
图3为本实用新型的控制电路图。
由图1、图2所示，本实用新型是在箱体1前面有箱门2，箱体内装有电度表9、继电控制器8，箱门内面装有控制器7，其门面板上开有抄表孔5，插IC卡孔4和电量数码显示孔6，控制器7由壳体内电路板上的控制电路构成。其控制电路是由电源电路、加密IC卡识别、数据读取电路、振荡电路、数据运算、存储电路、数码显示电路、脉冲采集、整形、放大、显示电路、信号隔离传递电路和声光报警、通断电路构成。所说的电源电路是变压器T1、二极管整流桥Q1、电容E1、电容C16、稳压集成电路U10(可采用7805)、电容C15、电容E2组成+5V电源电路和由变压器T2、二极管整流桥Q2、电容E3、E4组成VCC电源电路构成，变压器T1经整流轿Q1并联接电容E1、电容C16，电稳压集成电路U10同电容E1、电容C16、电容E2、整流轿Q1相接，输出+5V电压，变压器T2接整流桥Q2，经整流桥接电容E3、E4，输出电压VCC供控制电路各部分用电；
所说的加密IC卡识别、数据读取电路是由单片机U1(可采用89C51)、三极管BG1、电阻R13-R19、R43、IC卡座K1组成，三极管BG1集电极接电阻R43，经电阻R43接ICK座K1，电阻R13至R18并联接ICK座K1，三极管BG1的基极接电阻R19，经电阻R19接电阻R16，电阻R13至R19接单片机U1，电阻R13至R18和三极管BG1的发射极接+5V电源端，单片机U1接电容C7、C8及晶振构成振荡电路，单片机U1同存储器集成电路U3、U4相接，构成数据运算、存储电路，U3可采用25O45，U4可采用24C45；单片机U1同显示驱动集成电路U5、U6、U7、U8、U9相接(均采用74L S164显示驱动集成块)，再接数码管LED1、LED2、LED3、LED4、LED5，与电阻R21、R22、R23、R24、R25构成数码显示电路；所说的各户电度表的脉冲采集、整形、放大电路是由单片机U1、触发器集成电路U2(可采用40106触发器)、电容C1至C6、电阻R1至R12、光电传感器B1至B6构成，触发器U2由U2A、U2B、U2C、U2D、U2E、U2F门电路构成，单片机U1接触发器门U2A至U2F，U2A接电容C1、电阻R2、光电传感器B1，电阻R1两端分别接光电传感器B1和电阻R2、电容C1，U2B接电容C2、电阻R4和光电传感器B2，电阻R3两端分别接电容C2、电阻R4和光电传感器B2，U2C接电阻R6、电容C3和光电传感器B3，电阻R5两端分别接电容C3、电阻R6和光电传感器B3，U2D接电容C4、电阻R8和变电传感器B4，电阻R7两端分别接电容C4，电阻R8和光电传感器B4，U2E接电容C5、电阻R10、光电传感器B5，电阻R9两端分别接电容C5、电阻R10和光电传感器B5，U2F接电容C6、电阻R12和光电传感器B6，电阻R11两端分别接电容C6，电阻R12和光电传感器B6。
所说的脉冲显示电路是由发光二极管L1至L6、电阻R44至R49构成，电阻R44至R49并接后，电阻R44接发光二极管L1，电阻R45接发光二极管L2，电阻R46接发光二极管L3，电阻R47接发光二极管L4，电阻R48接发光二极管L5，电阻R49接发光二极管L6，并分别接U2A至U2F和单片机U1。
所说的控制信号隔离和传递电路是由光电隔离G1至G6、电阻R20、R26至R30构成，光电隔离G1经电阻R20接单片机U1，光电隔离G2经电阻R26接单片机U1，光电隔离G3经电阻R27接单片机U1，光电隔离G4经电阻R28接单片机U1，光电隔离G5经电阻R29接单片机U1，光电隔离G6经电阻R30接单片机U1；发光二极管L7、蜂鸣器M1相接后再接入单片U1构成声光报警电路；所说的通断电路是由电容C9至C14、电阻R31至R42、三极管BG2至BG7、二极管D1至D6、继电器J1至J6构成，三极管BG2至BG7的基极分别经电阻、电容和光电隔离相接，各发射极相连，集电极同二极管及继电器相连，用作控制器信号的放大，执行用户用电的通、断电路。其具体连接是，三极管BG2的基极经电阻R41接电阻R42、电容C14和光电隔离G1，发射极接电阻R39、电容C14并同光电隔离G2至G7的发射极及电阻R31至R37相连，集电极同二极管D1、继电器J1相连；三极管BG3的基极经电阻R39接电阻R40、电容C13，再接光电隔离G2，集电极接二极管D2及继电器J2；三极管BG4基极经电阻R37接电阻R36、电容C12；再接光电隔离G3，集电极接二极管D3、继电器J3；三极管BG5基极经电阻R35接电阻R36、电容C11，再接光电隔离G4，集电极同二极管D4、继电器J4相接；三极管BG6基极经电阻R33接电阻R34、电容C10，再接光电隔离G5，集电极同二极管D5，继电器J5相连；三极管BG7的基极经电阻R31接电阻R32、电容C9，再接光电隔离G6，集电极接二极管D6及继电器J6。
