CN1591251A - 基于远程无线通信平台的限量用电控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明创造公开一种基于远程无线通信平台的限量用电控制装置，用以接收GSM无线传输信号，控制用电负荷限量用电，属于单片机应用技术。其主要特征是：该装置由GSM无线通信接口、电子式电能表脉冲输出电能计量集成电路输入接口、单片机及软件系统、开关电路、开关执行电路及终端界面数字显示器组成。本发明创造接收GSM远程无线传输信号，控制开关电路、开关执行电路及显示器。开关执行电路连接电源与负载，控制其通断并串接于电源与负载之间。本发明创造接收GSM远程无线通信平台提供的按日、周、月、年限量用电指标，实现用电现场的监视、监控与限量用电，兼容有线传输。本发明创造有利于电力资源的合理分配及科学有序用电管理。

Description

基于远程无线通信平台的限量用电控制装置

技术领域    本发明创造属于单片机应用技术领域，特别涉及基于远程无线通信技术、负荷时控及计算机网络技术的单片机应用技术领域。

背景技术    本发明创造申请日前，用电管理部门不采用远程无线通信技术手段给用电单位下达限量用电指标，在用电资源不足的情况下，往往采用超负荷拉闸限电的办法，平衡供电需求。其缺陷是由于线路的原因，拉闸限电同时对居民生活用电及国家机关、学校、交通指挥、通讯、供水、医院等单位的正常用电带来负面影响。本申请日之前，本人已申请的发明创造“智能限量用电控制装置”(申请号：200410029815.9)限于有线平台操作，无法对电力部门基于远程通信平台对用电单位实施限量用电监控及管理。

发明内容    本发明创造是对本人申请的“智能限量用电控制装置”的一种改进，使之兼容有线平台操作与接收远程通信的调制解调信号的能力，完成对用电单位的用电指标进行实时监控及管理。同时为用电客户和现场操作人员方便使用，终端界面显示当前的状态、采集的信息和提示用户作查询之用，设置功能通过轻触按键、手掌机或主站完成。上述优点，构成本发明创造的新颖性与创造性的必要特征。本发明创造有利于加强电力需求侧管理，有利于推广应用电力用户错峰、避峰、移峰用电技术手段，做好有序用电工作，实现供用电秩序的稳定，为供用电科学管理服务。

本发明创造解决其技术问题所采用的技术方案是：该装置由GSM无线通信接口、电子式电能表脉冲输出电能计量集成电路输入接口、轻触按键、单片机及软件系统、开关电路、开关执行电路及数字显示电路逐级连接而成。开关执行电路串接于电源与负载之间并控制其通断。电子式电能表脉冲输出电能计量集成电路的输入脉冲信号，通过单片机及软件系统对其脉冲个数计数。GSM通信模块调制解调器接收GSM通信模块调制解调器发射的信号，与单片机系统相连接，实现对开关电路及开关执行电路的控制。管理中心提供的电子日历与远程时钟标准信号及用电量指标通过GSM通信模块向单片机系统提供并在显示电路中显示。本发明创造不涉及前置机即通讯主体程序、通讯主体程序、通讯模块程序和前置机客户端程序。也不包括GSM远程无线通信调制解调技术及双向通讯包括CDMAIX、GPRS通讯方式，短消息通讯方式的实现。

附图说明    图1为本发明创造的电路结构框图。图中(1)为单片机及软件系统，(2)为一组轻触按键，(3)为电子式电能表脉冲输出电能计量集成电路(4)为GSM通信模块调制解调器，(5)为开关电路，(6)为开关执行电路(7)为数字显示电路。

图2为本发明创造的实施例电原理图。图中单片机硬件系统包括微处理器CPU或MCU、静态存贮器和动态存贮器，也包括并行、串行输入输出I/O电路、计数器、比较器、驱动电路等电路。K₁-K₆为轻触按键，I/O₍₁₎-I/O₍₆₎为单片机与轻触开关的接口，I/O(7)、(8)为电子式电能表脉冲输出电能计量集成电路接口。I/O₍₉₎-I/O₍₁₄₎为GSM通信模块调调解调器的输入端口I/O集合，与GSM通信模块的调制解调器相连接，I/O₍₁₅₎为单片机I/O输出端，G为三极管，J为继电器。

图3为本发明创造与负载电力开关的连接图。K₁、K₂、K₃为电力开关的常开或常闭触点，KL为电力开关的电磁线圈，N为零线，L₁、L₂、L₃为相线(火线)，其中IN为进线端，OUT为出线端，G为三极管，J为终端控制跳闸继电器。

