專(zhuān)利名稱(chēng)：一種基于階梯電價(jià)的預(yù)付費(fèi)用電控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是控制管理系統(tǒng)，具體的是基于紅外遙控技術(shù)在電力系統(tǒng)中使用的 一種數(shù)字化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化的階梯電價(jià)預(yù)收費(fèi)用的控制和管理系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，能源緊缺和環(huán)境污染已成為制約經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的主要矛盾。對(duì)居民 用電實(shí)行階梯電價(jià)政策，是許多能源緊缺國(guó)家為應(yīng)對(duì)能源價(jià)格高漲、抑制能源不合理消耗 而采取的重要措施之一。在我國(guó)全面實(shí)行居民階梯電價(jià)，主要是考慮建立三個(gè)方面的機(jī)制 一是合理的電價(jià)機(jī)制。電壓等級(jí)越高的用戶(hù)，供電成本越低；電壓等級(jí)越低的用戶(hù)，供電成 本越高。居民用電位于電網(wǎng)供電最終端，電壓等級(jí)最低，因而其供電成本是最高的。我國(guó)居 民用電價(jià)格低于工業(yè)電價(jià)，導(dǎo)致各類(lèi)用戶(hù)之間交叉補(bǔ)貼。實(shí)行階梯電價(jià)，有利于改善我國(guó)電 價(jià)結(jié)構(gòu)，促進(jìn)其逐步趨于合理。二是公平負(fù)擔(dān)的用電機(jī)制。居民電價(jià)低于供電成本，造成用 電越多的居民用戶(hù)，享受的補(bǔ)貼越多，用電量越少的居民用戶(hù)，享受的補(bǔ)貼越少。通過(guò)實(shí)行 居民階梯電價(jià)政策，可以考慮不同居民承受能力，既保證大多數(shù)居民電價(jià)保持基本穩(wěn)定，又 能促使用電量多的居民用戶(hù)多負(fù)擔(dān)電費(fèi)，建立合理的公平負(fù)擔(dān)機(jī)制。三是促進(jìn)節(jié)能減排的 機(jī)制。通過(guò)實(shí)行居民階梯電價(jià)政策，可以充分發(fā)揮價(jià)格杠桿的作用，引導(dǎo)用戶(hù)特別是用電量 多的居民用戶(hù)調(diào)整用電行為，促進(jìn)合理、節(jié)約用電，從而有利于建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好 型社會(huì)。
總體而言，劃分的檔次越多，操作越復(fù)雜。在擬定我國(guó)階梯電價(jià)政策過(guò)程中，意見(jiàn) 主要集中在兩檔與三檔之分。分兩檔是將居民用電量分為基本生活電量和非基本生活電 量；分三檔的第一檔為居民基本生活用電量，第二檔為正常合理用電量，第三檔為滿(mǎn)足較高 生活質(zhì)量的用電量。分兩檔雖操作相對(duì)簡(jiǎn)單，但兩檔之間價(jià)差較大，第二檔居民電費(fèi)增支壓 力較大。
目前，居民用電和供電經(jīng)營(yíng)部門(mén)計(jì)量采用的電能表主要有三類(lèi)一類(lèi)是傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)盤(pán)式機(jī)械電能表，是目前使用最普遍的一種，弊端是精度不高且難以實(shí)現(xiàn)數(shù)字 化功能，是面臨淘汰的一種電能表。第二類(lèi)是電子式電能表，是目前使用較先進(jìn)的一種電能 表，其特點(diǎn)是采用了專(zhuān)用集成電路，提高了計(jì)量精度和可靠性，但由于沒(méi)有CPU，無(wú)法實(shí)現(xiàn)顯 示和預(yù)收費(fèi)等其他功能。第三類(lèi)是預(yù)收費(fèi)電子電能表，是目前最先進(jìn)和功能最強(qiáng)的一類(lèi)，具 有計(jì)量精度高、預(yù)收費(fèi)和數(shù)字顯示功能。主要有IC卡式的和紅外通訊式的。但I(xiàn)C卡式的 預(yù)收費(fèi)電子電能表存在一些弊病首先是必須接觸式通訊，其次是電表不能完全封閉和IC 容易損壞，更主要的是不適合北方冬季的嚴(yán)寒天氣。
