专利名称：智能电卡电度表的制作方法
技术领域：
本实用新型属一种电子仪器，主要应用于计量电量多少防止窃电的一种智能性电度表。
目前人们普遍还使用感应式字轮显示电度表，这种人工抄表收费的先用电后缴费的管理方式存在以下几个方面的缺陷。(1)使各级电管部门工作被动，即单调又繁锁，浪费人力和精力，加之人工收费难勉有“人情电”，给国家造成损失，(2)电表本身而言，尽管在装置电表前，对电表已做过校验，加封，但由于不可改变的并联供电接线方式，使不少稍有电工常识者很容易跨表盗电，使国家蒙受极大的经济损失。另外，目前报导已研制成功的一种防窃电控制器，仅以防窃电为单一目的，一旦用户窃电，即进入死保护状态，重新恢复送电需要人工处理、纠正。这种装置的缺陷在于①不能实现违章自动处罚，也不能实现区域性网络化管理，②频繁地切断违章用户的供电线路，恢复供电时比原来成倍地增加了管理人员的工作量；同时，也不可能完全防止“人情电”的使用。
本实用新型的目的是克服上述所存在的问题，设计一种智能电卡装置与现有电表并联组合而成的一种智能电卡电度表，使之实现计算机网络管理，使供电者与用户通过一种售卡机与电卡电度表上的电卡形式不可改变的“一对一”关系，本实用新型中设计有用原电表计度字轮产生的的“度脉冲”对电量进行统计；采用半导体器件对用电量、窃电记录等信息进行记忆；采用微电脑对电卡的存在与否，真伪情况进行识别，随时对用户的用电情况进行同步自动监控和处理，防止盗电和“人情电”行为。
本实用新型是以下列技术措施来实现它是由一种智能电卡装置与现有电表并联组合而成，所述的智能电卡装置由变压、整流、滤波电路(1)、由电度表和度脉冲采样器构成、而产生度脉冲信号的电量计量及采样电路(2)、控制供电的通断、产生中断响应进行累计及处理仲栽信号的微电脑及密码电路(3)、EEPROM为主要器件的电卡电路(4)、电流方向相反的两根直导线及环形螺线管和整流滤波构成的负载电流量互感器电路(5)、由运放比较器和反相器及其阻件构成的信号放大仲栽电路(6)及或门及其组件构成的通断执行电路(7)组成。所述的变压、整流、滤波电路(1)是由变压器T1、整流桥B1、电感I1、电容E2、电阻R3所组成；所述的由电度表和度脉冲采样器构成的电量计量及采样电路(2)电度表采用字轮感应式单相电度表，度脉冲采样器由电阻R17、电容C2及反向器(74LSO4)组成；微电脑及密码电路(3)是由CPU8031、地址锁存器74LS373、程序存贮器EPROM2764、晶振电路6MHZ、上电复位电路、硬件密码设置及电卡接口P1、定时器分频电路所组成，其中复位电路是由电容E1、电阻R16、R15组成；硬件密码设置及电卡接口P1由8位DIP开关、KK1、上接电阻RK1组成；定时器分频电路由二极管DI01、三极管3DK28、反向器74LS04、分频器74LS393、74LS74电路所组成；电卡电路是由记忆器件EPROM2816A、上电开关S1、复位按键S2及三个指示灯L2、L3、L4组成。所述的负载电流量采样互感器电路(5)是由互感器线圈L1、及由DD1、CC1、R1、R2构成的整流滤波电路所组成；信号放大及仲裁电路(6)是由电阻R6、R7、R8运放比较器LM311、反相器74LS04及变阻器P3所组成；电流通断执行电路(7)是由或门74LS32、74LS08、74LS74，电阻R10、R11、R12及固态继电器SSRB2、B3所组成。
本实用新型是用于对用户的用电情况进行同步自动监测和控制。同时具有防盗电的优点，它彻底改变目前先用电后缴费的传统管理方式而成为先缴费后用电的先进管理方式。它使供电者和用户通过一种售电形式而形成不可改变的“一对一”关系，实现了盗电能自动识别、自动处罚的内在功能，使供电管理达到智能化、科学化。本实用新型自身能耗小，识别率准确，同时还具有体积小、重量轻、易于安装、无须对现有电网作任何改造(即与现行供电网络硬件完全兼并)。
