專利名稱：半導(dǎo)體交費(fèi)卡式電能計(jì)控器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電能計(jì)量和利用半導(dǎo)體交費(fèi)卡對(duì)用戶用電量實(shí)行限控的技術(shù)。
目前的電能計(jì)量一般都采用轉(zhuǎn)盤式電度表，供電管理部門必須派專人定期查抄用戶電度表字碼盤讀數(shù)，核對(duì)用電量及對(duì)用戶收費(fèi)，工作量繁重不能確保電費(fèi)及時(shí)收交，這種電度表還不能根據(jù)用戶用電時(shí)間峰谷之別合理收費(fèi)，不易進(jìn)一步提高經(jīng)濟(jì)效益。
本實(shí)用新型的目的是要提供一種半導(dǎo)體交費(fèi)卡式電能計(jì)控器，它能對(duì)用戶的停電和用電量最大負(fù)荷進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，能對(duì)用戶超量用電進(jìn)行限制，能按用電峰谷時(shí)間實(shí)行多費(fèi)率計(jì)量，尤其能在用戶向供電管理部門購(gòu)買寫有額定用電量的半導(dǎo)體交費(fèi)卡并把該卡插入電能計(jì)控器之后，本實(shí)用新型能按半導(dǎo)體交費(fèi)卡內(nèi)所寫額定用電量對(duì)用戶用電實(shí)行限控，從而可免除查表、核算、下交款通知、收費(fèi)等繁雜工作，確保及時(shí)收費(fèi)及合理收費(fèi)，提高經(jīng)濟(jì)效益。
本實(shí)用新型的目的是實(shí)樣實(shí)現(xiàn)的半導(dǎo)體交費(fèi)卡式電能計(jì)控器由微電腦、半導(dǎo)體交費(fèi)卡、脈沖輸出電度表、被控開(kāi)關(guān)、報(bào)警器、檢查器及電源組成。被控開(kāi)關(guān)串接在公用電網(wǎng)與用戶負(fù)載之間，被控開(kāi)關(guān)的控制端與微電腦的一個(gè)輸出口相連結(jié)，因此被控開(kāi)關(guān)的接通與斷開(kāi)受微電腦控制，從而達(dá)到對(duì)用戶用電量進(jìn)行限控的目的。脈沖輸出電度表按普通電度表的接線方式接入被控開(kāi)關(guān)與公用電網(wǎng)之間，標(biāo)志電度表計(jì)量轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)的輸出脈沖，由脈沖輸出端輸出，脈沖輸出端與微電腦的一個(gè)輸入口相連，微電腦對(duì)脈沖輸出電度表輸出的脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶用電量的計(jì)量；半導(dǎo)體交費(fèi)卡由半導(dǎo)體可編程器和毀卡開(kāi)關(guān)組成，半導(dǎo)體可編程器與微電腦之間用總線方式連結(jié)，選用的半導(dǎo)體可編程器可在特許工廠寫入密碼和額定用電量，用戶把購(gòu)到的半導(dǎo)體交費(fèi)卡插入主機(jī)之后，微電腦通過(guò)總線讀取密碼并進(jìn)行驗(yàn)證，驗(yàn)證無(wú)誤后微電腦再通過(guò)總線讀出額定用電量，并存儲(chǔ)起來(lái)，此后微電腦不斷把用戶用電量與額定用電量進(jìn)行比較，以達(dá)到對(duì)用戶用電量實(shí)行限控的目的。半導(dǎo)體微費(fèi)卡中毀卡開(kāi)關(guān)用以在半導(dǎo)體交費(fèi)卡中所寫額定用電量被微電腦讀出后在適當(dāng)時(shí)機(jī)使卡失效而不被復(fù)用，毀卡開(kāi)關(guān)一端接較高電壓電源，另一端與半導(dǎo)體可編程器的一個(gè)或幾個(gè)信號(hào)輸入端相連，在半導(dǎo)體交費(fèi)卡中所寫額定用電量被微電腦讀取之后，毀卡開(kāi)關(guān)立即被控接通，或者在半導(dǎo)體交費(fèi)卡被從主機(jī)拔出時(shí)自行接通，較高電壓加至半導(dǎo)體可編程器的信號(hào)輸入端，使之被擊穿而失效，從而避免半導(dǎo)體交費(fèi)卡被重復(fù)使用。