民用型卡式用电控制器制造技术

民用型卡式用电控制器用于记录和控制用电量，由用电卡和用电控制装置构成，用电控制装置由单片机、电源、电压监视、用电信号拾取、掉电保护、自动复位、声光报警和接口等组成，用电卡通过七芯插头与用电控制装置的七芯插座接插，用户持用电卡到供电部门购买用电量，再通过单片机控制和记录用电量，具有结构简单、使用方便等优点，便于用电管理和计划用电，可以避免供电部门大批抄表和收费人员的重复劳动。（*该技术在2003年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术是一种用于记录用电量，并能实现用电量控制的装置，属于电力控制设备
目前，居民用电通常采用光用电后结算费用的管理办法，它不利于用电管理和计划用电，供电部门需经常性地派大批工作人员到用户抄表和收电费，造成人力和财力上的很大浪费。本技术的目的在于针对当前用电管理的不足，提供一种有利于用电管理和计划用电的用电控制装置，为避免供电部门大批抄表收费工作人员的重复劳动提供一条途径。本技术由用电卡和用电控制装置构成，用电控制装置由单片机、用电信号拾取装置、输出控制器、掉电保护装置、自动复位装置和电源组成；输出控制器由电源控制器和声光报警器构成，并受单片机控制；掉电保护装置由电压监视器，掉电信息保护器和读写卡接口构成，它们均与单片机相连接；用电卡通过读写卡接口与单片机连接；用电信号拾取装置、自动复位装置和电源均直接与单片机相连接。用电卡主要用于传递用户购买电量的信息。用电前，用户需先持用户卡到供电部门购买电量，由供电部门通过专用设备将用户所购买的电量输入到用电卡内，用户再将用电卡插到用电控制装置的用电卡插口上，用电控制装置将用电卡内存放的电量取出后，接通用户电源，用户即可开始用电。同时，用电控制装置还可以发出信号，提示用户拔出用电卡，以备下次再用。用电卡可以采用E2PROM方式，用户购买电量的信息由供电部门的专用写入装置固化到E2PROM中去，用电卡插到用电控制装置后，将电量数据从用电卡中读出，然后再将用电卡清零。在用电控制装置中，单片机是核心部件，对整个用电控制装置起管理和控制作用，控制程序固化在单片机的ROM中。单片机可采用80C51单片机，也可以采用不带内部ROM的80C31单片机，但此时需外接EPROM和地址锁存器。用电信号拾取装置采用红外发光管和红外接收管作为传感器，以非接触反射方式从电度表的转盘上获得用电信号，用此方式采集用电信号不损坏或改变电度表原有结构，且不引入附加磁场，不影响电度表的计量精度。用电信号拾取装置也可以采用电磁线圈作为传感器，即在电度表转轴上安装针形软磁材料，并在其下部加设一个磁芯线圈，当转盘转动时，软磁体切割线圈磁力线，在线圈上产生信号。数据掉电保护器在外部停电时，保护用户的用电量信息，可采用80C51掉电工作方式和移位寄存器两种方法进行掉电保护。80C51在外部停电触发中断后，立即将需保护的数据通过接口输入到移位寄存器中，同时利用80C51具有掉电保护功能，把数据存放在80C51内部RAM中，并使80C51进入掉电工作方式。掉电信号保护器也可以采用外接RAM方式，当检测到外部掉电时，把数据存入到外接的RAM中，用电池对RAM供电以维持数据不变；还可以采用外接E2PROM的方式，掉电时将数据固化到E2PROM中去。本技术具有结构简单、成本低和使用方便等优点，用电控制装置的所有元器件都安装在一块电路板上，可以与电度表构成一个整体；采用非接触反射式获取用电信号，在电度表出线端处串入控制电源的可控硅，不改变电度表原有结构，不影响电度表的计量精度；用电控制装置采取保密措施，与用电卡配套使用，可识别伪用电卡或不配套用电卡，便于用电管理；用电卡的专用写入装置备有与微型计算机的接口，配上专用软件后，可以自动整理、统计用电情况，并可打印报表。由于用户需先持用电卡到供电部门购买用电量后才能用电，故可以杜绝拖欠电费的现象，对于电能紧缺地区，还可以实现计划用电和控制用电，用户用电实行计划内和计划外分开，还可以免去供电部门上门抄表和收费环节。当用户的用电量达到所购电量的95％时，用电控制装置发出第一次报警，提醒用户去购买电量；当用电量达到所购电量的98％时，发出第二次报警，当用电量达到所购电量时，将切断电源。