專利名稱：基于負(fù)控系統(tǒng)的電能計量箱防竊電控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及自動控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是用于監(jiān)測電能計量箱的工作狀態(tài)，預(yù)防發(fā)生竊電現(xiàn)象的實時監(jiān)測裝置。
背景技術(shù)：
為實現(xiàn)用戶的電能計量，在配變處都安裝有低壓計量箱。為防止用戶擅自更改計 量箱內(nèi)計量回路，保證計量準(zhǔn)確，常采用的方法是在計量箱上加鎖，由專門的管理人員管理 鎖鑰匙，需要對計量箱進行維護時，由管理人員打開箱門。這種方法在一定程度上解決了用 戶擅自改動計量電路的問題，但也出現(xiàn)了用戶伙同管理人員打開計量箱，修改計量電路，以 達(dá)到竊電目的等問題的產(chǎn)生。之所以出現(xiàn)這種現(xiàn)象，是由于眾多的計量箱鑰匙掌握在管理 人員手中，他們與用戶有千絲萬縷的聯(lián)系，容易出現(xiàn)各種交易、以權(quán)謀私等現(xiàn)象。從根本上 解決上述問題的方法在于加強對計量箱門開鎖的管理。研究一種由稽查中心或負(fù)控中心可 實時監(jiān)測并自動控制計量箱門的工作狀態(tài)，預(yù)防竊電現(xiàn)象發(fā)生的防竊裝置成為必然。

實用新型內(nèi)容為克服現(xiàn)有電能計量箱工作狀態(tài)監(jiān)控方式的不足，本實用新型的發(fā)明目的在于提 供一種基于負(fù)控系統(tǒng)的電能計量箱防竊電控制器，通過目前已建立的負(fù)荷控制系統(tǒng)的通信 信道和GSM通信，由稽查中心或負(fù)控中心對計量箱實施自動監(jiān)控，以實現(xiàn)對計量箱的可靠、 有效、方便的管理，預(yù)防竊電現(xiàn)象發(fā)生的目的。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型包括微控制器、RS-485接口電路、電控鎖、紅外收發(fā) 電路、開關(guān)量輸入接口、開關(guān)量輸出接口、電源電路、蜂鳴器、狀態(tài)指示發(fā)光管、蓄電池、傳感
ο微控制器分別與RS-485接口電路、電控鎖、紅外收發(fā)電路、開關(guān)量輸入接口、開關(guān) 量輸出接口、電源電路、蜂鳴器、狀態(tài)指示發(fā)光管、蓄電池、傳感器相連接，微控制器為單片 機，或為可編輯邏輯器件，或為SOC芯片；RS-485接口電路為RS-485接口芯片；控制計量箱 門開關(guān)的電控鎖由微控制器經(jīng)驅(qū)動電路控制，可以是電磁式或電動式；紅外收發(fā)電路由紅 外LED組成發(fā)送電路，紅外LED接收管組成接收電路，均在微控制器的控制下完成紅外數(shù) 據(jù)的收發(fā)；紅外收發(fā)電路可以是紅外編、解碼芯片通過微控制器的控制實現(xiàn)紅外編、解碼功 能，或是紅外LED、紅外光敏管通過微控制器的控制實現(xiàn)紅外編、解碼功能；開關(guān)量輸入接 口、開關(guān)量輸出接口可以是專門的接口芯片，或采用專用的接口集成電路與微控制器連接， 或微控制器內(nèi)置開關(guān)量輸入、輸出接口部件；用于監(jiān)測箱門的狀態(tài)的開關(guān)量輸入接口可以 外接微動開關(guān)或門磁開關(guān)，用于觸發(fā)其變位、產(chǎn)生主動上報事件的開關(guān)量輸出接口連接于 負(fù)控終端的開關(guān)量輸入；為裝置中的所有電路提供電源、并實現(xiàn)蓄電池的充、放電控制的電 源電路內(nèi)置穩(wěn)壓芯片、交直流變換電路與蓄電池的充放電控制電路；蓄電池可以是鉛酸蓄 電池、或鎳鎘電池、鋰電池。