報(bào)警器包括光報(bào)警和聲報(bào)警，它的輸入和微電腦的幾個(gè)輸出口連結(jié)，微電腦發(fā)現(xiàn)超量用電、電耗峰值過(guò)高等情況通過(guò)這些輸出口觸發(fā)報(bào)警器進(jìn)行聲光報(bào)警；檢查器由單片機(jī)和命令鍵盤構(gòu)成，在需要檢查半導(dǎo)體交費(fèi)卡式電能計(jì)控器的各種記錄及調(diào)整時(shí)鐘時(shí)，才與微電腦相連結(jié)，檢查器與微電腦之間是通過(guò)二者的串行輸入輸出口連接，檢查器中各個(gè)命令鍵與單片機(jī)各輸入口相連，按下各命令鍵，單片機(jī)便通過(guò)串行輸入輸出口向微電腦發(fā)送命令，進(jìn)行時(shí)鐘調(diào)整和記錄數(shù)據(jù)顯示，檢查器中單片機(jī)還有并行數(shù)據(jù)輸出口，可以和打印機(jī)相連，從而能把半導(dǎo)體交費(fèi)卡式電能計(jì)控器中各種記錄數(shù)據(jù)由微電腦傳給檢查器中單片機(jī)，再傳給打印機(jī)，由打印機(jī)把各種記錄打印出來(lái)。電源用于向整機(jī)供電，它內(nèi)部設(shè)有充電電池，用于市電停電時(shí)向時(shí)鐘和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器供電，避免時(shí)鐘停止運(yùn)行和記錄數(shù)據(jù)丟失。微電腦由單片微機(jī)、總線、程序存儲(chǔ)器、永久性數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、時(shí)鐘、顯示器、卡接口、卡運(yùn)動(dòng)檢出器及電度表接口組成，其中程序存儲(chǔ)器、永久性數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、時(shí)鐘、顯示器與單片微機(jī)之間通過(guò)總線(包括地址總線ABUS、數(shù)據(jù)總線DBUS和控制總線CBUS)連接，單片微機(jī)控制整機(jī)運(yùn)行，程序存儲(chǔ)器存儲(chǔ)運(yùn)行程序，永久性數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)重要數(shù)據(jù)并且掉電時(shí)也不丟失，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)各種記錄數(shù)據(jù)，時(shí)鐘用于隨時(shí)提供日期、時(shí)間，顯示器用于顯示各種數(shù)據(jù)，包括日期、時(shí)間、剩余用電量、高峰用電量以及各種記錄等；卡接口和卡運(yùn)動(dòng)檢出器以及往返線用于確保半導(dǎo)體交費(fèi)卡被插入主機(jī)后連結(jié)可靠，確保能向單微機(jī)發(fā)出卡已插入的通知，其中往返線為通過(guò)半導(dǎo)體交費(fèi)卡與微電腦之間連接器各部位的多次往返的連線，其一端接電源，另一端接半導(dǎo)體可編程器的電源輸入端，同時(shí)還反饋給卡接口，作為連接可靠的信號(hào)，卡運(yùn)動(dòng)檢出器用以檢出半導(dǎo)體交費(fèi)卡插入主機(jī)的運(yùn)動(dòng)，其檢出信號(hào)作為卡運(yùn)動(dòng)信號(hào)接至卡接口，用以通告卡接口半導(dǎo)體交費(fèi)卡有運(yùn)動(dòng)，它由兩個(gè)在半導(dǎo)體交費(fèi)卡運(yùn)動(dòng)方向上相距一定間隔的兩傳感器構(gòu)成，當(dāng)半導(dǎo)體交費(fèi)卡有運(yùn)動(dòng)時(shí)，卡表面特殊標(biāo)志會(huì)先后通過(guò)對(duì)該標(biāo)志敏感的兩傳感器，形成兩傳感器輸出信號(hào)的時(shí)間差，從而輸出卡運(yùn)動(dòng)信號(hào)，卡接口以及往返線的連接可靠信號(hào)、卡運(yùn)動(dòng)信號(hào)作為輸入，當(dāng)幾個(gè)條件同時(shí)滿足時(shí)，向單片微機(jī)發(fā)出請(qǐng)求讀卡信號(hào)，卡接口還與單片微機(jī)的一個(gè)輸出口以及RESET信號(hào)相連，從而能在微電腦著手讀卡之間或整機(jī)開(kāi)始加電時(shí)，使卡接口復(fù)位，避免重復(fù)發(fā)出請(qǐng)求讀卡信號(hào)，卡運(yùn)動(dòng)信號(hào)用于確保只有在半導(dǎo)本交費(fèi)卡剛剛插入主機(jī)后其密碼和額定用電量才被讀取，避免在整機(jī)停電后恢復(fù)供電時(shí)該卡被重復(fù)讀取。