本实用新型
图1为本实用新型电路框图。
图2为本实用新型电路原理图。
图3为计量采样电路原理图。
图4为微电脑电路原理框图。
图5为电卡电路原理图。
图6为互感器电路原理图。
图7为信号放大仲栽电路原理图。
图8为通断执行电路原理图。
结合说明书附图对本实用新型的工作原理及流程做进一步说明图1、2所示本实用新型由电源电路1、电量计量及采样电路2、微电脑及密码电路3、电卡电路4、负载电流量采样互感器电路5、信号放大与仲裁电路6、电流通断执行电路7组成。其中采样电路2(图3所示)由字轮式感应电度表的字轮带动一个指针，每转一圈接通一下两个触点产生一个度脉冲信号给微电脑电路3、使CPU(8031)产生中断响应、将度脉冲进行累计、写入电卡，使CPU对电卡接口电路4记忆单元进行加或减以达到利用电量的自动计量、同时微电脑对记忆在电卡中用户申请用电度数与自动计量值进行比较，二者之差为1时点亮电卡上的一个指示灯L3(图5所示)，提示用户该重制卡了，其差为0时，微电脑8031输出一个电平控制通断执行电路7，使其为断、停止供电；互感器电路5用来感应流经电表前端火线与负截线上电流的大小，经判别用户是否有跨表接线等窃电行为，如电流大小相等为正常用电，如不等为窃电，将感应电动势经整流滤波送给信号放大仲裁电路6，由仲裁电路输入一电平信号给通断执行电路7，使之处于断，停止供电，同时仲裁电路6输出一电平信号给微电脑电路3，启动定时器，定时器每过1秒钟向CPU8031申请一次中断，并对时间进行累记并写入电卡接口电路4以供下次写卡时进行查验和处罚；用户停止窃电，记时器关闭，并立即自动恢复供电，微电脑电路3同时根据硬件密码接口设置的密码(图4所示)及写入电卡中的各种数字密码进行解密与加密运算来确定电卡的真伪性和唯一性，如不合要求则微电脑输出一个控制信号给通断执行电路7，使其处于断状态，拒绝供电。(所述电卡中的各种数字密码是由供电管理系统中的一种售卡机给写入的，所以本实用新型的使用必须是先将电卡拿到供电部门买电，即由售卡机写入供电多少，或供电部门携带售卡机上门售电，然后将电卡拿回插入电卡接口使得本实用新型正式运转工作，所以供电部门和用户是“一对一”关系，实现了先买电后用电的管理方法)。
本实用新型的工作流程首先持电卡在供电部门买电，用户将制好的电卡(如图5所示)上开关S1拨到左边将电卡插入电表上的电卡插槽，再将S1拨到右边，电卡上指示灯L2亮，按一下S2键，微电脑开始工作(如图4所示)，微电脑首先判断电卡是否插在槽里，然后读取电卡EEPROM内的一组密码，结合硬件密码设置进行特定的加密与解密运算，再进行BCH校验，以判定电卡的真伪性、唯一性，输出控制信号5给通断执行电路(图8所示)，提供SSR通或断的判据之一。计量采样电路(图3所示)是将一个中间有绝缘隔离物C的指针OA，O端固定在字轮感应式电表的传动齿轮上，由齿轮带动OA转动无论正转或反转，OA每转一圈都将K1的一对触点接通一次，形成了信号1的一个负脉冲，此负脉冲给微电脑电路的信号3(图4所示)经反相变成正脉冲，此正脉冲上升沿使8031单片机产生一个中断，对用电量进行加1，同时中断服务程序对实用电量累计和与申请用电量相比较，二者之差为1，点亮电卡上L3灯以告用户申请电量即将用完，若为0，微电脑输出信号5给通断执行电路，产生断的判据之一。互感器电路(图6所示)它是用一带磁环的环形螺线管套住电表的输入火线和用户负载线，二者电流大小基本相等，但方向相反，这样环形螺线管中感生电动势接近于0，即I1≠I2经整流后的V＋＝0，证明无负载或用户正常用电，如果用户窃电则I≠IV＋>>0，将V＋送给信号放大仲裁电路(图7所示)由V＋与基准信号V－进行比较，V－可以调RL(P3)来确定，即调RL在I1≈I2(或I1＝I2＝0)时，仲裁电路输出信号6为低电平。