CN109377212A - 一种电表用电缴费系统及方法 - Google Patents

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张景
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Abstract

本发明涉及一种缴费系统，特别是一种电表用电缴费系统及方法，特征是：至少包括：AC/DC电源单元、MCU主控单元、存储器单元、电能计量单元、显示器单元、无线网络单元、供电控制单元和音频单元；其中，MCU主控单元用于获取电能计量单元记录的电参量信息；用于通过存储器单元存贮电参量信息；用于获取输入单元输入的用户信息，用于通过存储器单元存贮输入的用户信息；用于依据电参量信息、用户信息形成二维码；存储器单元用于存储用电参量信息和用户信息。它提供一种能简化用户的购电流程，减轻供电部门工作负担的一种电表用电缴费系统及方法。

Description

一种电表用电缴费系统及方法
技术领域
本发明涉及一种缴费系统，特别是一种电表用电缴费系统及方法。
背景技术
本发明作为家家户户必备的用电管理设备，用户在购电时需人工对购电卡进行充值，然后再通过购电卡向本发明冲入电能，其操作繁琐且耗费用户精力，愈发不能满足广大人民群众的需求。
中国专利公开了一种预付费扫码电能表，其内置了图像扫描模块和图像处理模块，用户通过配套手机APP进行购电操作，购电成功后APP会生成一个二维码，随后电能表端通过扫描此二维码以充入电能信息。其存在以下不足：①虽然是通过扫码完成了对电能表的“充电”，但其充电手段本质上与刷卡式电能表并无区别，都是将电能信息存储在某一媒介上，然后再通过该媒介将电能信息转录到电能表上，并没有解决“最后一公里”的问题。②其本质与传统电能表类似，并无与供电部门进行数据连接的手段，由于其购电流程仍为开环操作，无法向供电部门反馈实际的用电信息，存在被不法分子利用技术手段破译购电媒介后，对电能表进行“盗充”电能的可能。
本发明的目的是提供一种能简化用户的购电流程，减轻供电部门工作负担的一种电表用电缴费系统及方法。
本发明的目的是这样实现的，一种电表用电缴费系统，其特征是：至少包括：AC/DC电源单元、MCU主控单元、存储器单元、电能计量单元、显示器单元、无线网络单元、供电控制单元和音频单元；其中，
MCU主控单元用于获取电能计量单元记录的电参量信息；
用于通过存储器单元存贮电参量信息；
用于获取输入单元输入的用户信息，用于通过存储器单元存贮输入的用户信息；
用于依据电参量信息、用户信息形成二维码；
存储器单元用于存储用电参量信息和用户信息；
电能计量单元包括电能计量芯片RN7302及其外围电路，电压采样单元和电流采样单元；用于记录存贮用电参量信息；
显示器单元包括触摸屏及其操作界面，用于通过触摸屏进入菜单操作界面，
用于通过操作界面向MCU主控单元发送命令，用于显示电能计量单元记录存贮的电参量信息，
用于显示二维码，所述的二维码包括用电量信息、用电客户信息、付款账户信息；
无线网络单元用于与电能供应单元通过共公通信单元网络链接；
供电控制单元用于依据用户充电电量打开或关闭电能供应单元与用户负负载的电连接；供电控制单元包括继电器及其外围电路。
所述的电参量信息包括：基波/全波/谐波电压，基波/全波/谐波电流，有功/无功/视在功率，线频率，功率因数和用电量。
所述的存储器单元或是铁电存储器。
所述的MCU主控单元包括微处理器及其外围电路，MCU主控单元分别与存储器单元、电能计量单元、显示器单元、无线网络单元、供电控制单元和音频单元接口电连接。