從抄表角度而言，雖然是多年研究的問(wèn)題，但是主要集中在485總線或者是電力 線載波技術(shù)，這類(lèi)產(chǎn)品對(duì)于居住相對(duì)集中的用戶(hù)十分有效，所以在我國(guó)的城鎮(zhèn)地區(qū)有著較 好的應(yīng)用，但是對(duì)于農(nóng)電這樣一個(gè)龐大的市場(chǎng)卻沒(méi)有根本解決辦法。形成這種局面的客觀 原因主要有兩個(gè)方面，一方面農(nóng)村供電用戶(hù)居住分散；另外一個(gè)方面是農(nóng)村供電用戶(hù)經(jīng)濟(jì) 承受能力有限，就這兩個(gè)方面大大地限制了農(nóng)電用電管理現(xiàn)代化的進(jìn)程。對(duì)于有線抄表產(chǎn)品譬如485總線類(lèi)，由于居住距離分散所以安裝布線十分復(fù)雜而且成本很高，適用于小區(qū) 集中安裝。對(duì)于電力線載波產(chǎn)品由于成本較高而且由于我國(guó)農(nóng)電電網(wǎng)電量品質(zhì)問(wèn)題還有變 壓器帶來(lái)的帶寬問(wèn)題都制約了這類(lèi)產(chǎn)品的發(fā)展。最近還興起了直接用短信抄表的產(chǎn)品，但 是對(duì)于一個(gè)普通農(nóng)電用戶(hù)增加200元以上成本顯然推廣起來(lái)不現(xiàn)實(shí)。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)目前居民用電和供電經(jīng)營(yíng)部門(mén)對(duì)電費(fèi)收取存在諸多不適的 問(wèn)題，可實(shí)現(xiàn)階梯電價(jià)預(yù)付費(fèi)控制和遠(yuǎn)程集抄管理的一種基于紅外遙控技術(shù)的階梯電價(jià)的 預(yù)付費(fèi)用電控制系統(tǒng)。
解決上述問(wèn)題所采取的技術(shù)方案是一種基于紅外遙控技術(shù)的階梯電價(jià)預(yù)付費(fèi)用電控制系統(tǒng)，包括遙控器、多個(gè)預(yù)付費(fèi)的 電子電能表、售電機(jī)、無(wú)線多跳集中器、上位機(jī)；所述的電子電能表、售電機(jī)通過(guò)遙控器發(fā)出 的紅外線予以控制；售電機(jī)箱體上的接口通過(guò)數(shù)據(jù)線與上位機(jī)的通訊接口相連接，上位機(jī) 的第一串行接口連接GPRS模塊，此GPRS模塊與無(wú)線多跳集中器相傳導(dǎo)，無(wú)線多跳集中器通 過(guò)無(wú)線多跳網(wǎng)絡(luò)分別與帶有NRF905無(wú)線通訊模塊的多個(gè)預(yù)付費(fèi)的電子電能表相傳導(dǎo)。
上述遙控器包括裝在殼體內(nèi)的電路控制板，電路控制板上裝設(shè)有紅外線發(fā)送接收 芯片和8958A處理器芯片；紅外線發(fā)送接收芯片的對(duì)應(yīng)輸出端與紅色LED發(fā)光二極管的兩 端相連接，電能表的紅外發(fā)送接收芯片的輸出端通過(guò)導(dǎo)線與所述電能表的8958A處理器芯 片對(duì)應(yīng)的輸入端相連接，8958A處理器芯片的輸入端與遙控器上的數(shù)字功能按鍵相連接。
