專利名稱：智能卡式數(shù)字電度表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電度表，特別是指一種智能卡式數(shù)字電度表。
現(xiàn)有的電度表，利用交變移進(jìn)磁場(chǎng)，在鋁質(zhì)園盤中產(chǎn)生感應(yīng)渦流而獲得力矩，由計(jì)度器累計(jì)由轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)傳來的電能消耗量。
現(xiàn)有的電度表計(jì)量精度較低，并且不能對(duì)用戶的用電量進(jìn)行有效監(jiān)控，這樣使得大量超額用電現(xiàn)象不能得到及時(shí)制止，也帶來用電的不安全性。而且現(xiàn)有的電度表，需要人工讀數(shù)，按月逐戶收取電費(fèi)，既浪費(fèi)大量人力物力，也容易出現(xiàn)差錯(cuò)和糾紛。
本實(shí)用新型的目的是提供這樣一種電度表，這種電表配有一張密卡，對(duì)不同的用戶，密卡配有不同的內(nèi)容，包括用戶密碼和用戶電量限制等，從而對(duì)用戶的用電情況進(jìn)行有效的監(jiān)控。
本實(shí)用新型的第二個(gè)目的是提供這樣一種電度表，這種電度表的計(jì)量精度和自耗電伏于現(xiàn)有的電度表，這種電度表用數(shù)字方式對(duì)用戶的用電情況，包括用電量，負(fù)荷大小，過流，過壓等異常情況進(jìn)行計(jì)量和監(jiān)測(cè)，采用單片計(jì)算機(jī)進(jìn)行智能控制。
根據(jù)本實(shí)用新型，提供了這樣一種電度表，這種電度表包括，一個(gè)通過對(duì)交流電的瞬時(shí)有功功率進(jìn)行模／數(shù)變換的交流電瞬時(shí)有功功率模／數(shù)變換器，一個(gè)存貯用戶密碼，用戶電量等數(shù)據(jù)的密卡裝置，一個(gè)對(duì)交流電瞬時(shí)有功功率模／數(shù)變換器輸出進(jìn)行認(rèn)密和讀寫操作的單片機(jī)裝置。密卡可以由電業(yè)部門設(shè)點(diǎn)出售，用戶按需要購買含有不同電量值和用戶密碼的密卡，這種密卡含可改寫內(nèi)容的存貯器，若用戶需要改變，可以由電業(yè)部門認(rèn)讀密碼，改寫密卡內(nèi)容，降低密卡使用成本，管理和使用都很方便。
從
以下結(jié)合附圖的詳細(xì)描述，可以對(duì)本實(shí)用新型有更好的理解。
圖1a，圖1b是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例交流電瞬時(shí)有功功率模／數(shù)變換器電路圖。
圖2a，圖2b是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例單片機(jī)裝置電路結(jié)構(gòu)圖。
圖3a，圖3b，圖3c圖3d是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例密卡裝置電路結(jié)構(gòu)圖。
圖4是圖1a和圖1b，圖2a和圖2b，圖3a，圖3b，圖3c和圖3d的位置關(guān)系圖。
圖5是本實(shí)用新型新單片機(jī)監(jiān)控主程序框圖。
圖6是本實(shí)用新型單片機(jī)軟件認(rèn)密子程序方框圖。
圖7是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例成品面板結(jié)構(gòu)圖。
參見圖1，經(jīng)由負(fù)載L上采樣而得到的交流電壓u和交流電流i，經(jīng)由運(yùn)算放大器U1，U2，U3，U4，U5，U6，U7，U8，U9，U10，和集成電路U11組成的交流電瞬時(shí)有功功率模／數(shù)變換器將交變信號(hào)變換為可由單片機(jī)處理的脈沖信號(hào)。
