專利名稱：磁卡式電度表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種采用磁卡保有數(shù)據(jù)作為預(yù)置限量的電度表，該電度表以單片微機(jī)作為數(shù)據(jù)處理和控制的核心。屬預(yù)付費(fèi)電度表。
現(xiàn)有電度表計(jì)費(fèi)多是根據(jù)電度表顯示的用量進(jìn)行收費(fèi)。這樣無法限制用戶用電量。目前，蘭州長新電表廠生產(chǎn)的一種投卡式電度表，它是采用類似投幣式公用電話的裝置進(jìn)行預(yù)置限量。但是這種預(yù)置方式保密性不高，代用幣容易仿制，會造成偷電。
本實(shí)用新型旨在提出一種采用單片微機(jī)作為數(shù)據(jù)處理和控制核心，保密性強(qiáng)的預(yù)付費(fèi)電度表。
本實(shí)用新型是這樣完成的磁卡式電度表，它包括有感應(yīng)式電度表，單片式微處理機(jī)，它還包括磁卡數(shù)據(jù)讀取環(huán)節(jié)、光電探頭、拉閘控制環(huán)節(jié)；磁卡數(shù)據(jù)讀取環(huán)節(jié)的磁性傳感器經(jīng)運(yùn)算放大器和整形電路與微處理機(jī)的INT1和P3.4口成電連接；光電探頭與電度表的圓盤對應(yīng)，且其信號輸出端經(jīng)放大整形電路和分頻器與微處理機(jī)的P3.5口成電連接；拉閘控制環(huán)節(jié)的控制端與微處理機(jī)的P3.0口成電連接。用電限量數(shù)據(jù)記錄在磁卡上，經(jīng)磁性傳感器讀取，運(yùn)算放大器放大，整形后輸入單片微機(jī)；光電探頭把電度表的圓盤轉(zhuǎn)數(shù)轉(zhuǎn)換成脈沖，脈沖經(jīng)整形放大后由分頻器送入單片微機(jī)；根據(jù)輸入的脈沖數(shù)，單片微機(jī)對讀入的數(shù)據(jù)進(jìn)行減法運(yùn)算；當(dāng)讀入的數(shù)據(jù)減到零時，單片微機(jī)發(fā)一信號至拉閘控制環(huán)節(jié)；拉閘控制環(huán)節(jié)是由晶體管，發(fā)光二極管和光控可控硅構(gòu)成，當(dāng)接到單片機(jī)發(fā)出的信號時，晶體管和發(fā)光二極管截止，光控可控硅控制開關(guān)量輸出，使電網(wǎng)拉閘；單片式微處理機(jī)的斷電檢測電路由晶體管、電解電容、穩(wěn)壓二極管構(gòu)成，斷電時晶體管輸出一信號(低電位)到單片微機(jī)，微機(jī)響應(yīng)中斷；微機(jī)中斷時，工作儲備(電池)接到單片機(jī)VPD端，保護(hù)RAM數(shù)據(jù)。
本磁卡式電度表利用磁卡保有數(shù)據(jù)作為預(yù)置限量手段，當(dāng)用電量達(dá)到預(yù)置限量時，通過單片微機(jī)控制拉閘，為電能計(jì)量管理中計(jì)劃用電、限電到戶提供了一種安全可靠、保密性高的新型儀表。
以下結(jié)合附圖和程序流程圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。


圖1是本實(shí)用新型方框圖。
圖2是8051單片微機(jī)示意圖。
圖3是電源、電機(jī)及其控制環(huán)節(jié)電路圖。
是電機(jī)；J1，J2是繼電器J0(見圖8)的兩組觸點(diǎn)；虛線方框是磁卡光電檢測口。
圖4是數(shù)據(jù)顯示和密碼編制電路圖。
81是譯碼器；82是選通驅(qū)動；C、D、E分別接圖2微機(jī)的C、D、E口。B端接圖8B端。
圖5是斷電保護(hù)及自動復(fù)位環(huán)節(jié)電路圖。
圖6是斷電檢測環(huán)節(jié)電路圖。
圖7是手動清零環(huán)節(jié)電路圖。
圖5、圖6、圖7中的G、F、H分別接圖2中的G、F、H端。
圖8是數(shù)據(jù)讀取環(huán)節(jié)電路圖。
