專利名稱：載液通信智能電度測量控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電變量的測量及其數(shù)據(jù)傳輸處理系統(tǒng)。適用于工業(yè)部門和家庭住戶。
目前，數(shù)字式智能電度表專利已有不少(如CN2061287U等)，但能用于工業(yè)部門和家庭住戶的普通數(shù)字式電度表專利還未曾出現(xiàn)。已有的專利由于制造成本過高，不適用于工業(yè)部門和家用場合，故僅作為校正表使用。目前的普通工業(yè)及家用電度表，其測量裝置大都是采用電磁機械結(jié)構(gòu)，而這樣的測量裝置無法用來構(gòu)成數(shù)據(jù)傳輸及處理系統(tǒng)，即無法實現(xiàn)對廣大用電戶的計算機管理;并且這樣的測量裝置在大批量生產(chǎn)的情況下由于加工精度差而無法提高測量精度。另一方面，在已有的專利中(如CN2042203，DE3615-402-A等)，亦有構(gòu)成數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的智能電度系統(tǒng)，但這些系統(tǒng)均須采用專用的通信線路來完成數(shù)字信號的傳輸通信任務(wù)。對于民用的通用設(shè)備如果都要用專用通信線路的話，系統(tǒng)成本費用將會大大提高，同時維護和檢修也均成問題。載波通信(載波電話)技術(shù)雖然在目前已得到應(yīng)用，但這項技術(shù)尚未應(yīng)用于電度數(shù)據(jù)傳輸及處理系統(tǒng)。
本發(fā)明的目的在于提供一種適用于工業(yè)部門及家用場合的智能化電度測量傳輸處理系統(tǒng)。
載波通信智能電度測量控制系統(tǒng)中，帶有載波通信接口的數(shù)字式智能電度表，通過載波通信接口相互連成由供電部門集中控制的網(wǎng)絡(luò)，由供電部門集中監(jiān)控、處理所有用戶的用電數(shù)據(jù)及用戶情況等。其設(shè)計思想是如

圖1所示，數(shù)字式智能電度表(簡稱用戶電度表，下同)采用單片微型計算機U1，通過測量電路V1來測量用戶電力線L1～N的電壓、電流及其相角φ，以及電網(wǎng)頻率，由單片微型計算機U1計算出電度數(shù)據(jù)，利用電網(wǎng)本身的電力線L1～N作為數(shù)據(jù)傳輸線，通過載波通信接口Z，與供電部門的主機A或網(wǎng)絡(luò)中的中繼機B1～M進行傳輸通信，把所有用戶電度表當(dāng)前計得的數(shù)據(jù)傳給主機A或中繼機B1～M。網(wǎng)絡(luò)中設(shè)置中繼機B1～M是為了避免因距離過遠或用戶過于分散可能造成的通信困難。主機A根據(jù)各用戶電度表送來的電度值，實時地計算出各用戶應(yīng)付的電費等數(shù)據(jù)。供、用電的瞬時異常，亦可由此得到反映。這里的異常是微觀的，可以小到一個用戶電度表的情況。主機A及中繼機B1～M可以是擁有足夠存儲空間的任何一種通用微機，加上載波通信接口即可，亦可以是專用機。
本發(fā)明采用高精度數(shù)字式電度表，與目前通用的電磁機械式電度表相比精度大大提高，普通電磁機械式電度表精度一般為2%，而本發(fā)明中采用數(shù)字處理后精度為0.5%，這是因為用單片微型計算機控制的數(shù)字式電度表中能用軟件對測量電路中的零漂和非線性效應(yīng)進行有效的補償。
將載波通信技術(shù)引入電度數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，利用電網(wǎng)線路本身作為傳輸線來傳輸數(shù)據(jù)，使計算機通信可以不用另行設(shè)置傳輸線，這與其它智能電度表系統(tǒng)相比，大大提高了適用性，節(jié)約了成本。
電度的智能化集中控制系統(tǒng)使電業(yè)部門的現(xiàn)代化成為可能。所有數(shù)據(jù)可以實時傳送到控制中心，數(shù)據(jù)的采集、匯總及處理由系統(tǒng)自動完成，并可自動定期打印出全部用戶的應(yīng)付費用等單據(jù)。由于實現(xiàn)了這種遠程通信，所以就可免去定期抄表這一供電部門目前采用的傳統(tǒng)方法，使電業(yè)工作人員免去這一繁重任務(wù)，使電業(yè)管理實現(xiàn)現(xiàn)代化自動化管理。
本發(fā)明的優(yōu)點在于1.可以構(gòu)成電度數(shù)據(jù)測量傳輸處理系統(tǒng)，實現(xiàn)電業(yè)管理的現(xiàn)代化。
