專利名稱：網絡預收費智能型電表抄表器的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于網絡技術，涉及一種獨立于傳統電能表之外的預收費電表抄收器。具體由電能表、DCPL網絡預收費智能型電表抄收器構成一種“用電單元網絡終端”。“DCPL網絡”為“直流供電載波通訊網絡”的簡寫。
背景技術：
傳統的電表是采用非網絡化的表具，這類表具無法進行網絡化抄表管理。而電力載波表、IC卡電表都是為單一功能抄表系統而設計的，都不具備網絡預收費與用戶可進行結算短信息網絡交互功能，同時單一功能抄表系統，在計算機上位機抄收的數據與表具上累計數據經常出現差額，以至引起用戶與收費部門之間的糾紛。傳統的IC卡上帶有金額，當用戶丟失、損壞IC卡，或用技術手段篡改金額數據時，會使用戶或供應商蒙受損失。更被普遍忽視的問題是傳統的手工抄表，是服務方與用戶同時在場，是一種雙方對數據共同確認的法律行為；而現有技術中的“遠程抄表”、“無線抄表”或“網絡抄表”等方案，均未考慮這一法律問題，由服務方單方面確認數據，會引起糾紛，造成實施困難。所以IC卡表、電力載波表、遠傳脈沖表抄表系統中的計量表具都不能稱作網絡預收費智能計量終端。
在專利號或申請號00135437.X；03112614.6；03219162.6；03132268.9的中國發明專利(或申請)提供了水、電、氣表的網絡自動抄收方法及其設備、網絡可控斷路電表抄表器及用電單元網絡終端、網絡智能表計量終端的DCPL現場總線及網絡預收費網橋。以上方案均未解決如何在保留老住宅區千家萬戶原有電表(包括水表、氣表)的基礎上，解決三表的網絡化改造的技術問題。本申請將解決以上問題，提供一種適應網絡預收費的智能型電表抄表器裝置。
發明內容
本實用新型提供一種網絡技術的低壓用戶配電終端。該配電終端將解決在保留老住宅區千家萬戶原有電表(包括水表、氣表)的基礎上，解決三表的網絡化改造的技術問題。電力系統配網自動化面向低壓網層10kV/0.4kV配電變壓器低壓側，并形成低壓用戶配電終端數據網。該網絡由各配電變壓器的低壓側出發，到各用戶負荷節點結束。實現對各負荷節點的電量采集與控制，如自動預收費與復費率用電管理、負荷控制、用戶配電終端維護管理。低壓網層是“營配合一”系統中用電營業系統的主要網絡，故最終的低壓網必將是用戶預收費智能用電管理、配電終端系統維護管理、負荷管理等集成為一體的系統。這種低壓用戶配電終端是一種一體化設計的、DCPL網絡現場總線可尋址數字通訊的、網絡可控斷路開關的、并面向用戶提供短信息交互LCD顯示信息窗口的、在信息交互顯示窗口帶有紅外數字通訊的網絡預收費與復費率智能型電表抄收器裝置。該5點是本實用新型的主要特征。
本裝置能夠接收現有的脈沖感應式機械電表與全電子式電表(電子式復費率電度表)的輸出，也可同時接入DCPL網絡智能型煤氣表或DCPL網絡智能型水表，完成其預收費數據抄收管理功能，以滿足目前使用的大多數表具進入網絡的需要。本裝置進行電量采集與用戶可進行結算及短信息網絡交互，成為一種LCD顯示的網絡預收費智能型電表抄收終端裝置。其優化方案還可以將防止觸電、漏電、竊電，過載保護、防止雷擊，網絡遙控斷路以及信息交互顯示等功能一并加入到該抄表器中去，形成標準化的“用電單元網絡終端”產品。該產品還可增加紅外通信窗口，以增加使用遙控器進行現場手控操作的功能。
