專(zhuān)利名稱(chēng)：電子式電能表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電子式電能表。
背景技術(shù)：
現(xiàn)使用的IC卡預(yù)付費(fèi)電能表具有完全開(kāi)放的插卡口 ，插卡口容易背人為的攻擊， 破壞電能表數(shù)據(jù)，最終使計(jì)費(fèi)系統(tǒng)癱瘓。同時(shí)，由于成本限制，ic卡容易被破解，甚至被大 量復(fù)制進(jìn)行黑市交易，給供電部門(mén)帶來(lái)巨大損失。且，ic卡容易丟失，難以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程充值。 這些缺點(diǎn)在使用過(guò)程中逐步體現(xiàn)出來(lái)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的提供一種抗攻擊性、抗干擾性強(qiáng)，便于電能管理的電子式電能表。 本實(shí)用新型提供的電子式電能表，包括MCU控制單元，還包括用戶(hù)輸入鍵盤(pán)單元， 該鍵盤(pán)單元與MCU控制單元的并口連接，用于輸入包含由供電部門(mén)提供的用戶(hù)購(gòu)電信息的 編碼，MCU控制單元通過(guò)中斷方式對(duì)鍵盤(pán)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，通過(guò)對(duì)鍵盤(pán)數(shù)據(jù)線輸入輸出的控制來(lái)進(jìn) 行鍵盤(pán)錄入。 本實(shí)用新型由于在MCU控制單元上連接了一個(gè)用戶(hù)輸入鍵盤(pán)單元，用戶(hù)充值需先 向供電部門(mén)購(gòu)買(mǎi)電量，得到充值所需的相應(yīng)的購(gòu)電編碼，然后通過(guò)用戶(hù)輸入鍵盤(pán)單元輸入 該編碼，編碼采用STS加密算法進(jìn)行動(dòng)態(tài)加密生產(chǎn)。該動(dòng)態(tài)加密編碼包含用戶(hù)與電能表的 信息。電能表對(duì)輸入的編碼進(jìn)行解密，獲的充值電量或金額。電能表充值成功后繼電器合 閘，相應(yīng)的LED狀態(tài)指示燈熄滅。MCU單元將充值的數(shù)據(jù)保存到存儲(chǔ)單元。本實(shí)用新型還 可以利用電子式電能表已有的RS485通信單元，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程充值、數(shù)據(jù)設(shè)置、維修、讀取電能 表中的用電信息等。極為方便并且，鍵盤(pán)式多功能預(yù)付費(fèi)電能表通過(guò)組網(wǎng)的方式，再通過(guò)電 能表內(nèi)部RS485通信單元實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)設(shè)置、功能維修、充值，也可以讀取電能表中的用電信息 等，使用非常方便， 一方面本實(shí)用新型沒(méi)有開(kāi)放插口 ，其抗攻擊性、抗干擾性強(qiáng)顯著增強(qiáng)，另 一方面編碼是由供電部門(mén)提供，采用的是先交費(fèi)后用電的預(yù)付費(fèi)用電控制方式，便于供電 部門(mén)對(duì)電能的管理。

圖1是本實(shí)用新型一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施方式
從圖1可以看出，本實(shí)施方式仍具有MCU控制單元，該MCU控制單元連接電能計(jì) 量單元、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元、顯示單元、繼電器控制單元、電源模塊、RS485通信單元、聲光報(bào)警單 元、遠(yuǎn)近紅外通信單元、防竊電單元、時(shí)鐘單元，還有用戶(hù)輸入鍵盤(pán)單元，該鍵盤(pán)單元與MCU 控制單元的采用并行數(shù)據(jù)檢測(cè)方式進(jìn)行連接，MCU控制單元通過(guò)中斷方式對(duì)鍵盤(pán)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，通過(guò)對(duì)鍵盤(pán)數(shù)據(jù)線輸入輸出的控制來(lái)進(jìn)行鍵盤(pán)錄入。此電路簡(jiǎn)單方便性能可靠、抗干擾性 強(qiáng)、成本低。用戶(hù)充值需先向供電部門(mén)購(gòu)買(mǎi)電量，得到充值所需的相應(yīng)的編碼，然后通過(guò)用 戶(hù)輸入鍵盤(pán)單元輸入該編碼，編碼采用STS加密算法進(jìn)行動(dòng)態(tài)加密生產(chǎn)。該動(dòng)態(tài)加密編碼 包含用戶(hù)與電能表的信息。電能表對(duì)輸入的編碼進(jìn)行解密，獲的充值電量或金額。電能表 充值成功后繼電器合閘，相應(yīng)的LED狀態(tài)指示燈熄滅。MCU單元將充值的數(shù)據(jù)保存到存儲(chǔ)單 元。計(jì)量單元通過(guò)采樣電壓電流信號(hào)將電能轉(zhuǎn)換成脈沖信號(hào)送MCU控制單元處理，MCU通過(guò) 處理將信息送顯示單元進(jìn)行顯示。顯示單元將MCU處理的電能計(jì)量單元數(shù)據(jù)(電量)、繼電 器控制單元的狀態(tài)、RS485通信單元與遠(yuǎn)、近紅外通信單元的通信狀態(tài)、用戶(hù)信息輸入的鍵 盤(pán)單元輸入的信息、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元保存的電能表參數(shù)、防竊電單元的竊電狀態(tài)、時(shí)鐘單元的 日歷時(shí)鐘數(shù)據(jù)通過(guò)LCD液晶屏顯示。