專利名稱：基于遠(yuǎn)程無線通信技術(shù)的用電現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)與管理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明創(chuàng)造屬于單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及基于遠(yuǎn)程無線通信技術(shù)、電能計(jì)量、負(fù)荷控制及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
用電現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)與管理系統(tǒng)也稱電力負(fù)荷管理系統(tǒng)。本發(fā)明創(chuàng)造申請(qǐng)日前，用電管理部門不采用遠(yuǎn)程無線通信技術(shù)手段給用電單位或所控電器設(shè)備下達(dá)用電量指標(biāo)及用電時(shí)間指標(biāo)，在用電資源不足的情況下，往往采用超負(fù)荷拉閘限電的方法，平衡供電需求。其缺陷是由于線路的原因，拉閘限電同時(shí)對(duì)居民、國(guó)家機(jī)關(guān)、學(xué)校、交通指揮、醫(yī)院等單位的正常用電帶來負(fù)面影響。申請(qǐng)日之前的低壓載波電能表集中抄表系統(tǒng)雖能實(shí)現(xiàn)從電量采集、電費(fèi)核算、線損計(jì)算到報(bào)表生成等一系列用電管理的微機(jī)化管理，但不能對(duì)用電單位的用電量及用電時(shí)間進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控及管理。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明創(chuàng)造將低壓載波電能表集中抄表系統(tǒng)與基于遠(yuǎn)程無線通信技術(shù)的用電現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)與管理系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合，使之不僅具有從電量采集、電費(fèi)核算、線損計(jì)算到報(bào)表生成等一系列用電管理的微機(jī)化管理，同時(shí)也能實(shí)現(xiàn)用電管理管理部門對(duì)用電單位的用電量及用電時(shí)間進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控及管理，后者對(duì)有序用電的科學(xué)管理提供平臺(tái)。同時(shí)為用電客戶和現(xiàn)場(chǎng)操作人員方便使用，終端界面顯示屏顯示當(dāng)前的狀態(tài)、采集的信息和提示用戶，作查詢之用，設(shè)置功能，通過手掌機(jī)或主站完成。
本發(fā)明創(chuàng)造的優(yōu)點(diǎn)是具有低壓載波電能表集中抄表系統(tǒng)與基于遠(yuǎn)程無線通信技術(shù)的用電現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)與管理系統(tǒng)的雙重功能，同時(shí)在接駁電力載波通信模塊后實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程全數(shù)字化路燈照明監(jiān)控，構(gòu)成本發(fā)明創(chuàng)造的新穎性與創(chuàng)造性的必要特征。
本發(fā)明創(chuàng)造有利于加強(qiáng)電力需求側(cè)管理，有利于推廣應(yīng)用電力用戶錯(cuò)峰、避峰、移峰用電技術(shù)手段，做好有序用電工作，實(shí)現(xiàn)供用電秩序的穩(wěn)定，為供用電工作服務(wù)。
本發(fā)明創(chuàng)造解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是該系統(tǒng)由GSM無線通信接口、電子式電能表脈沖輸出電能計(jì)量集成電路脈沖輸入接口、單片機(jī)及軟件系統(tǒng)、開關(guān)電路、開關(guān)執(zhí)行電路及數(shù)字顯示電路逐級(jí)連接而成。開關(guān)執(zhí)行電路串接于電源與負(fù)載之間并控制其通斷。GSM通信模塊調(diào)制解調(diào)器接收GSM通信模塊調(diào)制解調(diào)器發(fā)射的信號(hào)，與單片機(jī)系統(tǒng)相連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)開關(guān)電路及開關(guān)執(zhí)行電路的控制；或通過雙向通信將單片機(jī)資源傳輸給管理中心。