專(zhuān)利名稱(chēng)：代碼交換預(yù)收費(fèi)的電能表控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電能表控制裝置，特別是指一種基于利用代碼交換預(yù)收費(fèi)數(shù)據(jù)技術(shù)的電能表控制裝置。
隨著電子技術(shù)的迅速發(fā)展，IC卡技術(shù)越來(lái)越多地被應(yīng)用到諸如預(yù)收電費(fèi)的領(lǐng)域之中。但經(jīng)過(guò)多年的實(shí)踐發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的IC卡預(yù)收費(fèi)裝置的數(shù)據(jù)安全保密性較低，容易被解密；同時(shí)，由于無(wú)法解決IC卡電表的卡口污染問(wèn)題，無(wú)法在電表計(jì)費(fèi)和控制方面應(yīng)用；另外，IC卡裝置仍然沒(méi)有解決用戶(hù)必須親自到供應(yīng)部門(mén)指定的銀行或其他交費(fèi)地點(diǎn)交費(fèi)寫(xiě)卡的問(wèn)題。
為了解決現(xiàn)有技術(shù)所不能解決的問(wèn)題，業(yè)界開(kāi)發(fā)出一種代碼交換預(yù)收電費(fèi)數(shù)據(jù)的控制裝置，該控制裝置和電表一起裝設(shè)在用戶(hù)的供電線路上，通過(guò)鍵盤(pán)輸入購(gòu)電數(shù)據(jù)，并由裝設(shè)在電能表?yè)鼙P(pán)上的微動(dòng)開(kāi)關(guān)輸入計(jì)數(shù)脈沖信號(hào)，其計(jì)數(shù)脈沖信號(hào)用于累計(jì)用戶(hù)的用電量，一旦該累計(jì)值已經(jīng)達(dá)到用戶(hù)預(yù)先交費(fèi)所對(duì)應(yīng)的數(shù)值，并且用戶(hù)還沒(méi)有輸入新的購(gòu)買(mǎi)代碼時(shí)，該控制裝置則自動(dòng)斷開(kāi)電源。
用戶(hù)在使用具有這種控制裝置的電能表時(shí)，可以通過(guò)網(wǎng)上支付等多種交費(fèi)形式預(yù)交電費(fèi)，并將交費(fèi)后，由收費(fèi)部門(mén)給出的代碼輸入到該控制裝置中，來(lái)實(shí)現(xiàn)電費(fèi)充值，從而方便地交費(fèi)、用電；而物業(yè)管理部門(mén)也省去了挨戶(hù)抄表計(jì)費(fèi)的繁瑣。并且，該控制裝置克服了IC卡裝置所不能克服的諸多缺陷。
但是，該控制裝置仍然存在著如下的問(wèn)題
1、由于該控制裝置僅靠裝設(shè)在表盤(pán)上的微動(dòng)開(kāi)關(guān)輸入計(jì)數(shù)脈沖信號(hào)，如果微動(dòng)開(kāi)關(guān)失靈或被損壞，則該裝置就無(wú)法斷開(kāi)電源。
2、該控制裝置始終處于上電工作狀態(tài)，既耗費(fèi)電能，又會(huì)使得控制裝置的電子器件易于老化，可靠性降低，使用壽命縮短。
本實(shí)用新型的另一目的在于提供一種代碼交換預(yù)收費(fèi)的電能表控制裝置，該裝置只有在存儲(chǔ)的電能剩余量不為0時(shí)，按下啟動(dòng)控鈕才能開(kāi)啟工作電源，進(jìn)行計(jì)數(shù)處理，一旦處理完畢，則可自行關(guān)閉電源，節(jié)約電能。
本實(shí)用新型的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種代碼交換預(yù)收費(fèi)的電能表控制裝置，至少包括用于處理計(jì)數(shù)信號(hào)及輸入數(shù)據(jù)的中央處理器和與其連接的存儲(chǔ)器，用于輸入預(yù)交電費(fèi)代碼的輸入裝置，電壓、電流信號(hào)的采集電路，用于顯示輸入數(shù)據(jù)及預(yù)交費(fèi)余額的顯示單元，該輸入裝置連接到中央處理器的輸入輸出接口，該電壓、電流信號(hào)采集電路的輸出端連接到中央處理器的采集信號(hào)輸入端，其輸入端連接到電源，該顯示單元連接到中央處理器的顯示數(shù)據(jù)輸出端；該裝置還包括電能表控制信號(hào)的驅(qū)動(dòng)電路，繼電器控制電路；該中央處理器輸出的控制信號(hào)連接到該驅(qū)動(dòng)電路的控制端，驅(qū)動(dòng)電路的輸出端連接到繼電器控制電路的輸入端，其繼電器控制電路的輸出端接繼電器的線圈，電源通過(guò)繼電器的觸點(diǎn)與電壓、電流信號(hào)采集電路連接。
