CN204010298U - 分体式预付费电表 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种分体式预付费电表。电表和户内终端采用MBUS通讯,MBUS是一种二线制通讯方式,同时主机也通过2根通讯线为从机供电。空闲时MBUS总线为24V,代表高电平。主机通过拉低总线电平至12V来发送数据位0.从机通过增加总线电流40mA来发送数据位0,从机常态平均电流为10mA,如果从机负载波动比较大,就会出现误发送数据位0。从机部分增加一个限流电路,将从机的冲击电流限制在40mA以内,增加从机通讯成功率。
Description
本申请是基于2013年12月26日提交的专利号201320877888.8,专利名称为“集中抄表系统、具有预付费售电功能的抄表系统、购电系统、基于电话业务的购电系统及其分体式预付费电表”的分案申请,其说明书中的部分内容是以引用的方式并入本文中。
技术领域
本实用新型涉及公用事业能耗计量及管理技术,更特定言之,在本实用新型的一个总体概观中,设计一种分体式预付费计量或购电系统,针对于公用事业商品(例如水,电,液化气或生活供热)的耗用量,基于M-BUS总线加以通讯。
背景技术
目前常规售电系统是利用接触式IC卡或者键盘式的预付费电能表。接触式的IC卡表的缺陷是用户容易接触到表计的计量单元。用户购电必须接触到表计,形成窃电漏洞或者表计遭到人为破坏。因此,使用分体式的RF卡式电能表的优点是,表计计量单元在电力局的表箱内安装。用户只能接触到人家交换单元,并且大容量RF卡可以携带大量的用户信息及电力局的操作指令进行信息的交互。
进一步地,目前常规做法是控制M-BUS的从机负载冲击,缺点是导致从机的负载有很大限制,MBUS的通讯适用范围小,通讯成功率不高。利用这种限流电流可以很好的解决从机短时的重负载对MBUS通讯的影响,可以使MBUS通讯适用各种负载条件的从机。
实用新型内容
本实用新型创造可以实现多种途径的购电操作。用户可以通过网络、短信、POS机等途径进行远程的购电操作,同时可以实现本地的RF卡购电。购电时用户不需要接触电能表。防止用户因为触表操作而对电力局的表箱及其他设施造成的破坏。
技术方案1:集中抄表系统,基于M-BUS总线进行数据交互,在所述的M-BUS总线上提供直流电源,所述直流电源包括+12V直流电源和+24V直流电源,其中+12V直流电源为M-BUS总线上装设的设备提供逻辑“0”总线电压,24V直流电源为之提供逻辑“1”总线电压,其特征在于在M-BUS总线上装设有:用户终端,装设于公用事业商品用户家庭室内,设有显示部,用于为用户指示能耗信息和费用信息,以及通讯部,用于此用户终端与外部设备的电气交互,进一步设有数据处理部,连接并控制所述显示部和通讯部;有源仪表,装设于公用事业商品用户家庭室外,设有通讯部,用于与用户终端之间的通讯,以及处理器,连接所述通讯部以获取数据信息;以及无源仪表,装设于公用事业商品用户家庭室外,设有通讯部,用于与有源仪表之间的通讯,以及处理器,连接所述通讯部以获取数据信息。
在一个实施例中,所述有源仪表的电气组件进一步被限定于一个本体部内,所述本体包括组合在一起的多个分隔容纳部,这些分隔容纳部通过卡接的方式组合成不同形状的本体部。
在一个实施例中,在所述分隔容纳部内分别装设电气组件,各个电气组件之间以插拔方式加以相互电连接,其中在以不同组合方式组成一个本体部之后,又以一个底座加以限定其立体形状。
技术方案2:具有预付费售电功能的抄表系统,包括权利要求2所述的集中抄表系统,其特征在于所述有源仪表进一步包括:GPRS或ZIGBEE通讯部,它与有源仪表远端的POS设备或售电服务器加以通讯,其中所述GPRS或ZIGBEE通讯部是设置在一个分隔容纳部中,以可拆装的方式与所述有源仪表的电气组件加以电连接。
