智能化用电管理系统技术方案

一种智能化用电管理系统，由售电机、智能化电度表和电子钥匙组成，其中售电机设置在供电部门，包括通用微机ＰＣ、售电卡、售电盒；智能化电度表具有表壳（１）、底壳（２）和面板（３），在底壳（１）内装有机芯、计数器、转盘，并在特制的支架（Ｊ）上装有光电传感器；电子钥匙具有新型电可擦写存贮器Ｅ２ＰＲＯＭ做为钥匙的核心芯片。本实用新型专利技术构成完整的售电管理系统，解决了查表收费难的问题，并对反转、分流等盗电现象进行了有效的防止，通过ＩＣ卡作为传输媒介，可以全面掌握用户用电信息、实现控制、统计、报表全面自动化管理。（*该技术在2007年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电量测量仪表，特别是一种卡式智能化电度表管理系统。目前，民用照明用电和工业用电大都采用传统的感应式电度表计量，用电管理方法为人工抄表，记录每月用电量，“先用电，后交费”。随着用电量的不断增大，这种电能计量管理方法显示出许多缺点，集中表现在以下方面人工抄表→劳动强度大，浪费人力、物力、财力。电费收取难→用户“先用电”就意味着电业管理部门须预付巨额的电费，已用电费的按时收取受诸多因素的影响，将给管理部门带来经济损失。防偷盗电难→传统电表由于自身的原理和结构，给盗电者以可乘之机。现有的卡式智能电度表如ZL95230190.3不包括售电机，未能形成整个售电管理系统。本技术的目的即在于针对上述现有技术的不足，包括传统的电度表人工抄表浪费人力、物力、收电费难、防盗电难而现有的卡式智能电度表又未能形成完整的售电管理系统等方面的问题，而提供一种智能化用电管理系统。本技术的目的是通过以下技术方案来实现的一种智能化用电管理系统，由售电机、智能化电度表和电子钥匙组成，其中售电机设置在供电部门，具有注册、售电、查询、统计报表等功能；智能化电度表装在用户家里，具有负荷控制、防窃电、报警和显示用电量、剩余电量、指示购电预付费等功能；电子钥匙是各种用电及控制信息的载体，负责售电机和智能化电度表之间的信息传递；所说的售电机包括通用微机PC、售电卡、售电盒、通讯电缆和售电软件；所说的智能化电度表，它具有表壳(1)、底壳(2)和面板(3)，在底壳(1)内装有表芯、计数器(G)、转盘(P)，并在特制的支架(J)上装有光电传感器；在表壳(1)的正面有电子钥匙孔(K)；在表壳(1)背面以及底壳(2)内还装有电路板(H)，包括光电采集和控制部分的微处理器及电路组件。所说的控制部分有8031和采用74LS373和27C64的外扩程序存贮器。所说的电子钥匙具有新型电可擦写存贮E2PROM做为钥匙的核心芯片。本技术智能化用电管理系统(IC卡预付费电度表)的优点智能化用电管理系统以电脑为控制核心，改变传统″先用电，后付款”的用电模式，实行“先购电，后用电”的管理办法，供电管理部门可以免除人工抄表，提高了劳动生产率，解决收费难的问题，节省了大量的资金。并对反转、分流等盗电现象进行了有效的防止，从而具有一定的防偷盗电功能。通过IC卡(或电子钥匙)作为传输媒介，可以及时全面地掌握用户用电信息，实现控制、统计、报表的全面自动化管理。附图的图面说明如下附图说明图1为本技术的智能化用电管理系统的组成示意图图2a、2b、2c分别为智能化电度表的外形图、侧视图和剖视图图3为智能化电度表的原理框图图4为智能化电度表电路图图5为电子钥匙电路图图6为售电卡原理框图图7为通讯电缆接线图图8为售电盒电路原理图图9为DDY862-4型智能化电度表安装尺寸图一、系统组成及功能概述DDY862-4型智能化用电管理系统由DDY862-4型售电机、DDY862-4型智能化电度表和电子钥匙组成。其中售电机是整个系统运行的核心，负责管理其所辖的所有智能化电度表(最多可达六万多块)，主要完成注册、售电、查询、统计报表等功能，由供电部分来监视操作。智能化电度表是整个系统的关键，装在用户家里，完成预付费，负荷控制，防窃电及显示报警等功能。电子钥匙由供电部门统一发放并注册登记，一块电表配一把钥匙，两块电表的钥匙不能通用，电子钥匙是各种用电及控制信息的载体，负责售电机和电度表之间的信息传递，是智能化的信息媒介，通过它能自动地实现双向数据交流。由售电机，智能化电度表和电子钥匙三者紧密配合，组成智能化用电管理系统以实现电系统自动化管理(见图1)。二、智能化电度表详细说明图2a、2b、2c分别为智能化电度表的外形图、侧视图和剖视图，需要说明的是图中所表示的结构图是作为实施例的一种方案，它的外形和内部结构、布置还可以有其它多种方案。