附图说明图1是本技术的结构框图；图2是本技术的左半部分电路原理图；图3是本技术的右半部分电路原理图。本技术可采取附图所示的方案实现。图1中的单片机(1)采用U1(80C51)，C7、C8和C14为电容。电源(2)将220V交流电降压后经整流、滤波和稳压等环节，得到5.3～5.5V直流电压，由变压器B1＝极管D1～D7、电容C1～C5和电路U6(7806)等组成，V1为提供电压监视器(3)的电压，V2为输出到用电卡(10)的电压，V3为提供单片机(1)的电压。电压监视器(3)由比较器U2(LM339)、U5(LM317)、电阻R1～R4、电位器RW等组成，U5为U2提供一个3V的基准电压，V1经RW分压后输入U2，当外部电源停电时，V1的电压降至5.1V时，U2输出低电平，触发U1中断，进行掉电保护操作。用电信号拾取装置(4)由红外发光管LED3、红外接收管T5、二极管D11，晶体管T6、电阻R17～R22、电容C12、C13、U2(LM339)和U7(LM555)等组成，用电信号经U2处理后送到80C51的To端，由80C51内部计数器计数，U7作为振荡器，以脉冲方式驱动红外发光管，有利于提高发光管的使用寿命和发光效率，确保电路的可靠性和稳定性。掉电信息保护器(5)由移位寄存器U4(CD4031)和备用电池E1组成，在外部停电，V1降到5V以下时，由E1向U4和U1提供电源，以维持存放的信息数据不变，E1选用长寿命高效电池，停电时可使用7000小时以上。自动复位装置(6)由二极管D10、电阻R5～R7、电容C9～C11和双单稳电路U3(CD4538)组成，接通电源时，C11充电产生下降沿，可以触发1Q端产生一个复位脉冲，使80C51开始工作。工作过程中，80C51通过P1.4定时地触发2A，使2Q维持高电平，一旦由于外部干扰，80C51工作失步，P1.4不再给出脉冲，2Q的下降沿触发1Q产生复位脉冲，强迫系统恢复正常工作状态，恢复时间小于1ms。声光报警器(7)由晶体管T1～T3、发光二极管LED1、LED2、电阻R8～R10、R12、R13和蜂鸣器Be组成，80C51可通过P1.0～P1.2输出高电平，使指示灯LED1或LED2点亮，或者使蜂鸣器Be发出报警声。电源控制器(8)由可控硅TR、隔离驱动电路U11(MOC3041)、晶体管T4、电阻R11和R14～R16组成，TR可用RCA10P，80C51的P1.3的输出电平控制T4的通断，从而实现控制可控硅的通断。读写卡接口(9)由U9、U10(74HC125)组成，80C51通过P1.5、P1.6、P3.6、P3.7控制对串行口信号TXD和RXD的切换，以实现串行口分别对用电卡和U4进行读出和写入操作。用电卡(10)由二极管D8和D9、电阻R23和R24、电容C6、电池E2移位寄存器U12(CD4031)组成，所有元器件要装在一块电路板上，其信号通过七芯插头与用电控制装置上的七芯插座相连接，便于接插。权利要求1.一种用于记录用电量并能实现用电量控制的民用型卡式用电控制器，由用电卡和用电控制装置构成，其特征在于用电控制装置由单片机、用电信号拾取装置、输出控制器、掉电保护装置、自动复位装置和电源组成；输出控制器由电源控制器和声光报警器构成，并受单片机控制；掉电保护装置由电压监视器、掉电信息保护器和读写卡接口构成，它们均与单片机连接；用电卡通过读写卡接口与单片机连接；用电信号拾取装置、自动复本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于记录用电量并能实现用电量控制的民用型卡式用电控制器，由用电卡和用电控制装置构成，其特征在于用电控制装置由单片机、用电信号拾取装置、输出控制器、掉电保护装置、自动复位装置和电源组成；输出控制器由电源控制器和声光报警器构成，并受单片机控制；掉电保护装置由电压监视器、掉电信息保护器和读写卡接口构成，它们均与单片机连接；用电卡通过读写卡接口与单片机连接；用电信号拾取装置、自动复位装置和电源均直接与单片机相连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：胡仁杰，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：实用新型
国别省市：32[中国|江苏]