信号6传给通断执行电路，形成SSR通或断的另一判据，同时信号6传给微电脑电路分频器以启动定时器，以便进行窃电计时，定时器1MS请求一次CPU8031，产生INTO中断，由8031进行计时，每1秒钟将电卡中的窃电时间进行累计刷新一次，同时断续点亮电卡上L4灯，以示告警。通断执行电路(图8所示)，执行器件为SSR固态继电器，它无触点，驱动电流小，功耗少、安全系数高、寿命长，信号7和8决定SSR的通和断，当信号7和8都为低电平时SSR通，供电，二者之一为高时停止供电，也就是说只有在电卡正常，用户无窃电行为时，SSR为通，一旦用户有窃电行为，或使用非法电卡，或申请的电量已经用完时SSR都为断。
权利要求1.一种智能电卡电度表，其特征在于它是由一种智能电卡装置与现有电表并联组合而成，所述的智能电卡装置由变压、整流、滤波电路(1)、电度表和度脉冲采样器构成、而产生度脉冲信号的电量计量及采样电路(2)、控制供电的通断、产生中断响应进行累计及处理仲栽信号的微电脑及密码电路(3)、EEPROM为主要器件的电卡电路(4)、由电流方向相反的两根直导线及环形螺线管和整流滤波构成的负载电流量互感器电路(5)、由运放比较器和反相器及其组件构成的信号放大仲栽电路(6)及或门及其组件构成的通断执行电路(7)组成。
2.由权利要求1所述的智能电卡电度表，其特征在于所述的变压、整流、滤波电路(1)是由变压器T1、整流桥B1、电感I1、电容E2、电阻R3所组成。
3.由权利要求1所述的智能电卡电度表，其特征在于所述的由电度表和度脉冲采样器构成的电量计量及采样电路(2)，其中电度表采用字轮感应式单相电度表，度脉冲采样器由电阻R17、电容C2及反向器(74LSO4)组成。
4.由权利要求1所述的智能电卡电度表，其特征在于所述的微电脑及密码电路(3)是由CPU8031、地址锁存器74LS373、程序存贮器EPROM2764、晶振电路6MHZ、上电复位电路、硬件密码设置及电卡接口P1、定时器分频电路所组成，其中复位电路是由电容E1、电阻R16、R15组成；硬件密码设置及电卡接口P1由8位DIP开关、KK1、上拉电阻RK1组成；定时器分频电路由二极管DI01、三极管3DK28、反向器74LS04、分频器74LS393、74LS74电路所组成。
5.由权利要求1所述的智能电卡电度表，其特征在于所述的电卡电路是由记忆器件EEPROM2816A、上电开关S1、复位按键S2及三个指示灯L2、L3、L4组成。
6.由权利要求1所述的智能电卡电度表，其特征在于所述的负载电流量采样互感器电路(5)是由互感器线圈L1、及由DD1、CC1、R1、R2构成的整流滤波电路所组成。
7.由权利要求1所述的智能电卡电度表，其特征在于所述的信号放大及仲裁电路(6)是由电阻R6、R7、R8，运放比较器LM311、反相器74LS04及变阻器P3所组成。
8.由权利要求1、2、3、4、5、6、7所述的智能电卡电度表，其特征在于所述的电流通断执行电路(7)是由或门74LS32、74LS08、74LS74，电阻R10、R11、R12及固态继电器SSRB2、B3所组成。
专利摘要本实用新型属一种智能电卡电度表，是一种解决传统落后供电管理方式，同时防止各种盗电行为的电表。它是由智能电卡装置和现有电度表并联组合而成。智能电卡装置主要由电源电路(1)、计量采样电路(2)、微电脑电路(3)、电卡接口电路(4)、负载电流量互感器电路(5)、信号放大仲裁电路(6)、通断执行电路(7)七部分构成。与电表并联形成智能性电表，可实现先交款后用电方式，具备实施多时段、多费率计费，限量限流等内在功能，同时防止各种盗电现象发生。
文档编号G01R11/56GK2195759SQ9324810
公开日1995年4月26日 申请日期1993年12月27日 优先权日1993年12月27日
发明者柴波, 鲍永夫 申请人:柴波, 鲍永夫