上述預(yù)付費(fèi)的電子電能表，包括裝在外殼內(nèi)的無(wú)線通訊模塊、電能采集模塊、紅外 線發(fā)送接收芯片、8958A處理器芯片和繼電器；電能表的紅外發(fā)送接收芯片的輸出端通過(guò) 導(dǎo)線與所述電能表的8958A處理器芯片對(duì)應(yīng)的輸入端相連接，電能采集模塊的輸入端分別 與用戶(hù)的電流、電壓回路相連接，電能采集模塊的輸出端與8958A處理器芯片的對(duì)應(yīng)輸入 端相連接，8958A處理器芯片的相應(yīng)的輸入端通過(guò)SPI接口與無(wú)線通訊模塊的輸出端相連 接，8958A處理器芯片的輸出端與繼電器線圈兩端相連接；上述售電機(jī)，包括裝在箱體里的紅外光電耦合器、MAX232接口、紅外線發(fā)送接收芯片 和8958A處理器芯片；所述紅外線發(fā)送接收芯片的輸入端與紅外光電耦合器的輸出端相連 接，電能表的紅外發(fā)送接收芯片的輸出端通過(guò)導(dǎo)線與所述電能表的8958A處理器芯片對(duì)應(yīng) 的輸入端相連接，8958A處理器芯片的輸出端通過(guò)MAX232接口與上位機(jī)的第二串行接口相 連接進(jìn)行通訊；上述無(wú)線多跳集中器包括第二 GPRS模塊、C8051F020處理器芯片和無(wú)線通 訊模塊；所述第二 GPRS模塊的通訊端與C8051F020處理器芯片對(duì)應(yīng)的通訊端相連接， C8051F020處理器芯片的SPI 口與無(wú)線通訊模塊的通訊端相連接；上述上位機(jī)采用市售的成品微機(jī)，在其嵌入式CPU芯片對(duì)應(yīng)的輸出端口連接有第三 GPRS模塊，即第三GPRS模塊直接與上位機(jī)相連接，在其嵌入式CPU芯片裝設(shè)有管理軟件 線損分析和統(tǒng)計(jì)、電量使用報(bào)表、用電異常分析、電網(wǎng)質(zhì)量監(jiān)控等程序。
本發(fā)明的工作原理及操作程序紅外遙控技術(shù)是一種利用紅外線進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信的技術(shù)，其相應(yīng)的軟件和硬件技術(shù)都 已比較成熟，是由基于紅外線通訊技術(shù)的售電機(jī)、遙控器、用電中心管理的上位機(jī)、GPRS模塊、無(wú)線多跳集中器、無(wú)線通訊模塊和預(yù)付費(fèi)的電子電能表構(gòu)成。
本發(fā)明中用戶(hù)的預(yù)付費(fèi)的電子電能表均裝設(shè)有無(wú)線通訊模塊，無(wú)線通訊模塊采用了 SM8958A處理器芯片；無(wú)線通訊部分采用了 NRF905無(wú)線通訊芯片，它和處理器間通過(guò) SPI通訊進(jìn)行編程配置及數(shù)據(jù)信息的傳輸。NRF905無(wú)線通訊芯片，由一個(gè)完全集成的頻率調(diào)制器、一個(gè)帶解調(diào)器的接收器、一個(gè)功率放大器、一個(gè)晶體振蕩器和一個(gè)調(diào)節(jié)器組成，硬件編碼解碼，ShockBurst工作模式自動(dòng)產(chǎn)生前導(dǎo)碼和CRC，很容易通過(guò)SPI接口進(jìn)行編程配置。無(wú)線通訊模塊還有一個(gè)控制輸出部分，根據(jù)系統(tǒng)功能要求來(lái)控制繼電器的吸合來(lái)達(dá)到通斷電路的目的，即未預(yù)付費(fèi)燈及其它用電器不會(huì)燃亮。雖然單個(gè)電表通訊距離有限，僅僅為一公里，但是每一個(gè)預(yù)付費(fèi)的電子電能表都具有路由的功能，能夠轉(zhuǎn)發(fā)通訊協(xié)議包，這樣一來(lái)在每一個(gè)村僅僅設(shè)置一個(gè)具有GPRS通訊和433MHZ無(wú)線通訊的無(wú)線多跳集中模塊即可，不同位置的電表通過(guò)電表之間多跳路由就可以轉(zhuǎn)發(fā)到無(wú)線多跳集中模塊上，最終將用電數(shù)據(jù)傳輸?shù)接秒姽芾碇行幕驅(qū)⒖刂浦噶钚畔鬏斀o用戶(hù)電子電能表。