微控制器為本實用新型的核心部分，可實現(xiàn)開關(guān)量的輸入、輸出和核心監(jiān)測、控制功能；RS-485接口電路實現(xiàn)負(fù)控終端之間的數(shù)據(jù)傳輸；紅外收發(fā)電路完成紅外信號的接收與發(fā)送；電控鎖在微控制器的控制下對箱門實施控制；傳感器監(jiān)測箱門的狀態(tài)；開關(guān)量輸 出接口連接于負(fù)控終端的開關(guān)量輸入端，用于在特定情況下產(chǎn)生變位信號，使負(fù)控終端將 箱門的變動主動上報至負(fù)控中心；狀態(tài)指示發(fā)光管和蜂鳴器用于指示開門動作是否完成。 當(dāng)需要打開箱門時，必須通過負(fù)控中心傳輸指令，并由負(fù)控終端通過RS-485接口將指令傳 送給微控制器，微控制器發(fā)出信號，電控鎖動作，將箱門打開。沒有負(fù)控終端傳送的指令時， 電控鎖不會動作，箱門無法打開。如采用暴力強行打開計量箱門，則微控制器檢測到傳感器 動作后會觸發(fā)負(fù)控終端，主動將這一不正常事件立即上報到稽查中心。為了保證在負(fù)控終 端出現(xiàn)故障時仍然能夠完成正常打開箱門的工作，微控制器中的紅外收發(fā)電路可以通過應(yīng) 急方式接收指令，完成開門工作。微控制器內(nèi)部帶有事件存儲功能，可以完整記錄計量箱的 各種狀態(tài)，稽查中心可以直接讀取轄區(qū)內(nèi)任意一臺計量箱內(nèi)存儲的事件，供分析之用。為保證停電情況下的正常操作，微控制器內(nèi)部帶有蓄電池作為備用電源，微控制 器監(jiān)控蓄電池的充放電工作，在正常情況下蓄電池處于浮充電狀態(tài)，在停電情況下為計量 箱控制電路、電控鎖等供電。本實用新型基于目前已建立的負(fù)荷控制系統(tǒng)的通信信道和GSM通信，將計量箱開 門的控制掌握在稽查中心或負(fù)控中心，并對計量箱門的開關(guān)狀態(tài)實時監(jiān)測。當(dāng)需要對計量 箱進行維修時，管理人員需向稽查中心提出申請，由稽查中心或負(fù)控中心向該計量箱發(fā)出 指令，管理人員才能打開箱門，這樣便杜絕了管理人員私自打開箱門的問題；同時，如果有 人未經(jīng)批準(zhǔn)強行用暴力打開箱門時，用電稽查中心能夠立即發(fā)現(xiàn)，并采取相應(yīng)行動。本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，克服了用戶可擅自更改計量箱內(nèi)計量回路的人工管 理方式的不足，并利用負(fù)控系統(tǒng)，在微型核心處理器控制下實現(xiàn)了計量箱門狀態(tài)的全天候 實時、有效監(jiān)控，可有效防止竊電現(xiàn)象問題的發(fā)生，同時，由于利用了負(fù)控系統(tǒng)的通信功能， 減少了重復(fù)投資，降低了系統(tǒng)的綜合成本。
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步詳述。


圖1是本實用新型電路結(jié)構(gòu)方框簡圖；圖2是本實用新型電路圖。
具體實施方式
如
圖1所示，微控制器1分別與RS-485接口電路2、電控鎖3、紅外收發(fā)電路4、開 關(guān)量輸入接口 5、開關(guān)量輸出接口 6、電源電路7、蜂鳴器8、狀態(tài)指示發(fā)光管9、蓄電池10、傳 感器11連接。微控制器1為本實用新型的核心部分，可實現(xiàn)開關(guān)量的輸入、輸出和核心監(jiān) 測、控制功能；電源電路7為本實用新型所有控制電路提供電源，微控制器1可通過電源電 路7內(nèi)部的充放電電路實現(xiàn)對蓄電池10的充放電控制；RS-485接口電路2可以是任何一 種專用或通用的芯片，實現(xiàn)負(fù)控終端之間的數(shù)據(jù)傳輸；電控鎖3可以是電磁式的，也可以為 電動式，還可以是其它結(jié)構(gòu)形式，由微控制器1經(jīng)驅(qū)動電路控制；開關(guān)量輸入接口 5、開關(guān)量 輸出接口 6可以是專門的接口芯片，也可以是微控制器1本身集成的接口，可采用專用的接 口集成電路與微控制器1連接，或微控制器1內(nèi)置開關(guān)量輸入、輸出接口部件，用于監(jiān)測箱門的狀態(tài)的開關(guān)量輸入接口 5可以外接微動開關(guān)或門磁開關(guān)，采集安裝在箱門處傳感器11 的動作，用于觸發(fā)其變位、產(chǎn)生主動上報事件的開關(guān)量輸出接口 