預付費掃碼電能表的制作方法
【專利摘要】預付費掃碼電能表，其具有表殼，表殼內裝有電路基板，電路基板上裝有MCU芯片、按鍵模塊、圖像處理模塊、數據存儲模塊、模數轉換模塊、液晶顯示屏、磁保持繼電器、圖像掃描模塊、電壓計量模塊、電流計量模塊、接線端子、電源模塊、聲光報警器和時鐘模塊，其中，圖像掃描模塊中的掃描頭、液晶顯示屏的顯示面、按鍵模塊中的按鍵、接線端子的接線端分別設在表殼的外表面；該電能表能實現用電營銷管理的智能化管理，簡化了用電營銷的管理模式，節約人力和資源；還可代替普通電表使用，可實時顯示用電量和用電總量。
【專利說明】
預付費掃碼電能表
技術領域
[0001]本實用新型涉及電表裝置，具體是提供了一種預付費掃碼電能表。
【背景技術】
[0002]傳統的用電營銷管理較為繁瑣，一般包括電表抄錄、發票核算、催費通知、欠費停電、恢復供電等過程。隨著城市化發展加速，交通擁堵、車位缺乏、網點排隊交費等問題日益嚴峻，在供電部門的管理過程和用電客戶的交費過程中，造成了越來越大的時間、精力、經濟上的負擔，同時也導致了社會資源、勞動總量的浪費和對環境的污染。所以，傳統的用電營銷管理方式已經不能滿足當前及未來的社會、供電企業和客戶的需求，亟需一種智能化設備簡化用電營銷管理模式。
【發明內容】
[0003]本實用新型的目的是:提供一種預付費掃碼電能表，使用該電能表能簡化用電營銷管理模式，實現用電營銷管理的智能化管理，節約人力、資源。
[0004]本實用新型的技術方案是:預付費掃碼電能表，具有表殼，表殼內裝有電路基板，其特征在于:電路基板上裝有MCU芯片、按鍵模塊、圖像處理模塊、數據存儲模塊、模數轉換模塊、液晶顯示屏、磁保持繼電器、圖像掃描模塊、電壓計量模塊、電流計量模塊、接線端子、電源模塊，其中，圖像掃描模塊中的掃描頭、液晶顯示屏的顯示面、按鍵模塊中的按鍵、接線端子的接線端分別設在表殼的外表面;MCU芯片的信號輸入端分別與按鍵模塊的信號輸出端、圖像處理模塊的信號輸出端、數據存儲模塊的信號輸出端、模數轉換模塊的信號輸出端信號線連接，MCU芯片的信號輸出端分別與液晶顯示屏的信號輸入端、磁保持繼電器的信號輸入端、數據存儲模塊的信號輸入端信號線連接；圖像掃描模塊的信號輸出端與圖像處理模塊的信號輸入端信號線連接，模數轉換模塊的信號輸入端分別與電壓計量模塊的信號輸出端、電流計量模塊的信號輸出端信號線連接，電壓計量模塊的零線測量端通過電線與接線端子的零線輸出端口電連接，電壓計量模塊的火線測量端通過電線與接線端子的火線輸出端口 A電連接，電流計量模塊的火線測量端C通過電線與接線端子的火線輸出端口 A電連接;電流計量模塊的火線測量端D通過電線與磁保持繼電器的火線輸入端口電連接，磁保持繼電器的火線輸出端口通過電線與接線端子的火線輸出端口B電連接；電源模塊的零線輸入端通過電線與接線端子的零線輸出端口電連接，電源模塊的火線輸入端通過電線與接線端子的火線輸出端口 A電連接，電源模塊的電輸出端分別與各用電部件電連接。
[0005]電路基板上還裝有聲光報警器，聲光報警器的信號輸入端與MCU芯片的信號輸出端信號線連接。
[0006]電路基板上還裝有時鐘模塊，時鐘模塊的信號輸出端與MCU芯片的信號輸入端信號線連接。