本实用新型在工作时，多户共用电源电路、显示电路、IC卡识别电路、计算存储电路、振荡电路、报警电路，各户分别工作，互不影响。用户将购有电量的IC卡插入卡座，IC卡识别电路识别IC卡的密码、电量等信息，识别正确后自动将电量保存并为该户合闸供电，光电传感器把电度表的盘转数转换成脉冲，经整形、放大送入单片机U1进行数据运算、处理比较、存储电量，将数据送到显示电路，供用户查看。同时比较所设定报警阀值，低于设定报警阀值时输出声光报警提醒用户及时购电。当任何一户电量为零时就输出断电信号经光电隔离送到控制信号的放大执行电路，执行断电。
使用时可室内或室外安装，各户电源线经继电控制器、电度表计量到用户，电度表内安装光电传感器，传感器引出表盘旋转脉冲(在表盘上做黑色标记)进入控制器进行减计数，以达到控制用户用电的目的。在使用中，若用户增多，只需增加相同的电度表，脉冲采集、整形、放大电路、继电器电路控制部分即可。
由上述看出，本实用新型是1、集电能计量、收费于一体，采用最新电子货币“加密IC卡”作为购电媒介，以无法破译的密码保证了收费系统的安全性和可靠性；2、本实用新型为一体化结构，不需与任何电器相配套即可自动完成电能计量和预收费功能。
3、能安装不同型号的电度表。
4、5位数码管显示电量信息，及时提醒用户购电。
5、箱体设计严密，用户无法窃电。
6、电度表反转，控制器视为用电量。
该实用新型的推出，彻底改变了现行电业的收费模式，为发展电力事业作出积极的贡献。
权利要求1.多用户用电预收费控制器，是在箱体(1)前面有箱门(2)，箱体内装有电度表(9)、继电控制器(8)，其特征在于箱门内面装有控制器(7)，其门面板上开有抄表孔(5)、插IC卡孔(4)和电量数码显示孔(6)，控制器(7)由壳体内电路板上的控制电路构成，其控制电路是由电源电路、加密IC卡识别、数据读取电路、振荡电路、数据运算、存储电路、数码显示电路、脉冲采集、整形、放大、显示电路、信号隔离、传递电路和声光报警、通断电路构成。
2.根据权利要求1所述的多用户用电预收费控制器，其特征在于所说的加密IC卡识别、数据读取电路是由单片机U1、三极管BG、电阻R13--R19、R43、ICK座K1组成，三极管BG1集电极接电阻R43，经电阻R43接ICK座K1，电阻R13至R18并联接ICk座K1，三极管BG1的基极接电阻19，经电阻R19接电阻R16，电阻R13至R19接单片机U1，电阻R13至R18和三极管BG1的发射极接+5V电源端，单片机U1接电容C7、C8及晶振构成振荡电路，单片机U1同存储器集成电路U3、U4相接，构成数据运算、存储电路，U3可采和25O45，U4可采用24C45；单片机U1同显示驱动集成电路U5、U6、U7、U8、U9相接，再接数码管LED1、LED2、LED3、LED4、LED5，与电阻R21、R22、R23、R24、R25构成数码显示电路。
3.根据权利要求1所述的多用户用电预收费控制器，其特征在于所说的各户电度表的脉冲采集、整形、放大电路是由单片机U1、触发器集成电路U2、电容C1至C6、电阻R1至R12、光电传感器B1至B6构成，触发器U2由U2A、U2B、U2C、U2D、U2E、U2F门电路构成，单片机U1接触发器门U2A至U2F，U2A接电容C1、电阻R2、光电传感器B1，电阻R1两端分别接光电传感器B1和电阻R2、电容C1，U2B接电容C2电阻R4和光电传感器B2，电阻R3两端分别接电容C2，电阻R4和光电传感器B2，U2C接电阻R6，电容C3和光电传感器B3，电阻R5两端分别接电容C3，电阻R6和光电传感器B3，U2D接电容C4、电阻R8和光电传感器B4，电阻R7两端分别接电容C4、电阻R8和光电传感器B4，U2E接电容C5、电阻R10、光电传感器B5，电阻R9两端分别接电容C5、电阻R10和光电传感器B5，U2F接电容C6、电阻R12和光电传感器B6，电阻R11两端分别接电容C6、电阻R12和光电传感器B6。
4.根据权利要求1所述的多用户用电预收费控制器，其特征在于所说的脉冲显示电路是由发光二极管L1至L6，电阻R44至R49构成，电阻R44至R49并接后，分别同L1至L6相接。
5.根据权利要求1所述的多用户用电预收费控制器，其特征在于所说的控制信号隔离和传递电路是由光电隔离G1和G6、电阻R20、R26至R30构成，光电隔离G1至G6分别经电阻R20、R26至R30接单片机U1，发光二极管L7与蜂呜器M1相接后再接入单片U1构成声光报警电路。
6.根据权利要求1所述的多用户用电预收费控制器，其特征在于所说的通断电路是由电容C9至C14、电阻R31至R42、三极管BG2至BG7、二极管D1至D6、继电器J1构成，三极管BG2至BG7的基极分别经电阻、电容和光电隔离相接，各发射极相连，集电极同二极管及继电器相连。
专利摘要本实用新型是一种在电业部门应用的多用户用电预收费控制器,其结构在于是箱体前面有箱门、箱体内装有电度表、继电控制器,门内面有控制器,面板上开有抄表孔、插IC卡孔和显示孔,控制器由壳体内电路板上的控制电路构成,控制电路由电源、识别、读取、振荡、运算、存储、脉冲采集、整形、放大、信号隔离、传递及声光报警、通断几部分电路构成,其结构新颖、安装使用方便,安全可靠,能有效控制各用户用电,有利于电业的管理及发展。
文档编号G01R11/56GK2363287SQ9923709
公开日2000年2月9日 申请日期1999年1月20日 优先权日1999年1月20日
发明者方太命, 赵海峰 申请人:方太命, 赵海峰