CN104217498A - 一种可监视与控制用电量的预付费电能表 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种可监视与控制用电量的预付费电能表，包括与电压变换器和电流变换器连接的电能计量电路模块，与电能计量电路模块连接的微处理器，与微处理器连接的IC卡接口、RS485接口、继电器、控制按键、LED灯组、EEPROM存储器、实时时钟单元和LCD显示器。因此本发明设置实现由电压变换器、电流变换器和电能计量电路模块组成的电能计量单元上，通过增加LED灯组、控制按键及继电器实现对用电量的监视与控制；通过外接实时时钟单元与EEPROM存储器，可实现对用电量连续两年按每月、每日的方式存储与读取，使用户可以更加方便地监视与控制自身的用电情况。
Description
技术领域
本发明属于电能表技术领域，尤其涉及一种可监视与控制用电量的预付费电能表。
背景技术
目前，电能表被广泛应用在电能计量和计费的工作中，现有的电能表虽种类繁多，但大部分都仅仅是完成对用户用电量的计量，对于用电量的监视与控制方面的应用很少。在当前我国用电紧张的形势下，采用可以监视与控制用电量的电能表，有助于用户根据季节、天气、自身等情况合理安排用电，节省电能资源。
发明内容
本发明为解决现有的电能表的功能单一，仅能完成用电计量，而无法实现监视和控制用电量的问题而提供一种结构简单、安装使用方便、提高工作效率的可监视与控制用电量的预付费电能表。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：
本发明实施例的可监视与控制用电量的预付费电能表，该可监视与控制用电量的预付费电能表包括：电压变换器、电流变换器、电能计量电路模块、IC卡接口、RS485接口、继电器、控制按键、LED灯组、EEPROM存储器、实时时钟单元、LCD显示器、微处理器；
电压变换器和电流变换器连接电能计量电路模块，电能计量电路模块连接微处理器，微处理器连接IC卡接口、RS485接口、继电器、控制按键、LED灯组、EEPROM存储器、实时时钟单元和LCD显示器。
进一步，LED灯组包括红色LED灯、黄色LED灯和绿色LED灯；当微处理器检测到用户当月用电量低于上限值的70％时，会点亮绿色LED，表明用电量在合理范围；当微处理器检测用户用电量在70％-90％的上限值范围内时，会点亮黄色LED，以此提醒用户用电量接近上限值；当微处理器检测到用电量超过90％时，会点亮红色LED，以此提醒用户用电量即将达到上限值；用户通过查看电能表上被点亮的LED颜色，实现对当月用电量的监视，了解用电情况，并对自身用电情况合理安排。
进一步，用户通过按键并根据季节、天气、自身用电情况设定每月用电上限值；用户通过按键调取连续两年内每月、每天的用电情况。
进一步，在通过按键完成每月用电量上限值的设定之后，微处理器将设定好的数据存储到EEPROM存储器中；EEPROM存储器用于存储连续两年内每天的用电情况；实时时钟单元向电能表提供准确的日期与时间，EEPROM中的用电信息的日期与时间都是由实时时钟单元提供的。
进一步，IC卡接口外接预付费购电IC卡，通过RS485接口进行数据抄读。
进一步，利用微处理器驱动LCD显示器用于显示电能表工作过程中的数据，用来显示用电量、电量余额和日期与时间信息。
本发明具有的优点和积极效果是：由于本发明设置实现电能高精度测量的电能计量单元上，通过增加LED灯组、控制按键及继电器实现对用电量的监视与控制；通过外接实时时钟单元与EEPROM存储器，可实现对用电量连续两年按每月、每日的方式存储与读取，使用户可以更加方便地监视与控制自身的用电情况。
附图说明
图1是本发明实施例提供的可监视与控制用电量的预付费电能表结构示意图；
图中：1、电压变换器；2、电流变换器；3、电能计量电路模块4、IC卡接口；5、RS485接口；6、继电器；7、控制按键；8、LED灯组；9、EEPROM存储器；10、实时时钟单元；11、LCD显示器；12、微处理器。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
如图1所示，本发明实施例的可监视与控制用电量的预付费电能表主要由：电压变换器1、电流变换器2、电能计量电路模块3、IC卡接口4、RS485接口5、继电器6、控制按键7、LED灯组8、EEPROM存储器9、实时时钟单元10、LCD显示器11、微处理器12；
电压变换器1和电流变换器2连接电能计量电路模块3，电能计量电路模块3连接微处理器12，微处理器12连接IC卡接口4、RS485接口5、继电器6、控制按键7、LED灯组8、EEPROM存储器9、实时时钟单元10和LCD显示器11。
LED灯组8包括红色LED灯、黄色LED灯和绿色LED灯；
本发明的工作原理：