裝設(shè)有通用用電管理軟件的中心管理上位機(jī)通過(guò)串行接口與售電機(jī)通訊，將預(yù)售電量寫(xiě)入售電機(jī)；售電機(jī)通過(guò)紅外線通訊將預(yù)存電量寫(xiě)入遙控器的存儲(chǔ)器內(nèi)；NRF905無(wú)線通訊模塊通過(guò)433MHZ的無(wú)線通訊傳輸將控制中心的指令以及將區(qū)域內(nèi)的所有用戶(hù)的用電信息匯總給無(wú)線多跳集中器，無(wú)線多跳集中器和GPRS模塊通過(guò)成熟的GPRS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊， 而GPRS模塊與中心管理上位機(jī)通過(guò)串行接口連接，最終將用戶(hù)用電信息匯總傳輸給用電中心管理上位機(jī)或?qū)⒅行墓芾砩衔粰C(jī)的命令傳輸出去，如設(shè)置增加預(yù)付費(fèi)功能、保密防竊功能、抄表數(shù)據(jù)回傳、更改費(fèi)率或時(shí)段設(shè)置……等功能。
一個(gè)村落或者一個(gè)區(qū)域通過(guò)無(wú)線多跳網(wǎng)絡(luò)的傳輸將用戶(hù)用電數(shù)據(jù)傳輸給遠(yuǎn)端控制中心的GPRS模塊，用電中心上位計(jì)算機(jī)通過(guò)串行接口從控制中心的GPRS模塊讀取用戶(hù)用電信息，存儲(chǔ)并且處理。控制中心也可以通過(guò)串行接口將控制指令傳輸給控制中心的 GPRS模塊，GPRS模塊通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)將指令傳輸給指定區(qū)域的無(wú)線多跳集中器，無(wú)線多跳集中器根據(jù)路由表將指令傳輸給用戶(hù)的電表。用電中心管理上位機(jī)的管理軟件可以根據(jù)用戶(hù)的需求提供許多增值服務(wù)，這些服務(wù)包括線損分析和統(tǒng)計(jì)、電量使用報(bào)表、用電異常分析、電網(wǎng)質(zhì)量監(jiān)控等等。利用這些增值服務(wù)，電力用戶(hù)可以在運(yùn)營(yíng)過(guò)程中提高服務(wù)質(zhì)量，減少損失，增加收益。
采用的GPRS模塊是具備GSM/GPRS900/1800/00MHz功能的SM300C，它以小尺寸和低功耗實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音、SMS、數(shù)據(jù)和傳真信息的高速傳輸，它們通過(guò)異步串行接口進(jìn)行編程配置及用電數(shù)據(jù)信息的傳輸計(jì)算和發(fā)送，與之相配套的SIM300C GPRS模塊也具 有很強(qiáng)大的數(shù)據(jù)通訊功能，加上移動(dòng)的GPRS服務(wù)方便快捷，使得用其傳輸數(shù)據(jù)具有現(xiàn)實(shí)可能性。
利用當(dāng)今功能完善的GPRS全球無(wú)線通訊網(wǎng)及功能強(qiáng)大的GPRS通訊模塊，無(wú)線多跳集中器可以實(shí)現(xiàn)用電數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸。無(wú)線多跳集中器具有433MHZ的無(wú)線通訊模塊和 GPRS無(wú)線通訊模塊，通過(guò)433MHZ的無(wú)線通訊模塊，無(wú)線多跳集中器負(fù)責(zé)某個(gè)區(qū)域范圍內(nèi)的所有用戶(hù)的電子電能表的無(wú)線多跳路由管理，增加或減少通訊節(jié)點(diǎn)以及無(wú)線多跳路由路徑的具體分配管理，并且可以將控制中心的指令傳輸給各用戶(hù)的電子電能表；同時(shí)借助當(dāng)今功能完善的GPRS全球無(wú)線通訊網(wǎng)及功能強(qiáng)大的GPRS通訊模塊，無(wú)線多跳集中器還負(fù)責(zé)把這個(gè)區(qū)域內(nèi)多跳網(wǎng)絡(luò)匯總的所有用戶(hù)的用電管理信息轉(zhuǎn)發(fā)給控制中心，以便控制中心了解掌握以及管理用戶(hù)的用電情況，由于GPRS已經(jīng)相當(dāng)成熟，穩(wěn)定，與之相配套的GPRS模塊也 具有很強(qiáng)大的數(shù)據(jù)通訊功能，使得用其傳輸數(shù)據(jù)具有現(xiàn)實(shí)可靠性。