電子式電能表脈沖輸出電能計(jì)量集成電路輸出的脈沖信號(hào)輸入單片機(jī)系統(tǒng)的I/O端口集合，其輸入脈沖量與管理中心通過GSM通信模塊傳輸給單片機(jī)系統(tǒng)的脈沖輸入量相比較，從而實(shí)現(xiàn)單片機(jī)對(duì)開關(guān)執(zhí)行電路及用電負(fù)載的實(shí)時(shí)控制。管理中心提供的電子日歷與遠(yuǎn)程時(shí)鐘校準(zhǔn)信號(hào)通過GSM通信模塊向單片機(jī)系統(tǒng)提供并在顯示電路中顯示。
本發(fā)明創(chuàng)造不涉及包括操作系統(tǒng)、開發(fā)環(huán)境、數(shù)據(jù)庫的管理中心運(yùn)行軟件中涉及的地圖管理與維護(hù)子系統(tǒng)、控制管理子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理與維護(hù)子系統(tǒng)、信息查詢與統(tǒng)計(jì)分析及系統(tǒng)配置與管理子系統(tǒng)。也不包括已有技術(shù)涉及的GSM通信模塊調(diào)制解調(diào)技術(shù)及雙向通訊包括CDMAIX、GPRS通訊方式，短消息通訊方式的實(shí)現(xiàn)，上述技術(shù)涉及GSM無線通信技術(shù)、地理信息系統(tǒng)圖形顯示技術(shù)及自組織理論的通信技術(shù)。


圖1為本發(fā)明創(chuàng)造的電路結(jié)構(gòu)框圖。圖中(1)為單片機(jī)及軟件系統(tǒng)，(2)為脈沖輸出的電能計(jì)量集成電路無源脈沖輸出信號(hào)源，(3)為GSM通信模塊調(diào)制解調(diào)器，(4)為開關(guān)電路，(5)為開關(guān)執(zhí)行電路，(6)為數(shù)字顯示電路。
圖2為本發(fā)明創(chuàng)造的實(shí)施例電原理圖。圖中單片機(jī)硬件系統(tǒng)包括微處理器CPU或MCU、靜態(tài)存貯器和動(dòng)態(tài)存貯器，也包括并行、串行輸入輸出I/O電路、計(jì)數(shù)器、比較器、驅(qū)動(dòng)電路等電路。I/O(1)、I/O(2)為計(jì)量集成電路AD7755無源脈沖輸出信號(hào)接口，I/O(3)至I/O(N)為GSM通信模塊調(diào)制解調(diào)器D的輸入端口I/O集合，與GSM通信模塊的調(diào)制解調(diào)器(D)相連接，G為三極管，J為繼電器。
圖3為本發(fā)明創(chuàng)造與負(fù)載電力開關(guān)的連接圖。K1、K2、K3為電力開關(guān)的常開或常閉觸點(diǎn)，KL為電力開關(guān)的電磁線圈，N為零線，L1、L2、L3為相線(火線)，其中IN為進(jìn)線端，OUT為出線端。G為三極管，J為終端控制跳閘繼電器。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明創(chuàng)造實(shí)施例采用的脈沖輸出的電能計(jì)量集成電路AD7755是一種高準(zhǔn)確度電能測(cè)置集成電路，其CF輸出端口通過微處理器MCU與計(jì)數(shù)器相連接其輸出頻率反映瞬時(shí)有功功率的大小，對(duì)于雙向電度表或需要知道電能流向的情況同時(shí)使用REVP輸出，通過微處理器MCU與計(jì)數(shù)器的UP/DOWN相連接。在具體電路中既可取樣于單個(gè)脈沖輸出的電能計(jì)量集成電路也可取樣于電子式電能表中的電能計(jì)量集成電路，其與微處理器MCU的連接方式視不同集成電路的引腳確定。本發(fā)明創(chuàng)造采用的GSM通信模塊調(diào)制解調(diào)器，具有雙向發(fā)送與接收功能，GSM通信模塊通過調(diào)制解調(diào)器與本發(fā)明創(chuàng)造單片機(jī)的I/O集合相連接。單片機(jī)系統(tǒng)的I/O輸出端I/O與三極管G相連接，其輸出端與終端控制跳閘繼電器J的線圈相連，J的常開端或常閉端與電力開關(guān)電磁線圈KL相連接，電力開關(guān)的常開或常閉觸點(diǎn)K1、K2、K3分別與相線L1、L2、L3的進(jìn)線L(1)IN、L(2)IN、L(3)IN與出L(1)OUT、L(2)OUT、L(3)OUT與負(fù)荷相連接。
