專利名稱：卡式智能電能表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電能表，特別是卡式智能電能表。
現(xiàn)行的電能表是通過(guò)用電的電度數(shù)后，由管理人員挨家挨戶查表收費(fèi)，隨著高層建筑和居民小區(qū)的不斷增多，逐月查表收費(fèi)費(fèi)時(shí)費(fèi)事巳成為管理人員和居民的負(fù)擔(dān)，另外在居民中經(jīng)常家中無(wú)人，無(wú)法收費(fèi)造成拖欠電費(fèi)的局面，此種查表收費(fèi)方法已不適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需要。
本實(shí)用新型目的是提供一種卡式智能電能表，由用戶主動(dòng)向電管部門購(gòu)買用電卡，將該卡放在智能電能表中即可使用，可不用管理人員查表收費(fèi)，省去7管理人員和居民的負(fù)擔(dān)，避免了交費(fèi)拖欠的弊端，提高了管理水平適合社會(huì)發(fā)展的需要。
本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的，它由外殼A和電氣部分B組成，在外殼A上具有顯示窗口A1、電卡插入口A2、電源指示燈Z1、工作指示燈Z2，手動(dòng)讀卡按鈕K2；電氣部分B包括電源I、中心控制電路II、信號(hào)采集電路III、顯示電路IV、提示電路V、執(zhí)行電路VI和電卡VII相互連接構(gòu)成。中心控制電路II中的單片機(jī)U1、存鎖器U2、存貯器U3為本表的中心，該三種器件的相應(yīng)端點(diǎn)相連，并與其余的電路的對(duì)應(yīng)端點(diǎn)連接，其方框圖如圖6，經(jīng)寫(xiě)卡系統(tǒng)寫(xiě)好的電卡VII經(jīng)中心控制電路II讀取存入，并除去電卡上U5的信息，將電量信息在顯示系統(tǒng)IV中顯示，將信號(hào)采集系統(tǒng)III中用電信息送到U1中進(jìn)行減除計(jì)算并顯示，當(dāng)存入的數(shù)字信息接近用完時(shí)，該中心控制電路II發(fā)指令給提示電路V，使其蜂嗚以提醒用戶購(gòu)電卡；當(dāng)存入的電卡上U5信息為零時(shí)，單片機(jī)U1送出信號(hào)給控制電路，令執(zhí)行電路VI切斷電力供應(yīng)；當(dāng)重新放入新的電卡時(shí)，則U1可將該數(shù)字信息加到剩余電量上加以顯示；在中心控制電路II中的存鎖器U2將存入的信息鎖存，由存貯器U3來(lái)貯存該電能表的工作程序軟件，以按軟件程序運(yùn)作，由電源I供電。
綜上所述，采用本實(shí)用新型卡式智能電能表，可節(jié)省了管理人員逐戶查表計(jì)算電費(fèi)麻煩，避免了用戶家中無(wú)人導(dǎo)致交費(fèi)拖欠的弊端提高了管理水平，且使用簡(jiǎn)單造價(jià)較低，適合商品經(jīng)濟(jì)的社會(huì)發(fā)展需要。
下面以實(shí)施例做具體介紹。


圖1為本卡式智能電能表的外觀圖2為本卡式智能電能表的電氣部分B的中心控制電路II、電卡電路VII和提示電路V的電路圖；圖3為本卡式智能電能表電氣部分B的顯示電路IV和執(zhí)行電路VI的電路圖；圖4為本卡式智能電能表電氣部分B的電源I和信號(hào)采集電路III的電路圖；圖5為本卡式智能電能表電氣部分B的電容接線圖；圖6為本卡式智能電能表電氣部分B的方框圖。圖中代號(hào)BZ蜂嗚器C1到C20電容D整流橋D1、D2、D6、D7二極管2AK D3二極管4001 D4功放三極管BC337 D5開(kāi)關(guān)三極管PN2907 GD光電耦合器GWQ固態(tài)繼電器K1年月日星期時(shí)分秒調(diào)整切換開(kāi)關(guān)K3年月日星期時(shí)分秒調(diào)整按鈕K2手動(dòng)讀卡按鈕K4微動(dòng)按鈕LG流量傳感器PY變壓器Q1晶振12MHZ Q2晶振4MHZ R1到R24電阻U1單片機(jī)80C31或80C32 U2鎖存器74HC373 U3貯存器27C128 