操作步驟1、購(gòu)電時(shí)，控制中心計(jì)算機(jī)將電量通過(guò)售電機(jī)將電量寫(xiě)入遙控器，帶有電量信息的遙 控器上的LED紅燈會(huì)每隔一秒閃爍一次，用戶(hù)只要將遙控器對(duì)著自家的無(wú)線預(yù)付費(fèi)電子電 能表按寫(xiě)入鍵，電量就寫(xiě)入到自家的電能表中；沒(méi)有電量的遙控器上的紅燈將會(huì)熄滅；假 如用戶(hù)忘記攜帶遙控器或者遙控器壞掉，控制中心可以將電量通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線多跳 網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)接脩?hù)家區(qū)域內(nèi)的無(wú)線多跳集中器中，無(wú)線多跳集中器根據(jù)路由表將電量寫(xiě)入用 戶(hù)家電能表。
2、進(jìn)行抄表時(shí)，控制中心將抄表命令通過(guò)GPRS模塊傳輸?shù)接脩?hù)區(qū)域內(nèi)的無(wú)線多 跳集中器，無(wú)線多跳集中器根據(jù)路由表通過(guò)無(wú)線多跳網(wǎng)絡(luò)將命令傳輸給區(qū)域內(nèi)每個(gè)用戶(hù)家的無(wú)線預(yù)付費(fèi)電子電能表。假如某用戶(hù)家的表?yè)p壞，無(wú)線多跳集中 器會(huì)及時(shí)跟新路由表不影響其他用戶(hù)信息的傳輸，同時(shí)無(wú)線多跳集中器會(huì)將表?yè)p信息通過(guò) GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸給控制中心計(jì)算機(jī)，通知工作人員即使維修調(diào)整。
3、當(dāng)用戶(hù)家的預(yù)付費(fèi)電子電能表接收到抄表命令后，預(yù)付費(fèi)電子電能表會(huì)根據(jù)自 己的路由表信息將用戶(hù)的用電信息傳輸給區(qū)域內(nèi)的無(wú)線多跳集中器，無(wú)線多跳集中器判斷 確認(rèn)區(qū)域內(nèi)的所有用戶(hù)是否將信息全部匯總給無(wú)線多跳集中器，假如全部用戶(hù)的信息都傳 輸?shù)轿?，無(wú)線多跳集中器通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)將信息傳輸給控制中心計(jì)算機(jī)。假如缺少某些用戶(hù) 的信息，無(wú)線多跳集中器會(huì)見(jiàn)現(xiàn)有的信息傳輸給控制中心計(jì)算機(jī)的同時(shí)，把缺失用戶(hù)的信 息也一并傳輸給計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)根據(jù)實(shí)際情況發(fā)送缺失用電信息用戶(hù)的回抄命令。
4、控制中心計(jì)算機(jī)根據(jù)回傳的用戶(hù)信息通過(guò)上位機(jī)分析軟件進(jìn)行線損分析和統(tǒng) 計(jì)、電量使用報(bào)表、用電異常分析、電網(wǎng)質(zhì)量監(jiān)控。
5、采用的單片機(jī)是美國(guó)德州Cygnal公司推出C8051F020高性能8位單片機(jī)，構(gòu)成 單片機(jī)最小系統(tǒng)。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)預(yù)付費(fèi)電子電能表基于紅外遙控的技術(shù)，用戶(hù)電子電能表及售電機(jī)的通訊通過(guò)紅外遙 控器進(jìn)行，避免了目前IC卡式電能表接觸式通訊，易磨損和被人為損壞等缺點(diǎn)，延長(zhǎng)了系 統(tǒng)的運(yùn)行壽命，最重要的是可以實(shí)現(xiàn)配電箱的完全密閉，從技術(shù)實(shí)現(xiàn)上避免了竊電行為的 發(fā)生。本發(fā)明首次將紅外遙控技術(shù)應(yīng)用到用電管理系統(tǒng)中，目的是為配合和適應(yīng)這種發(fā)展 趨勢(shì)，適宜我國(guó)即將試實(shí)行的階梯電價(jià)用電的情況。增強(qiáng)了抄表的適用范圍，避免了諸如電 力線載波、485、GSM等通訊方式所帶來(lái)的問(wèn)題和缺欠，在應(yīng)用方面，安裝和使用都非常方便。