图中所示仍为动感式电度表，它具有表壳1和底壳2和面板3，在底壳2上装有计数器G、转盘P，并在特制的支架J上装有光电传感器，在表壳1的正面有电子钥匙孔K，其背面装有电路板H。在面板3上除了由计数器G显示的电度表窗口A和转盘P的窗口B外还有需购电指示灯L和剩余电量显示牌S。1．工作原理本表主要由计量检测和控制两大模块构成。计量仍采用动感式电度表的计量模式，同时检测环节把计数器的转数转换成脉冲个数传输给控制单元。控制单元采用单片机及专用控制程序，它能对检测到的电量信息进行处理，并能读写钥匙信息，驱动数码管显示用电余额并驱动继电器跳合闸，全面实现自动控制。每次购电后，控制模块先由钥匙孔读入电子钥匙中的购电量然后合闸通电。用电时根据检测到的电量脉冲作减计数，减到零后跳闸断电。2．电表原理框图(见图3)3．各部分技术详述(参阅图4)(一)计量检测计量仍采用动感式电度表的计量模式，并以此为基准。检测部分把计数器的转数转换为脉冲个数传输给控制单元，以便实现电量的累加及控制。本方案采用光电转换方式，即用特制的支架把光电传感器的发射管和接收管做成对管并固定在计数器的转盘部分，引出三根信号线传递脉冲信号。计数器每转动一周，则产生一个脉冲信号，根据特定的齿轮比等可换算出每个脉冲所代表的电度值从而进行准确的电量计量。由于本检测采用非接触方式进行，对原计量模式无任何影响，所以本表有两套计量检测方式运行。(二)控制部分根据性能价格比及货源等情况，我们选用比较成熟的MCS51单片机系列中的8031为CPU，加以适当外围电路来实现控制、电量累加、显示、报警、跳闸等功能。1)主电路及扩展由于80C31无内ROM，必须外扩程序存贮器，用74LS373和27C64进行系统扩展，配以晶振(8.00M)和复位电路便组成核心处理部分。2)显示部分考虑到每次购电量最大限额为999kwh，所以选用三位LED显示即可，由于80C31驱动能力有限，我们选用74LS374配译码器7448来驱动共阴三位数码管。3)报警跳闸报警采用+5V峰鸣器，由80C31直接驱动，而跳闸则采用+9V驱动的继电器，断流容量20A/30A，为抗干扰，采用光电隔离并通过三极管驱动。4)钥匙读写为保存数据，保证择电也不丢失有用信息，在电表内采用E2PROM做为重要信息存贮器，对表内E2PROM的读写用P30,P31口线模拟12C总线来完成。5)电源为避免跳合闸对主电路工作的影响，采用继电器驱动电源和主电路电源分开的方式，变压器220V/双9V，然后经过全波整流，滤波，稳压后给主电路和继电器驱动电路。6)一次线连接为实现可靠的控制，当有非法用电或电量用完时要切断电源，一次线连接如图4所示，跳闸时切断零线。三、电子钥匙详细说明电子钥匙做为信息载体，必须具有数据读写操作易行，数据保存时间长等特点，为此采用新型电可擦写存贮器(E2PROM)做为钥匙的核心芯片，其原理如图5所示。由于E2PROM读写采取12C串行总线进行，和单片机接口部分必须软件模拟12C总线时序以利于正确读写。四、售电机说明售电机是整个售电管理系统的核心，负责整个系统的运行控制和信息处理及存贮等工作，它必须具有通用性强，可靠性高等特点，它的构成如下售电机=通用微机PC+售电卡(一块)+售电盒(一个)+通讯电缆(一条)+售电软件下面分别叙述多部分的构成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能化用电管理系统，由售电机、智能化电度表和电子钥匙组成，其中售电机设置在供电部门，具有注册、售电、查询、统计报表等功能；智能化电度表装在用户家里，具有负荷控制、防窃电、报警和显示用电量、剩余电量、指示购电预付费等功能；电子钥匙是各种用电及控制信息的载体，负责售电机和智能化电度表之间的信息传递；其特征在于：所说的售电机包括通用微机ＰＣ、售电卡、售电盒、通讯电缆和售电软件；所说的智能化电度表，它具有表壳（１）、底壳（２）和面板（３），在底壳（１）内装有表芯、计数器（Ｇ）、转盘（Ｐ），并在特制的支架（Ｊ）上装有光电传感器；在表壳（１）的正面有电子钥匙孔（Ｋ）；在表壳（１）背面以及底壳（２）内还装有电路板（Ｈ），包括光电采集和控制部分的微处理器及电路组件。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郑志翔，高建文，
申请(专利权)人：北京清华联电器制造有限公司，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]