CN204422647U - 智能远程电表 - Google Patents

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唐广勇
王锡钢
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Abstract

本实用新型涉及电表技术领域,尤其涉及一种智能远程电表,包括STC单片机、LCD显示模块、电表采集端、欠压保护电路、供电电路、TC35I模块、GSM无线通信网络、GSM无线通信终端以及系统计算机、所述STC单片机分别与所述LCD显示模块、所述电表采集端、所述欠压保护电路、供电电路、所述TC35I模块连接,所述TC35I模块通过所述GSM无线通信网路与所述GSM无线通信终端连接,所述GSM无线通信终端与所述系统计算机连接;所述供电电路与所述欠压保护电路连接。本实用新型省去了人工抄表的过程,因而降低生产制造和采购成本,具有显著的社会综合效益。

Description

智能远程电表
技术领域
本实用新型涉及电表技术领域,尤其涉及一种智能远程电表。
背景技术
目前,现有技术中常用的电表是感应式电表,其缺点是:第一、合格率低,超差严重:1996年、1997年和1999年国家曾三次对感应式电能表进行抽查,其合格率分别为7.1% 、30.4%、和55.6%。有的产品最大实测基本误差竞高达-13.4%,远远超出了国家规定的+2%的技术指标要求。机械磨损是感应式电能表无法克服的缺陷,磨损的后果是表计越走越慢。第二、偷窃电现象严重:感应式电能表由于电流、电压接线端子外露,很容易采用改接线或倒表手段进行偷窃电,这是包括我国在内的发展中国家普遍存在的严重问题。在我国一些地区或单位,偷漏电量竞超过了总用电量的30%,其经济损失非常严重。第三、抄表方式单一落后:感应式电能表采用的是人工登门手工抄表,随着电能表的数量增加,抄表、核算的工作量越来越大。抄表人员要走家串户上楼、下楼,极不方便,这与现代化用电管理极不适应。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服上述技术的不足,而提供一种智能远程电表,低功耗,可以远程抄表,降低抄表人员的劳动强度。
本实用新型为实现上述目的,采用以下技术方案:一种智能远程电表,其特征在于:包括STC单片机、LCD显示模块、电表采集端、欠压保护电路、供电电路、TC35I模块、GSM无线通信网络、GSM无线通信终端以及系统计算机、所述STC单片机分别与所述LCD显示模块、所述电表采集端、所述欠压保护电路、供电电路、所述TC35I模块连接,所述TC35I模块通过所述GSM无线通信网路与所述GSM无线通信终端连接,所述GSM无线通信终端与所述系统计算机连接;所述供电电路与所述欠压保护电路连接,所述供电电路采用LM2941T芯片,为所述STC单片机和TC35I模块提供3V的电压。
所述STC单片机选用STC89C52 单片机。
所述LCD显示模块选用带中文字库的LCD12864。
所述欠压保护电路由三极管T10、三极管T11以及电阻R33、电阻R34、电阻R17构成,所述电阻R33的一端连接所述供电电路的一极,另一端与三极管T10的基极连接,三极管T10的发射极接地,集电极与电阻R34的一端连接,电阻R34的另一端分别与三极管T11的基极、电阻R17的一端连接,所述三极管T11的集电极与控制单元连接。电阻R33的一端用于监测电池的电压,控制三极管T10和T11的开启状态,当电压低于设定值时,T10和T11开启,控制单元接收到信号,同时停止采集,并给单片机发送电量缺省信号,记录最后采集后的电量值,并提醒后台工作人员更换电池。
所述供电电路主要由芯片LM2941T、电容C8~电容C11、滑动电阻器R7、电阻R8,所述芯片LM2941T的第2管脚和第3管脚接地,第2管脚和第3管脚通过电容C8与第4管脚连接,所述第4管脚接电源正极,第5管脚为输出端,第5管脚分别接滑动电阻器R7的一端、电容C9~电容C11的一端,所述电容C10和电容C11的另一端分别接地,所述电容C9的另一端与所述滑动电阻器R7的另一端连接并共同与芯片LM2941T的第1管脚连接,芯片LM2941T的第1管脚与所述电阻R8的一端连接,所述电阻R8的另一端接地。芯片LM2941T电路结构简单,功耗低。