基于GPRS網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程電能抄表控制管理系統(tǒng)通過(guò)現(xiàn)有GPRS網(wǎng)絡(luò)將工業(yè)或民用電 表采集的電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳遞到電力監(jiān)控中心，以實(shí)現(xiàn)對(duì)電力監(jiān)測(cè)設(shè)備的統(tǒng)一監(jiān)控和分布式 管理。GPRS網(wǎng)絡(luò)可為電力系統(tǒng)提供簡(jiǎn)單高效的通訊傳輸手段。利用GPRS網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建電力遠(yuǎn) 程抄表系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電表數(shù)據(jù)的無(wú)線傳輸具有可充分利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)資源，縮短建設(shè)周期，降低 建設(shè)成本的優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明設(shè)計(jì)科學(xué)、合理、富有創(chuàng)意、充分體現(xiàn)出售電的靈活性、方便性、易操作和運(yùn)行的準(zhǔn)確性等通常售電方式所不具備的優(yōu)點(diǎn)。提高了售電的效率，實(shí)用性 較強(qiáng)，整體結(jié)構(gòu)緊湊、耗材少、壽命長(zhǎng)、成本低廉、性能穩(wěn)定、可靠、維修方便，本發(fā)明適宜電力部門(mén)推廣使用。


圖1為本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明的預(yù)付費(fèi)電子電能表結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本發(fā)明的遙控器結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為本發(fā)明的遙控器外觀結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5為本發(fā)明的售電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6為本發(fā)明的無(wú)線多跳集中器結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7為本發(fā)明的GPRS模塊與上位機(jī)連接示意圖。
具體實(shí)施方式
一種基于紅外遙控技術(shù)的階梯電價(jià)預(yù)付費(fèi)用電控制系統(tǒng)，包括遙控器2、多個(gè)預(yù)付 費(fèi)的電子電能表1、售電機(jī)3、無(wú)線多跳集中器7和上位機(jī)4 ;如圖1所示，所述遙控器2通 過(guò)紅外線與電子電能表I或售電機(jī)3相傳導(dǎo)；售電機(jī)3的箱體上的接口通過(guò)數(shù)據(jù)線與上位 機(jī)4的通訊接口相連接，上位機(jī)4的串行接口通過(guò)GPRS模塊連接，此GPRS模塊與無(wú)線多跳 集中器7相傳導(dǎo)，無(wú)線多跳集中器7通過(guò)無(wú)線多跳網(wǎng)絡(luò)分別與帶有NRF905無(wú)線通訊模塊的 多個(gè)預(yù)付費(fèi)的電子電能表I相傳導(dǎo)；遙控器2包括裝在殼體5內(nèi)的電路控制板；如圖3所示，電路控制板上裝設(shè)有紅外線發(fā) 送接收芯片17和8958A處理器芯片10 ;紅外線發(fā)送接收芯片17的對(duì)應(yīng)輸出端與紅色LED 