专利名称：电卡单、三相计费电度表的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种支持电子卡售电的电卡单、三相计费电度表，尤其是采用IC电子卡的电卡电度表。
目前，公知的电卡电度表有磁卡和电卡两种，磁卡电度表费用昂贵，电卡电度表组成电路结构各异，但是采用并行存贮器、非机电一体化结构、使用磁电传感的结构占主体，而且在电子卡中串行E2PROM技术和光电编码的传感方案也未成为技术主体，因此，在电能检测精度、工作可靠性、多购电信息存贮方面均存在问题和缺陷。这使把电力作为商品实行购电制度改革的工作受到了制约。
本实用新型的目的是提供一种电卡单、三相计费电度表，它采用电子IC卡做购电信息传递媒体，以单片机为控制核心，配备光电传感单元并外辅少量电子元件同单、三相转盘式电度表组成一体化机电结合式的用户终端单费率自动计费控制装置。
本实用新型的目的是这样实现的在单、三相转盘式电度表壳体内，装入电子计费控制电路及控制电路工作电源，其特征是用电子IC卡传递购电信息，光电传感单元、失电检测电路、电子IC卡接口及非易失性存贮器分别与具有内置控制程序的单片机(核心处理器)的I／O口线相连接，光隔离执行元件与电度表的电流线圈相联接再与单片机的I／O线相连接受控制。在单片机内的程序控制下，电子IC卡所含的购电数据被读入，并被存入非易失性存贮器内，最多可容纳40次购电信息。单片机根据光电传感单元传送来的电度表机械转盘的转动脉冲，计算用户的用电量和超负荷用电情况，并且根据电子IC卡所传递的购电数量向用户供出电力，并自动限制用户的超负荷用电。因此，达到了对用电户所购电量按单费率自动计费的目的。
由于采用了上述方案，本电卡单、三相计费电度表同常规单、三相电度表在外观结构上没有任何不同，而且电子IC卡体积微小，仅有小手指大小，便于携带和使用。全部电路设计简单可靠，实现成本低廉。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型的原理框图。
图2是电卡单、三相计费电度表一个实施例的电原理图。
电子IC卡包含一个串行E2PROM元件(U5)，一条识别线及总线通过接插件(CP1)与单片机I／O口连接，电子IC卡上存有加密数据。
光电传感单元含编译码电路，其中红外线接收管(P1)和发射管(L1)分别装配在电度表转盘的上、下位置上，并垂直相对，光电脉冲经场效应管(BG2)放大后给单片机I／O线进行处理。
失电检测电路由三极管(BG1)和与其基极串联的稳压管(Z1)组成，三极管(BG1)的集电极与单片机I／O口线相连，提供连续周期脉冲信号。
非易失性存贮器(U4)为电擦写E2PROM元件，它同单片机的I／O口线相接，电子IC卡上的购电信息和失电现场数据均由单片机送入非易失性存贮器(U4)。
光隔离执行元件由光电耦合器(U3)和继电器(J1)组成，其输入端接单片机I／O口，其输出端串入继电器(J1)回路。
三相电度表时光隔离执行元件含三个继电器(J1)，它们的线圈要并联起来，触点分别串接在三相电度表的各相电流线圈中。
在图中，失电检测电路向单片机U1的INTO线提供连续脉冲信号；光电传感单元把电度表机械转盘的转动变成电脉冲送给单片机INT1线，编译码功能主要用于克服外界背景光线以及转盘抖动和超慢速转动造成的影响。单片机U1周期性地检测光电传感脉冲，并据此进行电能测量和用户超负荷用电的评定，一旦用户所用电量达到购买电量时，它就指挥执行元件J1切断电源中止向用户供电。用户的超负荷用电，一旦被确认，单片机同样会命令执行元件J1切断电源中止向用户供电，直至用户降低所用负荷到允许范围后自动恢复供电。
