专利名称：单相载波预付费防窃电电表箱的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种预付费电表箱，具有防窃电报警功能，属计量技术领域。
背景技术：
电是工农业生产和人们日常生活中不可缺少的能源，为了合理规划用电量和收取电费，电力部门在供电线路中安装了电度表以便计量用户的用电量。现有电度表一般都是安装于电表箱内，没有防盗装置。在经济利益的驱动下，常有人私自打开电表箱对电路进行改装，以达到窃电的目的。电路被改装后，一般不能及时发现，这不仅给国家造成了经济损失，而且还会带来漏电、失火等事故隐患，严重威胁着人民的生命和财产安全。
发明内容
本实用新型用于克服现有技术的不足而提供一种简单实用的单相载波预付费防窃电电表箱。
本实用新型的问题是以下述技术方案实现的一种单相载波预付费防窃电电表箱，由箱体和安装于箱体内的预付费电度表组成，改进后增设载波通讯电路、主回路控制电路以及监控电路，其中，载波通讯电路的调制信号收发端接于电力线上，通过电力线接抄表中心，其控制、报警信号输出输入端接主回路控制电路的输入端A、B，主回路控制电路的继电器触点串联于主回路电路中，监控电路的监控开关K1安装与箱体门上，其信号输出端接主回路控制电路的信号输入端B，监控电路配有遥控信号发射电路。
上述单相载波预付费防窃电电表箱，所述载波通讯电路由耦合变压器T、载波信号接收电路、载波信号发送电路、调制解调器U1及单片机CPU组成，所述载波信号接收电路由电阻R4～R7、二极管D4、D5及三极管T8组成，其中，电阻R5～R7、三极管T8接成共发射极放大器，电阻R5、R6分别是基极上、下偏置电阻，电阻R7为集电极负载电阻，二极管D4、D5反向并联连接后接于三极管T8的基极与发射极之间，三极管T8集电极的输出信号接调制解调器U1的输入端SIGin，所述耦合变压器T的原边线圈经一个电容C1接电力线，副边线圈经电阻R4接于三极管T8的基极与发射极之间；所述载波信号发送电路由电阻R8、R9、电容C2～C4、三极管T9～T12组成，其中，三极管T11、T12接成OCL放大器，OCL放大器的输出端经电容C2接耦合变压器T的副边线圈，OCL放大器的输入端接三极管T9、T10的集电极，三极管T9的发射极接电源正极，基极经电阻R8和电容C3的串联电路接调制解调器U1的输出端PSKout，三极管T10的发射极接地，基极经电阻R9和电容C4的串联电路接调制解调器U1的输出端PSKout，所述调制解调器U1由半双工异步调制解调器构成，其双工收发控制端R/T接单片机的P15端，接收、发送数据端TXD/RXD接单片机的P16端，其I2C串行总线数据输入、输出端SDA接单片机的P14端，所述单片机的输出端TXD、RXD分别接主回路控制电路的输入端A、B。
上述单相载波预付费防窃电电表箱，所述主回路控制电路由电阻R1、R2、二极管D1、D2、继电器J1以及三极管T1～T6组成，其中，三极管T1的基极接主回路控制电路的信号输入端A，发射极接地，集电极接三极管T2的基极，三极管T2的发射极经电阻R1接电源正极，集电极接继电器J1的吸合线圈的一端，继电器J1的吸合线圈的另一端接三极管T3的集电极，继电器J1的常开触点J1-1串联于主回路电路中，三极管T3的发射极接地，基极接二极管D1、D2的负极，二极管D1、D2的正极，分别接主回路控制电路的输入端A、B，三极管T4的基极接主回路控制电路的信号输入端B，发射极接地，集电极接三极管T5的基极，三极管T5发射极接三极管T2的发射极，集电极接三极管T6的基极，三极管T6的集电极接三极管T2的集电极，发射极经电阻R2接电源负端。
上述单相载波预付费防窃电电表箱，所述监控电路由译码集成块IC1、时基电路IC2、继电器J2、三极管T7、控制开关K1、光电管3DU以及电位器W构成，其中，光电管3DU的发射极接地，集电极经电位器W接电源正极，光电管3DU集电极的输出信号接译码集成块IC1的9脚，三极管T7的发射极接地，基极接译码集成块IC1的11脚，集电极经继电器J2的线圈接电源正极，继电器J2的常开触点一端接时基电路IC2的4、8脚，一端接电源正极，控制开关K1一端接时基电路IC2的3脚，一端接主回路控制电路的输入端B。
上述单相载波预付费防窃电电表箱，所述遥控信号发射电路由编码集成块IC3、电阻R3以及发光二极管D3组成，其中，发光二极管D3负极接地，正极经电阻R3接编码集成块IC3的15脚。