本实用新型的有益效果是: 本实用新型省去了人工抄表的过程,因而降低生产制造和采购成本,具有显著的社会综合效益。本实用新型采用锰铜等高稳定性材料制作电流采样元件,高质量的电路作运算处理元件,因此总体的稳定性很好,用户在安装前可以实现免调,工作中的调校周期也可以大大延长,从而节省了人工。机械表因采用机械转动方式工作,摩擦力不稳定,因此稳定性与电子表相比显得较差,经运输后准确度就可能更差,在安装之前必须重新调校。安装运行后的表由于上述原因,稳定性又会逐渐变差。由于本实用新型中的电表采集端、STC单片机、TC35I模块的线性好,使得本装置的线性动态范围较大,适应性很强,特别适合于用电量变化大的地方,能保证大小电流时计量精度不变。
附图说明
图1是本实用新型的原理图;
图2是本实用新型中供电电路的原理图;
图3是本实用新型中LCD显示模块的原理图;
图4是本实用新型中欠压保护电路的原理图。
具体实施方式
下面结合附图及较佳实施例详细说明本实用新型的具体实施方式。如图1至图4所示,一种智能远程电表,其特征在于:包括STC单片机、LCD显示模块、电表采集端、欠压保护电路、供电电路、TC35I模块、GSM无线通信网络、GSM无线通信终端以及系统计算机、所述STC单片机分别与所述LCD显示模块、所述电表采集端、所述欠压保护电路、供电电路、所述TC35I模块连接,所述TC35I模块通过所述GSM无线通信网路与所述GSM无线通信终端连接,所述GSM无线通信终端与所述系统计算机连接;所述供电电路与所述欠压保护电路连接,所述供电电路采用LM2941T芯片,为所述STC单片机和TC35I模块提供3V的电压。
本实用新型中,所述STC单片机选用STC89C52作为系统主控制芯片,单片机将接收到的表数据通过LCD显示器显示并通过TC35i模块发送到GSM网络。读表控制中心接收到远程抄表终端的数据,完成记录与计价功能。主控制器选用STC89C52单片机。STC89C52是一个低功耗,高性能CMOS 8位单片机,片内含4k bytes ISP(In-System Programmable)的可反复擦写1000次的FLASH只读程序存储器,器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造,兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构,芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP FLASH存储单元,可为许多嵌入式控制应用系统高性价比的解决方案。工作时单片机只需定时测量单相脉冲电能表输入的脉冲,再根据脉冲数与用电量之间的比例关系得到用户的用电量,定时通过TC35i无线通信终端监控发送用户的用电量到系统中心计算机。
所述欠压保护电路由三极管T10、三极管T11以及电阻R33、电阻R34、电阻R17构成,所述电阻R33的一端连接所述供电电路的一极,另一端与三极管T10的基极连接,三极管T10的发射极接地,集电极与电阻R34的一端连接,电阻R34的另一端分别与三极管T11的基极、电阻R17的一端连接,所述三极管T11的集电极与控制单元连接。电阻R33的一端用于监测电池的电压,控制三极管T10和T11的开启状态,当电压低于设定值时,T10和T11开启,控制单元接收到信号,同时停止采集,并给单片机发送电量缺省信号,记录最后采集后的电量值,并提醒后台工作人员更换电池。
