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