2.提高測量精度，從而能減少由于測量誤差而使電業(yè)部門和用戶所受的損失。
3.無需敷設(shè)專用通信線路，降低了電度測量傳輸及處理系統(tǒng)的成本費用，極大地提高了本發(fā)明的適用性。
圖1為數(shù)字式智能電度表原理示意圖。
圖2為載波通信智能電度測量控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為載波通信接口的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖1中，V1為測量轉(zhuǎn)換電路，它根據(jù)其內(nèi)部的電壓互感器和電流互感器測得的電壓、電流值(模擬量)，在單片微型計算機U1的控制下，分時地把上述電壓、電流值轉(zhuǎn)換成相應(yīng)數(shù)字量，并測出電壓、電流之間的相位差φ，由單片微型計算機U1即時算出電度值，并在由鎖存器U4、U5和數(shù)碼管U6組成的顯示電路上顯示出當(dāng)前累計電度數(shù)，同時這一數(shù)值亦保存于U1的內(nèi)部RAM中。圖1中U2為地址鎖存器，U3為程序存儲器。圖1中的Z為載波通信接口(如圖3所示)，該接口平時一直處于接收狀態(tài)，隨時接收來自主機A或中繼機B1～M(見圖2)的信號。當(dāng)U1接收到主機A或中繼機B1～M呼喚該機的編碼號后，U1便控制Z由接收狀態(tài)轉(zhuǎn)為發(fā)送狀態(tài)，將自己內(nèi)部RAM中存儲的當(dāng)前累計電度數(shù)值及電度表本身的工作狀態(tài)信息發(fā)送出去，由主機A或中繼機B1～M接收后再進行相應(yīng)處理。一旦數(shù)據(jù)發(fā)送完畢，U1重使Z處于接收狀態(tài)，以便下此再與主機A或中繼機B1～M進行通信。
圖2中，各用戶電度表(D1-1，D1-2，……，D1-n，D2-1，D2-2，……，D2-n，……)通過各自的載波通信接口(Z1-1，Z1-2，……，Z1-n，Z2-1，Z2-2，……，Z2-n，……)連接至電網(wǎng)電力線L1～N上，主機A及中繼機B1～M同樣亦通過其載波通信接口(Z1，Z2，……，ZM+1)與電網(wǎng)電力線L1～N相連，這樣，就形成了一個由電網(wǎng)電力線組成的通信傳輸網(wǎng)絡(luò)。其中主機A與中繼機B1～M，中繼機B1～M與中繼機B1～M之間，可以通過電網(wǎng)電力線L1～N相互通信，亦可以直接用專用通信線相連。
該網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的工作原理如下主機A是整個系統(tǒng)的總控單元，由它協(xié)調(diào)整個系統(tǒng)的工作。主機A或中繼機B1～M根據(jù)事先設(shè)定在其內(nèi)部的各用戶電度表(D1-1，D1-2，……，D1-n，D2-1，D2-2，……，D2-n，……)的編碼號，順序與各用戶電度表(D1-1，D1-2，……，D1-n，D2-1，D2-2，……，D2-n，……)進行通信。主機A或中繼機B1～M每送出一個編碼號后就等待接收與該編碼號對應(yīng)的用戶電度表(D1-1，D1-2，……，D1-n，D2-1，D2-2，……，D2-n，……)送來的電度值及其它數(shù)據(jù)，接收完畢并校驗無誤后，再送出下一個編碼號，接收下一個用戶電度表(D1-1，D1-2，……，D1-n，D2-1，D2-2，……，D2-n，……)送來的電度值及其它數(shù)據(jù)……，中繼機B1～M在收完其下屬各用戶電度表(D1-1，D1-2，……，D1-n，D2-1，D2-2，……，D2-n，……)的數(shù)據(jù)后，一方面將這些數(shù)據(jù)保存在其內(nèi)部RAM中，另一方面等待與主機A通信，把中繼機B1～M所收到并保存在其RAM中的數(shù)據(jù)全部送至主機A中。主機A收完全部網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中用戶電度表(D1-1，D1-2，……，D1-n，D2-1，D2-2，……，D2-n，……)的數(shù)據(jù)后，一方面進行數(shù)據(jù)處理，如計算每個用戶應(yīng)付電費等，另一方面又可以開始與各用戶電度表(D1-1，D1-2，……，D1-n，D2-1，D2-2，……，D2-n，……)或中繼機B1～M進行新一輪巡回通信，如此周而復(fù)始，實現(xiàn)電度計量的計算機管理。
