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多用戶集控智能電度測試儀的制作方法

文檔序號(hào):7303726閱讀:592來源:國知局
專利名稱:多用戶集控智能電度測試儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種測量儀器,更準(zhǔn)確的說是一種測量電功率時(shí)間積分的多用戶集中控制智能測試儀器。
目前,隨著我國人民經(jīng)濟(jì)生活水平的日益提高,高層民用住宅及住宅小區(qū)得到了大力發(fā)展,而作為基礎(chǔ)項(xiàng)目的家庭用電量統(tǒng)計(jì)工作卻十分落后,仍要依靠專人逐月挨門挨戶抄取電表讀數(shù),抄表工作量大,且易出現(xiàn)漏抄、錯(cuò)抄等現(xiàn)象,給工作和生活帶來諸多不便。為了避免人工抄表,減輕收電費(fèi)的工作量,國外有丟籌碼供電預(yù)付電費(fèi)的電度表。國內(nèi)如專利90108309.7“電度表分時(shí)計(jì)、讀數(shù)計(jì)”,其特點(diǎn)是在現(xiàn)有電表中裝入帶有微處理器80C51芯片的分時(shí)計(jì)數(shù)器,通過其光電通訊窗口與電表外的讀數(shù)器的光電通訊窗口對(duì)準(zhǔn),采用計(jì)算機(jī)串行通訊方式,來傳遞用戶編碼及有關(guān)數(shù)據(jù)信息。這些技術(shù)雖提高了工作效率,克服了機(jī)械接觸等弊端,但仍免不了要挨門挨戶讀取電表讀數(shù),且技術(shù)復(fù)雜、成本高。
本發(fā)明的目的在于,針對(duì)我國民用住宅用電量統(tǒng)計(jì)工作的落后現(xiàn)狀,設(shè)計(jì)一種多用戶集中控制帶電腦的智能型電度測量裝置。該裝置由兩部分組成,一是安裝在住宅區(qū)配電室中的中心測控臺(tái)(以下簡稱總臺(tái));二是分散于各用戶電表箱中的用戶數(shù)據(jù)接收測試盒(以下簡稱用戶盒)。
本發(fā)明直接利用民用住宅中的照明供電線路作為用戶地址及用電量數(shù)據(jù)編碼的信息傳遞通道??偱_(tái)與各用戶盒之間采用串行通訊方式,每個(gè)用戶盒作為總臺(tái)的數(shù)據(jù)終端,都設(shè)有自己固定的地址編碼??偱_(tái)自動(dòng)巡回檢測并存儲(chǔ)各用戶的用電量,統(tǒng)計(jì)人員可以隨時(shí)通過總臺(tái)獲取所有用戶的賬單,而不必挨門挨戶抄取電表讀數(shù)。該系統(tǒng)可以完成1)通過總臺(tái)上的鍵盤置入當(dāng)前日歷及時(shí)鐘(包括年、月、日、時(shí)、分、秒)、用戶地址編碼范圍、當(dāng)前電價(jià),并由顯示器進(jìn)行顯示。
2)由用戶盒內(nèi)的計(jì)數(shù)器記錄用戶電度表的用電量。
3)總臺(tái)自動(dòng)發(fā)出用戶地址編碼及用電量數(shù)據(jù)編碼信號(hào),經(jīng)載波調(diào)制后,通過照明供電線路送至各用戶盒。
4)用戶盒接收編碼信號(hào),經(jīng)解調(diào)后與自身地址編碼相比較,若相同則打開控制門,并經(jīng)照明供電線路向總臺(tái)發(fā)出地址有效返回信號(hào);隨后不斷將收到的用電量數(shù)據(jù)編碼與自身計(jì)數(shù)器的值相比較,若相同,則經(jīng)照明供電線路向總臺(tái)發(fā)出數(shù)據(jù)有效返回信號(hào)。
5)總臺(tái)接收用戶盒發(fā)出的返回信號(hào),并對(duì)有關(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行計(jì)算,存入相應(yīng)的存儲(chǔ)單元。
6)通過總臺(tái)打印輸出用戶賬單。
本發(fā)明在保持現(xiàn)行三相/單相電度表作為電量計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上,僅在表盤上打一個(gè)很小的光電檢測孔。表盤每轉(zhuǎn)一圈,給出一個(gè)脈沖信號(hào),該信號(hào)經(jīng)放大整形后,作為用戶盒計(jì)數(shù)脈沖的輸入信號(hào),這樣用戶的用電量就被準(zhǔn)確地記錄在用戶盒中了。
下面結(jié)合實(shí)施例圖詳細(xì)說明本發(fā)明。


圖1·總臺(tái)電氣原理框圖。
圖2·用戶盒電氣原理框圖。
圖3·總臺(tái)CPU及存儲(chǔ)電路原理圖。
圖4·總臺(tái)顯示器及鍵盤電路原理圖。
圖5·總臺(tái)打印及日歷計(jì)時(shí)電路原理圖。
圖6·總臺(tái)與照明線路的接口電路。
