專利名稱：可用紅外方式合閘的電子式載波電能表及其紅外掌機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電子式載波電能表。
背景技術(shù)：
目前居民用戶電能表的自動(dòng)抄表收費(fèi)管理系統(tǒng)主要方案之一是由電子式載波電能表、集中器、信道及管理主機(jī)等組成；電子式載波電能表與集中器之間采用低壓電力線載波通訊，集中器與管理主機(jī)之間目前采用電話線通訊方式。電子式載波電能表具有電能計(jì)量準(zhǔn)確度高、計(jì)量負(fù)荷范圍寬、數(shù)據(jù)通訊可靠、自身功耗低、升級(jí)換代便利等特點(diǎn)。隨著載波抄表系統(tǒng)的大面積推廣應(yīng)用，載波遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)及控制的低成本和實(shí)時(shí)性的優(yōu)勢(shì)逐漸顯現(xiàn)出來，但同時(shí)也出現(xiàn)了一些針對(duì)載波所特有的問題。當(dāng)用戶由于未能及時(shí)購電導(dǎo)致載波遠(yuǎn)程斷電控制啟動(dòng)后，用戶一旦在供電營運(yùn)部門或銀行聯(lián)網(wǎng)機(jī)構(gòu)交費(fèi)后，需要立即合閘授電，但由于載波抄表/控制系統(tǒng)本身固有的延遲，即從繳費(fèi)信息輸入至數(shù)據(jù)庫，到傳送至用戶所在的集中器，再通過載波控制命令下發(fā)至電能表最終實(shí)現(xiàn)合閘授電，有可能因電力線干擾引起合閘失敗，其中從數(shù)據(jù)庫到集中器以及從集中器到終端電能表兩條路徑的延遲最不確定。
實(shí)用新型內(nèi)容為彌補(bǔ)因電力干擾引起的合閘失敗，設(shè)計(jì)一種成本低廉且能快速、安全又準(zhǔn)確地進(jìn)行合閘授電的電子式載波電能表，本實(shí)用新型提供了一種可用紅外方式合閘的電子式載波電能表以及與之配套使用的在一定距離內(nèi)用紅外方式使可用紅外方式合閘的電子式載波電能表現(xiàn)場(chǎng)合閘的紅外掌機(jī)。技術(shù)方案如下。
可用紅外方式合閘的電子式載波電能表及其紅外掌機(jī)載波電能表由電源、計(jì)量電路、MCU控制電路、載波通信電路、信號(hào)耦合電路、顯示電路和掉電檢測(cè)電路組成，在MCU控制電路上有一個(gè)紅外通信接口，通過它可在一定距離內(nèi)與紅外掌機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)合閘授電；其中紅外掌機(jī)由MCU電路、紅外通信接口和編程串口組成。
優(yōu)選在紅外掌機(jī)的MCU電路上還外接有存儲(chǔ)器。
優(yōu)選在載波電能表的MCU控制電路上還外接有存儲(chǔ)器(E2PROM)。以擴(kuò)大存儲(chǔ)量。
優(yōu)選在載波電能表的MCU控制電路上還外接有時(shí)鐘電路和溫度補(bǔ)償電路，特別適用于一些多功能或多費(fèi)率電能表中，由于溫度變化而導(dǎo)致的時(shí)鐘偏差可以通過溫度補(bǔ)償電路進(jìn)行修準(zhǔn)。
優(yōu)選在載波電能表的MCU控制電路上還外接有一個(gè)狀態(tài)指示及聲光報(bào)警電路，以適時(shí)提醒用戶注意及時(shí)購電，并對(duì)電能表的正常/非正常運(yùn)行狀態(tài)有一個(gè)直觀的認(rèn)識(shí)。
其中，載波電能表中的顯示電路可以使用LCD顯示、LED顯示或計(jì)數(shù)器顯示。載波通信電路及計(jì)量電路可以與MCU控制電路組成一體化單元，也可以外接在MCU控制電路上。
紅外掌機(jī)的兼容性用戶掌機(jī)信息傳輸方式遵循ISO7816-3中的部分國際標(biāo)準(zhǔn)，這樣用戶掌機(jī)功能升級(jí)或增加時(shí)不需要再對(duì)電能表內(nèi)的MCU控制電路程序進(jìn)行改動(dòng)。
由于紅外掌機(jī)的介入，使得本實(shí)用新型所描述的可用紅外方式合閘的電子式載波電能表(包括單、三相電表)在載波通訊不成功，不能合閘時(shí)，用戶可以通過紅外掌機(jī)現(xiàn)場(chǎng)合閘。避免了從數(shù)據(jù)庫到集中器或者從集中器到電能表兩條路徑的延遲，快速、安全、準(zhǔn)確地恢復(fù)授電，且該解決方式不會(huì)過多增加成本。
又因?yàn)槭褂玫氖羌t外掌機(jī)，因此這種授電合閘方式具有非接觸式的特點(diǎn)，在密閉性、電氣隔離性以及抵抗惡意的破壞性攻擊方面具有傳統(tǒng)接觸式IC卡無法比擬的優(yōu)勢(shì)。


圖1紅外掌機(jī)現(xiàn)場(chǎng)合閘授電的功能框圖。
圖2紅外掌機(jī)發(fā)送的授電信息示意圖。
圖3可用紅外方式合閘的電子式載波電能表及其紅外掌機(jī)的功能框圖。
圖4紅外掌機(jī)的控制電路圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本實(shí)用新型。
如圖3所示，集中器與可用紅外方式合閘的電子式載波電能表用220V低壓電線作為通信信道進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)通信，集中器通過電話線或GPRS與抄表收費(fèi)管理系統(tǒng)進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)通信。當(dāng)用戶在規(guī)定的電費(fèi)結(jié)算日期內(nèi)未交費(fèi)或預(yù)存電費(fèi)余額達(dá)到零，由人工干預(yù)發(fā)送斷電命令至該用戶所在的集中器，同時(shí)根據(jù)數(shù)據(jù)庫中所存儲(chǔ)的該用戶的信息，例如用戶編碼、表號(hào)、唯一ID、由主密鑰生成的該用戶密鑰等等，生成一個(gè)唯一的且是每次隨機(jī)變化的密鑰，并將其存儲(chǔ)至恢復(fù)授電密鑰數(shù)據(jù)庫中，同時(shí)將該密鑰傳送至該用戶所在的集中器中。在集中器向用戶電表下發(fā)斷電命令的同時(shí)將該恢復(fù)授電密鑰一起下發(fā)，用戶電表收到斷電命令并確認(rèn)后將恢復(fù)授電密鑰存儲(chǔ)至存儲(chǔ)器中，同時(shí)拉閘斷電。