電度表接口的一個(gè)輸入端與脈沖輸出電度表的輸出端連接，電度表接口在接收到脈沖輸出電度表輸出的一個(gè)脈沖時(shí)，向單片微機(jī)發(fā)出請(qǐng)求累積信號(hào)，電度表接口的另一個(gè)輸入端與單片微機(jī)的一個(gè)輸出口連結(jié)，從而在單片微機(jī)響應(yīng)請(qǐng)求累積之后，進(jìn)行一個(gè)脈沖的累積之間，使電度表接口復(fù)位并準(zhǔn)備接收下一個(gè)脈沖輸出電度表輸出的脈沖。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是用戶必需購(gòu)買半導(dǎo)體交費(fèi)卡才能用電，去除了抄表、計(jì)費(fèi)、收費(fèi)等繁鎖工作，避免電費(fèi)拖欠，本實(shí)用新型還能根據(jù)用電峰谷時(shí)間合理收費(fèi)，從而能提高經(jīng)濟(jì)效益，特許廠家制造的半導(dǎo)體交費(fèi)卡中攜有高密密碼、半導(dǎo)體交費(fèi)卡中所寫額定用電量被讀取之后自動(dòng)失效，整機(jī)可給出各種用電和斷電記錄并可隨時(shí)受檢顯示和打印，保證了卡不能復(fù)制，不能復(fù)用及避免偷電現(xiàn)象。
本實(shí)用新型的原理由以下實(shí)施例及附圖給出附

圖1是根據(jù)本實(shí)用新型給出的半導(dǎo)體交費(fèi)卡式電能計(jì)控器的原理框圖，圖中(1)——公用電網(wǎng)；(2)——被控開(kāi)關(guān)；(3)——用戶負(fù)載；(4)——脈沖輸出電度表；(5)——電源；(6)——報(bào)警器；(7)——檢查器；(8)——半導(dǎo)體交費(fèi)卡；(9)——微電腦；(10)——?dú)Эㄩ_(kāi)關(guān)；(11)——往返線；(12)——半導(dǎo)體可編程器；(15)——卡接口；(16)——卡運(yùn)動(dòng)檢出器；(17)——電度表接口；(18)——單片微機(jī)；(19)——總線；(20)——顯示器；(21)——時(shí)鐘；(22)——數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器；(23)——永久性數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器；(24)——程序存儲(chǔ)器。
附圖2是單片微機(jī)(18)和總線(19)電路圖。
附圖3是總線(19)與時(shí)鐘(21)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(22)、永久性數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(23)、程序存儲(chǔ)器(24)電路圖。
附圖4是總線(19)和顯示器(20)電路圖。
附圖5是脈沖輸出電度表(4)示意和電度表接口(17)電路圖。
附圖6是卡通動(dòng)檢出器(16)、拔出失效半導(dǎo)體交費(fèi)卡(9)及其卡接口(15)電路圖。
附圖7是卡運(yùn)動(dòng)檢出器(16)示意圖。
附圖8是往返線(11)示意圖。
附圖9是讀畢失效半導(dǎo)體交費(fèi)卡(9)及其卡接口(15)電路圖。
附圖10是檢查器(7)電路圖。
附圖11是電源(5)電路圖。
半導(dǎo)體交費(fèi)卡式電能計(jì)控器由微電腦(9)、半導(dǎo)體交費(fèi)卡(9)、脈沖輸出電度表(4)、被控開(kāi)關(guān)(2)、報(bào)警器(6)、檢查器(7)及電源(5)組成。被控開(kāi)關(guān)(2)串接在公用電網(wǎng)(1)與用戶負(fù)栽(3)之間，被控開(kāi)關(guān)(2)的控制端(2C)與微電腦的一個(gè)輸出口相連結(jié)，因此被控開(kāi)關(guān)(2)的接通與斷開(kāi)受微電腦(9)控制，從而達(dá)到對(duì)用戶用電量進(jìn)行限控的目的；脈沖輸出電度表(4)按普通電度表的接線方式接入被控開(kāi)關(guān)(2)與公用電網(wǎng)(1)之間，標(biāo)志電度表計(jì)量轉(zhuǎn)盤(RP)轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)的輸出脈沖，由脈沖輸出端(4p)輸出，脈沖輸出端(4p)與微電腦(9)的一個(gè)輸入口相連，微電腦(9)對(duì)脈沖輸出電度表(4)輸出的脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶用電量的計(jì)量；半導(dǎo)體交費(fèi)卡(8)由半導(dǎo)體可編程器(12)和毀卡開(kāi)關(guān)(10)組成，半導(dǎo)體可編