預(yù)付費(fèi)掃碼電能表的制作方法
【專利摘要】預(yù)付費(fèi)掃碼電能表，其具有表殼，表殼內(nèi)裝有電路基板，電路基板上裝有MCU芯片、按鍵模塊、圖像處理模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、液晶顯示屏、磁保持繼電器、圖像掃描模塊、電壓計(jì)量模塊、電流計(jì)量模塊、接線端子、電源模塊、聲光報(bào)警器和時(shí)鐘模塊，其中，圖像掃描模塊中的掃描頭、液晶顯示屏的顯示面、按鍵模塊中的按鍵、接線端子的接線端分別設(shè)在表殼的外表面；該電能表能實(shí)現(xiàn)用電營銷管理的智能化管理，簡化了用電營銷的管理模式，節(jié)約人力和資源；還可代替普通電表使用，可實(shí)時(shí)顯示用電量和用電總量。
【專利說明】
預(yù)付費(fèi)掃碼電能表
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及電表裝置，具體是提供了一種預(yù)付費(fèi)掃碼電能表。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的用電營銷管理較為繁瑣，一般包括電表抄錄、發(fā)票核算、催費(fèi)通知、欠費(fèi)停電、恢復(fù)供電等過程。隨著城市化發(fā)展加速，交通擁堵、車位缺乏、網(wǎng)點(diǎn)排隊(duì)交費(fèi)等問題日益嚴(yán)峻，在供電部門的管理過程和用電客戶的交費(fèi)過程中，造成了越來越大的時(shí)間、精力、經(jīng)濟(jì)上的負(fù)擔(dān)，同時(shí)也導(dǎo)致了社會(huì)資源、勞動(dòng)總量的浪費(fèi)和對(duì)環(huán)境的污染。所以，傳統(tǒng)的用電營銷管理方式已經(jīng)不能滿足當(dāng)前及未來的社會(huì)、供電企業(yè)和客戶的需求，亟需一種智能化設(shè)備簡化用電營銷管理模式。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是:提供一種預(yù)付費(fèi)掃碼電能表，使用該電能表能簡化用電營銷管理模式，實(shí)現(xiàn)用電營銷管理的智能化管理，節(jié)約人力、資源。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是:預(yù)付費(fèi)掃碼電能表，具有表殼，表殼內(nèi)裝有電路基板，其特征在于:電路基板上裝有MCU芯片、按鍵模塊、圖像處理模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、液晶顯示屏、磁保持繼電器、圖像掃描模塊、電壓計(jì)量模塊、電流計(jì)量模塊、接線端子、電源模塊，其中，圖像掃描模塊中的掃描頭、液晶顯示屏的顯示面、按鍵模塊中的按鍵、接線端子的接線端分別設(shè)在表殼的外表面;MCU芯片的信號(hào)輸入端分別與按鍵模塊的信號(hào)輸出端、圖像處理模塊的信號(hào)輸出端、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊的信號(hào)輸出端、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的信號(hào)輸出端信號(hào)線連接，MCU芯片的信號(hào)輸出端分別與液晶顯示屏的信號(hào)輸入端、磁保持繼電器的信號(hào)輸入端、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊的信號(hào)輸入端信號(hào)線連接；圖像掃描模塊的信號(hào)輸出端與圖像處理模塊的信號(hào)輸入端信號(hào)線連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的信號(hào)輸入端分別與電壓計(jì)量模塊的信號(hào)輸出端、電流計(jì)量模塊的信號(hào)輸出端信號(hào)線連接，電壓計(jì)量模塊的零線測(cè)量端通過電線與接線端子的零線輸出端口電連接，電壓計(jì)量模塊的火線測(cè)量端通過電線與接線端子的火線輸出端口 A電連接，電流計(jì)量模塊的火線測(cè)量端C通過電線與接線端子的火線輸出端口 A電連接；電流計(jì)量模塊的火線測(cè)量端D通過電線與磁保持繼電器的火線輸入端口電連接，磁保持繼電器的火線輸出端口通過電線與接線端子的火線輸出端口B電連接；電源模塊的零線輸入端通過電線與接線端子的零線輸出端口電連接，電源模塊的火線輸入端通過電線與接線端子的火線輸出端口 A電連接，電源模塊的電輸出端分別與各用電部件電連接。
[0005]電路基板上還裝有聲光報(bào)警器，聲光報(bào)警器的信號(hào)輸入端與MCU芯片的信號(hào)輸出端信號(hào)線連接。
