专利名称：多功能可分离式电能表的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种多功能可分离式电能表，属于电量计量仪表技术领域。
背景技术：
电能表是目前电能计量不可缺少的仪表，现广泛使用的有三种类型，机械类、电子类、微电脑类，机械类为传统产品，精度较差，易被窃电，电子类为机械类的升级换代产品，精度高，有防窃电之特牲，但功能单一，微电脑类又可分为微电脑峰谷分时制型，接触式IC卡型和非接触式IC卡型。微电脑峰谷分时制型虽可分时计费，但功能仍单一；接触式IC卡型虽已增设预付费功能，但运行欠可靠，也存在易被窃电之弊端，非接触式IC卡型虽对窃电有所改观，但制造成本高，推广应用率不高。纵观当前所有电能表，只有部分用电控制功能，却均无用电监督的功能，这给电力系统造成了宝贵的资源损失。
发明内容针对现有技术的不足，本实用新型提供一种低成本、高可靠、集用电控制和用电监督于一体的多功能可分离式电能表。
本实用新型一种多功能可分离式电能表，是由底座部份和板表部分组成；该底座部分具有底座壳体11，在该底座壳体11上安装有电源电路20、采样电路22、采样CPU23、继电器电路24及信息交换电路25构成底座部份电路；该板表部分具有一板表壳体12，在该板表壳体12上安装有主控CPU33、显示器13、指示灯14、音响警示电路32、实时时钟电路35、信息交换电路25及备用电池34构成板表部份电路；
该底座部份电路和板表部份电路通过信息交换电路相互连接。
其中，该底座部份电路的构成及连接关系是电源电路20为供电电路，电压电流信号21的输出端连接采样电路22的输入端，该采样电路由电阻、电容、型号为ADE7755的A/D转换器U4及光藕组成，该采样电路22的输出端连接采样CPU23的输入端，该采样CPU23的型号是P87LPC760、该采样CPU23的6、7脚分别连接型号为CAT24WC08的存贮器U6的5、6脚、及分别连接电阻R19、R20的一端、电阻R19、R20的另一端连接电源VCC，采样CPU23的8、9脚分别连接端子的4、3脚，采样CPU23与信息交换电路25双向连接，采样CPU23的输出连接继电器电路24的输入端，该继电器电路24由电阻R5、R6、电容C7、C8、三极管N1、N2、继电器J1及正12V电源组成。
其中，该板表部份电路的构成及连接关系是该主控CPU33的型号为P89LPC932B，该主控CPU33与实时时钟电路35为双向连接，该实时时钟电路35的型号为SD2003A，其6、7脚分别连接电阻R20、R21、电阻R20、R21的另一端连接电源VCC、实时时钟电路35的8脚通过电阻R22连接二极管D1的负极、其二极管D1的正极连接电源VCC、该实时时钟电路35的8脚连接一备用电池34，主控CPU33通过总线经电阻R8、R9、R10、R12、R13、R14、R15、R16连接显示器13及指示灯14，该显示器13通过总线连接由电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7和三极管N1、N2、N3、N4、N5、N6、N7驱动，该指示灯14为发光二极管LED，该发光二极管LED2、LED3、LED4、LED5、LED6、LED7、LED8、LED9的正极相连接后再连接三极管N8的集电极、三极管N8的基极连接电阻R11的一端、电阻R11的另一端连接主控CPU33的28脚、三极管N8的发射极连接电源VCC，发光二极管LED10、LED11、LED12、LED13、LED14、LED15、LED16、LED17的正极相连接后再连接三极管N9的集电极、三极管N9的基极连接电阻R17的一端、电阻R17的另一端连接主控CPU33的4脚、三极管N9的发射极连接电源VCC，该主控CPU33的输出连接音响警示电路32的输入端，该音响警示电路32由扬声器、三极管N10及电阻构成。
本实用新型一种多功能可分离式电能表，其优点是采用了电量计费双CPU互相监督技术，使计量计费更加可靠。硬件上两CPU分离，软件上随机分配，运行时过滤重组，板表与底座分离程序即毁，重新购电方可修复。板表上集成了本电能表的大部分器件，售电时电力部门对其软、硬件的运行一目了然，有效地解决了电力用户遍布城乡各地，面广量大，不易监督管理的难题。本实用新型多功能、低成本、结构合理、使用方便。
图1A、B是本实用新型结构示意图。
图2是本实用新型固定底座部份功能框图。
图3是本实用新型可分离板表部份功能框图。
图4是本实用新型主控CPU工作流程图。
图5是本实用新型采样CPU工作流程图。
图6底座部份电路原理图。
图7板表部份电路原理图。