所述的无线网络单元或是GPRS网络模块或蓝牙模块。
所述的无线网络单元或是GPRS网络模块和蓝牙模块。
一种电表用电缴费方法，其特征是：至少包括如下步骤：
1）本发明初次开机启动后，进入初始化状态，存储器单元存入的电量和用户信息为空，尚未绑定用户相关信息，MCU主控单元在显示屏给出一个二维码，用户通过手机APP扫描二维码，手机终端通过网络将用户相关信息写入存储器单元，录入用户身份相关信息；
2）手机终端通过网络将用户相关信息写入存储器单元确认正确后，进入购电状态；
MCU主控单元检测当前是在线使用模式或离线使用模式；
若处于在线使用模式，通过触摸屏获取购电量二维码信息，通过与本发明配套的手机APP扫描显示器上生成的二维码，通过手机APP输入购电量；电能供应单元确认输入购电量信息，电能供应单元通过公共通信网络将注册用户购电量信息发送给GPRS模块，由GPRS模块传送给MCU主控单元，MCU主控单元记录存贮购电量信息在存储器单元内；MCU主控单元在触摸屏上显示购电量信息；MCU主控单元启动供电控制单元，使供电控制单元打开开关，电能供应单元与用户负负载的电连接；
若处于离线使用模式，通过触摸屏获取购电量二维码信息，通过与本发明配套的手机APP扫描显示器上生成的二维码，通过手机APP输入购电量；电能供应单元确认输入购电量信息，电能供应单元通过公共通信网络将注册用户购电量信息发送给手机APP，由手机APP通过手机蓝牙发送给本发明的蓝牙模块，由蓝牙模块传送给MCU主控单元，MCU主控单元记录存贮购电量信息在存储器单元内；MCU主控单元在触摸屏上显示购电量信息；MCU主控单元启动供电控制单元，使供电控制单元打开开关，电能供应单元与用户负负载的电连接；
3）开始用电计量，MCU主控单元启动供电控制单元，使供电控制单元打开开关，电能供应单元与用户负负载的电连接后，MCU主控单元通过电能计量单元获取用电量值，当MCU主控单元实时获取的用电量与MCU主控单元记录存贮购电量相等时，MCU主控单元启动供电控制单元，使供电控制单元关闭开关，电能供应单元与用户负负载断开电连接。
本发明的优点是：本发明有两种使用模式，在线使用模式或离线使用模式。在线式使用模式下，MCU主控单元通过控制GPRS模块直接接入供电部门网络，手机终端扫码支付进行购电操作；当处于离线使用模式下，MCU主控单元通过手机终端的无线网络间接实现与供电部门的远程链接。本发明能够简化用户的购电流程，满足广大人民群众的需求。
附图说明
下面结合实施例附图对本发明作进一步说明：
图1是本发明实施例1电路原理图；
图2是本发明实施例2电路原理图；
图3是本发明实施例3电路原理图。
图中，1、AC/DC电源单元；2、MCU主控单元；3、存储器单元；4、电能计量单元；5、显示器单元；6、无线网络单元；7、供电控制单元；8、音频单元。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，一种电表用电缴费系统，其特征是：至少包括：AC/DC电源单元1、MCU主控单元2、存储器单元3、电能计量单元4、显示器单元5、无线网络单元6、供电控制单元7和音频单元8；其中，
MCU主控单元2用于获取电能计量单元5记录的电参量信息；
用于通过存储器单元存贮电参量信息；
用于获取输入单元输入的用户信息，用于通过存储器单元存贮输入的用户信息；
用于依据电参量信息、用户信息形成二维码；
存储器单元3用于存储用电参量信息和用户信息；
电能计量单元5包括电能计量芯片RN7302及其外围电路，电压采样单元和电流采样单元；用于记录存贮用电参量信息；