所述的電能表控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路中，中央處理器的輸出信號(hào)與驅(qū)動(dòng)電路的輸入端即三極管的基極連接，三極管的集電極與電源連接，三極管的發(fā)射極為其輸出端。
所述的繼電器控制電路由三極管和光電耦合器組成，光電耦合器的輸入端接電能表控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路的輸出端，該控制電路的輸出端接繼電器線圈。
該裝置還包括上電電路，該上電電路至少設(shè)有一控制開(kāi)關(guān)和一供電開(kāi)關(guān)，該控制開(kāi)關(guān)的控制信號(hào)端為該控制裝置上電電路的控制端，其輸出端為供電開(kāi)關(guān)的控制信號(hào)端；該供電開(kāi)關(guān)的主回路輸入為供電電源，其輸出為該控制裝置的工作電源。
所述的用于輸入預(yù)交電費(fèi)代碼的輸入裝置為輸入鍵盤(pán)，其鍵值輸出信號(hào)并行連接到中央處理器的輸入輸出接口。
本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)1)計(jì)數(shù)可靠，本實(shí)用新型通過(guò)光電耦合器將計(jì)數(shù)脈沖信號(hào)耦合到中央處理器的輸入接口上，保證了裝置計(jì)數(shù)的可靠性；2)本實(shí)用新型的信號(hào)采集電路配合上電控制電路，確保了只有在采樣信號(hào)輸入時(shí)才對(duì)中央處理器與顯示單元供電，節(jié)省了電能；3)本實(shí)用新型通過(guò)雙干簧管的設(shè)置，有效的避免了計(jì)數(shù)的干擾因素并且當(dāng)該控制裝置受到干擾或出現(xiàn)非正常使用情況時(shí)可自動(dòng)關(guān)閉閥門(mén)。
圖2為本實(shí)用新型的一實(shí)施例的電氣原理圖之一。
圖3為本實(shí)用新型的一實(shí)施例的電氣原理圖之二。
參見(jiàn)圖2，本實(shí)用新型的一實(shí)施例中，按下啟動(dòng)按鈕QA，供電開(kāi)關(guān)三極管T1導(dǎo)通，則接通供電電源BAT，為中央處理器提供工作電源為VCC。此時(shí)單片機(jī)IC1輸出一保持信號(hào)HL，控制開(kāi)關(guān)三極管T2導(dǎo)通，為三極管T1提供基極電流，使三極管T1始終導(dǎo)通，始終為單片機(jī)供電。
該裝置的供電分為兩部分，控制電路的電源是通過(guò)變壓器隔離、IC8整流、IC5穩(wěn)壓后供給，電能表是由變壓器隔離、二極管全波整流、穩(wěn)壓管穩(wěn)壓、濾波后供給；這樣，使控制電路的電源與電能表完全隔離開(kāi)，不受干擾，從而提高了單片機(jī)工作的穩(wěn)定性和可靠性。
三極管T3、T4與相應(yīng)的電阻構(gòu)成電能表控制信號(hào)的驅(qū)功電路。當(dāng)單片機(jī)輸出開(kāi)通/關(guān)斷的信號(hào)ON/OFF到T4/T3的基極時(shí)，T4/T3導(dǎo)通，三極管T4/T3的輸出KA/GU將高電位BAT耦合到繼電器控制電路的輸入端。
如圖3所示，三極管Q5、Q6與二極管D5、D6和電阻R25、光電耦合器IC6B組成繼電器J1接通的控制電路。當(dāng)光電耦合器IC6A的輸入端為高電位時(shí)，光電耦合器IC6A的輸出接通，三極管Q3、Q4導(dǎo)通，繼電器J1的線圈正向接通。其觸點(diǎn)吸合。