6連接于負(fù)控終端的開關(guān) 量輸入；紅外收發(fā)電路4由紅外LED組成發(fā)送電路，紅外接收管組成接收電路，均在微控制 器1的控制下完成紅外數(shù)據(jù)的收發(fā)，紅外收發(fā)電路4可以是紅外編、解碼芯片通過微控制器 1的控制實現(xiàn)紅外編、解碼功能，或是紅外LED、紅外光敏管通過微控制器1的控制實現(xiàn)紅外 編、解碼功能；蓄電池10為備用電源，可以采用鉛酸蓄電池、鎳鎘電池或鋰電池等；傳感器 11安裝在箱門處，用于感應(yīng)箱門的工作狀態(tài)；狀態(tài)指示發(fā)光管9和蜂鳴器8指示開門的工 作狀態(tài)。 如圖2所示，微控制器1采用型號為STC12C5410的單片機，這是一種內(nèi)部帶有AD 轉(zhuǎn)換器、串行接口、開關(guān)量輸入/輸出接口、PWM功能的單片機，可以有效地簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、 降低成本；RS-485接口電路2采用MAX485，其R0引腳直接與微控制器1的STC12C5410的 RXD連接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)接收，其DI直接與STC12C5410的TXD連接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)發(fā)送，RE/DE連接 在一起與STC12C5410的P3. 4連接，實現(xiàn)收、發(fā)狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，在STC12C5410的控制下完成 RS-485數(shù)據(jù)通信；光電耦合器P521直接和微控制器1的引腳連接，并與三極管Q5等組成電 控鎖3的驅(qū)動電路；門電路74HC00實現(xiàn)紅外LED、紅外光敏管與微控制器1的接口，用微控 制器STC12C5410的PWM輸出產(chǎn)生紅外發(fā)送需要的調(diào)制信號，紅外接收信號連接于微控制器 STC12C5410的INTO引腳，在程序控制下實現(xiàn)紅外信號的解碼，可以最大限度地降低成本； 三極管Q2、Q3、電阻器Rll、R12等連接到微控制器STC12C5410的AD輸入引腳實現(xiàn)蓄電池 10的充放電控制；開關(guān)量輸入接口 5直接連接到微控制器1STC12C5410的INT1引腳，電阻 器R27用于保證信號狀態(tài)的穩(wěn)定；開關(guān)量輸出接口 6直接連接到微控制器1STC12C5410的 P2. 2、P2. 3并通過三極管Q5、Q6、電阻器R25、R26等產(chǎn)生輸出；晶體Y1、電容器C5、C6組成 微控制器1的時鐘電路，電阻器R8、電容器C7組成微控制器1的上電復(fù)位電路；電源電路7 由交直流變換部分的三端穩(wěn)壓器U1、整流橋BR、蓄電池充放電Q2、Q3等組成，Q3輸出連接 至蓄電池10的正極；傳感器11通過接線柱J2連接到微控制器的引腳；微控制器1的引腳 23、24連接廣電耦合器P521，再連接到三極管Q5驅(qū)動電控鎖3 ；微控制器1的引腳22連接 到三極管Q4，用于驅(qū)動蜂鳴器8 ；LED狀態(tài)指示發(fā)光管9經(jīng)電阻器R7，連接到微控制器1的 引腳26。
權(quán)利要求一種基于負(fù)控系統(tǒng)的電能計量箱防竊電控制器，其特征在于包括可實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信、開關(guān)量的輸入、輸出和核心監(jiān)測、控制功能的微控制器(1)，微控制器(1)分別與RS-485接口電路(2)、電控鎖(3)、紅外收發(fā)電路(4)、開關(guān)量輸入接口(5)、開關(guān)量輸出接口(6)、電源電路(7)、蜂鳴器(8)、狀態(tài)指示發(fā)光管(9)、蓄電池(10)、傳感器(11)相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于負(fù)控系統(tǒng)的電能計量箱防竊電控制器，其特征在于微 控制器(1)為單片機，或為可編輯邏輯器件，或為S0C芯片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于負(fù)控系統(tǒng)的電能計量箱防竊電控制器，其特征在于 RS-485接口電路(2)為RS-485接口芯片。