發(fā)光二極管的兩端相連接，紅外線發(fā)送接收芯片17的輸入端通過(guò)導(dǎo)線與8958A處理器芯片 10的輸出端相連接，8958A處理器芯片10的輸入端與遙控器2上的數(shù)字功能按鍵18相連 接;預(yù)付費(fèi)的電子電能表I包括裝在外殼內(nèi)的無(wú)線通訊模塊8、電能采集模塊13、紅外線發(fā) 送接收芯片17、8958A處理器芯片10和繼電器12 ;如圖2所示，所述紅外線發(fā)送接收芯片 17的輸出端通過(guò)導(dǎo)線與8958A處理器芯片10對(duì)應(yīng)的輸入端相連接，電能采集模塊13的輸 入端分別與用戶(hù)的電流、電壓回路相連接，電能采集模塊13的輸出端通過(guò)與8958A處理器芯片10對(duì)應(yīng)的輸入端相連接，8958A處理器芯片10的相應(yīng)的輸入端通過(guò)SPI接口 9與無(wú)線通訊模塊8的輸出端相連 接，8958A處理器芯片10的輸出端與繼電器12的線圈兩端相連接；售電機(jī)3如圖5所示，包括裝在箱體里的紅外光電耦合器15、紅外線發(fā)送接收芯片17 和8958A處理器芯片10 ;所述紅外線發(fā)送接收芯片17的輸入端與紅外光電耦合器15的輸 出端相連接，紅外線發(fā)送接收芯片17的輸出端通過(guò)導(dǎo)線與8958A處理器芯片10對(duì)應(yīng)的輸 入端相連接，8958A處理器芯片10的輸出端通過(guò)MAX232接口 11與上位機(jī)的串行接口相連 接進(jìn)行通訊；無(wú)線多跳集中器6包括GPRS模塊6、C8051F020處理器芯片14和無(wú)線通訊模塊8 ;如 圖6所示，所述GPRS模塊6的通訊端與C8051F020處理器芯片14對(duì)應(yīng)的通訊端相連接， C8051F020處理器芯片14另外的SPI 口與無(wú)線通訊模塊8的通訊端相連接；上位機(jī)4采用市售的成品微機(jī)，在嵌入式CPU芯片對(duì)應(yīng)的輸出端口連接有GPRS模塊6，即GPRS模塊6直接與上位機(jī)4相連接，在嵌入式CPU芯片裝設(shè)有通用成型管理軟件線損 分析和統(tǒng)計(jì)、電量使用報(bào)表、用電異常分析、電網(wǎng)質(zhì)量監(jiān)控等程序。
權(quán)利要求
1.一種基于紅外遙控技術(shù)的階梯電價(jià)預(yù)付費(fèi)用電控制系統(tǒng)，包括遙控器、多個(gè)預(yù)付費(fèi)的電子電能表或售電機(jī)、無(wú)線多跳集中器、上位機(jī)；所述的電子電能表、售電機(jī)通過(guò)遙控器發(fā)出的紅外線予以控制；售電機(jī)箱體上的接口通過(guò)數(shù)據(jù)線與上位機(jī)的通訊接口相連接，上位機(jī)的第一串行接口連接GPRS模塊，此GPRS模塊與無(wú)線多跳集中器相傳導(dǎo)，無(wú)線多跳集中器通過(guò)無(wú)線多跳網(wǎng)絡(luò)分別與帶有NRF905無(wú)線通訊模塊的多個(gè)預(yù)付費(fèi)的電子電能表相傳導(dǎo)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于紅外遙控技術(shù)的階梯電價(jià)預(yù)付費(fèi)用電控制系統(tǒng)，其特征在于所述的遙控器，包括裝在殼體內(nèi)的電路控制板，電路控制板上裝設(shè)有紅外線發(fā)送接收芯片和8958A處理器芯片；紅外線發(fā)送接收芯片的對(duì)應(yīng)輸出端與紅色LED發(fā)光二極管的兩端相連接，電能表的紅外發(fā)送接收芯片的輸出端通過(guò)導(dǎo)線與所述電能表的8958A處理器芯片對(duì)應(yīng)的輸入端相連接，8958A處理器芯片的輸入端與遙控器上的數(shù)字功能按鍵相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于紅外遙控技術(shù)的階梯電價(jià)預(yù)付費(fèi)用電控制系統(tǒng)，其特征在于所述的預(yù)付費(fèi)的電子電能表，包括裝在外殼