程器(12)與微電腦(9)之間以總線(19)方式連結(jié)，選用的半導(dǎo)體可編程器(12)可在特許工廠寫入密碼和額定用電量，用戶把購(gòu)到的半導(dǎo)體交費(fèi)卡(8)插入主機(jī)之后，微電腦(9)通過(guò)總線(19)讀取密碼并進(jìn)行驗(yàn)證，驗(yàn)證無(wú)誤后微電腦(9)再通過(guò)總線(19)讀出額定用電量，并存儲(chǔ)起來(lái)，此后微電腦(9)不斷把用戶用電量與額定用電量比較，以達(dá)到對(duì)用戶用電量實(shí)行限控的目的；半導(dǎo)體交費(fèi)卡(8)中毀卡開(kāi)關(guān)(10)，用以在半導(dǎo)體交費(fèi)卡(8)中所寫額定用電量被微電腦(9)讀出之后，在適當(dāng)時(shí)機(jī)使卡失效而不被復(fù)用，毀卡開(kāi)關(guān)(10)一端接較高電壓電源，另一端與半導(dǎo)本可編程器(12)的一個(gè)或幾個(gè)信號(hào)輸入端相連，在半導(dǎo)體交費(fèi)卡(8)中所寫額定用電量被微電腦(9)讀取之后，毀卡開(kāi)關(guān)(10)立即被接通、或者在半導(dǎo)體交費(fèi)卡(8)被從主機(jī)拔出時(shí)自行接通，較高電壓加至半導(dǎo)體可編程器(12)的信號(hào)輸入端，使之被擊穿而失效，從而避免半導(dǎo)體交費(fèi)卡(8)被重復(fù)使用；報(bào)警器(6)包括光報(bào)警和聲報(bào)警，它的輸入和微電腦的幾個(gè)輸出口連結(jié)，微電腦發(fā)現(xiàn)超量用電、電耗峰值過(guò)高等情況通過(guò)這些輸出口觸發(fā)報(bào)警器進(jìn)行聲光報(bào)警；檢查器(7)由單片機(jī)U18－1和命令鍵盤A10－1～A10－10構(gòu)成，在需要檢查半導(dǎo)體交費(fèi)卡式電能計(jì)控器的各種記錄及調(diào)整時(shí)鐘時(shí)，才與微電腦(9)相連接檢查器(7)與微電腦(9)之間是通過(guò)二者的串行輸入輸出口連接，檢查器(7)中各命令鍵與單片機(jī)各輸入口相連，按下各命令鍵，單片機(jī)便通過(guò)串行輸入輸出口向微電腦(9)發(fā)送命令，進(jìn)行時(shí)鐘調(diào)整和記錄數(shù)據(jù)顯示，檢查器(7)中單片機(jī)還有并行數(shù)據(jù)輸出口CN10－2，可以和打印機(jī)相連，從而能把半導(dǎo)體交費(fèi)卡式電能計(jì)控器中各種記錄數(shù)據(jù)由微電腦(9)傳給檢查器(7)中單片機(jī)，再傳給打印機(jī)，由打印機(jī)把各種記錄打印出來(lái)；電源(5)用于向整機(jī)供電，它內(nèi)部設(shè)有充電電池，用于市電停電時(shí)向時(shí)鐘和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器供電，避免時(shí)鐘停止運(yùn)行和記錄數(shù)據(jù)丟失；微電腦(9)由單片微機(jī)(18)、總線(19)、程序存儲(chǔ)器(24)、永久性數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(23)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(22)、時(shí)鐘(21)、顯示器(20)、卡接口(15)、卡運(yùn)動(dòng)檢出器(16)、電度表接口(17)組成，程序存儲(chǔ)器(24)、時(shí)鐘(21)、顯示器(20)與單片微機(jī)(18)之間通過(guò)總線(19)(包括地址總線ABUS、數(shù)據(jù)總線DBUS和控制總線CBUS)連接，單片微機(jī)(18)控制整機(jī)運(yùn)行，程序存儲(chǔ)器(24)存儲(chǔ)運(yùn)行程序，永久性數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(23)用于存儲(chǔ)重要數(shù)據(jù)并且掉電時(shí)也不丟失，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(22)用于存儲(chǔ)各種記錄數(shù)據(jù)，時(shí)鐘(21)用于隨時(shí)提供日期、時(shí)間，顯示器(20)用于顯示各種數(shù)據(jù)，包括日期、時(shí)間、剩余用電量、高峰用電量以各種記錄等；卡接口(15)和卡運(yùn)動(dòng)檢出器(16)以