专利名称：网络预付费三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，尤其涉及一种具有网络预付费三相电能表 背景技术当前主流三相电子式电能表主要分为普通三相电能表和电子式卡式预付费三相 电表。普通三相电能表主要功能为记录用户当月用电量，月终时有供电局进行抄表记录用 当月电量，然后通知用户到供电局进行缴费；电子式卡式预付费三相电表主要功能为用 户用电时需提前购买电量，然后插入电表，由电表记录新购电量，今后用电时及时扣除用电 量。普通三相电能表和电子式卡式预付费三相电表均存在以下弊端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。为解决以上问题后发明了具有无限传输功能的三相电能表，以国家知识产权局已 公开的“多功能三相电能表”(专利号=200420115611. 2)专利为例，该专利包括主机CPU、若 干设有从机CPU抄表机，三相电能计量信号输入主机CPU，主机CPU存储计量有功电量、无功 电量通过CPU传输数据，实现无线抄表功能，该专利虽解决远程抄表功能，但不具有电表实 时数据读取、用指令远程控制开通/关断出线供电，协议透支功能、防囤积电量功能，不能 实现21世纪用户电能信息化、自动化和互动化管理功能。
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、自动化和互动化的网 络预付费三相电能表。为实现以上的目的，本实用新型采用的技术方案是网络预付费三相电能表由继电器，报警电路，液晶显示，RS485通信电路，微电脑控 制器、编程和电表校验电路，电池电压掉电检测和实时时钟电路，红外通信电路，通信端口 选择电路，电压电流检测电路，电源电路组成，其中继电器与微电脑控制器相连，当电表内 金额不足时，微电脑控制器会发出指令进行输出控制，报警电路与微电脑控制器输出端口 相连，由微电脑控制器发出指令进行报警提示，液晶显示用于显示电能表的各种参数，微电 脑控制器、编程和电表校验电路为低功耗高性能单片机芯片，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，电池电压掉电检测电路对分压后电压传输到微电脑控制器端口， 实时时钟电路是经过校准的PCF8563时钟芯片为电表提供实时时钟信息，红外通信电路与 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，通信端口选择电 路通过对红外信号和RS485通信信号选择后传输微电脑控制器，电压电流检测电路对采集 信号处理后传输给微电脑控制器，电源电路经整流稳压后供稳定电源给各电路。[0007]所述的微电脑控制器为PIC16F76单片机芯片，电路中的K1是编程按键，电路中 0P1为电表校验电路，电路中11. 058M为微电脑控制器的主振荡器，电路中LD2为通信指示 灯，LD3为继电器分合指示灯。所述的RS485通信电路采用MAX3082芯片，并使用放电管、TVS管实现多级防雷保 护措施及接口超强限幅保护。所述的电压电流检测电路采用AD7752计量芯片，A相电流信号经T4隔离后，加到 计量芯片AD7752的引脚上；B相电流信号经T5隔离后，加到计量芯片AD7752的引脚上；C 相电流信号经T6隔离后，加到计量芯片AD7752的引脚上。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)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，网络预付费三相电能表由继电器1，报警电路2，液晶显示3， RS485通信电路4，微电脑控制器、编程和电表校验电路5，电池电压掉电检测和实时时钟电 路6，红外通信电路7，通信端口选择电路8，电压电流检测电路9，电源电路10组成。继电 器1由一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。报警电路2采用555芯片，当电表出现欠费、缺相等故障时，由微电脑控 制器发出指令给555芯片，驱动蜂鸣器输出报警信号。微电脑控制器把信号加载到液晶驱 动芯片PCF8562上，由PCF8562驱动定制液晶显示3显示各类参数。RS485通信电路4中两 个PS2501隔离了双向的通信信号，RS485通信电路采用了工业级MAX3082芯片，并使用放 电管、TVS管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，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。微电脑控制器、编程和 电表校验电路5采用PIC16F76低功耗高性能单片机芯片，内置闪存芯片采用了 ATMEL公司 的AT24C04，用来存储电表的各类参数；电路中的K1是编程按键，当K1按下时，可以对微电 脑控制器进行编程操作，在电表正常运行时按下K1，就可以所有参数恢复成出厂原始设置； 电路中0P1为电表校验电路，微电脑控制器把经过信号处理过后的有功电能，变换成脉冲， 经0P1隔离后输出；电路中11. 