內(nèi)的無(wú)線通訊模塊、電能采集模塊、紅外線發(fā)送接收芯片、8958A處理器芯片和繼電器；電能表的紅外發(fā)送接收芯片的輸出端通過(guò)導(dǎo)線與所述電能表的8958A處理器芯片對(duì)應(yīng)的輸入端相連接，電能采集模塊的輸入端分別與用戶(hù)的電流、電壓回路相連接，電能采集模塊的輸出端與8958A處理器芯片的對(duì)應(yīng)輸入端相連接，8958A處理器芯片的相應(yīng)的輸入端通過(guò)SPI接口與無(wú)線通訊模塊的輸出端相連接，8958A處理器芯片的輸出端與繼電器線圈兩端相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于紅外遙控技術(shù)的階梯電價(jià)預(yù)付費(fèi)用電控制系統(tǒng)，其特征在于所述的售電機(jī)，包括裝在箱體里的紅外光電耦合器、MAX232接口、紅外線發(fā)送接收芯片和8958A處理器芯片；所述紅外線發(fā)送接收芯片的輸入端與紅外光電耦合器的輸出端相連接，電能表的紅外發(fā)送接收芯片的輸出端通過(guò)導(dǎo)線與所述電能表的8958A處理器芯片對(duì)應(yīng)的輸入端相連接，8958A處理器芯片的輸出端通過(guò)MAX232接口與上位機(jī)的第二串行接口相連接進(jìn)行通訊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于紅外遙控技術(shù)的階梯電價(jià)預(yù)付費(fèi)用電控制系統(tǒng)，其特征在于所述無(wú)線多跳集中器，包括第二 GPRS模塊、C8051F020處理器芯片和無(wú)線通訊模塊；所述第二GPRS模塊的通訊端與C8051F020處理器芯片對(duì)應(yīng)的通訊端相連接，C8051R)20處理器芯片的SPI 口與無(wú)線通訊模塊的通訊端相連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于紅外遙控技術(shù)的階梯電價(jià)預(yù)付費(fèi)用電控制系統(tǒng)，其特征在于所述的上位機(jī)采用市售的成品微機(jī)，在其嵌入式CPU芯片對(duì)應(yīng)的輸出端口連接有第三GPRS模塊。
全文摘要
一種基于階梯電價(jià)的預(yù)付費(fèi)用電控制系統(tǒng)，包括遙控器、多個(gè)預(yù)付費(fèi)的電子電能表、售電機(jī)、無(wú)線多跳集中器、上位機(jī)；遙控器通過(guò)紅外線與電子電能表或售電機(jī)相傳導(dǎo)；售電機(jī)的箱體上的接口通過(guò)數(shù)據(jù)線與上位機(jī)的通訊接口相連接，上位機(jī)的第一串行接口連接GPRS模塊，此GPRS模塊與無(wú)線多跳集中器相傳導(dǎo)，無(wú)線多跳集中器通過(guò)無(wú)線多跳網(wǎng)絡(luò)分別與帶有NRF905無(wú)線通訊模塊的多個(gè)預(yù)付費(fèi)的電子電能表相傳導(dǎo)；本發(fā)明設(shè)計(jì)科學(xué)、合理、富有創(chuàng)意、充分體現(xiàn)出售電的靈活性、方便性、易操作和運(yùn)行的準(zhǔn)確性等通常售電方式所不具備的優(yōu)點(diǎn)。提高了售電的效率，實(shí)用性較強(qiáng)，整體結(jié)構(gòu)緊湊、耗材少、壽命長(zhǎng)、成本低廉、性能穩(wěn)定、可靠、維修方便，本發(fā)明適宜電力部門(mén)推廣使用。
文檔編號(hào)G08C23/04GK103021087SQ20111028498
公開(kāi)日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2011年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月23日
發(fā)明者胡瑞, 陳亮 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)理工大學(xué)