聲光報(bào)警單元、繼電器控制單元通過(guò)MCU單元對(duì)計(jì)量單 元的電量、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元、防竊電單元的數(shù)據(jù)處理，實(shí)時(shí)反映用戶(hù)的用電狀態(tài)，并提醒用戶(hù)。 所述的聲光報(bào)警單元的指示燈，采用3種不同顏色的發(fā)光LED。蜂鳴器在用戶(hù)輸入編碼、出 現(xiàn)過(guò)零用電時(shí)發(fā)出蜂鳴聲。當(dāng)前剩余電量小于等于剩余電量門(mén)限1， LED報(bào)警指示燈亮；當(dāng) 前剩余電量小于等于剩余電量門(mén)限2， LED報(bào)警燈亮，并且通過(guò)繼電器控制單元控制繼電器 跳閘一次，用戶(hù)按任意按鍵繼電器合閘，用戶(hù)可以繼續(xù)用電。目的是為了提醒用戶(hù)所電能表 剩余電量不足，需要近快進(jìn)行充值；當(dāng)前剩余電量為零，LED報(bào)警指示燈亮，并且繼電器跳 閘繼電器跳閘，告知用戶(hù)剩余電量已經(jīng)用完需要充值；具有償還功能，由于某種原因繼電器 沒(méi)有斷開(kāi)，允許用戶(hù)進(jìn)行故障賒欠用電，費(fèi)用從下次充值中抵扣。用戶(hù)輸入鍵盤(pán)單元由10 個(gè)0 9的數(shù)字鍵跟兩個(gè)功能鍵(*、#)組成。功能實(shí)現(xiàn)方便，布局合理。 本實(shí)用新型的工作過(guò)程是將電能表接線端子與用戶(hù)的供電線路相連。用戶(hù)向供 電部門(mén)購(gòu)買(mǎi)電量，得到充值所需的相應(yīng)編碼，在鍵盤(pán)上輸入編碼后，按"#"鍵確認(rèn)，如果輸入 正確，LCD屏上顯示充值電量以及"0"成功圖標(biāo)。如果錯(cuò)誤則顯示IC-XXX錯(cuò)誤代碼以及 "O"錯(cuò)誤圖標(biāo)。如果充值成功，如果繼電器是斷開(kāi)則閉合繼電器，用戶(hù)可以開(kāi)始用電。 用戶(hù)用電過(guò)程中，當(dāng)剩余電量低于報(bào)警電量門(mén)限1時(shí)，綠色LED指示燈亮；當(dāng)剩余 電量低于報(bào)警電量門(mén)限2時(shí)，紅色LED指示燈亮，繼電器斷開(kāi)一次，按任意鍵繼電器合閘；當(dāng) 剩余電量小于"0"時(shí)，LED指示燈變成黃色，繼電器斷開(kāi)。用戶(hù)用電過(guò)程中，脈沖指示燈閃 爍，用電量大時(shí)，指示燈閃爍頻率快，用電量小時(shí)，指示燈閃爍頻率慢。脈沖指示燈使用紅色 發(fā)光二極管。 供電部門(mén)檢修電能表時(shí)，可以使用光電通信頭與抄表設(shè)備連接，對(duì)電能表進(jìn)行檢 修。或者通過(guò)RS485進(jìn)行遠(yuǎn)程檢修。 RS485通信單元可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程充值、數(shù)據(jù)設(shè)置、維修方面，鍵盤(pán)式多功能預(yù)付費(fèi)電 能表通過(guò)組網(wǎng)的方式，再通過(guò)電能表內(nèi)部RS485通信單元實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)設(shè)置、功能維修、充值， 也可以讀取電能表中的用電信息等。本地非鍵盤(pán)充值、數(shù)據(jù)設(shè)置、維修方面，鍵盤(pán)式多功能 預(yù)付費(fèi)電能表通過(guò)遠(yuǎn)、近紅外通信單元實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)設(shè)置，功能維修，充值，也可以讀取電能表 中的用電信息等。
權(quán)利要求一種電子式電能表，包括MCU控制單元，其特征在于還包括用戶(hù)輸入鍵盤(pán)單元，該鍵盤(pán)單元與MCU控制單元的并口連接，用于輸入包含由供電部門(mén)提供的用戶(hù)購(gòu)電信息的編碼，MCU控制單元通過(guò)中斷方式對(duì)鍵盤(pán)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，通過(guò)對(duì)鍵盤(pán)數(shù)據(jù)線輸入輸出的控制來(lái)進(jìn)行鍵盤(pán)錄入。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種電子式電能表，包括MCU控制單元，還包括用戶(hù)輸入鍵盤(pán)單元，該鍵盤(pán)單元與MCU控制單元的并口連接，用于輸入包含由供電部門(mén)提供的用戶(hù)購(gòu)電信息的編碼，MCU控制單元通過(guò)中斷方式對(duì)鍵盤(pán)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，通過(guò)對(duì)鍵盤(pán)數(shù)據(jù)線輸入輸出的控制來(lái)進(jìn)行鍵盤(pán)錄入。本實(shí)用新型沒(méi)有開(kāi)放插口，是通過(guò)用戶(hù)輸入鍵盤(pán)輸入的由供電部門(mén)提供的編碼來(lái)作為傳輸介質(zhì)，其抗攻擊性、抗干擾性強(qiáng)顯著增強(qiáng)，并且本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的是先交費(fèi)后用電的預(yù)付費(fèi)用電控制方式，便于供電部門(mén)對(duì)電能的管理。
文檔編號(hào)G01R11/24GK201548600SQ20092025971
公開(kāi)日2010年8月11日 申請(qǐng)日期2009年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月16日
發(fā)明者李慶勇, 楊曉科, 歐陽(yáng)為, 谷泉 申請(qǐng)人:威勝集團(tuán)有限公司