當(dāng)用戶在供電營運(yùn)部門或銀行聯(lián)網(wǎng)機(jī)構(gòu)交費(fèi)后，恢復(fù)授電信息被寫入聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫中，具有恢復(fù)授電權(quán)限的部門得到該信息后，可自動(dòng)/人工干預(yù)通過集中器將合閘命令傳送至用戶終端電表，同時(shí)將恢復(fù)授電密鑰從聯(lián)網(wǎng)密鑰數(shù)據(jù)庫中取出，寫入紅外掌機(jī)的紅外線授電卡中由用戶或?qū)Ｈ藥Щ?，在距離電表一定的范圍內(nèi)按動(dòng)授電鍵，向電表傳送授電信息。紅外掌機(jī)通過一定的技術(shù)通信協(xié)議與電能表進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，同時(shí)每次密碼隨機(jī)，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)為密文方式(加入DES算法)。用戶終端電表收到紅外線解調(diào)器解調(diào)后的信息，用存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的恢復(fù)授電密鑰對(duì)密文數(shù)據(jù)進(jìn)行解密操作，如果解密后的數(shù)據(jù)格式合法且校驗(yàn)無誤(采用CRC循環(huán)冗余校驗(yàn)方式)，同時(shí)授電目標(biāo)地址與電表唯一ID相同(見圖2)，則接受授電信息(合閘通電)，并在LED或LCD屏上顯示合閘信息，同時(shí)廢止原有的恢復(fù)授電密鑰直到下次斷電時(shí)重置新的恢復(fù)授電密鑰。
如果載波授電命令先于紅外授電命令到達(dá)(或紅外授電后又有載波授電命令到達(dá))，則只在LED或LCD屏上有所提示，可不做其它任何操作。在實(shí)踐中，也可以根據(jù)需要用電力局常用的如Thinpad-800掌上電腦替代用戶紅外掌機(jī)，在現(xiàn)場(chǎng)合閘的同時(shí)，完成人工抄表、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置參數(shù)等操作。
權(quán)利要求1.可用紅外方式合閘的電子式載波電能表，其控制電路由電源、計(jì)量電路、MCU控制電路、載波通信電路、信號(hào)耦合電路、顯示電路和掉電檢測(cè)電路組成，其特征在于還有一個(gè)外接在MCU控制電路上的紅外通信接口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可用紅外方式合閘的電子式載波電能表，其特征在于在MCU控制電路上還外接有存儲(chǔ)器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可用紅外方式合閘的電子式載波電能表，其特征在于在MCU控制電路上還外接有時(shí)鐘電路和溫度補(bǔ)償電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可用紅外方式合閘的電子式載波電能表，其特征在于在MCU控制電路上還外接有一個(gè)狀態(tài)指示及聲光報(bào)警電路。
5.在一定距離內(nèi)用紅外方式使電子式載波電能表現(xiàn)場(chǎng)合閘的紅外掌機(jī)，其特征在于其包括MCU電路、紅外發(fā)射口和編程串口。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的在一定距離內(nèi)用紅外方式使電子式載波電能表現(xiàn)場(chǎng)合閘的紅外掌機(jī)，其特征在于MCU電路上還外接有存儲(chǔ)器。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種可用紅外方式合閘的電子式載波電能表，以及在一定距離內(nèi)用紅外方式使電子式載波電能表現(xiàn)場(chǎng)合閘的紅外掌機(jī)，其中電能表包括電源、計(jì)量電路、MCU控制電路、載波通信電路、信號(hào)耦合電路、顯示電路、掉電檢測(cè)電路和一個(gè)外接在MCU控制電路上的紅外通信接口，紅外掌機(jī)包括MCU電路、紅外發(fā)射口和編程串口。這種電子式載波電能表成功地避免了因從數(shù)據(jù)庫到集中器或者從集中器到終端電能表兩條路徑的延遲，在載波通訊不成功時(shí)，可迅速、準(zhǔn)確、安全地對(duì)電能表進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)合閘授電。
文檔編號(hào)G01R22/00GK2733484SQ20042009094
公開日2005年10月12日 申請(qǐng)日期2004年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月12日
發(fā)明者宋錫強(qiáng), 徐建明, 朱良楹 申請(qǐng)人:華立儀表集團(tuán)股份有限公司