显示器单元5包括触摸屏及其操作界面，用于通过触摸屏进入菜单操作界面，
用于通过操作界面向MCU主控单元2发送命令，用于显示电能计量单元5记录存贮的电参量信息，
用于显示二维码，所述的二维码包括用电量信息、用电客户信息、付款账户信息；
无线网络单元6是GPRS网络模块；无线网络单元6用于与电能供应单元通过共公通信单元网络链接；
供电控制单元7用于依据用户充电电量打开或关闭电能供应单元与用户负负载的电连接；供电控制单元7包括继电器及其外围电路。当用户电费超额时，MCU主控单元2会向供电控制单元7发送断电信号，切断用户的电能供应。在用户续费成功后，再重启用户的电能供应。
音频单元8与MCU主控单元2电连接，通过MCU主控单元2调用存储器单元3存贮的音频信息，将音频信息进行输出。在用户对本发明进行操作时做以辅助提示，在用户电能不足时对用户进行提醒。
所述的计量用电参量信息包括：基波/全波/谐波电压，基波/全波/谐波电流，有功/无功/视在功率，线频率，功率因数和用电量。
所述的存储器单元3或是铁电存储器。
所述的MCU主控单元2包括微处理器及其外围电路，与存储器单元3、电能计量单元4、显示器单元5、无线网络单元6、供电控制单元7和音频单元8接口电连接。
在线式使用模式下，MCU主控单元2通过控制GPRS模块直接接入供电部门网络，手机终端扫码支付进行购电操作。
一种电表用电缴费方法，其特征是：至少包括如下步骤：
1、本发明初次开机启动后，进入初始化状态，存储器单元3存入的电量和用户信息为空，尚未绑定用户相关信息，MCU主控单元2在显示屏给出一个二维码，用户通过手机APP扫描二维码，手机终端通过网络将用户相关信息写入存储器单元3，录入用户身份相关信息；
2、手机终端通过网络将用户相关信息写入存储器单元3确认正确后（用户绑定成功后），进入购电状态；
3、若处于在线使用模式，通过触摸屏获取购电量二维码信息，通过与本发明配套的手机APP扫描显示器上生成的二维码，通过手机APP输入购电量；电能供应单元确认输入购电量信息，电能供应单元通过公共通信网络将注册用户购电量信息发送给GPRS模块，由GPRS模块传送给MCU主控单元2，MCU主控单元2记录存贮购电量信息在存储器单元3内；MCU主控单元2在触摸屏上显示购电量信息；MCU主控单元2启动供电控制单元7，使供电控制单元7打开开关，电能供应单元与用户负负载的电连接；
4、开始用电计量，MCU主控单元2启动供电控制单元7，使供电控制单元7打开开关，电能供应单元与用户负负载的电连接后，MCU主控单元2通过电能计量单元4获取用电量值，当MCU主控单元2实时获取的用电量与MCU主控单元2记录存贮购电量相等时，MCU主控单元2启动供电控制单元7，使供电控制单元7关闭开关，电能供应单元与用户负负载断开电连接。
实施例2
如图2所示，一种电表用电缴费系统，其特征是：至少包括：AC/DC电源单元1、MCU主控单元2、存储器单元3、电能计量单元4、显示器单元5、无线网络单元6、供电控制单元7和音频单元8；其中，
MCU主控单元2用于获取电能计量单元5记录的电参量信息；
用于通过存储器单元存贮电参量信息；
用于获取输入单元输入的用户信息，用于通过存储器单元存贮输入的用户信息；
用于依据电参量信息、用户信息形成二维码；
存储器单元3用于存储用电参量信息和用户信息；
电能计量单元5包括电能计量芯片RN7302及其外围电路，电压采样单元和电流采样单元；用于记录存贮用电参量信息；
显示器单元5包括触摸屏及其操作界面，用于通过触摸屏进入菜单操作界面，
用于通过操作界面向MCU主控单元2发送命令，用于显示电能计量单元5记录存贮的电参量信息，