三極管Q3、Q4與二極管D7、D8和電阻R24、光電耦合器IC6A組成繼電器J1斷開(kāi)的控制電路。當(dāng)光電耦合器IC6A的輸入端為高電位時(shí)，光電耦合器IC6A的輸出接通，三極管Q3、Q4導(dǎo)通，繼電器J1的線圈反向接通。其觸點(diǎn)斷開(kāi)。
該裝置的輸入裝置是由中央處理器的輸入輸出口線P60-P67構(gòu)成的鍵盤(pán)電路，用于輸入預(yù)交費(fèi)的代碼。
購(gòu)電時(shí)，通過(guò)代碼發(fā)行管理系統(tǒng)對(duì)LCD所顯示的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行數(shù)據(jù)變換后，生成一組新的八位購(gòu)電碼(此碼是一對(duì)一性質(zhì)的)，由鍵盤(pán)電路向單片機(jī)IC1輸入，經(jīng)單片機(jī)IC1判斷無(wú)誤后發(fā)出信號(hào)，通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路接通繼電器，使電能表開(kāi)始運(yùn)行。
具體地，如圖2、圖3所示，單片機(jī)IC1發(fā)出ON信號(hào)，三極管T4導(dǎo)通，KA為高電位BAT，通過(guò)光電耦合器IC6A把高電位BAT耦合到三極管Q3、Q4的基極，使Q3、Q4導(dǎo)通，正向接通繼電器J1，其觸點(diǎn)吸合，接通電表，電流、電壓信號(hào)采集電路接通。電壓信號(hào)采樣電路的輸入端與電源連接，輸出端連接到采樣芯片IC3的V2a、V2n端子上，電流信號(hào)采樣電路的輸入端通過(guò)電流互感器接到電源線路上，輸出端連接到采樣芯片IC3的V1a、V1n端子上，采樣芯片IC3輸出信號(hào)輸出至三極管Q1的基極，與移位寄存器IC4的輸出信號(hào)進(jìn)行與運(yùn)算，使三極管Q1導(dǎo)通，通過(guò)光電耦合器IC7將此信號(hào)耦合到單片機(jī)IC1的輸入端子IN上，把檢測(cè)的結(jié)果送給單片機(jī)IC1進(jìn)行處理，完成電能的計(jì)量、累計(jì)。
當(dāng)存儲(chǔ)的電能剩余量為“0”時(shí)，單片機(jī)IC1發(fā)出信號(hào)，通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路斷開(kāi)繼電器，使電能表切斷電路，單片機(jī)發(fā)出控制信號(hào)HL，使三極管T2關(guān)斷，從而斷開(kāi)單片機(jī)的工作電源；此時(shí)再按動(dòng)啟動(dòng)按鈕QA，單片機(jī)的工作電源接通，仍可發(fā)出信號(hào)通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路接通繼電器，使電能表接通電路。只有當(dāng)存儲(chǔ)的電能剩余量達(dá)到允許透支量時(shí)，單片機(jī)發(fā)出信號(hào)徹底關(guān)斷電路。
最后應(yīng)說(shuō)明的是以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解其依然可以對(duì)本實(shí)用新型所揭示的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換；而一切不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的精神和范圍的修改和替換，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求1.