[0006]電路基板上還裝有時(shí)鐘模塊，時(shí)鐘模塊的信號(hào)輸出端與MCU芯片的信號(hào)輸入端信號(hào)線連接。
[0007]本發(fā)明的工作原理是:數(shù)據(jù)存儲(chǔ)芯片中記錄用戶的用電量數(shù)據(jù)，M⑶芯片讀取該用電量數(shù)據(jù)并根據(jù)電壓計(jì)量模塊、電流計(jì)量模塊提供的信號(hào)數(shù)據(jù)計(jì)算用戶的用電量，并根據(jù)預(yù)先編制程序計(jì)算用電量和扣算余量，當(dāng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)芯片中的剩余用電量為零時(shí)，MCU芯片給磁保持繼電器一個(gè)斷電信號(hào)，磁保持繼電器斷開電路，停止供電，用戶通過互聯(lián)網(wǎng)在購買電量，并獲得一個(gè)一次性的唯一的條形碼，該條碼可由電表表號(hào)、日期、綁定手機(jī)號(hào)碼、充值金額等相關(guān)變量在特定加密公式下計(jì)算生成，用戶將該二維碼打印或顯示在手機(jī)屏幕上讓圖像掃描模塊的掃描頭讀入，經(jīng)過圖像處理模塊將翻譯的數(shù)字信號(hào)傳送給MCU芯片，MCU芯片根據(jù)預(yù)設(shè)程序?qū)⒂脩糍徺I的電量數(shù)值寫入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)芯片中記錄，并同時(shí)給磁保持繼電器一個(gè)通電信號(hào)，磁保持繼電器開通電路，恢復(fù)供電。
[0008]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:通過所述的各部件，可實(shí)現(xiàn)用電營銷管理的智能化管理，簡化了用電營銷的管理模式，節(jié)約人力和資源;聲光報(bào)警器能在剩余電量不足時(shí)提前預(yù)警，防止停電給用戶造成不便;時(shí)鐘模塊能為MCU芯片進(jìn)行計(jì)時(shí)校對(duì)，確保計(jì)量精準(zhǔn)，根據(jù)上述結(jié)構(gòu)和工作原理，本發(fā)明預(yù)付費(fèi)掃碼電能表可代替普通電表使用，可實(shí)時(shí)顯示用電量和用電總量。
【附圖說明】
[0009]圖1是本發(fā)明預(yù)付費(fèi)掃碼電能表的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0010]圖2是本發(fā)明預(yù)付費(fèi)掃碼電能表中電路基板的結(jié)構(gòu)框圖。
[0011]圖中I表殼、2嗡鳴器、3發(fā)光管、4液晶顯示屏、5電路基板、6掃描頭、7按鍵、8接線端子、9磁保持繼電器、1聲光報(bào)警器。
【具體實(shí)施方式】
[0012]預(yù)付費(fèi)掃碼電能表，具有表殼I，表殼內(nèi)裝有電路基板5，電路基板上裝有MCU芯片、按鍵模塊、圖像處理模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、液晶顯示屏4、磁保持繼電器9、圖像掃描模塊、電壓計(jì)量模塊、電流計(jì)量模塊、接線端子8、電源模塊，其中，圖像掃描模塊中的掃描頭6、液晶顯示屏的顯示面、按鍵模塊中的按鍵7、接線端子的接線端分別設(shè)在表殼的外表面;MCU芯片的信號(hào)輸入端分別與按鍵模塊的信號(hào)輸出端、圖像處理模塊的信號(hào)輸出端、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊的信號(hào)輸出端、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的信號(hào)輸出端信號(hào)線連接，MCU芯片的信號(hào)輸出端分別與液晶顯示屏的信號(hào)輸入端、磁保持繼電器的信號(hào)輸入端、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊的信號(hào)輸入端信號(hào)線連接；圖像掃描模塊的信號(hào)輸出端與圖像處理模塊的信號(hào)輸入端信號(hào)線連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的信號(hào)輸入端分別與電壓計(jì)量模塊的信號(hào)輸出端、電流計(jì)量模塊的信號(hào)輸出端信號(hào)線連接，電壓計(jì)量模塊的零線測(cè)量端通過電線與接線端子的零線輸出端口電連接，電壓計(jì)量模塊的火線測(cè)量端通過電線與接線端子的火線輸出端口 A電連接，電流計(jì)量模塊的火線測(cè)量端C通過電線與接線端子的火線輸出端口A電連接;電流計(jì)量模塊的火線測(cè)量端D通過電線與磁保持繼電器的火線輸入端口電連接，磁保持繼電器的火線輸出端口通過電線與接線端子的火線輸出端口B電連接；電源模塊的零線輸入端通過電線與接線端子的零線輸出端口電連接，電源模塊的火線輸入端通過電線與接線端子的火線輸出端口A電連接，電源模塊的電輸出端分別與各用電部件電連接。所述的電線和信號(hào)線也可采用印刷電路橋接各部件。