及往返線(11)用于確保半導(dǎo)體交費(fèi)卡(8)被插入主機(jī)后連結(jié)可靠，確保能向單片微機(jī)發(fā)出卡已插入的通知，其中往返線為通過(guò)半導(dǎo)體交費(fèi)卡(8)與微電腦(9)之間連接器各部位的多次往返的連線，其一端接電源，另一端接半導(dǎo)體可編程器(12)的電源輸入端，同時(shí)還反饋給卡接口(15)，作為連接可靠的信號(hào)，卡運(yùn)動(dòng)檢出器(16)用以檢出半導(dǎo)體交費(fèi)卡(8)插入主機(jī)的運(yùn)動(dòng)，其檢出信號(hào)作為卡運(yùn)動(dòng)信號(hào)接至卡接口(15)，用以通告卡接口(15)半導(dǎo)體交費(fèi)卡(8)有運(yùn)動(dòng)，它由兩個(gè)在半導(dǎo)體交費(fèi)卡運(yùn)動(dòng)方向上相距一定間隔的兩傳感器U6－3、U6－4構(gòu)成，當(dāng)半導(dǎo)體交費(fèi)卡有運(yùn)動(dòng)時(shí)，卡表面特殊標(biāo)志TA會(huì)先后通過(guò)對(duì)該標(biāo)志敏感的兩傳感器U6－3、U6－4，形成兩傳感器輸出信號(hào)的時(shí)間差，從而輸出卡運(yùn)動(dòng)信號(hào)，卡接口(15)以往返線(11)的連接可靠信號(hào)、卡運(yùn)動(dòng)信號(hào)作為輸入，當(dāng)幾個(gè)條件同時(shí)滿足時(shí)，向單片微機(jī)(18)發(fā)出請(qǐng)求讀卡信號(hào)，卡接口(15)還與單片微機(jī)(18)的一個(gè)輸出口以及RESET信號(hào)相連，從而能在微電腦(9)著手讀卡之前或整機(jī)開(kāi)始加電時(shí)，使卡接口(15)復(fù)位，避免重復(fù)發(fā)出請(qǐng)求讀卡信號(hào)，卡運(yùn)動(dòng)信號(hào)用于確保只有在半導(dǎo)體交費(fèi)卡(8)剛剛插入主機(jī)后其密碼和額定用電量才被讀取，避免在整機(jī)停電恢復(fù)供電時(shí)該卡被重復(fù)讀取。電度表接口(17)的一個(gè)輸入端與脈沖輸出電度表(4)的輸出端(4p)連接，電度表接口(17)在接收到脈沖輸出電度表(4)輸出的一個(gè)脈沖時(shí)，向單片微機(jī)(18)發(fā)出請(qǐng)求累積信號(hào)，電度表接口(17)的另一個(gè)輸入端與單片微機(jī)(18)的一個(gè)輸出口連結(jié)，從而在單片微機(jī)(18)響應(yīng)請(qǐng)求累積之后，進(jìn)行一個(gè)脈沖的累積之前，使電度表接口(17)復(fù)位并準(zhǔn)備接收下一個(gè)脈沖輸出電度表輸出的脈沖。
附圖2中U2－1為單片微機(jī)(18)，其型號(hào)為80C31，其他附屬元件還包括U2－2373八D鎖存器、U2－3 138譯碼器、U2－4MC1428雙四與門，B2－1復(fù)位按鈕，U2－1通過(guò)P00～P07經(jīng)U2－2向總線(19)發(fā)送低八位地址，由P20－P27向總線發(fā)送高八位地址，由P00～P07向總線發(fā)送數(shù)據(jù)，U2－1還直接向總線發(fā)送控制信號(hào)ALE、WR、RD、PSEN以及通過(guò)P10～P17與其它部分(如卡接口(15)、電度表接口(17)、報(bào)警器(6))進(jìn)行信號(hào)傳遞，通過(guò)TXD、RXD與檢查器(7)進(jìn)行串行數(shù)據(jù)傳輸，U2－3分別向半導(dǎo)體可編程器(12)、顯示器(20)、時(shí)鐘(21)、永久性數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(23)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(22)發(fā)送片選信號(hào)CSE CSD CSC CSE2、CSR。
附圖3中U3－1作為時(shí)鐘(21)、采用MC146818日歷時(shí)鐘電路，U3－2作為永久性數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(23)，采用AT28HC 16／L E2PROM電可擦除可編程存儲(chǔ)器；U3－3作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(22)，采用62256 RAM隨機(jī)存取存儲(chǔ)器，U3－4作為程序存儲(chǔ)器(24)，采用27512 EPROM可擦除可編程存儲(chǔ)器；各器件與單片微機(jī)(18)通過(guò)總線(19)聯(lián)系。