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于負(fù)控系統(tǒng)的電能計量箱防竊電控制器，其特征在于控 制計量箱門開關(guān)的電控鎖⑶由微控制器⑴經(jīng)驅(qū)動電路控制，可以是電磁式或電動式。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于負(fù)控系統(tǒng)的電能計量箱防竊電控制器，其特征在于紅 外收發(fā)電路(4)由紅外LED組成發(fā)送電路，紅外LED接收管組成接收電路，均在微控制器 (1)的控制下完成紅外數(shù)據(jù)的收發(fā)；紅外收發(fā)電路(4)可以是紅外編、解碼芯片通過微控制 器(1)的控制實現(xiàn)紅外編、解碼功能，或是紅外LED、紅外光敏管通過微控制器(1)的控制實 現(xiàn)紅外編、解碼功能。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于負(fù)控系統(tǒng)的電能計量箱防竊電控制器，其特征在于采 集安裝在箱門處傳感器(11)動作的開關(guān)量輸入接口(5)與產(chǎn)生輸出信號的開關(guān)量輸出接 口(6)可以是專門的接口芯片，或采用專用的接口集成電路與微控制器⑴連接，或微控制 器(1)內(nèi)置開關(guān)量輸入、輸出接口部件；用于監(jiān)測箱門的狀態(tài)的開關(guān)量輸入接口(5)可以外 接微動開關(guān)或門磁開關(guān)，用于觸發(fā)其變位、產(chǎn)生主動上報事件的開關(guān)量輸出接口(6)連接 于負(fù)控終端的開關(guān)量輸入。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于負(fù)控系統(tǒng)的電能計量箱防竊電控制器，其特征在于為 裝置中的所有電路提供電源、并實現(xiàn)蓄電池(10)的充、放電控制的電源電路(7)內(nèi)置穩(wěn)壓 芯片、交直流變換電路與蓄電池(10)的充放電控制電路。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于負(fù)控系統(tǒng)的電能計量箱防竊電控制器，其特征在于蓄 電池(10)可以是鉛酸蓄電池、或鎳鎘電池、鋰電池。
專利摘要一種基于負(fù)控系統(tǒng)的電能計量箱防竊電控制器，用于電能計量箱工作狀態(tài)實時監(jiān)控。微控制器分別與RS-485接口電路、電控鎖、紅外收發(fā)電路、開關(guān)量輸入接口、開關(guān)量輸出接口、電源電路、蜂鳴器、狀態(tài)指示發(fā)光、蓄電池、傳感器連接。電控鎖控制計量箱門的開關(guān)，開關(guān)量輸入接口采集安裝在箱門處傳感器的動作，監(jiān)測箱門的狀態(tài)；開關(guān)量輸出接口產(chǎn)生輸出信號，以便主動上報箱門的狀態(tài)；電源電路內(nèi)置交直流變換和充放電控制電路，提供穩(wěn)定工作電源。本實用新型利用負(fù)控系統(tǒng)，在微型核心處理器控制下實現(xiàn)了計量箱門狀態(tài)全天候?qū)崟r、有效監(jiān)控，可有效防止竊電現(xiàn)象問題發(fā)生，同時，由于利用了負(fù)控系統(tǒng)的通信功能，減少了重復(fù)投資，降低了系統(tǒng)的綜合成本。
文檔編號H02B1/24GK201616599SQ201020135888
公開日2010年10月27日 申請日期2010年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月16日
發(fā)明者呂治安, 呂肖晗, 陳宗煉 申請人:襄樊海特電子有限公司