變換是這樣完成的，從負(fù)載L上取樣得到的交流電信號(hào)，其中電壓信號(hào)u＝2]]>VSinwt送入采樣運(yùn)算放大器U1的輸入110，電流信號(hào)i＝2]]>ISin(wt－ρ)送入采樣運(yùn)算放大器U2的輸入111，電壓和電流取樣運(yùn)算放大器的輸出與由U3，U4，U5，U7，U U9組成的乘法器中U3，U4的輸入相連，經(jīng)乘法運(yùn)算后，在U5的輸出112上輸出乘法信號(hào)u×i＝UICOSρ－VICOS(2wt－ρ)，該信號(hào)經(jīng)由U6和電阻電容組成的低通濾波器，濾去高次諧波，在U6的輸出113輸出基波分量UICOSρ，即交流電瞬時(shí)有功功率信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)由U10和U11組成的功率－脈沖變換電路，變換成可為單片機(jī)處理的有功功率脈沖信號(hào)，進(jìn)行計(jì)費(fèi)等項(xiàng)處理。本實(shí)施例中U11使用NE555型集成信號(hào)發(fā)生器。
單片機(jī)裝置由單片機(jī)和存貯器組成，參見圖2，單片機(jī)U20在本實(shí)用新型這個(gè)實(shí)施例中是一塊8035型單片機(jī)，與單片機(jī)相連的U21是一塊EPROM存貯器，本實(shí)施例中使用2764型EPROM存貯器，U22是一塊74LS373地址鎖存器，U23是一塊74LS138三－八線譯碼器，U20，U21，U22，U23構(gòu)成本實(shí)用新型這個(gè)實(shí)施例的單片機(jī)裝置。圖2中，U24是一塊74LS273七段譯碼器，它和指針式表頭M構(gòu)成本實(shí)用新型這個(gè)實(shí)施例的剩余電量指示器，用于指示用戶所允許使用電量中的剩余電量。圖2中a信號(hào)線與圖1中a信號(hào)線相連。
在本實(shí)施例中，U23存貯器用于存貯單片機(jī)監(jiān)控程序。圖5示出了本實(shí)用新型單片機(jī)監(jiān)控主程序方框圖。單片機(jī)裝置完成對(duì)用戶用電情況計(jì)算，計(jì)費(fèi)，指示，并且對(duì)密卡內(nèi)容進(jìn)行認(rèn)密、讀出，寫入等操作，從而防止不法或違章用電情況的發(fā)生。
圖3是本實(shí)用新型座卡裝置電路結(jié)構(gòu)圖。本實(shí)用新型這個(gè)實(shí)施例的密卡由集成電路U30，U31，U32，U33，U34，U35，U36，U37，組成。U30為一塊可改寫內(nèi)容的的EPROM存貯器，本實(shí)施例采用2816型，U30用于存貯用戶密碼，用戶用電量等數(shù)據(jù)，U31和U33為74LS244三態(tài)數(shù)據(jù)鎖存器，U32，U34為74LS273數(shù)據(jù)鎖存器，U35，U36為74LS266異或非門電路，用于構(gòu)成密卡中的密碼比較裝置，U37為一塊74LS157二選一數(shù)據(jù)選擇器，用于構(gòu)成本發(fā)明密卡裝置中的符合計(jì)數(shù)器。U38為GAL陣列。圖3示出了本發(fā)明這個(gè)實(shí)施例密卡裝置中各塊集成電路之間的連接關(guān)系。圖3中的b、c、e、f、g、D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7信號(hào)線分別與圖2中的b、c、e、f、g、D0、D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7信號(hào)線相連接。
使用本實(shí)用新型所提供的電度表，須要有認(rèn)密、解密過程，只有認(rèn)密、解密正確，電度表才開始正常工作。本實(shí)用新型的認(rèn)密解密包括兩個(gè)過程，一個(gè)叫硬件認(rèn)密，即由密卡裝置中硬件電路的連接關(guān)系進(jìn)行認(rèn)密。