附圖4中DD為七位七段發(fā)光二極管顯示器，U4－2為DD的驅(qū)動(dòng)器，采用75452驅(qū)動(dòng)器，U4－1為顯示器接口，它采用81C55并行接口，與單片微機(jī)(18)通過(guò)總線(19)聯(lián)系。
附圖5左半部表示光耦器件(U5－1)與電度表計(jì)量轉(zhuǎn)盤RP之間的位置關(guān)系，右半部為電度表接口(17)的電路，U5－1采用TIL160透射式光電組件，計(jì)量轉(zhuǎn)盤RP上設(shè)置透孔，透孔經(jīng)過(guò)U5－1內(nèi)時(shí)，脈沖輸出電度表(4)脈沖輸出端4P輸出一個(gè)脈沖，它觸發(fā)U5－3單穩(wěn)電路(MC14538)，進(jìn)而觸發(fā)U5－2觸發(fā)器(14013)，U5－2向單片微機(jī)(18)發(fā)送請(qǐng)求累積信號(hào)INTO，U5－2被單片微機(jī)輸出信號(hào)P10復(fù)位。
附圖6包括毀卡開(kāi)關(guān)(10)和半導(dǎo)體可編程器(12)組成的拔出失效半導(dǎo)體交費(fèi)卡(8)、半導(dǎo)體接口(15)和卡運(yùn)動(dòng)檢出器(16)，其中U6－1作為半導(dǎo)體可編程器(12)，采用AT22V／10L可擦除可編程邏輯器件，它與單片微機(jī)(18)通過(guò)總線(19)聯(lián)系，T6－1及C6－1、U6－2等構(gòu)成毀卡開(kāi)關(guān)(10)，T6－1采用3CT13K小電流可控硅，C6－1為較高電壓直流電容，U6－2為反相器，毀卡開(kāi)關(guān)(10)的工作原理是當(dāng)半導(dǎo)體交費(fèi)卡(8)與主機(jī)連接時(shí)，Vc接U6－2輸入端，接地的R6－1接在U6－2輸出端，保證T6－1控制極為零電壓，使T6－1截止，VD緩慢向C6－1充電至較高電壓T6－1也不能導(dǎo)通，U6－1中密碼、數(shù)據(jù)可被微電腦(9)正常讀取，當(dāng)半導(dǎo)體交費(fèi)卡(8)被從主機(jī)內(nèi)拔出后，Vc被切斷，C6－2輸入端變地電位，U6－2殘存電能保證C6－2輸出高電位使T6－1導(dǎo)通，C6－1上較高電壓通過(guò)D6－1、D6－2加到U6－1的信號(hào)輸入端，導(dǎo)致U6－1損壞而半導(dǎo)體交費(fèi)卡(8)失效。U6－3和U6－4及U6－5組成卡運(yùn)動(dòng)檢出器(16)，U6－3和U6－4采用TIL149反射式光電組件，U6－5采用MC14077異或非門，當(dāng)U6－3、U6－4輸出不一致時(shí)，將產(chǎn)生卡運(yùn)動(dòng)信號(hào)CM給卡接口(15)?？ń涌?15)由U6－7(MC14013雙觸發(fā)器)和U6－6(MC14011四與非門)構(gòu)成，卡運(yùn)動(dòng)信號(hào)CM使U6－7－1置位，其輸出端接U6－7－2的D輸入端，當(dāng)半導(dǎo)體交費(fèi)卡(8)插入主機(jī)并連接可靠時(shí)，Vc通過(guò)往返線(11)返回卡連接可靠信號(hào)Cs給U6－6－1，當(dāng)C6－1充電完畢時(shí)，卡就位信號(hào)CR也傳送給U6－6－1，從而使U6－7－2置位，向單片微機(jī)(18)發(fā)送請(qǐng)求讀卡信號(hào)INTI，U6－7－1和U6－7－2可由單片微機(jī)(18)及RESET信號(hào)復(fù)位。
圖7表明了半導(dǎo)體交費(fèi)卡(8)上反光標(biāo)志LR與兩個(gè)反射式光電組件U6－3、U6－4安裝位置關(guān)系，箭頭表示半導(dǎo)體交費(fèi)卡(8)的運(yùn)動(dòng)方向。
圖8表示往返線(11)連接情況，CN為半導(dǎo)體交費(fèi)卡(8)與微電腦(9)之間的連接器。
圖9為讀畢失效半導(dǎo)體交費(fèi)卡(8)電路圖，它的半導(dǎo)體可編程器(12)兩個(gè)信號(hào)輸入端是通過(guò)傳輸門U6－8與總線(19)相連的，采用125三態(tài)輸出的四緩沖門，只有在微電腦(9)讀取半導(dǎo)體微費(fèi)卡(8)時(shí)，U6－8才接通，其它時(shí)間不通。T6－1仍采用3CT13K小電流可控硅，平時(shí)斷開(kāi)，微電腦(9)讀取額定用電量之后，單片微機(jī)送出高電平毀卡信號(hào)DCS，T6－1導(dǎo)通，VD加至U6－1信號(hào)輸入端使卡失效，由于U6－1與總線之間有U6－8隔離，不影響總線工作。與該半導(dǎo)體交費(fèi)卡(9)配合工作的卡運(yùn)動(dòng)檢出器(16)、卡接口(15)，除了卡就位信號(hào)CR由Vc產(chǎn)生外，其余不變。