U4控制隔離器74HC245U5可擦除存貯器93C46 U6反相控制器74HC04 U7或非電路74HC00 U8反相控制器74HC06 U9時(shí)鐘芯片MC146818 U10穩(wěn)壓器MC7805 U11穩(wěn)壓器MC7808 U12四運(yùn)算放大器LM358 XSQ16位液晶顯示器如圖1所示，在外殼A上具有顯示窗口A1用來(lái)顯示時(shí)間和電表數(shù)字，電源指示燈Z1用來(lái)表示電源接通，工作指示燈Z2用來(lái)表示該電能表正在工作，從電卡插入口A2將帶有信息的電卡VII插入，手動(dòng)按鈕K2用來(lái)將電卡信號(hào)輸入U(xiǎn)1中；電氣部分B封閉裝在外殼A內(nèi)，如圖2、3、4它包括電源電路I、中心控制電路II、信號(hào)采集電路III、顯示電路IV、提示電路V執(zhí)行電路VI和電卡VII；如圖2，中心控制電路II為該電能度的核心部位，它至少包括①單片機(jī)U1；②鎖存器U2；③存貯器U3，它們?yōu)殡娐诽峁┑刂沸盘?hào)D0到D7和AD0到AD7，數(shù)據(jù)信號(hào)A0到A15，控制信號(hào)P10到P17及讀寫(xiě)計(jì)數(shù)信號(hào)，U1為中心控制樞鈕，U2起地址信號(hào)鎖存作用，U3存貯該電能表的程序軟件，U1可選型為80C31(不帶分時(shí)控制)，也可選為80C32(帶分時(shí)控制)。U1上的端點(diǎn)1至8、13、1 2、15、14分別與接線點(diǎn)P10至P17、INT1、INT0、T1、T0相連；端點(diǎn)16、17、11、10、29、30、28至21、32至39分別與接線點(diǎn)IUD、IRD、TXD、RXD、PSEN、ALE、A15至A8、AD7到AD0相連；U2的端點(diǎn)3、4、7、8、13、14、17、18、11與接線點(diǎn)D0至D7、LE相連，且接線點(diǎn)D0到D7與接線點(diǎn)AD0至AD7相連；U2的端點(diǎn)2、5、6、9、12、15、16、19和U3的端點(diǎn)10至3分別與接線點(diǎn)A0至A7相連，U3的端點(diǎn)25、24、21、23、2、26分別與接線點(diǎn)A8至A13相連，U3的端點(diǎn)11至19分別與接線點(diǎn)AD0至AD7相連。④為由控制隔離器U4構(gòu)成的讀卡電路其中U4的端點(diǎn)5、6、7、9、19、1分別與U1的接線點(diǎn)P14、P15、P16、T1、RXD19、TXD1相連；電卡VII由可擦除存貯器U5和電阻R6構(gòu)成，當(dāng)插入電卡時(shí)U5的端點(diǎn)1與U1接線點(diǎn)P17相連，端點(diǎn)8、2、3、4、R6分別與U4的端點(diǎn)20、13、14、15、11相連；⑤為由電阻R7、R8、按鈕K4組成的中斷控制線路，K4能使電路處于休眠狀態(tài)以節(jié)約電能，其中K4與U1接線點(diǎn)INT1相連。⑥為由電阻R2、R4、反相控制器U6的端點(diǎn)8到端點(diǎn)11組成的掉電保護(hù)電路，其中U6的端點(diǎn)10與U1接線點(diǎn)INT0相連。⑦為由晶振Q1、電容C1、C2組成的振蕩電路，提供12MHZ的工作頻率，晶振Q1的二端分別與U1端點(diǎn)18、19相連；⑧為U1專用的掉電保護(hù)二極管D1電路。
如圖4，信號(hào)采集電路III至少包括光電耦合器GD、電阻R18到R21、二極管D6、四運(yùn)算放大器U12、功放三極管D4，在電阻R20與功放三極管D4之間與U1的接線點(diǎn)T0相連。