在一个实施例中,在所述远端POS设备或售电服务器上设有无极性的M-BUS总线电源,在所述有源仪表上设有电源部,所述电源部包括了:整流电路,接收所述M-BUS总线电源并整流为+24V直流电压,通过节点HV提供给有源仪表;接设于所述整流电路与节电之间的限流电路,动态控制此节点HV的直流电压稳定。
在一个实施例中,所述的限流电路设有:设置于所述整流电路与节点HV之间的双向开关器件,以及与之耦合的基准源,根据所述基准源的电压来开启或关断所述双向开关器件,从而控制直流电压的稳定。
在一个实施例中,设计所述电源部以进行稳定节点HV输出的直流电压的自动操作:通过所述整流电路将M-BUS总线电源整流为+24V直流电源,通过节点HV为有源仪表供电;通过测试基准源两端电压是否大于0.7V来控制所述双向开关器件的通断,从而实现限流以控制有源仪表的负载冲击对MBUS总线通讯的干扰;其中
当节点HV处消耗电流小于35mA时,基准源的两端电压为0.7V,双向开关器件之一者截止,另一者处于放大状态;当节点HV处消耗的电流大于35mA时,基准源两端电压大于0.7V,所述双向开关器件处电压下降,流过基准源的电流减小,负反馈到基准源,使其电流减小。
在一个实施例中,所述双向开关器件选用三极管;所述基准源选用电阻。
技术方案3:购电系统,包括权利要求2所述的集中抄表系统,其特征在于所述有源仪表进一步包括:RF通讯部,它与所述有源仪表外部的卡式设备加以通讯,其中所述RF通讯部是设置在一个分隔容纳部中,以可拆装的方式与所述有源仪表的电气组件加以电连接,其中所述RF通讯部是与一个外部S70射频卡在结构上完全隔离且红外接触。
在一个实施例中,在用户终端上设有无极性的M-BUS总线电源,在所述有源仪表上设有电源部,所述电源部包括了:整流电路,接收所述M-BUS总线电源并整流为+24V直流电压,通过节点HV提供给有源仪表;接设于所述整流电路与节电之间的限流电路,动态控制此节点HV的直流电压稳定。
在一个实施例中,所述的限流电路设有:设置于所述整流电路与节点HV之间的双向开关器件,以及与之耦合的基准源,根据所述基准源的电压来开启或关断所述双向开关器件,从而控制直流电压的稳定。
在一个实施例中,设计所述电源部以进行稳定节点HV输出的直流电压的自动操作:通过所述整流电路将M-BUS总线电源整流为+24V直流电源,通过节点HV为有源仪表供电;通过测试基准源两端电压是否大于0.7V来控制所述双向开关器件的通断,从而实现限流以控制有源仪表的负载冲击对MBUS总线通讯的干扰;其中
当节点HV处消耗电流小于35mA时,基准源的两端电压为0.7V,双向开关器件之一者截止,另一者处于放大状态;当节点HV处消耗的电流大于35mA时,基准源两端电压大于0.7V,所述双向开关器件处电压下降,流过基准源的电流减小,负反馈到基准源,使其电流减小。
在一个实施例中,所述双向开关器件选用三极管;所述基准源选用电阻。
技术方案4:基于电话业务的购电系统,包括权利要求2所述的集中抄表系统,其特征在于所述有源仪表进一步包括:3G通讯部,它与所述有源仪表外部的基站设备加以通讯,其中所述3G通讯部是设置在一个分隔容纳部中,以可拆装的方式与所述有源仪表的电气组件加以电连接,其中通过所述3G通讯部与外部用户手机或PDA设备进行通讯,并发送加密数据信息。
在一个实施例中,在用户终端上设有无极性的M-BUS总线电源,在所述有源仪表上设有电源部,所述电源部包括了:整流电路,接收所述M-BUS总线电源并整流为+24V直流电压,通过节点HV提供给有源仪表;接设于所述整流电路与节电之间的限流电路,动态控制此节点HV的直流电压稳定。
在一个实施例中,所述的限流电路设有:设置于所述整流电路与节点HV之间的双向开关器件,以及与之耦合的基准源,根据所述基准源的电压来开启或关断所述双向开关器件,从而控制直流电压的稳定。
