CN201707708U - 一种用电智能化管理系统和终端 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用电智能化管理系统和终端，包括多功能用电管理终端、用电信息卡、读写卡装置、计算机管理系统和短信终端五大部分；多功能用电管理终端主要完成数据处理、读写用电信息卡的数据、报警控制输出、断电控制输出、显示等功能，可按照DL/T 645通信规约定时读取电表当前的用电底度数，可写入用电信息卡，读写卡装置将用电底度数传送给计算机管理系统，实现用电量自助回抄功能；读写卡装置、计算机管理系统、短信终端构成后台数据管理子系统，实现用电历史数据的存储、授权新的用电截止日期和到期提前短信通知功能。其益处是：用截止时间管理用电，克服预付费收费方式的诸多矛盾，用户自助抄表，节约抄表人力，多种方式通知用户缴费避免纠纷。

Description

一种用电智能化管理系统和终端 

技术领域

本实用新型涉及一种用电智能化管理系统和终端，特别涉及用电管理行业的一种由多功能用电管理终端、用电信息卡、读写卡装置、计算机管理系统和短信终端五大部分组成的用电智能化管理系统和终端。 

背景技术

目前，用电收费方法一般都是先用电后收费，电费拖欠现象较为严重，拖欠电费金额也较大，有时候抄表员为收缴几元钱的电费要上门催缴多次，收费工作量很大。后来有些地方的供电部门使用了预付费电表，这种用电方式是先持接触式IC用电卡或非接触式IC用电卡到供电部门购取电量，然后把接触式IC用电卡或非接触式IC用电卡的电量储存到预付费电表，然后预付费电表根据使用的电量逐步减掉预存的电量，当预存电量减少为零时，停止对用户的供电。这种用电方式虽然解决了收费难的问题，但也带来了几大突出矛盾。第一，当前大力推广的预付费电表，确实对电费的回收起到了不小的作用，但事实上仍然只是将装置看成一种手段而已，而结算则依据行业内的规定以抄见电量为准，用户理解为他已付钱购电，购电合同成立，只要已购电量未完，甚至装置故障导致电量未完，用户就可以拒交电费，即使在电量未完期间电价上涨，用户也可以拒绝补交电费差价。这种理解上的差距将不可避免导致双方矛盾产生。一旦对簿公堂，行业内部规定在《合同法》和《民法》面前，等于一纸空文；第二，将电量预存到预付费电表，一旦电表损坏用电量无法确定，通常在用户和供电部门之间引起不必要的经济纠纷；第三，一旦停电发生在夜间，会导致用户无法用电，可能为用户带来不必要的麻烦，缺乏人性化，不利于和谐社会的构建。 

1999年，国家电力公司下发了《国家电力公司关于装用IC卡式电能表有关问题的通知》(国电发[1999]465号)文件，文中指出“近几年来，各地陆续装用了一些IC卡式电能表，在使用中发生了一些技术质量、管理及法律等方面的问题。专家呼吁停止推广IC卡电水表。国家电力公司予以高度重视，召开专门会议对IC卡式电能表的可用性进行了认真分析，并请质检中心进行了验证。现将使用IC卡式电能表的有关问题通知如下： 

IC卡式电能表存在的主要问题：一是抗干扰能力脆弱，质量问题突出，特别是开放的读写窗口，易受外界攻击；二是IC卡式电能表被攻击 造成控制系统失效后，难以取证认定极易发生的用电纠纷。特别是预购电量快用完前发生停止现象，有违于电力法规的规定；三是价格高，寿命短，综合效益差，使用风险大；四是难以适应电价变动的要求，在电价调整时可能影响社会稳定。” 

在实际使用预付费电表的单位，特别是大用户，曾经出现过这样的情况：电工购买五万元的电，然后输入到预付费三相电表，有些电工记下刚输入时的电表底度数，当五万元的电费使用接近五万元是，恶意将三相电表配电盘烧坏，致使当前用电底度数无法读出，这样国家供电公司不仅存在恶意单位自用电，而且牵涉是否退还五万元预付电费的问题。 

为此，本实用新型在克服目前用电管理的缺点，特别是克服预付费三相电表的缺点，提出了一种全新的用电智能化管理系统和终端，本实用新型可与具有RS485接口的三相电表或其它任何形式的计量电度表连接，用于读取它们的用电数据。这种用电智能化管理系统和终端的使用，将会解决用电管理存在的弊端，将会产生巨大的经济效益和社会效益，也将会是我国的用电管理方式的一次巨大革命。 

发明内容

本实用新型的技术任务是针对目前用电管理技术手段的不足，特别是对大用户的变压器房、开关柜等出现的诸多矛盾，采用新的技术路线和技术手段，进而提供一种即能解决收费难，又能为用户提供一种合情、合理、合法的用电管理系统。 

本实用新型所采用的技术方案是：一种用电智能化管理系统和终端，包括：多功能用电管理终端、用电信息卡、读写卡装置、计算机管理系统和短信终端五大部分组成，所述读写卡装置和计算机管理系统的计算机接口连接，完成对用电信息卡的数据读写，所述短信终端和计算机管理系统的计算机接口连接，实现短信通知功能。 

