CN201331830Y - 抄表、用电控制和防盗报警gprs远程控制终端 - Google Patents

抄表、用电控制和防盗报警gprs远程控制终端 Download PDF

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CN201331830Y CNU2008202289815U CN200820228981U CN201331830Y CN 201331830 Y CN201331830 Y CN 201331830Y CN U2008202289815 U CNU2008202289815 U CN U2008202289815U CN 200820228981 U CN200820228981 U CN 200820228981U CN 201331830 Y CN201331830 Y CN 201331830Y
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Abstract

一种抄表、用电控制和防盗报警的GPRS远程控制终端，它有外壳、GPRS模块、机箱上的接线插口，内嵌TCP/IP协议栈，设有RS－485接口，连接电源和两条RS－485通信线，有4个电源端子，分别接三相电源的A，B，C线和N零线，8个信号端子分别接断电操作、断路器状态、计量箱门状态和配电柜门状态、RS485接口，外壳内嵌有强永久磁铁，有两相电源供电的电源变压器和电源模块并均能独立工作，有电池扩展板，由微处理器检测电池电压状态并控制电池的充电和放电过程，有光电隔离的输入输出接口，能直接驱动交流接触器或分励脱口线圈；本实用新型让供电企业对供电的管理、监控和维护更加便捷和高效，也给用电企业提供真实分析数据，为合理用电提供决策参考。

Description

抄表、用电控制和防盗报警GPRS远程控制终端
技术领域
本实用新型是一种供用电系统中使用的抄表、用电控制和防盗报警的GPRS远程控制终端。
背景技术
随电网管理要求的提高，对远程电能数据采集的要求越见迫切，使用移动通信公共网作为通信渠道，组建电能采集系统的应用也在普及。
目前针对以电能采集为主的应用系统存在推广瓶颈，电力行业推行负荷控制终端，其设计以远程负荷控制为标准，导致结构复杂，成本高居不下，而绝大多数用户安装负控系统后并没有使用负控功能，只是用来采集电能数据，即抄表。另外，电线线路上的设施经常被不法之徒盗窃和破坏，给供电企业和用户造成巨大损失，原因之一是系统中没有有效的防盗报警措施。供电系统中的计量箱门的监控报警、变压器温度的监控也有迫切的需求。一些大型用户拖欠电费又无及时有效的控制措施，给供电企业造成资金困难等等，这些问题在现有技术中没有得到很好解决。
例如，中国发明专利申请公开说明书CN200510050700.2公开的一种用于采集电表单元数据系统的发明，就存在以下不足：
该发明只能采集电表数据，不能采集表箱门状态和变压器温度等信号；不能对远程用户进行欠费时的断电操作；不能整点冻结电能数据，不便于用电部门准确分析用电信息；不能告知线路电源运行状态，无法得知设备通信故障还是电源故障。
实用新型内容
本实用新型的目的就是针对上述问题提出一种抄表、用电控制和防盗报警的GPRS远程控制终端，以解决远程电能量数据采集、用电量控制、计量箱门监控报警、变压器温度监控报警、线路异常停电监控报警的问题，以克服现有技术的不足。
本实用新型提出的这种抄表、用电控制和防盗报警的GPRS远程控制终端，其特征在于它有外壳、GPRS模块、机箱上的接线插口，内嵌TCP/IP协议栈，设有RS-485接口，连接电源和两条RS-485通信线，有4个电源端子，分别接三相电源的A，B，C线和N零线，8个信号端子分别接断电操作、断路器状态、计量箱门状态和配电柜门状态、RS485接口。
所述外壳内嵌有强永久磁铁。
终端有两相电源供电的电源变压器和电源模块，其中任何一相均能独立工作。
所述微处理器为ST公司的uPSD3234微处理器，内部含有可编程逻辑阵列和8K的数据存储器、32K+128K的FLASH存储器，使用内嵌TCP/IP协议栈的GPRS通信模块。
本终端还装有电池扩展板，电池扩展板上使用3.6V/60mAh的电池4只，其特点为由微处理器检测电池电压状态并控制电池的充电和放电过程。
本终端有光电隔离的输入输出接口，输出接口使用固态节点、能直接驱动380V的交流接触器或分励脱口线圈。
变压器温度检测芯片是数字温度转换芯片DS18B20，用于外部主变压器温度的检测。
本实用新型解决了现有技术中只能采集电表数据，不能采集表箱门状态和变压器温度等信号、不能对远程用户进行欠费时的断电操作、不能整点冻结电能数据，不便于用电部门准确分析用电信息、不能告知线路电源运行状态，无法得知设备通信故障还是电源故障等问题。使得供电企业对供电的管理和监控更加便捷和高效，同时也给用电企业的用电状况提供真实数据，为合理用电提供决策参考。
附图说明
图1是本实用新型电路原理图。
图2是本实用新型MCU及外围电路图。
图3是本实用新型GPRS模块及外围电路图。
图4是本实用新型电源电路图。
图5是本实用新输入输出接口和RS485通信接口电路图。
图6是本实用新型电池扩展电路图。
图7是本实用新型安装尺寸和外形尺寸图。
图8是本实用新型220V应用时的端子定义图。
图9是本实用新型100V应用时的端子定义图。
图10是本实用新型与空气断路器组合应用的接线图。
具体实施方式
如图1所示，从电路结构来看，本终端由交流电源模块PART_C、带有可编程阵列的微处理器模块PART_A、GPRS远程通信模块PART_B、直流稳压电源模块PART_E、扩展电池模块PART_D、输入输出模块PART_F和RS485接口模块PART_G组成。
所述电源模块由两相电源通过T1、T2变压器提供20V主电源和14V的辅助隔离电源，T1、T2有220V和100V输入两种规格，输出相同。主电源通过开关电源芯片U6输出稳定的VCC电源，作为GPRS模块的电源，此电源要求达2W的功率。经过D1降压后形成V33电源作为微处理器U1的工作电源。扩展的电池模块通过JK1、JK2接入20V的主电源回路作为后备电池。为防止通信模块内部的程序出错而导致通信故障、VCC电源可以通过微处理器控制Q0、Q1主动关闭，关闭后电源在R1、E6、Z1和Q2的作用下在10秒后重启，见图4。
所述微处理模块PART_A由U1芯片uPSD3234及外围编程接口、时钟晶体TX参考电源Q3、复位电路等组成。见图2
所述通信模块PART_B其特点为：由GPRS模块U2和外围读卡电路、实时时钟电池、开关机控制、天线组成，见图3。U2为内含TCP/IP通信协议栈的模块。
所述接口电路部分PART_F，其开关量输入和开关量输出量部分，输入为3路，其中第1路与输出装置组合作为输出状态检测点使用。输出为1路AC380V的固态节点，可以驱动脱口线圈或交流接触器；1路为光电隔离的弱电接口。
RS485通信接口使用高速光藕期间UC2、UC3作为数据通道的隔离，普通光藕UC1用于收发状态的切换，U4为接口驱动芯片。见图5。
所述扩展电池模块由4颗3.6V/60mAh的电池和充电电路、放电电路和检测电路组成，其特点为由微处理器检测电池电压状态并控制电池的充电和放电过程。见图6。
本终端的安装尺寸和外形之寸见图7，其特点外形尺寸与普通单相电能表尺寸相近，在外壳的背面安装有三块强磁铁，便于在铁质计量箱现场安装使用。
本终端有220V和100V的应用模式，图8为220V应用时的端子接线定义，图9为100V应用时的端子接线定义。
图10为本终端与空气断路器组合使用完成远程预付费系统的接线示意图，图中分励脱口器为220V供电，从空气断路器的A相出线端取电，通过分励脱口线圈，另一端与本装置的端子11相连，并从端子12出来回到N零线，当端子11、12内部的固态节点在远程控制中心发出控制命令而接通时，分励脱口线圈有电流通过而动作，空气断路器分断，低压大用户电源被切断。远程控制中心通过接在端子13、14上的位置触点将空气断路器的状态读会到远程控制中心，以监控空气断路器的状态，并锁定控制操作。端子14、15用检测计量箱门的开关状态，端子14、16用于检测配电房门或配电柜门的状态，当然也可以检测其他的开关状态。