本發(fā)明創(chuàng)造實(shí)施例涉及的元器件中主控CPU、MCU采用32位或16位微控制器(或DSP)，如菲利普PHLIPS/LPC2104B、PHILIPS/PXAS30KFA、EPSON公司的EPSON/SIC33209FOIEI、MOTOROLA公司的DSP56F827等。也可直接采用MICRCHIP公司的16位或8位單片機(jī)。存儲(chǔ)器采用日立公司的HM628512CLFP-S、ATMEL公司的AT45DB081B、HYUNDAI公司的H628400A、HY29F800TT、AMD公司的AM29F800BT、SAMSUNG公司的K6T4008CIB/C、TOSHIBA公司的TC554001等。GSM通訊模塊采用索尼愛立信GSM/GPRS無線調(diào)制解調(diào)器GR47/48、WAVE COM公司的Q2403A、SIEMENS的MC35等。數(shù)字顯示屏采用LCD液晶屏為點(diǎn)陣圖形式，背光顯示，工作溫度范圍為-20℃～70℃。時(shí)鐘芯片采用DS32KHZ-N、PCE8563T、R8025、PCF8583P、RS5C372A等。時(shí)鐘電池采用SAFTLS14205C型3.6V/1.2Ah、TEKCELL3.6V型SB-AA02P電池或VARTA公司的同類型電池。電解電容采用紅寶石(Rubycon)YXF105℃長(zhǎng)壽命電容或Nichicon同規(guī)格電容。終端控制跳閘繼電器采用NATIONAL松下公司的N∧STDSPI-DC*V繼電器，接點(diǎn)容量為AC5A、250V。計(jì)量芯片采用AD7755，AD73360、ATT7022、CS5406A等。
權(quán)利要求
1.一種基于遠(yuǎn)程無線通信技術(shù)的用電現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)與管理系統(tǒng)，其主要特征是該系統(tǒng)由GSM無線通信接口、電子式電能表脈沖輸出電能計(jì)量集成電路輸入接口、單片機(jī)及軟件系統(tǒng)、開關(guān)電路、開關(guān)執(zhí)行電路及終端界面數(shù)字顯示器逐級(jí)連接而成，開關(guān)執(zhí)行電路與電源及用電負(fù)載相連接，控制其有序通斷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于遠(yuǎn)程無線通信技術(shù)的用電現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)與管理系統(tǒng)，其特征在于所述GSM無線通信接口是單片機(jī)I/O端口的一個(gè)集合，用以接收GSM通信模塊調(diào)制解調(diào)器提供的遠(yuǎn)程無線通信信號(hào)，通過單片機(jī)及軟件系統(tǒng)，進(jìn)而控制負(fù)載的工作狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于遠(yuǎn)程無線通信技術(shù)的用電現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)與管理系統(tǒng)，其特征在于所述電子式電能表脈沖輸出電能計(jì)量集成電路輸入接口是單片機(jī)I/O端口的一個(gè)集合，用以接收電子式電能表脈沖輸出電能計(jì)量集成電路的輸入脈沖信號(hào)，通過單片機(jī)及軟件系統(tǒng)對(duì)其脈沖個(gè)數(shù)計(jì)數(shù)并與GSM通信模塊調(diào)制解調(diào)器向單片機(jī)系統(tǒng)軟件提供的電力負(fù)荷脈沖個(gè)數(shù)比較，進(jìn)而控制負(fù)載的工作狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于遠(yuǎn)程無線通信技術(shù)的用電現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)與管理系統(tǒng)，其特征在于所述單片機(jī)及軟件系統(tǒng)由微處理器、計(jì)數(shù)器、比較器、靜態(tài)存貯器和動(dòng)態(tài)存貯器，并行、串行輸入輸出電路、驅(qū)動(dòng)器等電路及用于處理GSM無線通信信號(hào)、電子式電能表脈沖輸出電能計(jì)量集成電路脈沖輸入信號(hào)并實(shí)時(shí)控制負(fù)載工作狀態(tài)的軟件組成，其I/O接口集合與GSM通信模塊調(diào)制解調(diào)器連接，計(jì)數(shù)器與電子式電能表脈沖輸出電能計(jì)量集成電路的輸出端相連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于遠(yuǎn)程無線通信技術(shù)的用電現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)與管理系統(tǒng)，其特征在于開關(guān