CN2484570Y - 多用户分时计度电量数据采集器 - Google Patents

Abstract

多用户分时计度电量数据采集器,具有分时计量和远程抄表及关断的功能,多用户公用一组时间基准及处理显示通讯等相关电路。多用户电表脉冲经过光电隔离送入本装置,电表脉冲输入单元1与用户一一对应,电表脉冲处理单元2、时钟单元3、存储单元4、红外通讯及开关单元5、串行总线单元6、载波通讯单元7、液晶显示器8、中央处理单元9、关断控制单元10、数据交换单元11、电源单元12都是多用户共用一套;每个用户的电表通过脉冲信号线、断线检测线、电源线、地线、关断控制线连接到多用户分时计度电量数据采集器的输入及控制端口。显著降低每一用户成本,适合小区、公寓楼安装,不用换表,符合国家“一户一表”和“抄表到户”的要求。

Description

多用户分时计度电量数据采集器

本实用新型涉及一种对多用户电能进行分时、多费率计量并同时具有远程抄表功能的多用户分时计度电量数据采集器，尤其适合将普通居民用户电表改为分时计度电表，并使之可直接具有远程抄表功能。

众所周知，电能作为一种商品具有一个与众不同的特性，那就是它不能像水和气一样被有效贮存。而作为供用电系统来说，普遍存在峰谷负荷差距大的现象，这就必然造成发电、输变电及供电设备利用率低下、用户用电成本高等一系列问题，对社会发展造成不良影响。

现有技术中国专利申请号99120615.0，发明名称为集控分计式复费率电度表，这种表计的基本原理同普通复费率电能表基本一样，所不同的只是一组电表共用一个时间控制单元。因此说，这种方法还是部分解决了复费率电能表成本高的问题。但是，它仍然成本较高，不能直接进行远程抄表，还是会有换表造成巨大的社会财富浪费的问题。另外，由于其原理规定在时控线切断时计量装置按峰电量计费，在非用户原因时控线断线时，必然成为用电纠纷的原因。其两线两时段的控制方法在向多时段对应多费率(不一定是一一对应)时技术的复杂性大大增加，成本也有较多升高。也许正因为以上原因，才未见这种方法在电力部门的应用。

随着电力体制改革的深入进行，“一户一表工程”推广面越来越大，电力部门抄表难的问题越来越突出。

本实用新型的目的是克服现有的复费率电能表和集中抄表系统解决复费率计量及集中抄表问题的不足之处，提供一种价格低功能全可直接进行远程集中抄表的多用户分时计度电量数据采集器。

本实用新型的技术方案如下：

多用户分时计度电量数据采集器，其特征在于；电表脉冲输入单元1、电表脉冲处理单元2、时钟单元3、数据交换单元11、中央处理单元9、液晶显示器8顺次串联连接，红外通讯及开关单元5、串行总线单元6、载波通讯单元7分别与电表脉冲处理单元2、中央处理单元9连接，中央处理单元9分别与关断控制单元10、存储单元4、时钟单元3连接，电源单元12分别与上述各个单元连接；

电表脉冲输入单元1与用户一一对应，电表脉冲处理单元2、时钟单元3、存储单元4、红外通讯及开关单元5、串行总线单元6、载波通讯单元7、液晶显示器8、中央处理单元9、关断控制单元10、数据交换单元11、电源单元12都是多用户共用一套；每个用户的电表通过脉冲信号线、断线检测线、电源线、地线、关断控制线连接到多用户分时计度电量数据采集器的输入及控制端口。

本实用新型的优点：

核心是除电表脉冲输入单元是与用户一一对应以外，处理单元、时钟单元、存储单元、红外通讯单元、串行总线单元、载波通讯单元、液晶显示单元以及电源单元都是多用户公用一套。

