智能卡式数字电度表制造技术

一种智能卡式数字电度表，由通过对交流电的瞬时有功功率进行模拟／数字变换的模／数交换器，对模／数变换器的输出脉冲进行计数处理的单片机系统，和一个用于存贮用户密码，用户用电量数据的密卡装置组成，使用时单机对密卡进行软件和硬件认密，认密正确，则用户为合法用户，电度表进入正常计费过程，本发明专利技术所提供的电度表采用数字方式对用户用电情况进行计量和读出，对不同的用户需求，密卡内配有不同的内容，从而可以对用户的用电情况进行有效的监控。（*该技术在2009年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电度表，特别是指一种智能卡式数字电度表。现有的电度表，利用交变移进磁场，在铝质园盘中产生感应涡流而获得力矩，由计度器累计由转盘旋转传来的电能消耗量。现有的电度表计量精度较低，并且不能对用户的用电量进行有效监控，这样使得大量超额用电现象不能得到及时制止，也带来用电的不安全性。而且现有的电度表，需要人工读数，按月逐户收取电费，既浪费大量人力物力，也容易出现差错和纠纷。本专利技术的目的是提供这样一种电度表，这种电表配有一张密卡，对不同的用户，密卡配有不同的内容，包括用户密码和用户电量限制等，从而对用户的用电情况进行有效的监控。本专利技术的第二个目的是提供这样一种电度表，这种电度表的计量精度和自耗电伏于现有的电度表，这种电度表用数字方式对用户的用电情况，包括用电量，负荷大小，过流，过压等异常情况进行计量和监测，采用单片计算机进行智能控制。根据本专利技术，提供了这样一种电度表，这种电度表包括，一个通过对交流电的瞬时有功功率进行模/数变换的交流电瞬时进有功功率模/数变换器一个存贮用户密码，用户电量等数据的密卡装置，一个对交流电瞬时有功功率模/数变换器输出进行认密和读写操作的单片机装置。密卡可以由电业部门设点出售，用户按需要购买含有不同电量值和用户密码的密卡，这种密卡含可改写内容的存贮器，若用户需要改变，可以由电业部门认读密码，改写密卡内容，降低密卡使用成本，管理和使用都很方便。从下面结合附图的详细描述，可以对本专利技术有更好的理解。附图说明图1a，图1b是本专利技术一个实施例交流电瞬时有功功率模/数变换器电路图。图2a，图2b是本专利技术一个实施例单片机装置电路结构图。图3a，图3b，图3c图3d是本专利技术一个实施例密卡装置电路结构图。图4是图1a和图1b，图2a和图2b，图3a，图3b，图3c和图3d的位置关系图。图5是本专利技术单片机监控主程序框图。图6是本专利技术单片机软件认密子程序方框图。图7是本专利技术一个实施例成品面板结构图。参见图1，经由负载L上采样而得到的交流电压u和交流电流i，经由运算放大器U1，U2，U3，U4，U5，U6，U7，U8，U9，U10，和集成电路U11组成的交流电瞬时有功功率模/数变换器将交变信号变换为可由单片机处理的脉冲信号。变换是这样完成的，从负载L上取样得到的交流电信号，其中电压信号u＝2VSint送入采样运算放大器U1的输入110，电流信号i＝2ISin(wt-)送入采样运算放大器U2的输入111，电压和电流取样运算放大器的输出与由U3，U4，U5，U7，UU9组成的乘法器中U3，U4的输入相连，经乘法运算后，在U5的输出112上输出乘法信号u×i＝UICOS-VICOS(2wt-)，该信号经由U6和电阻电容组成的低通滤波器，滤去高次谐波，在U6的输出113输出基波分量UICOSφ，即交流电瞬时有功功率信号，该信号经由U10和U11组成的功率-脉冲变换电路，变换成可为单片机处理的有功功率脉冲信号，进行计费等项处理。本实施例中U11使用NE555型集成信号发生器。单片机装置由单片机和存贮器组成，参见图2，单片机U20在本专利技术这个实施例中是一块8035型单片机，与单片机相连的U21是一块EPROM存贮器，本实施例中使用2764型EPROM存贮器，U22是一块74LS373地址锁存器，U23是一块74LS138三-八线译码器，U20，U21，U22，U23构成本专利技术这个实施例的单片机装置。图2中，U24是一块74LS273七段译码器，它和指针式表头M构成本专利技术这个实施例的剩余电量指示器，用于指示用户所允许使用电量中的剩余电量。图2中a信号线与图1中a信号线相连。在本实施例中，U23存贮器用于存贮单片机监控程序。图5示出了本专利技术单片机监控主程序方框图。