用于显示二维码，所述的二维码包括用电量信息、用电客户信息、付款账户信息；
无线网络单元6是蓝牙模块。
供电控制单元7用于依据用户充电电量打开或关闭电能供应单元与用户负负载的电连接；供电控制单元7包括继电器及其外围电路。当用户电费超额时，MCU主控单元2会向供电控制单元7发送断电信号，切断用户的电能供应。在用户续费成功后，再重启用户的电能供应。
音频单元8用于与MCU主控单元2电连接，通过MCU主控单元2调用存储器单元3存贮的音频信息，将音频信息进行输出。在用户对本发明进行操作时做以辅助提示，在用户电能不足时对用户进行提醒。
所述的计量用电参量信息包括：基波/全波/谐波电压，基波/全波/谐波电流，有功/无功/视在功率，线频率，功率因数和用电量。
所述的存储器单元3或是铁电存储器。
所述的MCU主控单元2包括微处理器及其外围电路，与存储器单元3、电能计量单元4、显示器单元5、无线网络单元6、供电控制单元7和音频单元8接口电连接。
离线使用模式下，MCU主控单元2通过手机终端的无线网络间接实现与供电部门的远程链接。
一种电表用电缴费方法，其特征是：至少包括如下步骤：
1、本发明初次开机启动后，进入初始化状态，存储器单元3存入的电量和用户信息为空，尚未绑定用户相关信息，MCU主控单元2在显示屏给出一个二维码，用户通过手机APP扫描二维码，手机终端通过网络将用户相关信息写入存储器单元3，录入用户身份相关信息；
2、手机终端通过网络将用户相关信息写入存储器单元3确认正确后（用户绑定成功后），进入购电状态；
3、若处于离线使用模式，通过触摸屏获取购电量二维码信息，通过与本发明配套的手机APP扫描显示器上生成的二维码，通过手机APP输入购电量；电能供应单元确认输入购电量信息，电能供应单元通过公共通信网络将注册用户购电量信息发送给手机APP，由手机APP通过手机蓝牙发送给本发明的蓝牙模块，由蓝牙模块传送给MCU主控单元2，MCU主控单元2记录存贮购电量信息在存储器单元3内；MCU主控单元2在触摸屏上显示购电量信息；MCU主控单元2启动供电控制单元7，使供电控制单元7打开开关，电能供应单元与用户负负载的电连接；
4、开始用电计量，MCU主控单元2启动供电控制单元7，使供电控制单元7打开开关，电能供应单元与用户负负载的电连接后，MCU主控单元2通过电能计量单元4获取用电量值，当MCU主控单元2实时获取的用电量与MCU主控单元2记录存贮购电量相等时，MCU主控单元2启动供电控制单元7，使供电控制单元7关闭开关，电能供应单元与用户负负载断开电连接。
实施例3
如图3所示，一种电表用电缴费系统，其特征是：至少包括：AC/DC电源单元1、MCU主控单元2、存储器单元3、电能计量单元4、显示器单元5、无线网络单元6、供电控制单元7和音频单元8；其中，
MCU主控单元2用于获取电能计量单元5记录的电参量信息；
用于通过存储器单元存贮电参量信息；
用于获取输入单元输入的用户信息，用于通过存储器单元存贮输入的用户信息；
用于依据电参量信息、用户信息形成二维码；
存储器单元3用于存储用电参量信息和用户信息；
电能计量单元5包括电能计量芯片RN7302及其外围电路，电压采样单元和电流采样单元；用于记录存贮用电参量信息；
显示器单元5包括触摸屏及其操作界面，用于通过触摸屏进入菜单操作界面，
用于通过操作界面向MCU主控单元2发送命令，用于显示电能计量单元5记录存贮的电参量信息，
用于显示二维码，所述的二维码包括用电量信息、用电客户信息、付款账户信息；
无线网络单元6包括蓝牙模块和GPRS网络模块。