當(dāng)一開機(jī)時(shí)，211為高數(shù)據(jù)總線被封死，由集成塊U37組成的符合計(jì)數(shù)器的輸出213為000單片機(jī)裝置以地址形式發(fā)來的密卡密碼字節(jié)經(jīng)由數(shù)據(jù)總線214傳至由U34組成的地址鎖存器，鎖存單片機(jī)裝置送來的地址，當(dāng)系統(tǒng)處于認(rèn)密狀態(tài)下，單片機(jī)裝置送來的地址即為密碼，該密碼與U30數(shù)據(jù)總線215輸出的密碼字節(jié)通過由U35，U36組成的密碼比較裝置相比較，如果符合，符合計(jì)數(shù)器U37自動(dòng)加“1”，變?yōu)?01輸出，然后再比較下一字節(jié)，直到符合計(jì)數(shù)器U37的輸出213變?yōu)?11時(shí)，硬件認(rèn)密過程結(jié)束。如不符合則自動(dòng)消零，認(rèn)密失效。如認(rèn)密成功，U38的輸出212輸出為高，這時(shí)即可以進(jìn)行正常的讀寫操作，硬件認(rèn)密過程結(jié)束。
軟件認(rèn)密過程由單片機(jī)裝置軟件認(rèn)密程序完成，圖6示出了本實(shí)用新型單片機(jī)軟件認(rèn)密程序框圖。
本實(shí)用新型所提供的智能卡式數(shù)字電度表，對(duì)用戶用電情況采用數(shù)字方式進(jìn)行智能計(jì)量，顯示和讀出。由于本實(shí)用新型配有密卡裝置，從而可以對(duì)用戶用電情況進(jìn)行有效監(jiān)控，防止非法用電和超額用電，防止能源浪費(fèi)。可變更內(nèi)容，重復(fù)多次使用的密卡裝置使用起來，方便可靠。
圖7是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例成品面板結(jié)構(gòu)圖。圖中411是剩余電量指示裝置M，412是密卡裝置，413是總電源開關(guān)，414是保險(xiǎn)管，415是復(fù)位按鈕，416為用電量完指示燈，417為正在使用功率頻閃指示燈，418為超額用電報(bào)警蜂鳴器。
權(quán)利要求1.一種智能卡式數(shù)字電度表，其特征是，所述電度表包括，a、一個(gè)交流電瞬時(shí)有功功率模/數(shù)變換裝置，用于將交流電瞬時(shí)有功功率變換成脈沖信號(hào)，b、一個(gè)密卡裝置，用于存貯用戶密碼和用戶電量等數(shù)據(jù)，并進(jìn)行硬件密碼比較。c、一個(gè)單片機(jī)裝置，用于對(duì)所述脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)費(fèi)處理和所述用戶密碼進(jìn)行軟件認(rèn)密。
2.按權(quán)利要求1的智能卡式數(shù)字電度表其特征是所述密卡裝置包括一塊E PROM存貯器。
3.按權(quán)利要求1或2的智能卡式數(shù)字電度表，其特征是所述密卡裝置還包括一個(gè)密碼比較器和符合計(jì)數(shù)器。
專利摘要一種智能卡式數(shù)字電度表，由通過對(duì)交流電的瞬時(shí)有功功率進(jìn)行模擬/數(shù)字變換的模/數(shù)變換器，對(duì)模/數(shù)變換器的輸出脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)處理的單片機(jī)系統(tǒng)，和一個(gè)用于存貯用戶密碼，用戶用電量數(shù)據(jù)的密卡裝置組成，使用時(shí)單機(jī)對(duì)密卡進(jìn)行軟件和硬件認(rèn)密，認(rèn)密正確，則用戶為合法用戶，電度表進(jìn)入正常計(jì)費(fèi)過程，本裝置所提供的電度表采用數(shù)字方式對(duì)用戶用電情況進(jìn)行計(jì)量和讀出，對(duì)不同的用戶需求，密卡內(nèi)配有不同的內(nèi)容，從而可以對(duì)用戶的用電情況進(jìn)行有效的監(jiān)控。
文檔編號(hào)G01R21/133GK2048590SQ8921431
公開日1989年11月29日 申請(qǐng)日期1989年7月26日 優(yōu)先權(quán)日1989年7月26日
發(fā)明者馬松濤, 王代潮, 顧文 申請(qǐng)人:北京通信與計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)研究所