所述供电电路主要由芯片LM2941T、电容C8~电容C11、滑动电阻器R7、电阻R8,所述芯片LM2941T的第2管脚和第3管脚接地,第2管脚和第3管脚通过电容C8与所述第4管脚连接,所述第4管脚接电源正极,第5管脚为输出端,第5管脚分别接滑动电阻器R7的一端、电容C9~电容C11的一端,所述电容C10和电容C11的另一端分别接地,所述电容C9的另一端与所述滑动电阻器R7的另一端连接并共同与芯片LM2941T的第1管脚连接,芯片LM2941T的第1管脚与所述电阻R8的一端连接,所述电阻R8的另一端接地。芯片LM2941T电路结构简单,功耗低。
本实用新型中采用SIEMENS TC35i作为通信模块,TC35i可在GSM网中完成语音、数据、短消息以及传真的传送,具有标准的工业接口和完整的SIM卡阅读器,使用简单。配以MAX3232实现TTL电平到RS232电平的转换,TC35i与GSM 2/2+兼容、双频(GSM900/GSM1800)、RS232数据口、符合ETSI标准GSM0707和GSM0705,易于升级为GPRS模块,模块有AT命令集接口,支持文本和PDU模式的短信息。将该模块和一片微处理控制单元(MCU)组成具有SMS接收和发送功能的GSM集中抄表终端,即可实现远程抄表。
本实用新型中供电电路使用LM2941T芯片向TC35i模块提供4.2 V电压,具体电路图如图2所示。
如图3所示,本实用新型中LCD显示模块采用带中文字库的LCD12864,其内部含有国标一级、二级简体中文字库的点阵图形液晶显示模块,内置8192个16x16点汉字和128个16x8点ASCII字符集,也可完成图形显示。
本实用新型中所有的模块不一直处于工作状态,各个模块在微控制器的指挥下定时工作,即抄表系统的所有模块的工作方式为"长时间休眠,短时间工作"。其中,休眠周期(小时、天、周、月)由管理员用计算机终控端通过GSM模块发布。微控制器接收GSM模块收到的指令后,修改抄表周期,同时根据设定的抄表周期通过Meter-Bus接口电路控制光电直读表头读取当前的用电量值,然后再利用GSM无线网络发给计算机终端,实现定时自动抄表。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种智能远程电表,其特征在于:包括STC单片机、LCD显示模块、电表采集端、欠压保护电路、供电电路、TC35I模块、GSM无线通信网络、GSM无线通信终端以及系统计算机、所述STC单片机分别与所述LCD显示模块、所述电表采集端、所述欠压保护电路、供电电路、所述TC35I模块连接,所述TC35I模块通过所述GSM无线通信网路与所述GSM无线通信终端连接,所述GSM无线通信终端与所述系统计算机连接;所述供电电路与所述欠压保护电路连接,所述供电电路采用LM2941T芯片,为所述STC单片机和TC35I模块提供3V的电压。
2.根据权利要求1所述的智能远程电表,其特征在于:所述STC单片机选用STC89C52 单片机。
3.根据权利要求1所述的智能远程电表,其特征在于:所述LCD显示模块选用带中文字库的LCD12864。
4.根据权利要求1所述的智能远程电表,其特征在于:所述欠压保护电路由三极管T10、三极管T11以及电阻R33、电阻R34、电阻R17构成,所述电阻R33的一端连接所述供电电路的一极,另一端与三极管T10的基极连接,三极管T10的发射极接地,集电极与电阻R34的一端连接,电阻R34的另一端分别与三极管T11的基极、电阻R17的一端连接,所述三极管T11的集电极与控制单元连接。
5.根据权利要求1所述的智能远程电表,其特征在于:所述供电电路主要由芯片LM2941T、电容C8~电容C11、滑动电阻器R7、电阻R8,所述芯片LM2941T的第2管脚和第3管脚接地,第2管脚和第3管脚通过电容C8与第4管脚连接,所述第4管脚接电源正极,第5管脚为输出端,第5管脚分别接滑动电阻器R7的一端、电容C9~电容C11的一端,所述电容C10和电容C11的另一端分别接地,所述电容C9的另一端与所述滑动电阻器R7的另一端连接并共同与芯片LM2941T的第1管脚连接,芯片LM2941T的第1管脚与所述电阻R8的一端连接,所述电阻R8的另一端接地。
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