所述多功能用电管理终端包括处理器、存储器单元、断电输出单元、RTC(实时时钟电路)电路单元、报警输出单元、RS485接口单元、报警解除单元、IC卡读写单元、温湿度传感器单元、显示单元，所述处理器分别与各单元连接，以便实现存储、报警、解除报警、数据通讯、与IC卡交换信息、温度湿度信息采集以及信息显示等功能。 

进一步，所述多功能用电管理终端包括处理器采用集成电路的型号为ATMEL公司的MEGA64，所述存储单元采用MEGA64内部的2K字节的EEPROM，所述断电输出单元使用触点电流为5A常开继电器，所述RTC电路单元采用集成电路的型号为RX8025，所述报警输出单元触点电流为5A常开继电器，所述RS485接口单元采用集成电路的型号为MAX3485，为保证通讯电路的可靠性，MAX3485的数据输入输出引脚和热 敏电阻R19、R20、R21连接防止电路损坏，所述报警解除单元使用TLP521-1光电隔离，可以远程解除报警，所述IC卡读写单元使用13.6MHz的非解接触卡读写模块，所述温湿度传感器单元使用数字温湿度传感器SHT75，所述显示单元使用5位一体数码管的型号为JM03651B。 

进一步，所述的用电信息卡采用非接触式RF射频卡，卡中的存储单元可以存储用电底度数和用电授权信息。 

进一步，所述的读写卡装置和计算机连接，即IC卡读写器通过USB口、RS232、无线等多种方式和计算机管理系统连接，实现读取用电授权IC信息卡上的用电底度数，并向用电授权IC信息卡写入授权的诸如截止日期、授权使用电量等信息。 

进一步，所述的计算机管理系统软件部分可以实现用户信息、历史用电底度数信息、授权时间历史信息，卡中的存储单元可以存储用电底度数和用电授权信息历史、到期用户提醒等功能，和所述的短信终端通过USB口或RS232接口连接，可以提前7天自动向即将到期用户预留的管理人员手机发送短消息通知，实现自动催缴电费的功能。 

本实用新型的有益效果是：采用多功能用电管理终端对用户的用电进行管理，可以使用报警灯、警号提前提示用户用电时间已经接近截止日期，还可以设定超温报警，湿度过高报警；另外，由于多功能用电管理终端带有的RS485接口和用户的电表连接，并定时读取电表的用电数据，实现了对电表用电数据的备份，一旦电表损坏，可以找回该用户的用电数据，利用用电授权IC信息卡传递用电底度数，实现了用户自助抄表，减少了大量专职抄表人员，降低了用电管理成本。另一方面，计算机管理系统数据库对用户每次用电底度数都有记录，一旦现场的电表和多功能用电管理终端同时损坏，还可以通过历史用电记录追补电量，为国家减少了一定经济损失。在断电前，提前7天采用现场声光报警提示和发送短信提示两种方式并用，确保用户用电管理人员得到提示信息，即使发生了到期断电，也符合《电力法》规定，从而使用电管理部门规避了法律风险，减少了不必要的麻烦。 

附图说明

图1是本实用新型的系统构成方框图； 

图2是本实用新型的多功能用电管理终端的组成框图； 

图3是本实用新型的多功能用电管理终端处理器、RTC、读卡模块接口和温湿度传感器部分电路原理图； 

图4是本实用新型的多功能用电管理终端显示驱动、复位和输出控制部分电路原理图； 

图5是本实用新型的多功能用电管理终端的RS485接口电路原理图。 

参照图1，1-多功能用电管理终端，2-用电信息卡，3-读写卡装置，4-计算机管理系统，5-短信终端。 

参照图2，6-处理器，7-存储器单元，8-断电输出单元，9-RTC电路单元，10-报警输出单元，11-RS485接口单元，12-报警解除单元，13-IC卡读写单元，14-温湿度传感器单元，15-显示单元。 

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明：如图1、图2所示，多功能用电管理终端1的RS485接口单元(11)和变压器房或开关柜中安装三相电表(图中未标出)带有的RS485接口单元连接，多功能用电管理终端(1)按照DL/T 645通信规约或自定义的通讯协议定时向三相电表发出读数据命令，三相电表返回当前的用电底度数，多功能用电管理终端(1)将用电底度数存储到存储器单元(7)，实现用电底度数的备份。 

用电信息卡(2)是回抄用电底度数、读取温湿度异常数据、传递用电截止信息的载体。 

计算机管理系统(4)作为数据统计管理，用户历史用电数据记录和授权记录，并和读写卡装置(3)连接，通过用电信息卡(2)读取或写入用电信息卡(2)的信息。另外，计算机管理系统(4)对每次由用户带回的底度数都存入数据库，以便用户查对，特别重要的是，一旦现场使用的多功能用电管理终端(1)和用户的电度表同时损坏，无法读取用电数据时，可以通过历史用电记录追补电量，为国家避免了一定损失。 