圖7·用戶盒與照明線路的接口電路。
圖8·總臺(tái)工作流程9·用戶盒工作流程圖參見圖1,總臺(tái)電路由以下幾部分組成系統(tǒng)日歷計(jì)時(shí)器10,總臺(tái)與照明線路的接口20,單片微型計(jì)算機(jī)30,系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器40,用戶隨機(jī)存儲(chǔ)器50,打印輸出用戶賬單的微型打印機(jī)60,完成各種數(shù)據(jù)預(yù)置的功能鍵盤及顯示器70,電源80。
按圖1框圖構(gòu)思設(shè)計(jì)的總臺(tái)實(shí)施電路圖可參見圖3、圖4、圖5和圖6。圖3包括圖2框圖中的30、40和50。圖4包括圖2框圖中的70。圖5包括圖2框圖中的10、60和80。圖6包括圖2框圖中的20。
參見圖2,用戶盒電路由以下幾部分組成用戶盒與照明線路的接口1,串入/并出移位寄存器2,用戶盒地址編碼器3,光電計(jì)數(shù)信號(hào)接收器4,計(jì)數(shù)器5,地址編碼/用電量數(shù)據(jù)編碼比較器6,電源7。
按圖2框圖構(gòu)思設(shè)計(jì)的用戶盒與照明線路的接口電路參見圖7。
參見圖3,單片微型計(jì)算機(jī)30采用Inter8031芯片,其時(shí)鐘信號(hào)由晶體振蕩器31提供,8031的PO口一方面作為8位數(shù)據(jù)輸入/輸出通道,另一方面經(jīng)地址鎖存器32為外部存儲(chǔ)器提供低8位地址,P2口輸出高8位地址。40為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器,采用EPROM2732,其OE端與8031的PSEN端相聯(lián)。50為用戶數(shù)據(jù)靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器,采用6116芯片,其片選信號(hào)由8031的P2.3端提供。
參見圖4,該圖為功能鍵盤及顯示器部件70的實(shí)施電路,它包括8位共陽極LED顯示器71、4×4矩陣式鍵盤72。73為鍵盤顯示器接口芯片8279,其DBO~DB7為雙向數(shù)據(jù)輸入/輸出線,直接聯(lián)在30部件的PO口上,用來傳輸數(shù)據(jù)和控制命令。8279的CS、RD、WR、CLK及RESET端分別與30部件的P2.7、RD、WR、ALE及RESET端相聯(lián)。8279的AO端與40部件的AO端相聯(lián)。8279的OUTAO~3、OUTBO~3端,經(jīng)長線驅(qū)動(dòng)器74(74LS240)輸出給顯示器段碼信號(hào)a、b、c、d、e、f、g、dp,SL0~SL2端經(jīng)譯碼器75(74LS138)產(chǎn)生顯示器71及鍵盤72的掃描信號(hào),RL0~RL3端為鍵盤的回送信號(hào)輸入端。本實(shí)施例中,共設(shè)置A~F六個(gè)功能鍵,0~9十個(gè)數(shù)字鍵。
參見圖5,該圖包括打印機(jī)部件60及日歷計(jì)時(shí)部件10。10部件中包括硬件日歷鐘芯片11(MSM5832),接口芯片12(Intel8255)。5832的CS、RD、WR及HOLD端分別接在30部件的P2.4、P1.2、P1.1及P1.0上。30部件的P2.6端為打印機(jī)60提供片選信號(hào),打印機(jī)采用GP16型。30部件的P2.6端為8255提供片選信號(hào)。80為總臺(tái)電源及充電電路。
參見圖6,該圖為總臺(tái)與照明線路之間的接口電路。它包括并入/串出移位寄存器21、載波振蕩器22、解調(diào)器23。12部件的PA口、PC口用以完成用戶各項(xiàng)數(shù)據(jù)編碼的傳遞,并經(jīng)22進(jìn)行載波調(diào)制后送入照明線路。用戶盒發(fā)出的返回信號(hào),經(jīng)23解調(diào)后直接聯(lián)在12部件的PB6端,供總臺(tái)接收。其中寄存器21為兩只74LS165芯片。
參見圖7,該圖為用戶盒與照明線路之間的接口電路。它包括載波振蕩電路101、解調(diào)器102??偱_(tái)發(fā)出的載波振蕩信號(hào)通過照明線路傳遞到解調(diào)器102上,經(jīng)選頻檢波后,由102的N端輸出數(shù)字信號(hào)供用戶盒使用。用戶盒的返回信號(hào)M經(jīng)載波振蕩電路101調(diào)制后,耦合到照明線路上,供總臺(tái)接收。