购买电量是由单片机U1通过读取电子IC卡上所传载的购电信息所获得，读取后放于非易失性存贮器U4内保存，该存贮器U4共可容纳40次购电信息。电子IC卡采取非驻机式工作方式，信息被读取后即可脱机(拔下)。电子IC卡上置有密码，不同的电卡单、三相计费电度表的表卡带有不同的密码、互相不能通用。一旦电子IC卡被读取信息或数据遭到被坏，对应的电表将不再接受该卡，新的信息由微机售电系统写入。
失电检测电路给出的连续脉冲信号，代表了电网电压状态完好的信息，一旦该周期性脉冲丢失，核心处理器U1就将感知这一变化，并能将工作现场数据全部保护起来；一旦该周期性脉冲恢复，单片机U1将在上电时，把保护的现场数据全部恢复起来以供其继续使用。
该电卡单、三相计费电度表的执行元件J1是经光耦隔离U3后推动的，电源与单片机U1及其外辅电路的工作电源间采用双圈隔离变压器B1隔离，有效地提高了抗干扰能力。执行元件J1为满足单、三相电度表容量范围的继电器元件。
该电卡单、三相计费电度表的控制电路全部放置在一块可装配在单、三相电度表内的电路板上，和电度表一起形成同体结构。适合对单个单、三相用户用电进行自动计费和控制电力供应的场合。
该电卡单、三相计费电度表的电子IC卡是由串行E2PROM芯片做存贮体装配在一块电路板上制成的。它可以插入该仪表提供的电子IC卡接口上，在单片机的控制下转移购电信息。每次传递的购电信息必须由售电微机写入。
以上描述仅为该发明的一种实施例，根据本实用新型的技术方案可以进行相应变化。
权利要求1.一种电卡单、三相计费电度表，在单、三相转盘式电度表壳体内，包括电子计费控制电路及控制电路工作电源，其特征是用电子IC卡传递购电信息，光电传感单元、失电检测电路、电子IC卡接口及非易失性存贮器分别与具有内置控制程序的单片机的I/O口线相连接，光隔离执行元件与电度表的电流线圈联接再与单片机的I/O线相连接受控制。
2.根据权利要求1所述的电卡单、三相计费电度表，其特征是电子IC卡包含一个串行E2PROM元件(U5)，一条识别线及总线通过接插件(CP1)与单片机I／O口连接，电子IC卡上存有加密数据。
3.根据权利要求1所述的电卡单、三相计费电度表，其特征是光电传感单元含编译码电路，其中红外线接收管(P1)和发射管(L1)分别装配在电度表转盘的上、下位置上，并垂直相对，光电脉冲经场效应管(BG2)放大后给单片机I／O线进行处理。
4.根据权利要求1所述的电卡单、三相计费电度表，其特征是失电检测电路由三极管(BG1)和与其基极串联的稳压管(Z1)组成，三极管(BG1)的集电极与单片机I／O口线相连，提供连续周期脉冲信号。
5.根据权利要求1所述的电卡单、三相计费电度表，其特征是非易失性存贮器(U4)为电擦写E2PROM元件，它同单片机的I／O口线相接，电子IC卡上的购电信息和失电现场数据均由单片机送入非易失性存贮器(U4)。
6.根据权利要求1所述的电卡单、三相计费电度表，其特征是光隔离执行元件由光电耦合器(U3)和继电器(J1)组成，其输入端接单片机I／O口，其输出端串入继电器(J1)回路。
7.根据权利要求1所述的电卡单、三相计费电度表，其特征是三相电度表时光隔离执行元件含三个继电器(J1)，它们的线圈要并联起来，触点分别串接在三相电度表的各相电流线圈中。
专利摘要一种电卡单、三相计费电度表，它由电子IC卡、光电传感单元、失电检测电路、电子IC卡接口、非易失性存贮器、光隔离执行元件及具有内置控制程序的单片机(核心处理器)所组成。它和单、三相电度表一起形成机电结合式的一体化结构。本实用新型结构简单，工作可靠，适合对单、三相用电户实行单费率自动计费和控制的场合，尤其适合采用电卡微机售电系统的应用场合。
文档编号G07F15/00GK2184947SQ94216430
公开日1994年12月7日 申请日期1994年7月7日 优先权日1994年7月7日
发明者付永庆, 伊琦 申请人:伊琦