完成上述任務的方案是網絡預收費智能型電表抄表器裝置，其特征在于抄表器中設有CPU微處理器，該處理器通過調制解調器與網絡連接，構成通訊線路，同時設有計數脈沖感應式機械電表或全電子式電表的接口，接口通過計數脈沖整形電路與CPU連接，CPU上還連接有顯示電路，以及儀表箱狀態檢測傳感器等，光電隔離器件的輸入、輸出端連接CPU，形成光耦合器驅動脫扣開關斷路電路，與脫扣開關的開啟與閉合的檢測電路，進行遠程網絡電源斷路控制。微處理器主要完成電表電量計數電脈沖特性的判斷采集、脫扣開關控制、信息交互顯示以及與DCPL網絡進行雙向數字通訊、紅外數字通訊。方案中所說的“通過專用網絡調制解調器(IC1)與DCPL網絡連接，通過光耦合隔離電路與CPU微處理器IC2連接”。DCPL網絡也可簡稱Meter-Bus通信網絡。電路原理框圖圖4所示。所說抄表器裝置上的計數脈沖感應式機械電表或全電子式電表的接口，可接入我國生產廠家標準的電子式電表或感應式機械式脈沖電表。
本申請有以下優化方案1、CPU上還分別連接有以下各電路的一種或幾種漏電保護電路、穩壓電路、電流互感器以及防雷離子開關管，以提高設備的可靠性。
2、CPU通訊接口上聯有紅外通訊電路，以增加使用遠紅外遙控器進行現場手控操作功能。
3、設有用戶端信息交互顯示窗口，該窗口連接在CPU的數據顯示電路上。
4、上述CPU微處理器及其所連接電路構成的全部智能電路系統安裝在國家標準的漏電保護器本體內，漏電保護器面板上，設有紅外通訊窗口及用戶信息交互顯示窗口，該LCD顯示窗口連接在CPU的數據顯示電路上。
5、設置有通用的、可接入DCPL網絡智能型煤氣表、DCPL網絡智能型水表的DCPL網絡連接接口，以便于各種表具的抄收管理。
本實用新型可以滿足現代網絡經濟的需要，提供DCPL網絡預收費智能型電表抄表器，它能夠接收現有的脈沖感應式機械電表與全電子式電表的輸出，也可同時接入DCPL網絡智能型煤氣表或DCPL網絡智能型水表，完成其預收費數據抄收管理功能，以滿足目前使用的大多數表具進入網絡的需要。本裝置進行電量采集與用戶可進行結算短信息網絡交互，成為一種LCD顯示的網絡預收費智能型電表抄收終端裝置。其優化方案還可以防止觸電、漏電、竊電、過載保護、防止雷擊，網絡遙控斷路、信息交互顯示以及使用紅外遙控器進行現場手控操作等功能。
圖1為實施例1“DCPL網絡預收費智能型電表抄表器裝置”結構圖；圖1-1為實施例1與電表安裝連接方式示意圖；圖2為DCPL網絡預收費智能型電表抄收表器電路原理圖；圖3為DCPL網絡預收費智能型水、電、氣表終端與預收費網橋、管理計算機數據通訊應用實施例示意圖；圖4為電路原理框圖。
具體實施方式
實施例1，“DCPL網絡預收費智能型電表抄表器裝置”產品結構外型，由圖1、圖1-1所示。產品安裝標準及漏電保護參數符合國家GB、IEC標準。抄表器裝置上連接有過載/漏電/斷電脫扣開關A、電度表脈沖輸入端子B、防竊電表箱傳感器輸入端子C、信息交互窗口D、紅外通訊窗口E、DCPL網絡/RS485接口F，以及實驗按鈕G。本方案的電路主要包括IC2.CUP電路、IC1.通信電路、IC3.顯示電路、IC4.漏電保護芯片、W1.穩壓電路、L.電流互感器、LZ.防雷離子開關管、紅外通信電路U1-U3、UD1等所組成。參照圖2、圖4抄表器中設有CPU微處理器，該處理器通過調制解調器與網絡連接，構成通訊線路，同時設有計數脈沖感應式機械電表或全電子式電表的接口，接口通過計數脈沖整形電路與CPU連接，CPU上還連接有顯示電路，以及儀表箱狀態檢測傳感器等，光電隔離器件的輸入、輸出端連接CPU，形成光耦合器驅動脫扣開關斷路電路，與脫扣開關的開啟與閉合的檢測電路。本產品在網絡中的連接關系見圖3。所述的CPU芯片是P87LPCXXX(80C51)系列微處理器。該核心微處理器，主要完成電表電量計數電脈沖特性的判斷采集、時間計時、B1、B2傳感器為用戶終端配電電表箱狀態判斷、斷路器脫扣開關控制及數據處理與存儲、雙向數據通信管理、信息交互顯示管理及看門狗控制。CPU芯片串行通訊口通過模擬開關與IC1 DCPL網絡通訊調制解調專業芯片的RXD、TXD、紅外通信電路相連。