单片机装置完成对用户用电情况计算，计费，指示，并且对密卡内容进行认密、读出，写入等操作，从而防止不法或违章用电情况的发生。图3是本专利技术座卡装置电路结构图。本专利技术这个实施例的密卡由集成电路U30，U31，U32，U33，U34，U35，U36，U37，组成。U30为一块可改写内容的EPROM存贮器，本实施例采用2816型，U30用于存贮用户密码，用户用电量等数据，U31和U33为74LS244三态数据锁存器，U32，U34为74LS273数据锁存器，U35，U36为74LS266异或非门电路，用于构成密卡中的密码比较装置，U37为一块74LS157二选一数据选择器，用于构成本专利技术密卡装置中的符合计数器。U38为GAL阵列。图3示出了本专利技术这个实施例密卡装置中各块集成电路之间的连接关系。图3中的b、c、e、f、g、D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7信号线分别与图2中的b、c、e、f、g、D0、D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7信号线相连接。使用本专利技术所提供的电度表，须要有认密、解密过程，只有认密、解密正确，电度表才开始正常工作。本专利技术的认密解密包括两个过程，一个叫硬件认密，即由密卡装置中硬件电路的连接关系进行认密。当一开机时，211为高数据总线被封死，由集成块U37组成的符合计数器的输出213为000单片机装置以地址形式发来的密卡密码字节经由数据总线214传至由U34组成的地址锁存器，锁存单片机装置送来的地址，当系统处于认密状态下，单片机装置送来的地址即为密码，该密码与U30数据总线215输出的密码字节通过由U35，U36组成的密码比较装置相比较，如果符合，符合计数器U37自动加“1”，变为001输出，然后再比较下一字节，直到符合计数器U37的输出213变为111时，硬件认密过程结束。如不符合则自动消零，认密失效。如认密成功，U38的输出212输出为高，这时即可以进行正常的读写操作，硬件认密过程结束。软件认密过程由单片机装置软件认密程序完成，图6示出了本专利技术单片机软件认密程序框图。本专利技术所提供的智能卡式数字电度表，对用户用电情况采用数字方式进行智能计量，显示和读出。由于本专利技术配有密卡装置，从而可以对用户用电情况进行有效监控，防止非法用电和超额用电，防止能源浪费。可变更内容，重复多次使用的密卡装置使用起来，方便可靠。图7是本专利技术一个实施例成品面板结构图。图中411是剩余电量指示装置M，412是密卡装置，413是总电源开关，414是保险管，415是复位按钮，416为用电量完指示灯，417为正在使用功率频闪指示灯，418为超额用电报警蜂鸣器。权利要求1.一种智能卡式数字电度表，其特征是，所述电度表包括，a、一个交流电瞬时有功功率模/数变换装置，用于将交流电瞬时有功功率变换成脉冲信号，b、一个密卡装置，用于存贮用户密码和用户电量等数据，并进行硬件密码比较。c、一个单片机装置，用于对所述脉冲信号进行计费处理和所述用户密码进行软件认密。2.按权利要求1的智能卡式数字电度表其特征是所述密卡装置包括一块E PROM存贮器。3.按权利要求1或2的智能卡式数字电度表，其特征是所述密卡装置还包括一个密码比较器和符合计数器。全文摘要一种智能卡式数字电度表，由通过对交流电的瞬时有功功率进行模拟/数字变换的模/数交换器，对模/数变换器的输出脉冲进行计数处理的单片机系统，和一个用于存贮用户密码，用户用电量数据的密卡装置组成，使用时单机对密卡进行软件和硬本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能卡式数字电度表，其特征是，所述电度表包括，ａ、一个交流电瞬时有功功率模／数变换装置，用于将交流电瞬时有功功率变换成脉冲信号，ｂ、一个密卡装置，用于存贮用户密码和用户电量等数据，并进行硬件密码比较。ｃ、一个单片机装置，用于 对所述脉冲信号进行计费处理和所述用户密码进行软件认密。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：马松涛，王代潮，顾文，
申请(专利权)人：北京通信与计算机应用技术研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]