在一个实施例中,设计所述电源部以进行稳定节点HV输出的直流电压的自动操作:通过所述整流电路将M-BUS总线电源整流为+24V直流电源,通过节点HV为有源仪表供电;通过测试基准源两端电压是否大于0.7V来控制所述双向开关器件的通断,从而实现限流以控制有源仪表的负载冲击对MBUS总线通讯的干扰;其中
当节点HV处消耗电流小于35mA时,基准源的两端电压为0.7V,双向开关器件之一者截止,另一者处于放大状态;当节点HV处消耗的电流大于35mA时,基准源两端电压大于0.7V,所述双向开关器件处电压下降,流过基准源的电流减小,负反馈到基准源,使其电流减小。
在一个实施例中,所述双向开关器件选用三极管;所述基准源选用电阻。
技术方案5:分体式预付费电表,其特征在于包括了:室内用户终端,设有显示部,用于为用户指示或查询能耗信息和费用信息,以及通讯部,用于此用户终端与外部设备的电气交互,进一步设有数据处理部,连接并控制所述显示部和通讯部;以及室外电力计量终端,设有通讯部,用于与用户终端之间进行用电数据的传输,以及处理器,用于计量用户用电数据且连接所述通讯部以获取数据信息,其中:用户通过S70射频卡与所述室内用户终端的通讯部加以结构隔离接触,以传输用户资产信息。
在一个实施例中,进一步与所述室外电力计量终端通过M-BUS总线连接多个无源仪表,通过所述室外电力计量终端为无源仪表提供直流电源,所述直流电源包括+12V直流电源和+24V直流电源,其中+12V直流电源为M-BUS总线上装设的设备提供逻辑“0”总线电压,+24V直流电源为之提供逻辑“1”总线电压。
电表和户内终端采用MBUS通讯,MBUS是一种二线制通讯方式,同时主机也通过2根通讯线为从机供电。空闲时MBUS总线为24V,代表高电平。主机通过拉低总线电平至12V来发送数据位0.从机通过增加总线电流40mA来发送数据位0.从机常态平均电流为10mA,如果从机负载波动比较大,就会出现误发送数据位0。现在从机部分增加一个限流电路。将从机的冲击电流限制在40mA以内。增加从机通讯成功率。
附图说明
图1示意性绘示出本实用新型系统电表的结构原理图;
图2为本实用新型电表的结构示意图;
图3为本实用新型总线限流电路的电路图。
具体实施方式
实施例1:集中抄表系统是基于M-BUS总线进行数据交互,在所述的M-BUS总线上提供直流电源,包括+12V直流电源和+24V直流电源,其中+12V直流电源为M-BUS总线上装设的设备提供逻辑“0”总线电压,+24V直流电源为之提供逻辑“1”总线电压,其特征在于在M-BUS总线上装设有:用户终端,装设于公用事业商品用户家庭室内,设有显示部,用于为用户指示能耗信息和费用信息,以及通讯部,用于此用户终端与外部设备的电气交互,进一步设有数据处理部,连接并控制所述显示部和通讯部;有源仪表,装设于公用事业商品用户家庭室外,设有通讯部,用于与用户终端之间的通讯,以及处理器,连接所述通讯部以获取数据信息;以及无源仪表,装设于公用事业商品用户家庭室外,设有通讯部,用于与有源仪表之间的通讯,以及处理器,连接所述通讯部以获取数据信息。
在一个实施例中,有源仪表选用预付费式智能电表,如图1所示,较佳地包括处理器,选用西门子公司MSP430F6736型高速芯片,并且为之配备内部存储器,电池管理部(秒脉冲输出单元),继电器驱动及检测部,GPRS及ZIGBEE通讯部以及上下电检测,窃电事件检测部,较佳地为硬件或软件触发器,与变压器和线性稳压部共同接出至230V交流电网,同时,通过UART端口接出至近红外通讯和用户终端,对于液晶显示部和LED脉冲输出部而言,可以选用常规技术加以实施。