图中标号如下11底座壳体 12板表壳体13显示器14指示灯 20电源电路22采样电路23采样CPU 24继电器电路 25信息交换电路32音响警示电路 33主控CPU 34备用电池35实时时钟电路具体实施方式
本实用新型一种多功能可分离式电能表，如图1A、B所示，是由底座部份和板表部分组成；该底座部分具有底座壳体11，如图2所示，在该底座壳体11上安装有电源电路20、采样电路22、采样CPU23、继电器电路24及信息交换电路25构成底座部份电路；该板表部分具有一板表壳体12，如图3所示，在该板表壳体12上安装有主控CPU33、显示器13、指示灯14、音响警示电路32、实时时钟电路35、信息交换电路25及备用电池34构成板表部份电路；该底座部份电路和板表部份电路通过信息交换电路相互连接。
如图6所示，其中，该底座部份电路的构成及连接关系是电源电路20为供电电路，电压电流信号21的输出端连接采样电路22的输入端，该采样电路由电阻、电容、型号为ADE7755的A/D转换器U4及光藕组成，该采样电路22的输出端连接采样CPU23的输入端，该采样CPU23的型号是P87LPC760、该采样CPU23的6、7脚分别连接型号为CAT24WC08的存贮器U6的5、6脚、及分别连接电阻R19、R20的一端、电阻R19、R20的另一端连接电源VCC，采样CPU23的8、9脚分别连接端子的4、3脚，采样CPU23与信息交换电路25双向连接，采样CPU23的输出连接继电器电路24的输入端，该继电器电路24由电阻R5、R6、电容C7、C8、三极管N1、N2、继电器J1及正12V电源组成。
如图7所示，其中，该板表部份电路的构成及连接关系是该主控CPU33的型号为P89LPC932B，该主控CPU33与实时时钟电路35双向连接，该实时时钟电路35的型号为SD2003A，其6、7脚分别连接电阻R20、R21、电阻R20、R21的另一端连接电源VCC、实时时钟电路35的8脚通过电阻R22连接二极管D1的负极、其二极管D1的正极连接电源VCC、该实时时钟电路35的8脚连接一备用电池34，主控CPU33通过总线经电阻R8、R9、R10、R12、R13、R14、R15、R16连接显示器13及指示灯14，该显示器13通过总线连接由电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7和三极管N1、N2、N3、N4、N5、N6、N7驱动，该指示灯14为发光二极管LED，该发光二极管LED2、LED3、LED4、LED5、LED6、LED7、LED8、LED9的正极相连接后再连接三极管N8的集电极、三极管N8的基极连接电阻R11的一端、电阻R11的另一端连接主控CPU33的28脚、三极管N8的发射极连接电源VCC，发光二极管LED10、LED11、LED12、LED13、LED14、LED15、LED16、LED17的正极相连接后再连接三极管N9的集电极、三极管N9的基极连接电阻R17的一端、电阻R17的另一端连接主控CPU33的4脚、三极管N9的发射极连接电源VCC，该主控CPU33的输出连接音响警示电路32的输入端，该音响警示电路32由扬声器、三极管N10及电阻构成。
其工作过程是如图2所示，其电压、电流信号21送采样电路22，将当前所用电能生成计数脉冲送采样CPU23，经运算后决定继电器电路24的操作，若用户购电当前余额等于0或非法操作，采样CPU23即命令继电器电路24断电，停止向用户供电，同时将采样数据及运行状态经信息交换电路25等待主控CPU33读取；如图3所示，其主控CPU33通过信息交换电路25将采样CPU23发来的信息进行运算及判别，将待显数据送显示器13，若有提示或告警则起动音响警示电路32，备用电池34专供实时时钟35，并由主控CPU33对其设置参数和读取实时日历时钟数据。
软件的实现过程，如图4、图5所示，图4是本实用新型主控CPU工作流程图，图5是采样CPU工作流程图；本实用新型程序分主控CPU程序，采样CPU程序，掉电中断服务子程序，采样中断服务子程序，板离线中断服务子程序，通讯中断服务子程序以及显示子程序等等，这里只给出图4主控CPU程序和图5采样CPU程序流程图。
如图4所示经采样CPU确认主控CPU板在线，主控CPU由此得电复位，主程序经初始化后，即打开显示器，并与采样CPU双方认证，若认证未通过，则通知采样CPU停止向用户供电，转等待人工处理，同时音响告警。若认证通过，向采样CPU读取电量采样数据，刷新显示，接着检查备用电池状况，若欠好，则通知采样CPU停止向用户供电，等待人工对电池进行处理，同时音响告警。若电池状况良好，转入读日历、时钟，计算当月及累计电量电费，其后再比较两CPU运算结果是否一致，若一致，程序转向继续读取采样CPU电量数据，周而复始，不断循环执行。若不一致，置出错标志，连续三次出错，通知采样CPU停止向用户供电，等待人工处理。