本实用新型利用监控电路采集非法开箱信号，并把信号送到主回路控制电路的信号输入端B，主回路控制电路驱动继电器J1动作，使供电回路断开，阻止了窃电行为的继续进行。与此同时，载波通讯电路从主回路控制电路的信号输入端B得到非法开箱信号，并通过电力线向抄表中心发出报警信号。工作人员将电表箱复原后，由抄表中心发出送电信号，恢复供电。工作人员需要开电表箱时，可先利用遥控器解除监控电路的监控功能，保证供电线路正常运行。本实用新型可以在有人非法开启电表箱时，自动切断主回路电路，自动报警，并只能由抄表中心恢复供电，这样就可以及时发现和制止窃电行为，为电力部门减少经济损失，并消除了事故隐患。
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
图1是本实用新型的电原理框图；图2是主回路控制电路的电原理图；图3是监控电路的电原理图；图4是遥控信号发射电路的电原理图；图5是载波通讯电路的电原理框图；图6是载波通讯电路的电原理图。
图中各集成块的型号是CPU采用89C2051，半双工异步调制解调器U1采用专为电力线通信网络设计的PL2101B，IC1采用MC145028译码集成块，IC2采用5G1555时基电路集成块，IC3采用MC145026编码集成块，继电器J1采用磁饱和继电器JMX-XX，WB为电度表。
图3中，MC145028译码集成块的16脚接电源正极，1、5、12、15等8个脚为编码引脚，图中的1、5脚接高电位线，12脚接地，15脚空置。在实际应用中，选择MC145028的不同管脚与三种状态进行组合，可组成数量极大的编组密码，每个电表箱有单独的密码。MC145026编码集成块的16脚接电源正极，1～7、9、10脚为编码引脚，用户可配合监控电路的密码对遥控信号发射电路组码，一个遥控器可有多组密码分别对应不同的电表箱，在本实施例中，集成块IC3的1、10脚接高电位线，9脚接地，7脚空置，从而构成了一组编码。
本实用新型的工作过程如下载波通讯电路的工作过程在正常情况下，抄表中心发出开通调制信号，信号由电力线送到载波通讯电路，该信号经高通滤波电容器C1进入耦合变压器T，耦合变压器T输出的信号经电阻R4进入由三极管T8组成的共发射极放大器，放大后的信号进入调制解调器U1进行解调，解调后的信号进入CPU，CPU的输出端TXD将开通信号加在主回路控制电路的信号输入端A上，使主回路接通。当有人非法开启电表箱时，监控电路把报警信号送到主回路控制电路的信号输入端B，此信号由CPU的输入端RXD进入单片机，然后被送到调制解调器U1进行调制，调制信号由调制解调器U1的输出端PSKout输出。该信号经电容C3、C4、电阻R8、R9被送到三极管T9、T10的基极，由三极管T9、T10放大后进入由三极管T11、T12组成的OCL放大器进行放大，放大后的信号经电容C2送到耦合变压器T，然后经高通滤波电容器C1、电力线送到抄表中心。二极管D1、D2的作用是对输入信号限幅。
主回路控制电路的工作过程载波通讯电路输出的开通信号，由主回电控制电路的信号输入端A进入，接到三极管T1的基极，并通过二极管D1接三极管T3的基极，三极管T1的集电极电位下降，使三极管T2导通，+12V电压经三极管T2加到继电器J1的吸合线圈上，与此同时，三极管T3也导通，则继电器J1的吸合线圈得电动作，继电器J1的常开触点闭合，供用户用电。由于继电器J1选用的是磁饱和继电器，当开通信号消失后，继电器J1仍保持闭合状态。当断开信号进入主回路控制电路的信号输入端B时，三极管T3、T4导通，T4导通后集电极电位变低，又使三极管T5导通，T5导通后集电极电位升高使得三极管T6导通，-12V电压经三极管T6加到继电器J1的吸合线圈上，继电器J1释放，常开触点断开，停止供电。
监控电路的工作过程当主回路正常工作时，安装于电表箱门上的监控开关K1处于常开状态，集成块IC2没有信号输出。当有人非法打开电表箱门时，监控开关K1闭合，监控电路中的集成块IC2输出信号到主回路控制电路的信号输入端B，使继电器J1释放，常开触点断开，停止供电。抄表中心工作人员需要开电表箱时，先按下遥控信号发射器对应本电表箱的关机密码，监控电路中的光电管3DU接收信号后送入集成块IC1，继电器J2的触点J2-1断开，使集成块IC2断电，这时再打开电表箱门，集成块IC2无信号输出，主回路仍能正常工作。工作人员关上电表箱门后，按下遥控信号发射器对应本电表箱的开机密码，光电管3DU将开机信号送入集成块IC1，继电器J2的触点J2-1闭合，使集成块IC2得电，监控电路又处于工作状态。