31是磁性傳感器；JP是切換繼電器；J0是電機(jī)換向繼電器。
圖9是報警環(huán)節(jié)電路圖。
131是壓電陶瓷蜂鳴器；M端接圖2M端。
圖10是拉閘控制環(huán)節(jié)電路圖。
501是光控可控硅；502、D是發(fā)光二極管；N接圖2N端。
圖11是計(jì)數(shù)環(huán)節(jié)電路圖。
41是可預(yù)置分頻器；4是光電探頭。
以上各圖中標(biāo)有“＋12V”“＋5V”“＋3V”處分別并聯(lián)接圖3中的“＋12V”“＋5V”“＋3V”端。
圖12是微機(jī)主程序流程圖。
圖13是清“0”子程序流程圖。
圖14是顯示子程序流程圖。
圖15是磁卡數(shù)據(jù)讀取子程序流程圖。
圖16是停電中斷處理子程序流程圖。
圖17是計(jì)數(shù)器中斷服務(wù)子程序流程圖。
用1KHZ的正負(fù)尖脈沖信號把數(shù)據(jù)寫入磁卡，磁卡投入時(投入圖3虛線框內(nèi))，光電檢測自動開動電機(jī)。雙通道磁性傳感器把數(shù)據(jù)讀取，經(jīng)運(yùn)算放大器放大，整形后輸入微機(jī)，微機(jī)對密碼和數(shù)據(jù)進(jìn)行檢錯判斷，錯了則送出磁卡，并在M端送高電位(圖9)，三極管BG1導(dǎo)通，電壓加在蜂鳴器上，報警。若正確，則把數(shù)據(jù)送存。此過程中，通過控制繼電器JP自動切換把振蕩器接入磁性傳感器，把密碼消除，使得磁卡只能使用一次。讀取正確數(shù)據(jù)后，數(shù)碼顯示磁卡的電度數(shù)(圖4)，微機(jī)N端送低電位(圖10)，BG2導(dǎo)通，發(fā)光二極管502發(fā)亮，光控可控硅501導(dǎo)通，控制開關(guān)量輸出接通用電回路。
光電探頭把電度表圓盤轉(zhuǎn)數(shù)轉(zhuǎn)換成脈沖(在圓盤上做一記號，如黑點(diǎn)，每轉(zhuǎn)一圈光電探頭發(fā)一次脈沖)，通過整形放大，經(jīng)分頻器分頻后送入微機(jī)(圖11)，微機(jī)對顯示的電度數(shù)進(jìn)行減法運(yùn)算，不斷顯示新數(shù)據(jù)，顯示為零時，微機(jī)N端送出高電位(圖10)，BG2截止，發(fā)光二極管502不亮，光控可控硅501截止，控制開關(guān)量輸出拉閘用電回路。
使用過程中，若電網(wǎng)停電，通過接口停電檢測(圖6)，F(xiàn)輸出低電位到微機(jī)，微機(jī)響應(yīng)中斷，執(zhí)行停機(jī)指令，晶體停振，電池工作儲備(圖5中“＋3V”電壓)接通到微機(jī)G端(即RST／VPD)保護(hù)內(nèi)部RAM數(shù)據(jù)；電網(wǎng)恢復(fù)供電時，工作儲備脫離微機(jī)(圖5)，微機(jī)恢復(fù)工作，充電回路對電池工作儲備充電。
圖3中，電機(jī)
轉(zhuǎn)向切換，由繼電器觸點(diǎn)J1、J2改變電源極性，它與磁性傳感器是否接到振蕩器保持同步。當(dāng)電機(jī)正轉(zhuǎn)，磁頭接放大回路；電機(jī)反轉(zhuǎn)，磁頭接振蕩器。振蕩器是否起振，由微機(jī)控制，只在需要消除數(shù)據(jù)碼的一段區(qū)域振蕩器才有振蕩，這一切均由微機(jī)控制。當(dāng)讀入的數(shù)據(jù)正確后，微機(jī)控制振蕩器振蕩，把要消除的數(shù)據(jù)碼全部改寫為“1”使數(shù)據(jù)失去再次被讀取的可能。
數(shù)據(jù)的顯示采用掃描方式(圖4)，由P2口中送出BCD碼。經(jīng)譯碼器送出筆劃，再由選通驅(qū)動進(jìn)行位選通，把數(shù)據(jù)送顯示。
每臺電表有一密碼，密碼的輸入，在開機(jī)復(fù)位時，由矩陣編碼電路輸入微機(jī)，由微機(jī)軟件處理，相應(yīng)確定一個密碼。矩陣的組成由微機(jī)選通輸出線中的四條，經(jīng)4個二極管隔離做為矩陣的輸入，矩陣的輸出接到P2口中另四條線上(圖4)，這樣密碼編制可達(dá)15位。