圖10為檢查器(7)電路圖，U10－1采用8751單片微機(jī)，A10－1～A10－10為各命令鍵，這些命令鍵發(fā)出的命令包括“時(shí)鐘調(diào)整”、“＋1”、“＋10”、“－1”、“－10”、“讀電量消耗過(guò)程”、“讀停電記錄”、“讀峰值記錄”、“下一步”、“打印”等，CN10－1為與主機(jī)之間的連接器，CN－2為與打印機(jī)的連接器。
圖10為電源(5)電路圖，Vc為用于毀卡的較高電壓電源，Vc向全機(jī)供電，VB向時(shí)鐘(21)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(22)供電，VR向控制被控開(kāi)關(guān)(2)的繼電電路供電。
權(quán)利要求1.一種半導(dǎo)體交費(fèi)卡式電能計(jì)控器，由微電腦(9)、半導(dǎo)體交費(fèi)卡(8)、脈沖輸出電度表(4)、被控開(kāi)關(guān)(2)、報(bào)警器(6)、檢查器(7)和電源(5)組成，其特征是被控開(kāi)關(guān)(2)串接在公用電網(wǎng)(1)和用戶負(fù)載(3)之間，被控開(kāi)關(guān)(2)的控制端(2C)與微電腦(9)的一個(gè)輸出口相連結(jié)，因此被控開(kāi)關(guān)(2)的接通與斷開(kāi)受微電腦(9)控制，從而達(dá)到對(duì)用戶用電量進(jìn)行限控的目的。
2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體交費(fèi)卡式電能計(jì)控器，其特征在于脈沖輸出電度表(4)按普通電度表的接線方式接在被控開(kāi)關(guān)(2)與公用電網(wǎng)(1)之間，標(biāo)志電度表計(jì)量轉(zhuǎn)盤(RP)轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)的輸出脈沖由脈沖輸出端(4P)輸出，脈沖輸出端(4P)與微電腦(9)的一個(gè)輸入口相連，微電腦(9)對(duì)脈沖輸出電度表(4)輸出的脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶用電量的計(jì)量。
3.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體交費(fèi)卡式電能計(jì)控器，其特征是半導(dǎo)體交費(fèi)卡(8)內(nèi)包括半導(dǎo)體可編程器(12)和毀卡開(kāi)關(guān)(10)，半導(dǎo)體可編程器(12)與微電腦(9)通過(guò)總線(19)聯(lián)系，半導(dǎo)體可編程器(12)由特許工廠寫入高密密碼和額定用電量，微電腦(9)可通過(guò)總線(19)讀取密碼，驗(yàn)證無(wú)誤后再讀取額定用電量并存儲(chǔ)起來(lái)，微電腦(9)不斷把用戶用電量與額定用電量進(jìn)行比較，以實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶用電量的限控，由特許工廠寫入高密密碼用于防止半導(dǎo)體交費(fèi)卡(8)被偽造，毀卡開(kāi)關(guān)(10)一端接較高電壓電源，另一端接半導(dǎo)體可編程器(12)的一個(gè)或幾個(gè)信號(hào)輸入端，在半導(dǎo)體交費(fèi)卡(8)中所寫額定用電量被微電腦(9)讀取之后，毀卡開(kāi)關(guān)(10)或者立即被微電腦(9)控制接通，或者在半導(dǎo)體交纓卡(8)被從主機(jī)拔出時(shí)自行接通，較高電壓通過(guò)毀卡開(kāi)關(guān)(10)加至半導(dǎo)體可編程器(12)的信號(hào)輸入端，使半導(dǎo)體可編程器(12)被擊穿失效，從而避免半導(dǎo)體交費(fèi)卡(8)被重復(fù)使用。