[0007]本實用新型的工作原理是:數據存儲芯片中記錄用戶的用電量數據，M⑶芯片讀取該用電量數據并根據電壓計量模塊、電流計量模塊提供的信號數據計算用戶的用電量，并根據預先編制程序計算用電量和扣算余量，當數據存儲芯片中的剩余用電量為零時，MCU芯片給磁保持繼電器一個斷電信號，磁保持繼電器斷開電路，停止供電，用戶通過互聯網在購買電量，并獲得一個一次性的唯一的條形碼，該條碼可由電表表號、日期、綁定手機號碼、充值金額等相關變量在特定加密公式下計算生成，用戶將該二維碼打印或顯示在手機屏幕上讓圖像掃描模塊的掃描頭讀入，經過圖像處理模塊將翻譯的數字信號傳送給MCU芯片，MCU芯片根據預設程序將用戶購買的電量數值寫入數據存儲芯片中記錄，并同時給磁保持繼電器一個通電信號，磁保持繼電器開通電路，恢復供電。
[0008]本實用新型的優點是:通過所述的各部件，可實現用電營銷管理的智能化管理，簡化了用電營銷的管理模式，節約人力和資源;聲光報警器能在剩余電量不足時提前預警，防止停電給用戶造成不便;時鐘模塊能為MCU芯片進行計時校對，確保計量精準，根據上述結構和工作原理，本實用新型預付費掃碼電能表可代替普通電表使用，可實時顯示用電量和用電總量。
【附圖說明】
[0009]圖1是本實用新型預付費掃碼電能表的結構示意圖；
[0010]圖2是本實用新型預付費掃碼電能表中電路基板的結構框圖。
[0011]圖中I表殼、2嗡鳴器、3發光管、4液晶顯示屏、5電路基板、6掃描頭、7按鍵、8接線端子、9磁保持繼電器、1聲光報警器。
【具體實施方式】
[0012]預付費掃碼電能表，具有表殼I，表殼內裝有電路基板5，電路基板上裝有MCU芯片、按鍵模塊、圖像處理模塊、數據存儲模塊、模數轉換模塊、液晶顯示屏4、磁保持繼電器9、圖像掃描模塊、電壓計量模塊、電流計量模塊、接線端子8、電源模塊，其中，圖像掃描模塊中的掃描頭6、液晶顯示屏的顯示面、按鍵模塊中的按鍵7、接線端子的接線端分別設在表殼的外表面;MCU芯片的信號輸入端分別與按鍵模塊的信號輸出端、圖像處理模塊的信號輸出端、數據存儲模塊的信號輸出端、模數轉換模塊的信號輸出端信號線連接，MCU芯片的信號輸出端分別與液晶顯示屏的信號輸入端、磁保持繼電器的信號輸入端、數據存儲模塊的信號輸入端信號線連接；圖像掃描模塊的信號輸出端與圖像處理模塊的信號輸入端信號線連接，模數轉換模塊的信號輸入端分別與電壓計量模塊的信號輸出端、電流計量模塊的信號輸出端信號線連接，電壓計量模塊的零線測量端通過電線與接線端子的零線輸出端口電連接，電壓計量模塊的火線測量端通過電線與接線端子的火線輸出端口 A電連接，電流計量模塊的火線測量端C通過電線與接線端子的火線輸出端口A電連接;電流計量模塊的火線測量端D通過電線與磁保持繼電器的火線輸入端口電連接，磁保持繼電器的火線輸出端口通過電線與接線端子的火線輸出端口B電連接；電源模塊的零線輸入端通過電線與接線端子的零線輸出端口電連接，電源模塊的火線輸入端通過電線與接線端子的火線輸出端口A電連接，電源模塊的電輸出端分別與各用電部件電連接。所述的電線和信號線也可采用印刷電路橋接各部件。
[0013]MCU芯片用于計算各模塊匯集的數據信號，并根據預設程序分別發出相應的指令信號，MOJ芯片是微控制單元(MicrocontroIIer Unit;簡稱:MQJ)，又稱單片微型計算機或者單片機，是把中央處理器的頻率與規格做適當縮減，并將內存、計數器及其等周邊接口整合在單一芯片上，形成芯片級的計算機，可為不同的應用場合提供不同組合控制。據存儲模塊(存儲單元、存儲芯片)用于存儲用戶用電量數據，該數據由MCU芯片讀取和修改，該存儲模塊具有單獨的加密單元，可使用硬件進行加密，防止內部存儲信息被破解。