在該網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，設(shè)置中繼機B1～M的地方，各用戶電度表(D1-1，D1-2，……，D1-n，D2-1，D2-2，……，D2-n，……)只與中繼機B1～M進行通信，而與主機A不直接通信，主機A通過訪問中繼機B1～M而得到該中繼機B1～M下屬各用戶電度表(D1-1，D1-2，……，D1-n，D2-1，D2-2，……，D2-n，……)的數(shù)據(jù)，這樣組成分布式集散系統(tǒng)，一方面可減輕主機A的壓力，擴大網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的容量;另一方面亦可消除因用戶過于分散、距離過遠而可能引起的通信困難。
各用戶電度表(D1-1，D1-2，……，D1-n，D2-1，D2-2，……，D2-n，……)、中繼機B1～M和主機A中的載波通信接口工作原理見圖3所示。圖中方塊1為各用戶電度表(D1-1，D1-2，……，D1-n，D2-1，D2-2，……，D2-n，……)、中繼機B1～M和主機A中的CPU。發(fā)送時，CPU發(fā)出的數(shù)據(jù)通過調(diào)制器2調(diào)制成高頻信號，由隔離變送器4發(fā)送至電網(wǎng)電力線L1～N上;接收時，由電網(wǎng)電力線L1～N來的高頻信號先經(jīng)隔離變送器5后，再經(jīng)解調(diào)器6的解調(diào)和整形器8的整形后，由CPU接收處理。其中方塊3和方塊7分別為發(fā)送和接收時的本機振蕩器。只要將振蕩器3和7的振蕩頻率選擇不同，就可使該載波通信接口成為全雙工接口，即可同時進行發(fā)送和接收工作。
權(quán)利要求
1.一種載波通信智能電度測量控制系統(tǒng)，它由數(shù)字式智能電度表和通信傳輸網(wǎng)絡(luò)組成，本發(fā)明的特征在于數(shù)字式智能電度表帶有載波通信接口，通過由電力線組成的通信傳輸網(wǎng)絡(luò)和帶有載波通信接口的主機或中繼機相連。
2.按權(quán)利要求1所述的載波通信智能電度測量控制系統(tǒng)，其特征在于所述的數(shù)字式智能電度表包括單片微型計算機U1，地址鎖存器U2，程序存儲器U3，測量轉(zhuǎn)換電路V1，載波通信接口Z，鎖存器U4、U5，數(shù)碼管U6。單片微型計算機U1通過測量電路V1來測量用戶電源線L上的電壓、電流及其相角φ，以及電網(wǎng)頻率，得到的電度數(shù)據(jù)通過載波通信接口Z輸出，并顯示在由鎖存器U4、U5和數(shù)碼管U6組成的顯示電路上。
3.按權(quán)利要求1所述的載波通信智能電度測量控制系統(tǒng)，其特征在于所述的由電力線組成的通信傳輸網(wǎng)絡(luò)中，各用戶電度表(D1-1，D1-2，……，D1-n，D2-1，D2-2，……，D2-n，……)通過各自的載波通信接口(Z1-1，Z1-2，……，Z1-n，Z2-1，Z2-2，……，Z2-n，……)連接到電力線L1-N上，主機A及中繼機B1-M亦同樣通過其載波通信接口(Z1，Z2，……ZM+1)與電力線L1-N相連;另外，主機A與中繼機B1-M之間，中繼機B1-M與中繼機B1-M之間亦可敷設(shè)專用通信線路。
4.按權(quán)利要求1所述的載波通信智能電度測量控制系統(tǒng)，其特征在于所述的主機A及中繼機B1-M，可以是擁有足夠存儲空間的任何一種通用微機加上載波通信接口，亦可以是專用機。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電變量的測量及其數(shù)據(jù)傳輸處理系統(tǒng)。由帶載波通信接口的數(shù)字式智能電度表來測量電度等數(shù)據(jù)，通過由電力線組成的通信傳輸網(wǎng)絡(luò)，將數(shù)據(jù)傳送給帶有載波通信接口的主機或中繼機，由供電部門進行集中監(jiān)控、處理所有用戶的供電、用戶情況等數(shù)據(jù)，本發(fā)明能構(gòu)成電度數(shù)據(jù)測量傳輸處理系統(tǒng)，實現(xiàn)電業(yè)管理現(xiàn)代化，提高測量精度，減少因測量誤差而使電業(yè)部門和用戶所受的損失。本發(fā)明適用于電業(yè)部門、企事業(yè)單位和家庭住戶。
文檔編號H04B3/54GK1098786SQ9311252
公開日1995年2月15日 申請日期1993年8月13日 優(yōu)先權(quán)日1993年8月13日
發(fā)明者張志華 申請人:張志華