在一个实施例中,如图2所示,所述电表的这些电气组件进一步被限定于一个本体部1内,所述本体1包括组合在一起的多个分隔容纳部4,这些分隔容纳部4通过相互卡接的方式组合成不同形状的本体部1。也就是说,本体部1的形状的其中一种是图2中所示的常规态样,但并不仅限于此,例如可以更窄,更短。
在一个实施例中,在分隔容纳部4内分别装设前述电气组件(例如图中所示的电池,GPRS通讯卡或无线模块3),各个电气组件之间以插拔方式加以相互电连接,其中在以不同组合方式组成一个本体部1之后,又以一个底座和外盖板2加以套设限定其立体形状结构。
技术方案2:具有预付费售电功能的抄表系统,包括权利要求2所述的集中抄表系统,其特征在于所述有源仪表进一步包括:GPRS或ZIGBEE通讯部,它与有源仪表远端的POS设备或售电服务器加以通讯,其中所述GPRS或ZIGBEE通讯部是设置在一个分隔容纳部中,以可拆装的方式与所述有源仪表的电气组件加以电连接。
在一个实施例中,在所述远端POS设备或售电服务器上设有无极性的M-BUS总线电源,在所述有源仪表上设有电源部,如图3所示,所述电源部包括了:整流电路,接收所述M-BUS总线电源并整流为+24V直流电压,通过节点HV提供给有源仪表;接设于所述整流电路与节电之间的限流电路,动态控制此节点HV的直流电压稳定。
在一个实施例中,所述的限流电路设有:设置于所述整流电路与节点HV之间的双向开关器件,以及与之耦合的基准源,根据所述基准源的电压来开启或关断所述双向开关器件,从而控制直流电压的稳定。
在一个实施例中,设计所述电源部以进行稳定节点HV输出的直流电压的自动操作:通过所述整流电路将M-BUS总线电源整流为+24V直流电源,通过节点HV为有源仪表供电;通过测试基准源两端电压是否大于0.7V来控制所述双向开关器件的通断,从而实现限流以控制有源仪表的负载冲击对MBUS总线通讯的干扰;其中
当节点HV处消耗电流小于35mA时,基准源的两端电压为0.7V,双向开关器件之一者截止,另一者处于放大状态;当节点HV处消耗的电流大于35mA时,基准源两端电压大于0.7V,所述双向开关器件处电压下降,流过基准源的电流减小,负反馈到基准源,使其电流减小。
在一个实施例中,所述双向开关器件选用三极管;所述基准源选用电阻。
技术方案3:购电系统,包括权利要求2所述的集中抄表系统,其特征在于所述有源仪表进一步包括:RF通讯部,它与所述有源仪表外部的卡式设备加以通讯,其中所述RF通讯部是设置在一个分隔容纳部中,以可拆装的方式与所述有源仪表的电气组件加以电连接,其中所述RF通讯部是与一个外部S70射频卡在结构上完全隔离且红外接触。
在一个实施例中,在用户终端上设有无极性的M-BUS总线电源,在所述有源仪表上设有电源部,所述电源部包括了:整流电路,接收所述M-BUS总线电源并整流为+24V直流电压,通过节点HV提供给有源仪表;接设于所述整流电路与节电之间的限流电路,动态控制此节点HV的直流电压稳定。
在一个实施例中,所述的限流电路设有:设置于所述整流电路与节点HV之间的双向开关器件,以及与之耦合的基准源,根据所述基准源的电压来开启或关断所述双向开关器件,从而控制直流电压的稳定。
在一个实施例中,设计所述电源部以进行稳定节点HV输出的直流电压的自动操作:通过所述整流电路将M-BUS总线电源整流为+24V直流电源,通过节点HV为有源仪表供电;通过测试基准源两端电压是否大于0.7V来控制所述双向开关器件的通断,从而实现限流以控制有源仪表的负载冲击对MBUS总线通讯的干扰;其中
当节点HV处消耗电流小于35mA时,基准源的两端电压为0.7V,双向开关器件之一者截止,另一者处于放大状态;当节点HV处消耗的电流大于35mA时,基准源两端电压大于0.7V,所述双向开关器件处电压下降,流过基准源的电流减小,负反馈到基准源,使其电流减小。
在一个实施例中,所述双向开关器件选用三极管;所述基准源选用电阻。