[0014]圖像掃描模塊用于將外部的條碼圖像通過掃描頭(光學掃描元件、攝像頭)的錄入成圖像信號，并將該圖像信號輸送給圖像處理模塊翻譯成MCU芯片可識別的數字信號。圖像處理模塊用于將圖像掃描模塊上傳的圖像信號轉換成MCU芯片可識別的數字信號。圖像掃描模塊和圖像處理模塊組合構成條碼掃描器的前端構件(即掃碼電路模塊)。
[0015]電壓計量模塊用于檢測電入戶端的電壓值，電流計量模塊用于檢測電入戶端的電流量，模數轉換模塊(模數轉換器)用于將電壓計量模塊、電流計量模塊提供的模擬信號轉換成數字信號給MCU芯片進行計算處理。
[0016]磁保持繼電器用于根據MCU芯片的指令對入戶電路進行連通或切斷。電源模塊用于為各用電模塊供電，本實施例中，電源模塊包括變壓器、整流器、濾波器等基礎部件。接線端子用于連接內外部電源電線，電網火線通過火線輸入端口接入，電網零線通過零線輸入端口接入，入戶的火線輸出通過火線輸出端口 B輸出，入戶的零線通過零線輸出端口出輸出，火線輸出端口 A至火線輸出端口 B之間的火線上裝有磁保持繼電器(作為自動開關)。
[0017]液晶顯示屏用于顯示剩余電量數值，方便用戶查看。按鍵模塊用于調取命令，通過MCU芯片的預存指令控制顯示屏的顯示內容，方便用戶調查當月用電量、歷史用電量、用電數值、維修電話等信息，按鍵模塊和液晶顯示屏的組合屬本裝置的人機接口。
[0018]電路基板上還裝有聲光報警器10，聲光報警器的信號輸入端與MCU芯片的信號輸出端信號線連接。聲光報警器中的發聲部件為嗡鳴器2，發光部件為發光管3(LED燈)。聲光報警器用于提示用戶剩余電量值不足，MCU芯片根據用戶的用電量平局值計算，當剩余電量值不能滿足用戶三天使用的時候，就通過聲光報警器提示用戶充值，防止停電給用戶帶來的不便。
[0019]電路基板上還裝有時鐘模塊，時鐘模塊的信號輸出端與MCU芯片的信號輸入端信號線連接。時鐘模塊用于為MCU芯片提供校準時間的參考，時計量的數據數據更加準確無誤。
[0020]本實用新型預付費掃碼電能表的初始狀態為:據存儲模塊中所記錄的剩余電量為零，磁保持繼電器中的控制電路處于斷開狀態，從而入戶電路處于停電狀態，此時液晶顯示模塊上顯示據存儲模塊中所記錄的剩余電量為零、當前累計總用電量為零、并顯示交費提醒信息;如用戶有用電需求，需要使用智能手機或電腦通過APP或互聯網支付并購買一定數額的電量，獲得一個條形碼(一維條形碼或二維條形碼，下同)；然后，將手機屏幕或者條形碼打印件貼近圖像掃描模塊的掃描頭，通過圖像處理模塊翻譯此條形碼，從而將此條形碼中所展示的充值信息通過MCU芯片輸入至據存儲模塊中。當據存儲模塊中的剩余電量從零變為一個大于零的數值時，MCU芯片給磁保持繼電器發出信號，磁保持繼電器控制電路被觸發變為閉合狀態，從而電路恢復為供電狀態，此時液晶顯示模塊上顯示本次充值后據存儲模塊中的剩余電量和當前累計總用電量。在正常供電的過程中，由模數轉換模、電壓檢測模塊、電流檢測模塊組成的電計量電路能夠實時計量電路中所消耗的電量，MCU芯片根據模數轉換模提供的數據信號與據存儲模塊中的電量余額進行差值運算，在此過程中液晶顯示模塊上實時顯示據存儲模塊中的當前剩余電量和當前累計總用電量。