供电控制单元7用于依据用户充电电量打开或关闭电能供应单元与用户负负载的电连接；供电控制单元7包括继电器及其外围电路。当用户电费超额时，MCU主控单元2会向供电控制单元7发送断电信号，切断用户的电能供应。在用户续费成功后，再重启用户的电能供应。
音频单元8用于与MCU主控单元2电连接，通过MCU主控单元2调用存储器单元3存贮的音频信息，将音频信息进行输出。在用户对本发明进行操作时做以辅助提示，在用户电能不足时对用户进行提醒。
所述的计量用电参量信息包括：基波/全波/谐波电压，基波/全波/谐波电流，有功/无功/视在功率，线频率，功率因数和用电量。
所述的存储器单元3或是铁电存储器。
所述的MCU主控单元2包括微处理器及其外围电路，与存储器单元3、电能计量单元4、显示器单元5、无线网络单元6、供电控制单元7和音频单元8接口电连接。
在线式使用模式下，MCU主控单元2通过控制GPRS模块直接接入供电部门网络，手机终端扫码支付进行购电操作。
离线使用模式下，MCU主控单元2通过手机终端的无线网络间接实现与供电部门的远程链接。
一种电表用电缴费方法，其特征是：至少包括如下步骤：
1、本发明初次开机启动后，进入初始化状态，存储器单元3存入的电量和用户信息为空，尚未绑定用户相关信息，MCU主控单元2在显示屏给出一个二维码，用户通过手机APP扫描二维码，手机终端通过网络将用户相关信息写入存储器单元3，录入用户身份相关信息；
2、手机终端通过网络将用户相关信息写入存储器单元3确认正确后（用户绑定成功后），进入购电状态；
MCU主控单元2检测当前是在线使用模式或离线使用模式；
若处于在线使用模式，通过触摸屏获取购电量二维码信息，通过与本发明配套的手机APP扫描显示器上生成的二维码，通过手机APP输入购电量；电能供应单元确认输入购电量信息，电能供应单元通过公共通信网络将注册用户购电量信息发送给GPRS模块，由GPRS模块传送给MCU主控单元2，MCU主控单元2记录存贮购电量信息在存储器单元3内；MCU主控单元2在触摸屏上显示购电量信息；MCU主控单元2启动供电控制单元7，使供电控制单元7打开开关，电能供应单元与用户负负载的电连接；
若处于离线使用模式，通过触摸屏获取购电量二维码信息，通过与本发明配套的手机APP扫描显示器上生成的二维码，通过手机APP输入购电量；电能供应单元确认输入购电量信息，电能供应单元通过公共通信网络将注册用户购电量信息发送给手机APP，由手机APP通过手机蓝牙发送给本发明的蓝牙模块，由蓝牙模块传送给MCU主控单元2，MCU主控单元2记录存贮购电量信息在存储器单元3内；MCU主控单元2在触摸屏上显示购电量信息；MCU主控单元2启动供电控制单元7，使供电控制单元7打开开关，电能供应单元与用户负负载的电连接；
3、开始用电计量，MCU主控单元2启动供电控制单元7，使供电控制单元7打开开关，电能供应单元与用户负负载的电连接后，MCU主控单元2通过电能计量单元4获取用电量值，当MCU主控单元2实时获取的用电量与MCU主控单元2记录存贮购电量相等时，MCU主控单元2启动供电控制单元7，使供电控制单元7关闭开关，电能供应单元与用户负负载断开电连接。

Claims (7)

1.一种电表用电缴费系统，其特征是：至少包括：AC/DC电源单元（1）、MCU主控单元（2）、存储器单元（3）、电能计量单元（4）、显示器单元（5）、无线网络单元（6）、供电控制单元（7）和音频单元（8）；其中，
MCU主控单元（2）用于获取电能计量单元（4）记录的电参量信息；
用于通过存储器单元存贮电参量信息；
用于获取输入单元输入的用户信息，用于通过存储器单元存贮输入的用户信息；
用于依据电参量信息、用户信息形成二维码；
存储器单元（3）用于存储用电参量信息和用户信息；