所述的IC1是DCPL網絡通訊調制解調專業芯片，CPU芯片的通過選用串行通訊與DCPL網絡通訊調制解調專業芯片的RXD、TXD進行數據讀寫操作，P2.5為R/T控制，CD為模擬調制信號檢測端，并通過無極性的MBU(12)、MBU(13)將符合ITU-TV2.3標準的模擬調制信號耦合到DCPL網絡線上，其中，TU1-TU5為光電耦合隔離器。DCPL網絡線功能是一方面作為網絡通訊，另一方面作為電力提供線路。所述的DCPL網絡通訊是指抄表網橋通過DCPL網絡線，向DCPL網絡智能可控型煤氣表、水表提供電力為36VDC以下安全電壓的直流電源，同時也是網橋與“DCPL網絡預收費智能型電表抄收器”進行載波通訊的網絡線。DCPL網絡現場總線工作原理在專利申請號或申請號03132268.9號已進行說明。
在本實用新型所述的主動式離子開關避雷器(微型陶瓷氣體放電管)LZ的工作原理也能有效地保護電器設備免遭感應雷電在電力線上的浪涌過電壓的破壞。
本實用新型DCPL網絡預收費智能型電表抄收器裝置通過DCPL網絡與預收費網橋連接，實現預收費自動電表的抄表，并通過網橋與管理部門計算機進行數字通信管理以及網絡可控斷路抄表器的工作進行控制。
權利要求1.一種網絡預收費智能型電表抄表器裝置，其特征在于抄表器中設有CPU微處理器，該處理器通過調制解調器與網絡連接，構成通訊線路，同時設有計數脈沖感應式機械電表或全電子式電表的接口，接口通過計數脈沖整形電路與CPU連接，CPU上還連接有顯示電路，以及儀表箱狀態檢測傳感器等，光電隔離器件的輸入、輸出端連接CPU，形成光耦合器驅動脫扣開關斷路電路，與脫扣開關的開啟與閉合的檢測電路。
2.按照權利要求1所述的網絡預收費智能型電表抄表器，其特征在于CPU上還分別連接有以下電路中的一種或幾種漏電保護電路、穩壓電路、電流互感器以及防雷離子開關管。
3.按照權利要求1所述的網絡預收費智能型電表抄表器，其特征在于CPU通訊接口上并聯有紅外通訊電路。
4.按照權利要求1或2或3所述的網絡預收費智能型電表抄表器，其特征在于所述CPU微處理器及其所連接電路構成的全部智能電路系統安裝在國家標準的漏電保護器本體內，漏電保護器面板上，設有紅外通訊窗口及用戶信息交互顯示窗口，該LCD顯示窗口連接在CPU的數據顯示電路上。
5.按照權利要求1或2或3所述的網絡預收費智能型電表抄表器，其特征在于設置有通用的、可接入DCPL網絡智能型煤氣表、DCPL網絡智能型水表的DCPL網絡連接接口。
6.按照權利要求1或2或3所述的網絡預收費智能型電表抄表器，其特征在于電路中微處理器為P87LPCXXX系列微處理器或MSP430系列微處理器。
7.按照權利要求4所述的網絡預收費智能型電表抄表器，其特征在于電路中微處理器為P87LPCXXX系列微處理器或MSP430系列微處理器。
8.按照權利要求5所述的網絡預收費智能型電表抄表器，其特征在于電路中微處理器為P87LPCXXX系列微處理器或MSP430系列微處理器。
專利摘要DCPL網絡預收費智能型電表抄表器裝置，特征是抄表器中設有CPU微處理器，處理器通過調制解調器與網絡連接，同時設有計數脈沖感應式機械電表或全電子式電表的接口，接口通過計數脈沖整形電路與CPU連接，CPU上還連接有顯示電路以及儀表箱狀態檢測傳感器等，光電隔離器件的輸入、輸出端連接CPU，形成光耦合器驅動脫扣開關斷路電路，與脫扣開關的開啟與閉合的檢測電路。本裝置能夠接收現有的脈沖感應式機械電表與全電子式電表的輸出，也可同時接入網絡智能型煤氣表或網絡智能型水表，完成其預收費數據抄收管理功能，滿足大多數表具(包括老住宅區原有電、水、氣表)進入網絡的需要，可解決所有三表的網絡化改造問題。
文檔編號G08C19/16GK2694397SQ0327949
公開日2005年4月20日 申請日期2003年9月24日 優先權日2003年9月24日
發明者郭建國, 顧金良 申請人:郭建國