本发明通过可靠的电能计量单元(包括高可靠的电压变换器、电流变换器和电能计量电路模块)实现电能的高精度采集；用户可以根据季节、天气、自身用电情况通过控制按键合理设定每月用电上限值，当用户当月用电量低于上限值的70％时，绿色LED常亮，表明用电量在合理范围；当用户用电量在70％-90％的上限值范围内时，黄色LED会亮，以此来提醒用户用电量接近上限值；当用电量超过90％时，红色LED会亮，以此来提醒用户用电量即将达到上限值；当用电量达上限值时，继电器会跳闸断电，只有当用户插入IC卡后，并重新设定上限值后，用户才可以继续用电，用户通过查看电能表上被点亮的LED颜色，实现对当月用电量的监视，了解用电情况，并对自身用电情况合理安排；EEPROM存储器可用于存储用户设定的每月用电量上限值及两年内每天的用电情况，用户可以通过控制按键监视、查询两年内每月、每天的用电情况，实现对自身用电情况的全面掌控。由于EEPROM具备数据失电保存功能，可以完全避免失电后用电信息丢失的可能。在此，实时时钟单元向电能表提供准确的日期与时间，EEPROM中的用电信息的日期与时间都是由实时时钟单元提供的；IC卡接口可以外接预付费购电IC卡，此接口随时监测是否有IC卡被插入，并通过软件判断购电IC卡的有效性及购电数据的合法性；供电单位可以通过RS485接口进行数据抄读。
本发明的具体实施例：
本发明实施例的电能表首先通过电压变换器与电流变换器将220V电压转换为下级电路可处理的低压信号，电压变换器与电流变换器选择高可靠性的电压互感器与电流互感器，实现供电主回路与电能表的隔离，提高电能表的抗干扰能力。
经转换后的电压与电流再通过电能计量电路模块转换为微处理器可采集的PWM脉冲信号，微处理器通过对PWM脉冲信号的捕捉，并配合现有的软件实现电能的计量。
IC卡接口可以实现用户用电预付费功能，当用户购电后，可将购电IC卡插到电能表IC卡接口，此时电能表可对用户购买的电量信息进行读取。供电单位还可以通过RS485接口进行电能表的数据抄读。
以上功能仅可实现电能表对电能的计量与预付费功能。在此基础上，用户可以根据季节、天气、自身用电情况通过控制键盘合理设定每月用电上限值，当用户当月用电量低于上限值的70％时，绿色LED常亮，表明用电量在合理范围；当用户用电量在70％-90％的上限值范围内时，黄色LED会亮，以此来提醒用户用电量接近上限值；当用电量超过90％时，红色LED会亮，以此来提醒用户用电量即将达到上限值；当用电量达上限值时，继电器会跳闸断电，只有当用户插入IC卡后，并重新设定上限值后，用户才可以继续用电。用户通过查看电能表上被点亮的LED颜色，实现对当月用电的监视，了解用电情况，并对自身用电情况合理安排。
EEPROM存储器可用于存储用户设定的每月用电量上限值及两年内每天的用电情况，用户可以通过控制键盘监视、查询两年内每月、每天的用电情况，实现对自身用电情况的全面掌控。由于EEPROM具备数据失电保存功能，可以完全避免失电后用电信息丢失的可能。在此，实时实时时钟单元向电能表提供准确的日期与时间，EEPROM中的用电信息的日期与时间都是由实时时钟单元提供的。
LCD显示器用于显示电能表工作过程中的数据，在该设计中主要用来显示用电量、电量余额和日期与时间等信息。
以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。
Claims (6)
1.一种可监视与控制用电量的预付费电能表，其特征在于，该可监视与控制用电量的预付费电能表包括：电压变换器、电流变换器、电能计量电路模块、IC卡接口、RS485接口、继电器、控制按键、LED灯组、EEPROM存储器、实时时钟单元、LCD显示器、微处理器；
电压变换器和电流变换器连接电能计量电路模块，电能计量电路模块连接微处理器，微处理器连接IC卡接口、RS485接口、继电器、控制按键、LED灯组、EEPROM存储器、实时时钟单元和LCD显示器。
2.如权利要求1所述的可监视与控制用电量的预付费电能表，其特征在于，LED灯组包括红色LED灯、黄色LED灯和绿色LED灯；当微处理器检测到用户当月用电量低于上限值的70％时，会点亮绿色LED，表明用电量在合理范围；当微处理器检测用户用电量在70％-90％的上限值范围内时，会点亮黄色LED，以此提醒用户用电量接近上限值；当微处理器检测到用电量超过90％时，会点亮红色LED，以此提醒用户用电量即将达到上限值；用户通过查看电能表上被点亮的LED颜色，实现对当月用电量的监视，了解用电情况，并对自身用电情况合理安排。
3.如权利要求1所述的可监视与控制用电量的预付费电能表，其特征在于，用户通过按键并根据季节、天气、自身用电情况设定每月用电上限值；用户通过按键调取连续两年内每月、每天的用电情况。
4.如权利要求1所述的可监视与控制用电量的预付费电能表，其特征在于，在通过按键完成每月用电量上限值的设定之后，微处理器将设定好的数据存储到EEPROM存储器中；EEPROM存储器用于存储连续两年内每天的用电情况；实时时钟单元向电能表提供准确的日期与时间，EEPROM中的用电信息的日期与时间都是由实时时钟单元提供的。
5.如权利要求1所述的可监视与控制用电量的预付费电能表，其特征在于，IC卡接口外接预付费购电IC卡，通过RS485接口进行数据抄读。
6.如权利要求1所述的可监视与控制用电量的预付费电能表，其特征在于，利用微处理器驱动LCD显示器用于显示电能表工作过程中的数据，用来显示用电量、电量余额和日期与时间信息。
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