电能计量单元（4）包括电能计量芯片RN7302及其外围电路，电压采样单元和电流采样单元；用于记录存贮用电参量信息；
显示器单元（5）包括触摸屏及其操作界面，用于通过触摸屏进入菜单操作界面，
用于通过操作界面向MCU主控单元（2）发送命令，用于显示电能计量单元（4）记录存贮的电参量信息，
用于显示二维码，所述的二维码包括用电量信息、用电客户信息、付款账户信息；
无线网络单元（6）用于与电能供应单元通过共公通信单元网络链接；
供电控制单元（7）用于依据用户充电电量打开或关闭电能供应单元与用户负负载的电连接；供电控制单元（7）包括继电器及其外围电路。
2.根据权利要求1所述的一种电表用电缴费系统，其特征是：所述的电参量信息包括：基波/全波/谐波电压，基波/全波/谐波电流，有功/无功/视在功率，线频率，功率因数和用电量。
3.根据权利要求1所述的一种电表用电缴费系统，其特征是：所述的存储器单元（3）或是铁电存储器。
4.根据权利要求1所述的一种电表用电缴费系统，其特征是：所述的MCU主控单元（2）包括微处理器及其外围电路，MCU主控单元（2）分别与存储器单元（3）、电能计量单元（4）、显示器单元（5)、无线网络单元(6)、供电控制单元(7)和音频单元(8)接口电连接。
5.根据权利要求1所述的一种电表用电缴费系统，其特征是：所述的无线网络单元（6）或是GPRS网络模块或蓝牙模块。
6.根据权利要求1所述的一种电表用电缴费系统，其特征是：所述的无线网络单元（6）或是GPRS网络模块和蓝牙模块。
7.一种电表用电缴费方法，其特征是：至少包括如下步骤：
1）本发明初次开机启动后，进入初始化状态，存储器单元存入的电量和用户信息为空，尚未绑定用户相关信息，MCU主控单元在显示屏给出一个二维码，用户通过手机APP扫描二维码，手机终端通过网络将用户相关信息写入存储器单元，录入用户身份相关信息；
2）手机终端通过网络将用户相关信息写入存储器单元确认正确后，进入购电状态；
MCU主控单元检测当前是在线使用模式或离线使用模式；
若处于在线使用模式，通过触摸屏获取购电量二维码信息，通过与本发明配套的手机APP扫描显示器上生成的二维码，通过手机APP输入购电量；电能供应单元确认输入购电量信息，电能供应单元通过公共通信网络将注册用户购电量信息发送给GPRS模块，由GPRS模块传送给MCU主控单元，MCU主控单元记录存贮购电量信息在存储器单元内；MCU主控单元在触摸屏上显示购电量信息；MCU主控单元启动供电控制单元，使供电控制单元打开开关，电能供应单元与用户负负载的电连接；
若处于离线使用模式，通过触摸屏获取购电量二维码信息，通过与本发明配套的手机APP扫描显示器上生成的二维码，通过手机APP输入购电量；电能供应单元确认输入购电量信息，电能供应单元通过公共通信网络将注册用户购电量信息发送给手机APP，由手机APP通过手机蓝牙发送给本发明的蓝牙模块，由蓝牙模块传送给MCU主控单元，MCU主控单元记录存贮购电量信息在存储器单元内；MCU主控单元在触摸屏上显示购电量信息；MCU主控单元启动供电控制单元，使供电控制单元打开开关，电能供应单元与用户负负载的电连接；
3）开始用电计量，MCU主控单元启动供电控制单元，使供电控制单元打开开关，电能供应单元与用户负负载的电连接后，MCU主控单元通过电能计量单元获取用电量值，当MCU主控单元实时获取的用电量与MCU主控单元记录存贮购电量相等时，MCU主控单元启动供电控制单元，使供电控制单元关闭开关，电能供应单元与用户负负载断开电连接。
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