如图5所示首先检测主控CPU板是否在线，不在线则等待，若在线即打开主控CPU板电源，接着两CPU互相认证，若未通过则转关用户电源，等待人工处理。若认证通过即打开用户电源，根据程序运行标志，确定是否进行计量计费运算，若计算后表中余额等于0，即关用户电源等待人工处理，若表中余额不等于0，则为主控CPU读取采样数据作准备，将数据送发送缓冲区。此后若无停止工作的命令，则转循环执行计量数据处理程序。当接到停止工作的命令时，立即关断用户电源并原地待命，此后若接到打开用户电源的新命令，随即转打开用户电源，处理采样数据的程序。若新命令不要求打开用户电源则转等待人工处理的程序。
权利要求1.一种多功能可分离式电能表，其特征在于该电能表是由底座部份和板表部分组成；该底座部分具有底座壳体(11)，在该底座壳体(11)上安装有电源电路(20)、采样电路(22)、采样CPU(23)、继电器电路(24)及信息交换电路(25)构成底座部份电路；该板表部分具有一板表壳体(12)，在该板表壳体(12)上安装有主控CPU(33)、显示器(13)、指示灯(14)、音响警示电路(32)、实时时钟电路(35)、信息交换电路(25)及备用电池(34)构成板表部份电路；该底座部份电路和板表部份电路通过信息交换电路相互连接。
2.根据权利要求1所述的一种多功能可分离式电能表，其特征在于该底座部份电路的构成及连接关系是电源电路(20)为供电电路，电压电流信号(21)的输出连接采样电路(22)的输入端，该采样电路由电阻、电容、A/D转换器U4及光藕组成，该采样电路(22)的输出端连接采样CPU(23)的输入端，该采样CPU(23)的6、7脚分别连接存贮器U6的5、6脚、及分别连接电阻R19、R20的一端、电阻R19、R20的另一端连接电源VCC，采样CPU(23)的8、9脚分别连接端子的4、3脚，采样CPU(23)与信息交换电路(25)为双向连接，采样CPU(23)的输出连接继电器电路(24)的输入端，该继电器电路(24)由电阻R5、R6、电容C7、C8、三极管N1、N2、继电器J1及正12V电源组成。
3.根据权利要求1所述的一种多功能可分离式电能表，其特征在于该板表部份电路的构成及连接关系是该主控CPU(33)与实时时钟电路(35)为双向连接，该实时时钟电路(35)的6、7脚分别连接电阻R20、R21、电阻R20、R21的另一端连接电源VCC、实时时钟电路(35)的8脚通过电阻R22连接二极管D1的负极、其二极管D1的正极连接电源VCC、该实时时钟电路(35)的8脚连接一备用电池(34)主控CPU(33)通过总线经电阻R8、R9、R10、R12、R13、R14、R15、R16连接显示器(13)及指示灯(14)，该显示器(13)通过总线连接由电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7和三极管N1、N2、N3、N4、N5、N6、N7组成的驱动电路，该指示灯(14)为发光二极管LED，该发光二极管LED2、LED3、LED4、LED5、LED6、LED7、LED8、LED9的正极相连接后再连接三极管N8的集电极、三极管N8的基极连接电阻R11的一端、电阻R11的另一端连接主控CPU(33)的28脚、三极管N8的发射极连接电源VCC，发光二极管LED10、LED11、LED12、LED13、LED14、LED15、LED16、LED17的正极相连接后再连接三极管N9的集电极、三极管N9的基极连接电阻R17的一端、电阻R17的另一端连接主控CPU(33)的4脚、三极管N9的发射极连接电源VCC，该主控CPU(33)的输出连接音响警示电路(32)的输入端，该音响警示电路(32)由扬声器、三极管N10及电阻构成。
专利摘要本实用新型一种多功能可分离式电能表，是由底座部分和板表部分组成；该底座部分具有底座壳体，在该底座壳体上安装有电源电路、采样电路、采样CPU、继电器电路及信息交换电路构成底座部分电路；该板表部分具有一板表壳体，在该板表壳体上安装有主控CPU、显示器、指示灯、音响警示电路、实时时钟电路、信息交换电路及备用电池构成板表部分电路；该底座部分电路和板表部分电路通过信息交换电路相互连接。该电能表是集峰谷电能计量、预付费、催缴款、用电统计、用电控制、用电监督於一身的多功能质优价廉电能表。
文档编号G01R11/00GK2724006SQ20042008805
公开日2005年9月7日 申请日期2004年8月19日 优先权日2004年8月19日
发明者沙宏余 申请人:沙宏余