總臺(tái)工作流程圖參見圖8。其中A、B、C、D為各功能鍵的鍵號(hào),由功能鍵加相應(yīng)的數(shù)字鍵完成各項(xiàng)設(shè)定??偱_(tái)每過5分鐘就依次對(duì)各用戶檢測一遍,并將有關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算、累加存入相應(yīng)的數(shù)據(jù)存貯器中。這樣為防止數(shù)據(jù)丟失僅在總臺(tái)上加備用電池,而各用戶盒中不用加。打印輸出的用戶帳單包括用戶編碼、用電量、單位電價(jià)及應(yīng)交電費(fèi)等內(nèi)容。
用戶盒工作流程圖參見圖9。用戶盒自身的地址編碼是事先設(shè)定好的。工作時(shí)用戶盒不斷將收到的編碼與自身編碼相比較,一旦發(fā)現(xiàn)相同,立即向總臺(tái)發(fā)出有效返回信號(hào)。
本發(fā)明的用戶盒電路,最好是放在電表箱中,而不裝在電表內(nèi)。這樣僅在電表內(nèi)裝入紅外發(fā)光及接收管即可,結(jié)構(gòu)改動(dòng)少、便于實(shí)現(xiàn)。而且對(duì)于目前正在使用的電表,也可以很方便地進(jìn)行改造。該用戶盒電路僅采用些基本的數(shù)字邏輯電路,與采用單片機(jī)的電路相比,線路簡單、成本低、便于形成批量生產(chǎn),因而具有很高的經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性。
本發(fā)明由于直接利用了民用住宅中現(xiàn)有的照明線路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,完全不必另設(shè)新的專用線路,因而其實(shí)際使用價(jià)值相當(dāng)明顯,且具有集中采集、智能控制、自動(dòng)打印輸出用戶帳單等幾大優(yōu)點(diǎn)。另外,根據(jù)需要還可以從程序中按時(shí)段分出“高峰”、“低谷”,實(shí)現(xiàn)程控分時(shí)計(jì)量等功能。
權(quán)利要求
1.一種由中心測控臺(tái)、用戶數(shù)據(jù)信息傳輸通道及若干個(gè)根據(jù)用戶數(shù)量確定多少的用戶數(shù)據(jù)接收測試盒組成的對(duì)用戶電度表電功率的時(shí)間積分進(jìn)行自動(dòng)測量的多用戶集控智能電度測試儀。它具有自動(dòng)采集各用戶用電量,隨時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)計(jì)算,并自動(dòng)打印輸出用戶帳單等功能。其特征在于它直接利用民用住宅中的照明供電線路作為中心測控臺(tái)與各用戶數(shù)據(jù)接收測試盒之間的用戶地址編碼及數(shù)據(jù)編碼的信息傳輸通道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多用戶集控智能電度測試儀,其特征在于中心測控臺(tái)上還包括完成各種數(shù)據(jù)預(yù)置的功能鍵盤及顯示器電路70。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多用戶集控智能電度測試儀,其特征在于中心測控臺(tái)上還包括打印輸出用戶帳單的微型打印機(jī)60。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多用戶集控智能電度測試儀,其特征在于中心測控臺(tái)上還包括日歷計(jì)時(shí)電路10。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多用戶集控智能電度測試儀,其特征在于中心測控臺(tái)上還包括一個(gè)保證停電時(shí)不丟失數(shù)據(jù)的備用電池及充電回路80。
全文摘要
一種由中心測控臺(tái)、用戶數(shù)據(jù)信息傳輸通道及若干個(gè)根據(jù)用戶數(shù)量確定多少的用戶數(shù)據(jù)接收測試盒組成的對(duì)用戶電度表電功率的時(shí)間積分進(jìn)行自動(dòng)測量的多用戶集控智能電度測試儀。安裝在各用戶電表箱中的用戶數(shù)據(jù)接收測試盒包括計(jì)數(shù)器、編碼比較器等。安裝在配電室中的中心測控臺(tái)包括單片微計(jì)算機(jī)、LED顯示器、存儲(chǔ)器、一組功能鍵盤及打印帳單用的微型打印機(jī)。中心測控臺(tái)通過照明供電線路采用串行通訊的方式,自動(dòng)采集各用戶用電量。
文檔編號(hào)H02B15/00GK1101716SQ9311517
公開日1995年4月19日 申請(qǐng)日期1993年10月15日 優(yōu)先權(quán)日1993年10月15日
發(fā)明者董益民 申請(qǐng)人:董益民
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