具体实施方式    本发明创造实施例采用的脉冲输出的电能计量集成电路AD7755是一种高准确度电能测量集成电路，其CF输出端口通过微处理器MCU与计数器相连接，其输出频率反映瞬时有功功率的大小，对于双向电度表或需要知道电能流向的情况同时使用REVP输出，通过微处理器MCU与计数器UP/DOWN相连接。本发明创造的一组轻触开关K₁-K₆分别为时钟设置、年、月、日设置键、限量用电设置键，与单片机I/O输入端口I/O₍₁₎-I/O₍₆₎相连接。I/O(7)、(8)为电子式电能表脉冲输出电能计量集成电路AD7755接口GSM通信模块调制解调器，具有双向发送与接收功能，GSM通信模块通过调制解调器与本发明创造的单片机I/O集合I/O₍₉₎-I/O₍₁₄)相连接。单片机系统的I/O输出端I/O₍₁₅)与三极管G相连接，其输出端与终端控制跳闸继电器J的线圈相连接，J的常开端或常闭端与电力开关电磁线圈KL相连接，电力开关的常开或常闭触点K₁、K₂、 K₃分别与相线L₁、L₂、L₃的进线L_(1)IN、L_(2)IN、L_(3)IN与出线L_(1)OUT、L_(2)OUT、L_(3)OUT与负荷相连接，本发明创造中终端界面数字显示器由LCD液晶显示屏构成，与单片机I/O输出端或驱动电路相连接，受单片机软件或驱动电路控制，显示屏设有时钟显示、允许用电量、已使用量及剩余量显示，受控于单片机软件控制，同时为用电客户和现场操作人员方便使用，终端界面显示屏显示当前的状态，采集的信息和提示用户作查询之用，设置功能通过轻触按键或手掌机或主站完成。两者的区别是前者为在线控制，后者为远程无线控制。单片机系统留有I/O集合，备有SIM卡输入端口，用以更新软件后的功能扩展。

本发明创造的原理是：单片机接收轻触按键或GSM通信模块提供的限量用电指标，在限超量时关闭开关执行电路中的终端控制跳闸继电器，也即切断与跳闸继电器相连接的电力开关负载与供电电源，反之开放开关执行电路中的终端控制跳闸继电器，恢复与跳闸继电器相连接的电力开关负载与供电电源，实现用电单位的按日、周、月、年的限量用电。

Claims (9)

1、一种基于远程无线通信平台的限量用电控制装置，其主要特征是：该装置由GSM无线通信接口、电子式电能表脉冲输出电能计量集成电路输入接口、单片机及软件系统、开关电路、开关执行电路及终端界面数字显示电路逐级连接而成，开关执行电路与电源及负载相连接，控制其有序通断。

2、根据权利要求1所述的基于远程无线通信平台的限量用电控制装置，其特征在于：所述GSM无线通信接口是单片机I/O端口的一个集合，用以接收GSM通信模块调制解调器提供的远程无线通信信号，通过单片机及软件系统，进而控制负载的工作状态。

3、根据权利要求1所述的基于远程无线通信平台的限量用电控制装置，其特征在于：所述电子式电能表脉冲输出电能计量集成电路输入接口是单片机I/O端口的一个集合，用以接收电子式电能表脉冲输出电能计量集成电路的输入脉冲信号，通过单片机及软件系统对其脉冲个数计数并与GSM通信模块调制解调器向单片机系统软件提供的电力负荷脉冲个数比较，进而控制负载的工作状态。

4、根据权利要求1所述的基于远程无线通信平台的限量用电控制装置，其特征在于：所述单片机及软件系统由微处理器、计数器、比较器、静态存贮器、动态存贮器、并行、单行输入输出电路、驱动电路等电路及用于处理GSM无线通信信号并实时控制负载工作状态的软件组成，其I/O接口集合与GSM通信模块调制解调器连接。

5、根据权利要求1所述的基于远程无线通信平台的限量用电控制装置，其特征在于：所述开关电路由1只三极管构成，三极管的输入端与单片机系统的输出端相连接，并受控于单片机输出信号，三极管的输出端与终端控制跳闸继电器线圈相连接，

6、根据权利要求1所述的基于远程无线通信平台的限量用电控制装置，其特征在于：所述开关执行电路由1只终端控制跳闸继电器构成，继电器线圈与三极管输出端相连接，并受控于三极管的开关状态，继电器的常开端或常闭端分别与受控电力开关的电磁线圈相连。

7、根据权利要求1所述的基于远程无线通信平台的限量用电控制装置，其特征在于：所述负载为接触器、空气开关等具有电磁线圈的电力开关，其电磁线圈与开关执行电路的终端控制跳闸继电器常开或常闭触点串联，电磁线圈受控于继电器的触点的开闭，电力开关的进线端接电源进线，出线端连接受控电器。

8、根据权利要求1所述的基于远程无线通信平台的限量用电控制装置，其特征在于：所述终端界面数字显示器由LCD液晶显示屏构成，与单片机I/O输出端或驱动电路相连接，受单片机软件或驱动电路控制，显示屏设有时钟显示、允许用电量、已使用量及剩余量显示，受控于单片机软件控制；同时为用电客户和现场操作人员方便使用，终端界面显示屏显示当前的状态、采集的信息和提示用户，作查询之用，设置功能通过轻触按键、手掌机或主站完成。

9、根据权利要求1所述的基于远程无线通信平台的限量用电控装置，其特征在于：所述单片机系统留有I/O集合，供接驳K₁-K_N个轻触按键，备有SIM卡输入端口，用以更新软件后的功能扩展。

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