本实用新型的核心宗旨是集多用户分时计量与远程集中抄表于一身，从而同时解决分时计量成本高与电力部门抄表难这两大难题。

附图说明：

图1为本实用新型的原理框图。

图2为本实用新型的主电路原理图。

图3为本实用新型的红外及开关电路原理图。

图4为本实用新型的用户扩展电路原理图。

图5为本实用新型的关断驱动电路原理图。

图6为本实用新型的主电路原理图的主要连接关系图。

实施例：

本实用新型的电路构成包含十二个部分(参见附图1)，下面分别介绍如下：

电表脉冲输入单元1.该单元包括接口插座J101、J102、J103，光电耦合器OP101、OP102、OP103、OP104，集成电路U109、U110等元件。其作用在于将电表脉冲信号及断线检测信号通过光电隔离输入到电表脉冲处理单元。见附图2

电表脉冲处理单元2.该单元包括集成电路U101、U113等元件。其作用在于集中处理十六路用户的电表脉冲信号及信号线断线检测信号，以对各用户的用电量进行统计，并判断信号线是否正常。见附图2

时钟单元3.该单元的核心为集成电路U107。其作用在于作为系统的实时时钟，提供精确的时间基准进行分时计度和定时结存。见附图2

存储单元4.该单元的核心为集成电路U103。其作用在于作为系统的固态数据存储器件。见附图2

红外通讯及开关单元5.该单元包括集成电路U201、LE201、BG201 Q201、Q202、Q203、Q204、Q205、SW1、SW2、SW3等元件。其作用在于作为系统的红外通讯通道及功能按键。见附图3

串行总线单元6.该单元的核心为集成电路U8。其作用在于作为系统的串行总线通讯通道。见附图2

载波通讯单元7.插座CT112、集成电路U112A提供了标准的ST7536及P200兼容接口，作为系统的载波通讯通道。见附图2

液晶显示器8.系统信息显示，包括所有用户的各时段用电量、需量、事件记录、实时时钟等。液晶显示屏采用12864芯片驱动的128X64点阵带背光器件。

中央处理单元9.该单元包括集成电路U102、U111、U106、U104等元件。其作用在于作为系统的任务控制管理器。见附图2

关断控制单元10.该单元包括集成电路DU401~DU404、DR401~DR408等元件(以八用户为例)。其作用在于作为系统关断功能的驱动电路，用以驱动执行继电器，从而实现远程关断用户电源功能。见附图5