)電路由1只三極管構(gòu)成，三極管的輸入端與單片機(jī)系統(tǒng)的輸出端相連接，并受控于單片機(jī)輸出信號(hào)，三極管的輸出端與繼電器線圈相連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于遠(yuǎn)程無線通信技術(shù)的用電現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)與管理系統(tǒng)，其特征在于所述開關(guān)執(zhí)行電路由1只終端控制跳閘繼電器構(gòu)成，繼電器線圈與三極管輸出端相連接，并受控于三極管的開關(guān)狀態(tài)，繼電器的常開端或常閉端分別與受控電力開關(guān)的電磁線圈相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于遠(yuǎn)程無線通信技術(shù)的用電現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)與管理系統(tǒng)，其特征在于所述終端界面數(shù)字顯示器由LCD液晶顯示屏構(gòu)成，與單片機(jī)I/O輸出端或驅(qū)動(dòng)電路相連接，受單片機(jī)軟件或驅(qū)動(dòng)電路控制，顯示屏設(shè)有時(shí)鐘顯示、年、月、日、周顯示、峰谷電量顯示、允許使用電量顯示、已使用電量顯示、剩余電量顯示、允許用電日、用電時(shí)間顯示，受控于單片機(jī)軟件控制；同時(shí)為用電客戶和現(xiàn)場(chǎng)操作人員方便使用，終端界面顯示屏顯示當(dāng)前的狀態(tài)、采集的信息和提示用戶，作查詢之間，設(shè)置功能通過手掌機(jī)或主站完成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于遠(yuǎn)程無線通信技術(shù)的用電現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)與管理系統(tǒng)，其特征在于所述負(fù)載為接觸器、空氣開關(guān)等具有電磁線圈的電力開關(guān)，其電磁線圈與開關(guān)執(zhí)行電路的終端控制跳閘繼電器常開或常閉觸點(diǎn)串聯(lián)，電磁線圈受控于繼電器的觸點(diǎn)的開閉，電力開關(guān)的進(jìn)線端接電源進(jìn)線，出線端連接受控電器。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于遠(yuǎn)程無線通信技術(shù)的用電現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)與管理系統(tǒng)，其特征在于所述單片機(jī)系統(tǒng)留有I/O集合，供接駁電力載波通信模塊及K1-KN個(gè)輕觸按鍵，備有SIM卡輸入端口，用以更新軟件后的功能擴(kuò)展。
全文摘要
本發(fā)明創(chuàng)造公開了一種基于遠(yuǎn)程無線通信技術(shù)的用電現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)與管理系統(tǒng)，用以接收GSM無線傳輸信號(hào)，對(duì)用電負(fù)荷進(jìn)行時(shí)間及用電量的有序管理，屬于單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)。其主要特征是該系統(tǒng)由GSM無線通信接口、電子式電能表脈沖輸出電能計(jì)量集成電路輸入接口、單片機(jī)及軟件系統(tǒng)、開關(guān)電路、開關(guān)執(zhí)行電路及數(shù)字顯示電路組成。GSM無線通信接口接收遠(yuǎn)程無線傳輸信號(hào)，脈沖輸出電能計(jì)量集成電路接口接收脈沖輸入信號(hào)，單片機(jī)輸出信號(hào)分別控制開關(guān)電路、開關(guān)執(zhí)行電路及顯示電路。開關(guān)執(zhí)行電路連接電源與負(fù)載，控制其通斷并串接于電源與負(fù)載之間。本發(fā)明創(chuàng)造用以實(shí)現(xiàn)用電現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)視、監(jiān)控與限電，有利于電力資源的合理分配及科學(xué)有序管理。
文檔編號(hào)G06F17/00GK1581152SQ20041003327
公開日2005年2月16日 申請(qǐng)日期2004年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月11日
發(fā)明者譚啟仁 申請(qǐng)人:譚啟仁