短信终端(5)和计算机连接，当计算机管理系统(4)生成离截止日期还差7天、6天…、1天的用户清单后，短信终端(5)根据用户提供的移动电话号码，对到期用户发送短信通知，告知用户尽快到供电公司办理缴费和取得新的授权日期，从而保证用户能在断电日期到前，完成缴纳上阶段已经使用的电费和取得新的授权日期，避免因没有及时办理缴费而造成停电事件发生。 

图3是本实用新型的多功能用电管理终端处理器、RTC、读卡模块接口和温湿度传感器部分电路原理图； 

图4是本实用新型的多功能用电管理终端显示驱动、复位和输出控制部分电路原理图； 

图5是本实用新型的多功能用电管理终端的RS485接口电路原理图。 

多功能用电管理终端(1)作为整个系统的重要组成部分，其性能要 求比较高，图2、图3、图4、图5是数据管理终端组成框图和具体电路连接图，图中处理器(6)是整个数据管理终端的核心，采用ATMEL公司的高性能的AVR单片机MEGA64，在图3中符号为U1，U1与其它电路连接，完成数据处理、时间读取、读写用电信息卡(2)的数据、数据通讯、报警控制输出、断电控制输出、显示等功能。 

图3中，RTC电路单元(9)使用EPSON公司的RX8025，在图7中符号为U3，U1的第41、42引脚和U3连接，U1定时读取U3寄存器中的时间信息，并存储到内存中。 

图3中，IC信息卡读写单元(13)通过七芯插座RF_M0和U1的I/O端口连接，通过U1的5个引脚控制IC信息卡读写单元(13)，实现对IC信息卡(2)内部数据的读写。 

图3中，温湿度传感器单元(14)在图3中的标号是SENSER1，使用的型号是SHT75，四个脚中，两个脚是供电引脚，另两个脚和U1的I/O口线连接，实现对内部温度数据和湿度数据的读写。 

图4中，报警输出单元(10)和断电输出单元(8)使用继电器来控制报警信号和断电信号，使用常开、触电电流为5A以上的直流继电器，继电器使用8050驱动。报警解除单元(12)由热敏电阻、光电耦合器组成，其中光电耦合器U5使用TLP521-1，R31、R32使用热敏电阻，以达到保护的目的，如有220V无意接入RST1两个引脚，由R31、R32和U5构成的回路中，R31、R32的电阻会迅速增大，使回路电流非常小。 

图4中，显示单元(15)使用5位一体共阳数码管JM03651，Q1、Q2、Q3、Q4、Q5受U1控制，采用动态扫描，JM03651轮流显示日期、时间、到期日期、剩余天数、温度、湿度、当前底度数、等信息，并可显示设备故障信息。 

图4中，RS485接口单元(11)中的U4采用MAXIM公司的MAX3485芯片，光耦U6、U7和U1连接，起到电路隔离作用，在RS485接口单元(11)中光耦U6、U7选用6N137高速隔离电路，以保证较高的波特率，Q7及外围电路实现数据自动收发，选用9013或其它开关三极管，RS485接口单元(11)中的U4的第6脚和热敏电阻R20的一端连接，RS485接口单元(11)中的U4的第7脚和热敏电阻R21的一端连接，R20和R21的另一端分别和R19连接，R19、R20和R21都使用热敏电阻以防止电路损坏。 

值得提出的是，本实用新型的保护范围并不局限于上述具体实施方式，根据本实用新型的基本技术构思，特别是使用多功能用电管理终端1对用户提前通知，最后断电来实现用电管理的模式，本领域普通技术人员无需经过创造性的劳动，即可联想到的实施方式，均属于本实用新型的保护范围。 

Claims (3)

1.一种用电智能化管理系统和终端，特别涉及用电管理行业的一种用电管理系统，其特征在于：由多功能用电管理终端(1)、用电信息卡(2)、读写卡装置(3)、计算机管理系统(4)、短信终端(5)五个部分构成一个系统；读写卡装置(3)和计算机管理系统(4)连接；短信终端(5)和计算机管理系统(4)连接；所述多功能用电管理终端(1)包括：处理器(6)、存储器单元(7)、断电输出单元(8)、RTC电路单元(9)、报警输出单元(10)，RS485接口单元(11)，报警解除单元(12)、IC卡读写单元(13)、温湿度传感器单元(14)和显示单元(15)多个单元；所述处理器(6)分别与各单元电路连接。

2.根据权利要求1所述的一种用电智能化管理系统和终端，其特征在于：所述RS485接口单元(11)部分的保护电路由R19、R20和R21组成；R19和R20连接；R19和R21连接。

3.根据权利要求1所述的一种用电智能化管理系统和终端，其特征在于：所述RTC电路单元(9)采用的集成电路型号为EPS0N公司的RX8025，所述RS485接口单元(11)采用MAXIM公司的MAX3485芯片，所述处理器(6)采用ATMEL公司的高性能的AVR单片机MEGA64。 

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