数据交换单元11.该单元的核心为集成电路U105。用以实现第九和第二单元的数据交换。见附图2

电源单元12.该单元包括集成电路U114~U118等元件。其作用在于提供系统所需的工作电源。见附图2

集成电路清单：集成电路   名称    型号    功能

U101：单片机，AT89C51，脉冲处理

U102：单片机，AT89C51，中央管理器

U103：存储器，ZS256，  存储介质

U104：并口扩展芯片，8255，口线扩展

U105：存储器，DS1609，数据交换

U106：锁存器，74HC573，地址扩展

U107：时钟，DS12C887，系统时钟

U108：可编程逻辑控制器，GAL16V8D，译码控制

U109、U110、U301、U302：缓冲器，74HC245，总线缓冲

U111、U113：看门狗，MAX813L

U112：与非门，74HC10

U114、U117：稳压器，7809

U115：稳压器，7909

U116、U118：稳压器，7805

U8：RS485驱动器，MAX1487

U201：反向器，74HC04

DU401、DU402、DU403、DU404：反向器，74HC04

DR401～DR408：驱动器，HX8016，继电器驱动

电路连接关系：图6，

光电耦合器OP101、OP102的输出端对应连接集成电路U109的A0~A7口，

光电耦合器OP103、OP104的输出端对应连接集成电路U110的A0~A7口，

集成电路U109和U110的B0~B7口对应连接集成电路U101的P00~P07口，还连接集成电路U105的1至8脚，

集成电路U105的13至20脚对应连接集成电路U102的P00~P07脚，

集成电路U102的P00~P07脚对应连接集成电路U103的D0~D7脚，

集成电路U102的P00~P07脚，对应连接集成电路U104的D0~D7，

集成电路U102的P00~P07脚，对应连接集成电路U106的1D~8D、U107的4~11脚，

集成电路U102的P20~P27脚对应连接集成电路U103的A8~A14脚，

集成电路U102的RESET脚，连接集成电路U112A的13脚，

集成电路U112A的12脚连接CT112的6脚，

集成电路U103的A0~A7脚对应连接集成电路U106的1Q~8Q脚，

集成电路U113的7脚对应连接集成电路U101的RESET脚。

工作原理：

本实用新型在工作时，由U101不断读取通过光电耦合器OP101、OP102、OP103、OP104、集成电路U109、U110送入的电表脉冲及断线信号，经过数字滤波去掉干扰后，借助数据交换电路U105将数据送给中央处理电路U102。U102根据系统预设的时段费率信息，将接收到的数据处理成复费率电量，并保存到存储单元电路U103中，并对数据进行备份。中央处理电路U102同时不断地监测各个通讯电路单元，以即时处理通讯任务。为让用户能及时看到所需信息，中央处理电路U102每四秒刷新一次液晶显示屏的内容。存储单元电路U103采用非挥发器件，掉电情况下数据保存时间约为十年。系统参数通过红外信道设定。

本实用新型具有如下基本功能：

一、多用户分时计度、最大需量测量。

二、多通讯媒介红外、载波、总线兼容。

三、分时计度和集中抄表合二为一。

四、抄表日数据自动结存。

五、停电来电记录，编程记录。

六、能同时能完成多用户分时计度和远程集中抄表，数据可以通过红外、载波(电话)MODEM、RS485总线向上一级系统或中心计算机传输。

七、用户数量可以为二以上的任何数值，其绝对数量仅受单片机速度和I/O数限制，但一般少于三十二户。

Claims (2)

1、多用户分时计度电量数据采集器，其特征在于：电表脉冲输入单元1、电表脉冲处理单元2、时钟单元3、数据交换单元11、中央处理单元9、液晶显示器8顺次串联连接，红外通讯及开关单元5、串行总线单元6、载波通讯单元7分别与电表脉冲处理单元2、中央处理单元9连接，中央处理单元9分别与关断控制单元10、存储单元4、时钟单元3连接，电源单元12分别与上述各个单元连接；

电表脉冲输入单元1与用户一一对应，电表脉冲处理单元2、时钟单元3、存储单元4、红外通讯及开关单元5、串行总线单元6、载波通讯单元7、液晶显示器8、中央处理单元 9、关断控制单元10、数据交换单元11、电源单元12都是多用户共用一套；每个用户的电表通过脉冲信号线、断线检测线、电源线、地线、关断控制线连接到多用户分时计度电量数据采集器的输入及控制端口。

2、根据权利1要求所述的多用户分时计度电量数据采集器，其特征在于：

光电耦合器OP101、OP102的输出端对应连接集成电路U109的A0~A7口，

光电耦合器OP103、OP104的输出端对应连接集成电路U110的A0~A7口，

集成电路U109和U110的B0~B7口对应连接集成电路U101的P00~P07口，还连接集成电路U105的1至8脚，

集成电路U105的13至20脚对应连接集成电路U102的P00~P07脚，

集成电路U102的P00~P07脚对应连接集成电路U103的D0~D7脚，

集成电路U102的P00~P07脚，对应连接集成电路U104的D0~D7、

集成电路U102的P00~P07脚，对应连接集成电路U106的1D~8D、U107的4~11脚，

集成电路U102的P20~P27脚对应连接集成电路U103的A8~A14脚，

集成电路U102的RESET脚，连接集成电路U112A的13脚，

集成电路U112A的12脚连接CT112的6脚，

集成电路U103的A0~A7脚对应连接集成电路U106的1Q~8Q脚，

集成电路U113的7脚对应连接集成电路U101的RESET脚。

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