由光電耦合器GD將用戶的用電脈沖信號(hào)經(jīng)四運(yùn)算放大器U12、D4放大，經(jīng)T0傳至U1，計(jì)算用電量并顯示；如圖3，顯示電路至少包括⑨由或非電路U7和反相控制器U8的端點(diǎn)12、13構(gòu)成的顯示控制電路，其中U7的端點(diǎn)1、2、5分別與U1的端點(diǎn)IRD、IUR、A14相連，U8的端點(diǎn)12與電池E相連，⑩由時(shí)鐘芯片U9、晶振Q2、電阻R10、電容C19、C20、U8的端點(diǎn)3、4、5、6、液晶顯示器XSQ、二極管D2構(gòu)成的時(shí)鐘控制電路，其中U8的端點(diǎn)5與U1的接線點(diǎn)A15相連，U9的端點(diǎn)4至11分別與U1的接線點(diǎn)AD0至AD7相連，端點(diǎn)11、15、19、17、14分別與U1的接線點(diǎn)IUR、INT1、IRD、ALE相連；并聯(lián)的R10、Q2其二端分別與U9端點(diǎn)2、3相連，并分別經(jīng)C20、C1 9與XSQ端點(diǎn)1、3相連，XSQ的端點(diǎn)2和6分別與電源Vcc和電池E相連，端點(diǎn)4到5和7到14分別與U1接線點(diǎn)P14、P15、E、AD0到AD7相連，時(shí)鐘芯片U9為該電能表提供100年的日歷，Q2、C19、C20為時(shí)鐘提供4MHZ的振蕩頻率，D2為U9專用的掉電保護(hù)二極管。電阻R11、R13、開(kāi)關(guān)K1、按鈕K3、反相控制器U8的端點(diǎn)8、9、10、11構(gòu)成的時(shí)鐘調(diào)整電路，該電路一端與U1接線點(diǎn)T1相連，另一端與U1端點(diǎn)17相連，電阻R11、R13的端部均與固態(tài)繼電路GWQ相連；由電阻R12、按扭K2構(gòu)成的手動(dòng)讀卡電路，在K2與R12之間與U1的接線點(diǎn)T1相連，電阻R12的另一端與GWQ相連。
如圖1，提示電路V至少包括反相控制器U6的端點(diǎn)1、2和一端與電源Vcc相連、另一端與端點(diǎn)2相連的蜂嗚器BZ，且U6的端點(diǎn)1還與U1接線點(diǎn)P10相連。
如圖3，執(zhí)行電路VI至少包括U8的端點(diǎn)1、2，該端點(diǎn)(1)與U1的P12相連、另一端(2)與和電源Vcc相連的固態(tài)繼電器GWQ連接。
如圖4，電源I由固定電源和不間斷電源構(gòu)成，固定電源從220V交流電源引入，經(jīng)PY變壓器降至9V經(jīng)整流電橋D、穩(wěn)壓器U11，經(jīng)二極管D3引出+8V電源，經(jīng)U10、C13引出電源Vcc；不間斷電源至少包括開(kāi)關(guān)三極管D5、電阻R2、二極管D7、電池E、電阻R23、R22，R22一端與電源+8V相連，D5與電源+5V相連，由Vcc供電時(shí)，由+8V給電池E充電，掉電時(shí)，E通過(guò)D5給U1、U9供電，以保證內(nèi)存和時(shí)鐘信息不丟失；如圖5，在U1到U9的電源Vcc和地之間，并聯(lián)有電容C4到C11起濾波和抗干擾作用。
工作時(shí)，由圖4I中電源電路供電，停電時(shí)由不間斷電路供電，如圖2，II，由+8V通過(guò)R2使Z1電源指示燈亮，插入電卡VII，U1發(fā)出P14到P16、T1、RXD、TXD控制信號(hào)，讀取電卡VII上U5電量，存入U(xiǎn)1內(nèi)，并擦除U5信息；U1發(fā)P11信號(hào)，系統(tǒng)V中U6的端點(diǎn)6由″1″變″0″，Vcc通過(guò)R1供電，工作燈Z2亮；U1發(fā)P12信號(hào)，圖3系統(tǒng)口中U8的端點(diǎn)2由″1″變″0″，Vcc給GWQ供電接通；如圖2，U1發(fā)IRD、IUR、A14、AD0到AD7、INT1，A15、RESET等信號(hào)，通過(guò)圖3，IV中的U7、U8端點(diǎn)12、13、3、4、5、6及U9送達(dá)顯示器XSQ，顯示出購(gòu)電量；圖4III中的光電耦合器GD把原表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)數(shù)變?yōu)槊}沖信號(hào)經(jīng)D4放大后送到圖2II中U1的T0，進(jìn)行計(jì)算用電量；U3中的軟件程序根據(jù)規(guī)定時(shí)間是否高、低峰或正常時(shí)間來(lái)減除用電量并送顯示，當(dāng)剩余電量為報(bào)警值時(shí)，U1發(fā)出P10信號(hào)，則圖2V中U6的2端由″1″變″0″，Vcc給BZ供電，蜂嗚器BZ報(bào)警提示用戶購(gòu)電卡；當(dāng)電量為零時(shí)，U1發(fā)出P12信號(hào)，圖3，VI中U8的端點(diǎn)2由″0″變″1″GWQ將供電電路切斷，圖2II中U1發(fā)出P11信號(hào)，圖2V中U6的端點(diǎn)6由″0″變″1″，Z2燈滅。