4.如權(quán)利要求1所述之半導(dǎo)體交費(fèi)卡式電能計(jì)控器，其特征是微電腦由單片微機(jī)(18)、總線(19)、程序存儲(chǔ)器(24)、永久性數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(23)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(22)、時(shí)鐘(21)、顯示器(20)、卡接口(15)、卡運(yùn)動(dòng)檢出器(16)、電度表接口(17)組成，程序存儲(chǔ)器(24)、永久性數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(23)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(22)、時(shí)鐘(21)、顯示器(20)與單片微機(jī)(18)之間通過(guò)總線(19)(包括地址總線ABVS、數(shù)據(jù)總線DBVS和控制總線CBVS)連接，單片微機(jī)(18)控制整機(jī)運(yùn)行，程序存儲(chǔ)器(24)存儲(chǔ)運(yùn)行程序，永久性數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(23)用于存儲(chǔ)重要數(shù)據(jù)并且在掉電時(shí)保存，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(22)用于存儲(chǔ)各種記錄數(shù)據(jù)，時(shí)鐘(21)用于隨時(shí)提供日期、時(shí)間、顯示器(20)用于顯示各種數(shù)據(jù)，包括日期、時(shí)間、剩余用電量、停電時(shí)刻和時(shí)間、高峰用電量以及各種數(shù)據(jù)等，卡運(yùn)動(dòng)檢出器(16)由兩個(gè)在半導(dǎo)體交費(fèi)卡(8)運(yùn)動(dòng)方向上相距一定間隔的兩個(gè)傳感器U6－3、U6－4構(gòu)成，當(dāng)半導(dǎo)體交費(fèi)卡(8)有運(yùn)動(dòng)時(shí)，卡表面特殊標(biāo)志(LR)會(huì)先后通過(guò)對(duì)該標(biāo)志敏感的兩個(gè)傳感器U6－3、U6－4，形成兩個(gè)傳感器輸出信號(hào)的時(shí)間差，從而輸出卡運(yùn)動(dòng)信號(hào)，作為卡被插入主機(jī)的信號(hào)。
5.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體交費(fèi)卡式電能計(jì)控器其特征是檢查器(7)由單片機(jī)U10－1和命令鍵盤A10－1～A10－10構(gòu)成，在需要檢查半導(dǎo)體交費(fèi)卡式電能計(jì)控器的各種記錄及調(diào)整時(shí)鐘時(shí)，才與微電腦(9)相連結(jié)，檢查器(7)與微電腦(9)之間中通過(guò)二者的串行輸入輸出口連接，檢查器(7)中命令鍵盤各鍵A10－1～A10－10與單片機(jī)U10－1各輸入口相連，按下各命令鍵，單片機(jī)U10－1便通過(guò)串行輸入輸出口向微電腦(9)發(fā)送命令，進(jìn)行時(shí)鐘調(diào)整和記錄數(shù)據(jù)顯示，檢查器(7)中單片機(jī)U10－1還有并行數(shù)據(jù)輸出CN10－2，可以和打印機(jī)相連，從而能把半導(dǎo)體交費(fèi)卡式電能計(jì)控器中各種記錄數(shù)據(jù)由微電腦(9)傳給檢查器(7)中單片機(jī)U10－1，再傳給打印機(jī)，由打印機(jī)把各種記錄打印出來(lái)。
專利摘要一種半導(dǎo)體交費(fèi)卡式電能計(jì)控器，屬電能計(jì)控技術(shù)。它由半導(dǎo)體交費(fèi)卡、脈沖電度表、被控開(kāi)關(guān)、檢查器和限控電路組成。使用時(shí)，將存有防偽密碼和額定用電量的一次性有效半導(dǎo)體交費(fèi)卡插入計(jì)控器，被控開(kāi)關(guān)接通電網(wǎng)，并根據(jù)該卡用電量對(duì)用戶實(shí)行限額供電。它還可進(jìn)行多費(fèi)率計(jì)量和停電、單位時(shí)間最大用電負(fù)荷的自動(dòng)統(tǒng)計(jì)，供電部門可通過(guò)檢查器對(duì)計(jì)控器進(jìn)行監(jiān)查。
文檔編號(hào)G07C11/00GK2151501SQ93210398
公開(kāi)日1993年12月29日 申請(qǐng)日期1993年4月23日 優(yōu)先權(quán)日1993年4月23日
發(fā)明者宋瑋, 馬肅領(lǐng), 吳一兵 申請(qǐng)人:馬肅領(lǐng)