手動清零環(huán)節(jié)(圖7)，為供電部門在校驗(yàn)表之后，清除內(nèi)存數(shù)據(jù)。清零時，接通開關(guān)K1(接地)，這時H輸出低電位到微機(jī)。接到低電位信號微機(jī)則對保有數(shù)據(jù)執(zhí)行清零。
圖8中，311、312是磁頭繞組，磁卡數(shù)據(jù)由磁頭讀取。I，J，K，L分別接圖2的I，J，K，L端。B端接圖4B端。I產(chǎn)生同步信號，J產(chǎn)生數(shù)據(jù)信號分別送入微機(jī)。若讀取的數(shù)據(jù)正確，K送“1”信號，振蕩器(圖2的CR晶片)接到磁頭，把磁卡數(shù)據(jù)反碼全部改寫為1，使之不能再被使用。
微機(jī)的程序流程圖不再累述。
權(quán)利要求1.一種磁卡式電度表，它包括有感應(yīng)式電度表[1]，單片式微處理機(jī)[2]，其特征在于它還包括磁卡數(shù)據(jù)讀取環(huán)節(jié)[3]、光電探頭[4]、拉閘控制環(huán)節(jié)[5]；磁卡數(shù)據(jù)讀取環(huán)節(jié)[3]的磁性傳感器[31]經(jīng)運(yùn)算放大器和整形電路與微處理機(jī)[2]的INT1和P3.4口成電連接；光電探頭[4]與電度表[1]的圓盤對應(yīng)，且其信號輸出端經(jīng)放大整形電路和分頻器與微處理機(jī)[2]的P3.5口成電連接；拉閘控制環(huán)節(jié)[5]的控制端與微處理機(jī)[2]的P3.0口成電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁卡式電度表，其特征在于磁卡數(shù)據(jù)讀取環(huán)節(jié)［3］的磁性傳感器［31］為雙通道磁頭，它的一個磁頭繞組［311］經(jīng)運(yùn)算放大器和整形電路與微處理機(jī)2的INT1口成電連接，另一個磁頭繞組［312］經(jīng)運(yùn)算放大器和整形電路與微處理機(jī)［2］的P3.4口成電連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁卡式電度表，其特征在于光電探頭［4］與電度表［1］圓盤旋轉(zhuǎn)標(biāo)記相對應(yīng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁卡式電度表，其特征在于拉閘控制環(huán)節(jié)［5］包含有光控可控硅［501］和發(fā)光二極管［502］組成的光藕開關(guān)，光控可控硅［501］與供電回路成電連接，發(fā)光二極管［502］的一端接微處理機(jī)［2］的電源，另一端通過驅(qū)動電路作為拉閘控制環(huán)節(jié)［5］的控制端與微處理機(jī)［2］的P3.0口成電連接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種磁卡式電度表。它包括感應(yīng)式電度表和單片式微處理機(jī)，磁頭，電度表轉(zhuǎn)數(shù)傳感器和供電開關(guān)。磁頭的繞組與微機(jī)的數(shù)據(jù)通道相連接，轉(zhuǎn)數(shù)傳感器安裝在感應(yīng)式電度表的轉(zhuǎn)盤側(cè)方且與微機(jī)的計(jì)數(shù)通道相連接，供電開關(guān)串接在供電回路中，其控制端與微機(jī)的控制通道相連接。它利用磁卡保有數(shù)據(jù)作為預(yù)置限量手段，當(dāng)用電量達(dá)到預(yù)置量時自動控閘，為電能計(jì)量管理和計(jì)劃用電提供了一種安全可靠、保密性高的新型儀表。
文檔編號G01R11/00GK2165446SQ9020808
公開日1994年5月18日 申請日期1990年5月31日 優(yōu)先權(quán)日1990年5月31日
發(fā)明者潘勇忠, 吳毅喜, 陳淼全, 任志強(qiáng) 申請人:福建省龍溪儀表廠