058M为微电脑控制器的主振荡器；电路中LD2为通信指示 灯；LD3为继电器分合指示灯。电池电压掉电检测6模块中3. 6V电池经过1M和1.5M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；实时时钟电路6采用 经过校准的PCF8563时钟芯片为电表提供实时时钟信息。红外通信电路7分为红外接收电 路和红外发送电路，U8及外围电路组成红外接收电路，驱动三极管Tl、T2、红外二极管HD1 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。通信端口选择电路8 采用CMOS芯片4066是一款数据选择芯片，当有红外有信号时，微电脑控制器就把通信端口 接到红外电路上；当RS485电路有信号时，微电脑控制器就把通信端口接到RS485电路上。 电压电流检测电路9采用Analog Device公司的多功能三相计量AD7752芯片，AD7752把电 压电流信号采集后，进行处理，然后把处理过后的信号送给微电脑控制器，A相电压信号经 过电阻 R43、R44、R45、R46、R47、R48、R49、R50、R51、R52、R53 分压后，加到计量芯片 AD7752 的引脚上；B 相电压信号经过电阻 R32、R33、R34、R35、R36、R37、R38、R39、R40、R41、R42 分 压后，加到计量芯片AD7752的引脚上；C相电压信号经过电阻R21、R22、R23、R24、R25、R26、 R27、R28、R29、R30、R31分压后，加到计量芯片AD7752的引脚上。A相电流信号经T4隔离 后，加到计量芯片AD7752的引脚上；B相电流信号经T5隔离后，加到计量芯片AD7752的引 脚上；C相电流信号经T6隔离后，加到计量芯片AD7752的引脚上；U3把处理过后的信号隔 离后输出，用于电表的校准。电源电路10中380V电源经过RV1压敏电阻保护后，加到变压 器Tl、T2、T3的初级；次级抽头经3个4007半波整流后，再经U2稳压，供给RS485通信电 路使用；另一组抽头经4个二极管整流稳压后，供给实时时钟电路、电池电压检测电路、微 电脑控制器电路等其余电路使用。 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。
权利要求网络预付费三相电能表由继电器，报警电路，液晶显示，RS485通信电路，微电脑控制器、编程和电表校验电路，电池电压掉电检测和实时时钟电路，红外通信电路，通信端口选择电路，电压电流检测电路，电源电路组成，其特征在于所述的继电器与微电脑控制器相连，微电脑控制器、编程和电表校验电路为低功耗高性能单片机芯片，RS485通信电路与微电脑控制器串行通信连接，电池电压掉电检测电路对分压后电压传输到微电脑控制器端口，电池电压掉电检测电路对分压后电压传输到微电脑控制器端口，红外通信电路与微电脑控制器串行通信，通信端口选择电路通过对红外信号和RS485通信信号选择后传输微电脑控制器，电压电流检测电路对采集信号处理后传输给微电脑控制器。
2.根据权利要求1所述的网络预付费三相电能表，其特征在于所述的微电脑控制器 为PIC16F76单片机芯片，电路中的K1是编程按键，电路中0P1为电表校验电路，电路中 11. 058M为微电脑控制器的主振荡器，电路中LD2为通信指示灯，LD3为继电器分合指示灯。
3.根据权利要求1所述的网络预付费三相电能表，其特征在于所述的RS485通信电 路采用MAX3082芯片，并使用放电管、TVS管。
4.根据权利要求1所述的网络预付费三相电能表，其特征在于所述的电压电流检测 电路采用AD7752计量芯片，A相电流信号经T4隔离后，加到计量芯片AD7752的引脚上；B 相电流信号经T5隔离后，加到计量芯片AD7752的引脚上；C相电流信号经T6隔离后，加到 计量芯片AD7752的引脚上。
专利摘要网络预付费三相电能表，其中其中继电器与微电脑控制器相连，报警电路与微电脑控制器输出端口相连，液晶显示用于显示电能表的各种参数，微电脑控制器、编程和电表校验电路为低功耗高性能单片机芯片，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，电池电压掉电检测电路对分压后电压传输到微电脑控制器端口，红外通信电路与微电脑控制器串行通信，通信端口选择电路通过对红外信号和RS485通信信号选择后传输微电脑控制器，整体具有电能表信息化、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。
文档编号G01R22/06GK201689130SQ20092025629
公开日2010年12月29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