Claims (7)

1、一种抄表、用电控制和防盗报警的GPRS远程控制终端，其特征在于它有外壳、GPRS模块、机箱上的接线插口，内嵌TCP/IP协议栈，设有RS-485接口，连接电源和两条RS-485通信线，有4个电源端子，分别接三相电源的A，B，C线和N零线，8个信号端子分别接断电操作、断路器状态、计量箱门状态和配电柜门状态、RS485接口。
2、根据权利要求1所述的抄表、用电控制和防盗报警的GPRS远程控制终端，其特征在于所述外壳内嵌有强永久磁铁。
3、根据权利要求1所述的抄表、用电控制和防盗报警的GPRS远程控制终端，其特征在于它有两相电源供电的电源变压器和电源模块，其中任何一相均能独立工作。
4、根据权利要求1所述的抄表、用电控制和防盗报警的GPRS远程控制终端，其特征在于所述微处理器为uPSD3234微处理器，内部含有可编程逻辑阵列和8K的数据存储器、32K+128K的FLASH存储器，使用内嵌TCP/IP协议栈的GPRS通信模块。
5、根据权利要求1所述的抄表、用电控制和防盗报警的GPRS远程控制终端，其特征在于它装有电池扩展板，电池扩展板上使用3.6V/60mAh的电池4只，由微处理器检测电池电压状态并控制电池的充电和放电过程。
6、根据权利要求1所述的抄表、用电控制和防盗报警的GPRS远程控制终端，其特征在于它有光电隔离的输入输出接口，输出接口使用固态节点、能直接驱动380V的交流接触器或分励脱口线圈。
7、根据权利要求1所述的抄表、用电控制和防盗报警的GPRS远程控制终端，其特征在于变压器温度检测芯片是数字温度转换芯片DS18B20，用于外部主变压器温度的检测。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN103217620A (zh) * 2013-04-19 2013-07-24 国家电网公司 变压器和电能表关系的梳理方法

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