當據存儲模塊中的剩余電量小于設定值時，聲光報警器閃爍并發出周期蜂鳴音提示，此時液晶顯示模塊上顯示據存儲模塊中的當前剩余電量、當前累計總用電量和交費提醒信息。當據存儲模塊中的剩余電量再次變為零時，磁保持繼電器控制電路被觸發變為斷開狀態，從而電路變為停電狀態，此時液晶顯示模塊上顯示據存儲模塊中的剩余電量為零、當前累計總用電量和交費提醒信息。MCU芯片在本實用新型的使用過程中起到計算和邏輯判斷的作用；電源電路起到對本實用新型的供電作用;時鐘電路起到計時作用;接線端子起到內部接線作用;按鍵電路起到顯示內容的切換作用;外殼起到對本實用新型內部的保護作用。
[0021]本實用新型減少了傳統用電營銷管理過程中和用電客戶電費交費過程中產生的資源浪費、經濟浪費、時間浪費和對環境的污染問題。實現了無需抄表催費、客戶自助交費和自動停復電等較先進的用電營銷管理過程和十分便利的客戶交費過程。符合社會的發展方向，滿足全社會、供電企業和人民群眾的實在需求。
【主權項】
1.預付費掃碼電能表，具有表殼，表殼內裝有電路基板，其特征在于:電路基板上裝有MCU芯片、按鍵模塊、圖像處理模塊、數據存儲模塊、模數轉換模塊、液晶顯示屏、磁保持繼電器、圖像掃描模塊、電壓計量模塊、電流計量模塊、接線端子、電源模塊，其中，圖像掃描模塊中的掃描頭、液晶顯示屏的顯示面、按鍵模塊中的按鍵、接線端子的接線端分別設在表殼的外表面;MCU芯片的信號輸入端分別與按鍵模塊的信號輸出端、圖像處理模塊的信號輸出端、數據存儲模塊的信號輸出端、模數轉換模塊的信號輸出端信號線連接，MCU芯片的信號輸出端分別與液晶顯示屏的信號輸入端、磁保持繼電器的信號輸入端、數據存儲模塊的信號輸入端信號線連接；圖像掃描模塊的信號輸出端與圖像處理模塊的信號輸入端信號線連接，模數轉換模塊的信號輸入端分別與電壓計量模塊的信號輸出端、電流計量模塊的信號輸出端信號線連接，電壓計量模塊的零線測量端通過電線與接線端子的零線輸出端口電連接，電壓計量模塊的火線測量端通過電線與接線端子的火線輸出端口 A電連接，電流計量模塊的火線測量端C通過電線與接線端子的火線輸出端口A電連接;電流計量模塊的火線測量端D通過電線與磁保持繼電器的火線輸入端口電連接，磁保持繼電器的火線輸出端口通過電線與接線端子的火線輸出端口B電連接；電源模塊的零線輸入端通過電線與接線端子的零線輸出端口電連接，電源模塊的火線輸入端通過電線與接線端子的火線輸出端口A電連接，電源模塊的電輸出端分別與各用電部件電連接。2.根據權利要求1所述的預付費掃碼電能表，其特征在于:電路基板上還裝有聲光報警器，聲光報警器的信號輸入端與MCU芯片的信號輸出端信號線連接。3.根據權利要求1或2所述的預付費掃碼電能表，其特征在于:電路基板上還裝有時鐘模塊，時鐘模塊的信號輸出端與MCU芯片的信號輸入端信號線連接。
【文檔編號】G07F15/06GK205692282SQ201620554896
【公開日】2016年11月16日
【申請日】2016年6月8日 公開號201620554896.2, CN 201620554896, CN 205692282 U, CN 205692282U, CN-U-205692282, CN201620554896, CN201620554896.2, CN205692282 U, CN205692282U
【發明人】馬鐵偉, 馬驍
【申請人】馬驍