一種代碼交換預(yù)收費(fèi)的電能表控制裝置，至少包括用于處理計(jì)數(shù)信號(hào)及輸入數(shù)據(jù)的中央處理器和與其連接的存儲(chǔ)器，用于輸入預(yù)交電費(fèi)代碼的輸入裝置，電壓、電流信號(hào)的采集電路，用于顯示輸入數(shù)據(jù)及預(yù)交費(fèi)余額的顯示單元，該輸入裝置連接到中央處理器的輸入輸出接口，該電壓、電流信號(hào)采集電路的輸出端連接到中央處理器的采集信號(hào)輸入端，其輸入端連接到電源，該顯示單元連接到中央處理器的顯示數(shù)據(jù)輸出端；其特征在于該裝置還包括電能表控制信號(hào)的驅(qū)動(dòng)電路，繼電器控制電路；該中央處理器輸出的控制信號(hào)連接到該驅(qū)動(dòng)電路的控制端，驅(qū)動(dòng)電路的輸出端連接到繼電器控制電路的輸入端，其繼電器控制電路的輸出端接繼電器的線圈，電源通過(guò)繼電器的觸點(diǎn)與電壓、電流信號(hào)采集電路連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的代碼交換預(yù)收費(fèi)的電能表控制裝置，其特征在于所述的電能表控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路中，中央處理器的輸出信號(hào)與驅(qū)動(dòng)電路的輸入端即三極管的基極連接，三極管的集電極與電源連接，三極管的發(fā)射極為其輸出端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的代碼交換預(yù)收費(fèi)的電能表控制裝置，其特征在于所述的繼電器控制電路由三極管和光電耦合器組成，光電耦合器的輸入端接電能表控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路的輸出端，該控制電路的輸出端接繼電器線圈。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的代碼交換預(yù)收費(fèi)的電能表控制裝置，其特征在于該裝置還包括上電電路，該上電電路至少設(shè)有一控制開(kāi)關(guān)和一供電開(kāi)關(guān)，該控制開(kāi)關(guān)的控制信號(hào)端為該控制裝置上電電路的控制端，其輸出端為供電開(kāi)關(guān)的控制信號(hào)端；該供電開(kāi)關(guān)的主回路輸入為供電電源，其輸出為該控制裝置的工作電源。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的代碼交換預(yù)收費(fèi)的電能表控制裝置，其特征在于所述的用于輸入預(yù)交電費(fèi)代碼的輸入裝置為輸入鍵盤(pán)，其鍵值輸出信號(hào)并行連接到中央處理器的輸入輸出接口。
專(zhuān)利摘要一種代碼交換預(yù)收費(fèi)的電能表控制裝置，包括一中央處理器和與其連接的存儲(chǔ)器，鍵盤(pán)，電壓、電流信號(hào)的采集電路，顯示單元，電能表控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路，繼電器控制電路，上電電路；該中央處理器輸出的控制信號(hào)連接到驅(qū)動(dòng)電路的控制端，驅(qū)動(dòng)電路的輸出端連接到繼電器控制電路的輸入端，其輸出端接繼電器的線圈，電源通過(guò)繼電器的觸點(diǎn)與電壓、電流信號(hào)采集電路連接，該鍵盤(pán)連接到中央處理器的輸入輸出接口，該控制裝置上電電路的控制端與中央處理器的上電保持信號(hào)端連接；控制裝置上電電路的輸入為供電電源，其輸出為該控制裝置的工作電源；本實(shí)用新型提高了控制裝置計(jì)數(shù)的精確性與可靠性，同時(shí)采用間歇工作方式，節(jié)約電能。
文檔編號(hào)G01D4/10GK2572343SQ0225737
公開(kāi)日2003年9月10日 申請(qǐng)日期2002年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月20日
發(fā)明者趙開(kāi)文, 江建堯, 黃志雄 申請(qǐng)人:大慶聯(lián)誼偉華高科技有限公司