技术方案4:基于电话业务的购电系统,包括权利要求2所述的集中抄表系统,其特征在于所述有源仪表进一步包括:3G通讯部,它与所述有源仪表外部的基站设备加以通讯,其中所述3G通讯部是设置在一个分隔容纳部中,以可拆装的方式与所述有源仪表的电气组件加以电连接,其中通过所述3G通讯部与外部用户手机或PDA设备进行通讯,并发送加密数据信息。
在一个实施例中,在用户终端上设有无极性的M-BUS总线电源,在所述有源仪表上设有电源部,所述电源部包括了:整流电路,接收所述M-BUS总线电源并整流为+24V直流电压,通过节点HV提供给有源仪表;接设于所述整流电路与节电之间的限流电路,动态控制此节点HV的直流电压稳定。
在一个实施例中,所述的限流电路设有:设置于所述整流电路与节点HV之间的双向开关器件,以及与之耦合的基准源,根据所述基准源的电压来开启或关断所述双向开关器件,从而控制直流电压的稳定。
在一个实施例中,设计所述电源部以进行稳定节点HV输出的直流电压的自动操作:通过所述整流电路将M-BUS总线电源整流为+24V直流电源,通过节点HV为有源仪表供电;通过测试基准源两端电压是否大于0.7V来控制所述双向开关器件的通断,从而实现限流以控制有源仪表的负载冲击对MBUS总线通讯的干扰;其中
当节点HV处消耗电流小于35mA时,基准源的两端电压为0.7V,双向开关器件之一者截止,另一者处于放大状态;当节点HV处消耗的电流大于35mA时,基准源两端电压大于0.7V,所述双向开关器件处电压下降,流过基准源的电流减小,负反馈到基准源,使其电流减小。
在一个实施例中,所述双向开关器件选用三极管;所述基准源选用电阻。
技术方案5:分体式预付费电表,其特征在于包括了:室内用户终端,设有显示部,用于为用户指示或查询能耗信息和费用信息,以及通讯部,用于此用户终端与外部设备的电气交互,进一步设有数据处理部,连接并控制所述显示部和通讯部;以及室外电力计量终端,设有通讯部,用于与用户终端之间进行用电数据的传输,以及处理器,用于计量用户用电数据且连接所述通讯部以获取数据信息,其中:用户通过S70射频卡与所述室内用户终端的通讯部加以结构隔离接触,以传输用户资产信息。
在一个实施例中,进一步与所述室外电力计量终端通过M-BUS总线连接多个无源仪表,通过所述室外电力计量终端为无源仪表提供直流电源,所述直流电源包括+12V直流电源和+24V直流电源,其中+12V直流电源为M-BUS总线上装设的设备提供逻辑“0”总线电压,+24V直流电源为之提供逻辑“1”总线电压。
除上述优选实施例外,本实用新型还有其他的实施方式,本领域技术人员可以根据本实用新型作出各种改变和变形,只要不脱离本实用新型的精神,均应属于本实用新型所附权利要求所定义的范围。
Claims (2)
1.分体式预付费电表,其特征在于包括了:
室内用户终端,设有显示部,用于为用户指示或查询能耗信息和费用信息,以及通讯部,用于此用户终端与外部设备的电气交互,进一步设有数据处理部,连接并控制所述显示部和通讯部;以及
室外电力计量终端,设有通讯部,用于与用户终端之间进行用电数据的传输,以及处理器,用于计量用户用电数据且连接所述通讯部以获取数据信息,其中:
用户通过S70射频卡与所述室内用户终端的通讯部加以结构隔离接触,以传输用户资产信息。
2.根据权利要求1所述的分体式预付费电表,其特征在于:进一步与所述室外电力计量终端通过M-BUS总线连接多个无源仪表,通过所述室外电力计量终端为无源仪表提供直流电源,所述直流电源包括+12V直流电源和+24V直流电源,其中+12V直流电源为M-BUS总线上装设的设备提供逻辑“0”总线电压,+24V直流电源为之提供逻辑“1”总线电压。
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