當(dāng)報(bào)警時(shí)插入電卡，U1把電卡上電量和剩余電量累加并存入內(nèi)存，顯示；隨時(shí)插卡時(shí)，如圖3IV，按K2按鈕，圖2II中U1發(fā)控制信號(hào)讀卡，把卡上電量和剩余電量累加存入內(nèi)存，并顯示。本電表也可用于氣體、液體，只需將圖4中GD不用，而用LG，圖4中LG為流量傳感器，可用于氣、液等計(jì)量顯示。
該電能表也可不用XSQ顯示，利用原顯示的電能表，不接圖3IV中XSQ和⑨部分即可；也可不用分時(shí)計(jì)費(fèi)制和XSQ顯示，利用原顯示的電能表，不接圖3IV中的XSQ和⑨、⑩即可。
本電能表可接單相或三相電能表使用，單相時(shí)，接5A或10A的GWQ，帶負(fù)載；三相時(shí)，接1A或2A的GWQ，再接用戶的交流接觸器帶負(fù)載。
本電能表使用方便成本較低按本實(shí)施例單相電能表材料成本不超過(guò)250元，三相電能表材料成本不超過(guò)500元，適用家庭、工廠使用。
權(quán)利要求1.卡式智能電能表，由外殼(A)和電氣部分(B)組成，電氣部分(B)裝在外殼(A)內(nèi)，其特征在于外殼(A)上具有顯示窗口(A1)、電卡插入口(A2)、電源指示燈(Z1)、工作指示燈(Z2)、手動(dòng)讀卡按鈕(K2)；電氣部分(B)包括電源(I)、中心控制電路(II)、信號(hào)采集電路(III)、顯示電路(IV)、提示電路(V)、執(zhí)行電路(VI)和電卡(VIII)相互連接構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的卡式智能電能表，其特征在于中心控制電路(II)至少包括①單片機(jī)(U1)、②鎖存器(U2)、③存貯器(U3)，(U2)、(U3)的各端點(diǎn)分別相連，并與(U1)上各相應(yīng)端點(diǎn)相連；④由控制隔離器(U4)構(gòu)成的讀卡電路，其中(U4)的端點(diǎn)(5)、(6)、(7)、(9)、(19)、(1)分別與(U1)的接線點(diǎn)(P14)、(P15)、(P16)、(T1)、(RXD19)、(TX D1)相連，⑤由電阻(R7)、(R8)、按鈕(K4)組成的中斷控制電路，其中按鈕(K4)與(U1)接線點(diǎn)(INTI)相連；⑥由電阻(R3)、(R4)、反相控制器(U6)的端點(diǎn)(8)到端點(diǎn)(11)組成的掉電保護(hù)電路，其中(U6)的端點(diǎn)(10)與(U1)的接線點(diǎn)(INTO)相連；⑦由晶振(Q1)、電容(C1)、(C2)組成的振蕩電路，其中(Q1)的二端分別與(U1)的端點(diǎn)(18)、(19)相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的卡式智能電表，其特征在于所述的電卡(VII)至少包括可擦除存貯器(U5)和與其端點(diǎn)(5)連接的電阻(R6)，(U5)的端點(diǎn)(1)與中心控制電路(II)的接線點(diǎn)(P17)相連，端點(diǎn)(8、2、3、4)及電阻(R6)分別與中心控制電路(II)中(U4)的端點(diǎn)(20、13、14、15、11)相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的卡式智能電能表，其特征在于信號(hào)采集電路(III)至少包括光電耦合器(GD)、電阻(R21)、(R18)、(R19)、(R20)、二極管(D6)功放三極管(D4)，在電阻(R20)與功放三極管(D4)之間與(U1)的接線點(diǎn)(T0)相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的卡式智能電能表，其特征在于顯示電路(IV)至少包括⑨由或非電路(U7)和反相控制器(U8)的端點(diǎn)(12)、(13)構(gòu)成的顯示控制電路，其中(U7)的端點(diǎn)(1)、(2))、(5)分別與(U1)的接線點(diǎn)(IRD)、(IUR)、(A14)相連，(U8)的端點(diǎn)(12)與電池(E)相連；⑩由時(shí)鐘芯片(U9)、晶振(Q2)、電阻(R10)、電容(C19)、(C20)、(U8)的端點(diǎn)(3)、(4)、(5)、(6)液晶顯示器(XSQ)、二極管(D2)構(gòu)成的時(shí)鐘控制電路，其中(U8)的端點(diǎn)(5)與(U1)的端點(diǎn)(A15)相連，(U9)的端點(diǎn)(4)至(11)分別與(U1)的接線點(diǎn)(AD0)至(AD7)相連；端點(diǎn)(11)、(15)、(19)、(17)、(14)分別與(U1)的接線點(diǎn)(IUR)、(INTI)、(IRD)、(ALE)相連；并聯(lián)的(R10)、(Q2)其二端分別與(U9)的端點(diǎn)(2)、(3)相連，并分別經(jīng)(C20)、(C19)與(XSQ)的端點(diǎn)(1)、(3)相連，(XSQ)的端點(diǎn)(2)與電源(VCC)相連，端點(diǎn)(4)到(14)分別與(U1)的接線點(diǎn)(P14)、(P15)、(E)、(AD0)到(AD7)相連；由電阻(R11)、(R13)、開(kāi)關(guān)(K1)按鈕(K3)反相控制器(U8)的端點(diǎn)(8)、(9)、(10)、(11)構(gòu)成的時(shí)鐘調(diào)整電路，該電路一端與(U1)的接線點(diǎn)(P13)相連，另一端與(U1)的接線點(diǎn)(P17)相連，電阻(R11)、(R13)的端部均與固態(tài)繼電器(GWQ)相連；由電阻(R12)、按鈕(K2)構(gòu)成的手動(dòng)讀卡電路，在(K2)與(R2)之間與(U1)的接線點(diǎn)(T1)相連，電阻(R12)的另一端與(GWQ)相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的卡式智能電能表，其特征在于提示電路(V)至少包括反相控制器(U6)的端點(diǎn)(1)、(2)，和一端與電源(Vcc)相連、另一端與端點(diǎn)(2)相連的蜂嗚器(BZ)，且(U6)的端點(diǎn)(1)還與(U1)的接線點(diǎn)(P10)相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的卡式智能電能表，其特征在于執(zhí)行電路(VI)至少包括(U8)的端點(diǎn)(1)、(2)，端點(diǎn)(1)與(U1)的(P12)相連、端點(diǎn)(2)與固態(tài)繼電器(GWQ)連接，而(GWQ)另一端與(Vcc)相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的卡式智能電能表，其特征在于電源系統(tǒng)(I)由動(dòng)力電源電路和不間斷電源電路組成，不間斷電源電路包括電池(E)、開(kāi)關(guān)三極管(D5)、電阻(R22、R23、R24)、二極管(D7)，(D5)的輸出端與電源(+5V)相連，電阻(R22)與電源(+8V)相連。
專利摘要卡式智能電能表，由外殼A和電氣部分B組成，電氣部分B包括電源電路I、中心控制電路II、信號(hào)采集電路III、顯示電路IV、提示電路V、執(zhí)行系統(tǒng)VI和電卡VII；以中心控制系統(tǒng)為核心，將電卡VII和信號(hào)采集系統(tǒng)傳入的信號(hào)加以計(jì)算，由顯示系統(tǒng)顯示，當(dāng)電量將要用完時(shí)，由提示電路報(bào)警，當(dāng)電量用完后，執(zhí)行系統(tǒng)將用戶的電源切斷，當(dāng)插入新電卡后，將其計(jì)算并于顯示電路顯示；本電能表可減少管理人員查表收費(fèi)工作，提高管理水平，適于市民和企業(yè)使用。
文檔編號(hào)G01R11/56GK2222357SQ9521622
公開(kāi)日1996年3月13日 申請(qǐng)日期1995年7月17日 優(yōu)先權(quán)日1995年7月17日
發(fā)明者齊成先, 徐正芳, 馬紅光, 亓萬(wàn)翠 申請(qǐng)人:齊成先