权利要求1.一种单相载波预付费防窃电电表箱，由箱体和安装于箱体内的预付费电度表组成，其特征是，增设载波通讯电路、主回路控制电路以及监控电路，其中，载波通讯电路的调制信号收发端接于电力线上，通过电力线接抄表中心，其控制、报警信号输出输入端接主回路控制电路的输入端A、B，主回路控制电路的继电器触点串联于主回路电路中，监控电路的监控开关K1安装与箱体门上，其信号输出端接主回路控制电路的信号输入端B，监控电路配有遥控信号发射电路。
2.根据权利要求1所述单相载波预付费防窃电电表箱，其特征是，所述载波通讯电路由耦合变压器T、载波信号接收电路、载波信号发送电路、调制解调器U1及单片机CPU组成，所述载波信号接收电路由电阻R4～R7、二极管D4、D5及本极管T8组成，其中，电阻R5～R7、三极管T8接成共发射极放大器，电阻R5、R6分别是基极上、下偏置电阻，电阻R7为集电极负载电阻，二极管D4、D5反向并联连接后接于三极管T8的基极与发射极之间，三极管T8集电极的输出信号接调制解调器U1的输入端SIGin，所述耦合变压器T的原边线圈经一个电容C1接电力线，副边线圈经电阻R4接于三极管T8的基极与发射极之间；所述载波信号发送电路由电阻R8、R9、电容C2～C4、三极管T9～T12组成，其中，三极管T11、T12接成OCL放大器，OCL放大器的输出端经电容C2接耦合变压器T的副边线圈，OCL放大器的输入端接三极管T9、T10的集电极，三极管T9的发射极接电源正极，基极经电阻R8和电容C3的串联电路接调制解调器U1的输出端PSKout，三极管T10的发射极接地，基极经电阻R9和电容C4的串联电路接调制解调器U1的输出端PSKout，所述调制解调器U1由半双工异步调制解调器构成，其双工收发控制端R/T接单片机的P15端，接收、发送数据端TXD/RXD接单片机的P16端，其I2C串行总线数据输入、输出端SDA接单片机的P14端，所述单片机的输出端TXD、RXD分别接主回路控制电路的输入端A、B。
3.根据权利要求1所述单相载波预付费防窃电电表箱，其特征是，所述主回路控制电路由电阻R1、R2、二极管D1、D2、继电器J1以及三极管T1～T6组成，其中，三极管T1的基极接主回路控制电路的信号输入端A，发射极接地，集电极接三极管T2的基极，三极管T2的发射极经电阻R1接电源正极，集电极接继电器J1的吸合线圈的一端，继电器J1的吸合线圈的另一端接三极管T3的集电极，继电器J1的常开触点J1-1串联于主回路电路中，三极管T3的发射极接地，基极接二极管D1、D2的负极，二极管D1、D2的正极，分别接主回路控制电路的输入端A、B，三极管T4的基极接主回路控制电路的信号输入端B，发射极接地，集电极接三极管T5的基极，三极管T5发射极接三极管T2的发射极，集电极接三极管T6的基极，三极管T6的集电极接三极管T2的集电极，发射极经电阻R2接电源负端。
4.根据权利要求1所述单相载波预付费防窃电电表箱，其特征是，所述监控电路由译码集成块IC1、时基电路IC2、继电器J2、三极管T7、控制开关K1、光电管3DU以及电位器W构成，其中，光电管3DU的发射极接地，集电极经电位器W接电源正极，光电管3DU集电极的输出信号接译码集成块IC1的9脚，三极管T7的发射极接地，基极接译码集成块IC1的11脚，集电极经继电器J2的线圈接电源正极，继电器J2的常开触点一端接时基电路IC2的4、8脚，一端接电源正极，控制开关K1一端接时基电路IC2的3脚，一端接主回路控制电路的输入端B。
5.根据权利要求1所述单相载波预付费防窃电电表箱，其特征是，所述遥控信号发射电路由编码集成块IC3、电阻R3以及发光二极管D3组成，其中，发光二极管D3负极接地，正极经电阻R3接编码集成块IC3的15脚。
专利摘要一种单相载波预付费防窃电电表箱，用于解决防盗报警功能问题。其技术方案是它由箱体和箱体内的预付费电度表系统组成，改进后，增设载波通讯电路、主回路控制电路及监控电路，监控电路配有遥控信号发射电路。所述载波通讯电路由耦合变压器、载波信号接收及发送电路、调制解调器U1及CPU组成，所述主回路控制电路由二极管D1、D2、继电器J1以及三极管T1～T6组成，所述监控电路由译码集成块、时基电路、继电器J2、三极管、控制开关K1、光电管3DU及电位器W构成，所述遥控信号发射电路由编码集成块、及发光二极管组成。本实用新型可及时发现和制止窃电行为，发出报警信号，既减少了经济损失，又消除了事故隐患。
文档编号G01R11/24GK2879198SQ20062002350
公开日2007年3月14日 申请日期2006年2月9日 优先权日2006年2月9日
发明者尚群柱 申请人:尚群柱