[0013]MCU芯片用于計(jì)算各模塊匯集的數(shù)據(jù)信號(hào)，并根據(jù)預(yù)設(shè)程序分別發(fā)出相應(yīng)的指令信號(hào)，MOJ芯片是微控制單元(MicrocontroIIer Unit;簡稱:MQJ)，又稱單片微型計(jì)算機(jī)或者單片機(jī)，是把中央處理器的頻率與規(guī)格做適當(dāng)縮減，并將內(nèi)存、計(jì)數(shù)器及其等周邊接口整合在單一芯片上，形成芯片級(jí)的計(jì)算機(jī)，可為不同的應(yīng)用場(chǎng)合提供不同組合控制。據(jù)存儲(chǔ)模塊(存儲(chǔ)單元、存儲(chǔ)芯片)用于存儲(chǔ)用戶用電量數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)由MCU芯片讀取和修改，該存儲(chǔ)模塊具有單獨(dú)的加密單元，可使用硬件進(jìn)行加密，防止內(nèi)部存儲(chǔ)信息被破解。
[0014]圖像掃描模塊用于將外部的條碼圖像通過掃描頭(光學(xué)掃描元件、攝像頭)的錄入成圖像信號(hào)，并將該圖像信號(hào)輸送給圖像處理模塊翻譯成MCU芯片可識(shí)別的數(shù)字信號(hào)。圖像處理模塊用于將圖像掃描模塊上傳的圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換成MCU芯片可識(shí)別的數(shù)字信號(hào)。圖像掃描模塊和圖像處理模塊組合構(gòu)成條碼掃描器的前端構(gòu)件(即掃碼電路模塊)。
[0015]電壓計(jì)量模塊用于檢測(cè)電入戶端的電壓值，電流計(jì)量模塊用于檢測(cè)電入戶端的電流量，模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊(模數(shù)轉(zhuǎn)換器)用于將電壓計(jì)量模塊、電流計(jì)量模塊提供的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)給MCU芯片進(jìn)行計(jì)算處理。
[0016]磁保持繼電器用于根據(jù)MCU芯片的指令對(duì)入戶電路進(jìn)行連通或切斷。電源模塊用于為各用電模塊供電，本實(shí)施例中，電源模塊包括變壓器、整流器、濾波器等基礎(chǔ)部件。接線端子用于連接內(nèi)外部電源電線，電網(wǎng)火線通過火線輸入端口接入，電網(wǎng)零線通過零線輸入端口接入，入戶的火線輸出通過火線輸出端口 B輸出，入戶的零線通過零線輸出端口出輸出，火線輸出端口 A至火線輸出端口 B之間的火線上裝有磁保持繼電器(作為自動(dòng)開關(guān))。
[0017]液晶顯示屏用于顯示剩余電量數(shù)值，方便用戶查看。按鍵模塊用于調(diào)取命令，通過MCU芯片的預(yù)存指令控制顯示屏的顯示內(nèi)容，方便用戶調(diào)查當(dāng)月用電量、歷史用電量、用電數(shù)值、維修電話等信息，按鍵模塊和液晶顯示屏的組合屬本裝置的人機(jī)接口。
[0018]電路基板上還裝有聲光報(bào)警器10，聲光報(bào)警器的信號(hào)輸入端與MCU芯片的信號(hào)輸出端信號(hào)線連接。聲光報(bào)警器中的發(fā)聲部件為嗡鳴器2，發(fā)光部件為發(fā)光管3(LED燈)。聲光報(bào)警器用于提示用戶剩余電量值不足，MCU芯片根據(jù)用戶的用電量平局值計(jì)算，當(dāng)剩余電量值不能滿足用戶三天使用的時(shí)候，就通過聲光報(bào)警器提示用戶充值，防止停電給用戶帶來的不便。
[0019]電路基板上還裝有時(shí)鐘模塊，時(shí)鐘模塊的信號(hào)輸出端與MCU芯片的信號(hào)輸入端信號(hào)線連接。時(shí)鐘模塊用于為MCU芯片提供校準(zhǔn)時(shí)間的參考，時(shí)計(jì)量的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確無誤。
[0020]本發(fā)明預(yù)付費(fèi)掃碼電能表的初始狀態(tài)為:據(jù)存儲(chǔ)模塊中所記錄的剩余電量為零，磁保持繼電器中的控制電路處于斷開狀態(tài)，從而入戶電路處于停電狀態(tài)，此時(shí)液晶顯示模塊上顯示據(jù)存儲(chǔ)模塊中所記錄的剩余電量為零、當(dāng)前累計(jì)總用電量為零、并顯示交費(fèi)提醒信息;如用戶有用電需求，需要使用智能手機(jī)或電腦通過APP或互聯(lián)網(wǎng)支付并購買一定數(shù)額的電量，獲得一個(gè)條形碼(一維條形碼或二維條形碼，下同)；然后，將手機(jī)屏幕或者條形碼打印件貼近圖像掃描模塊的掃描頭，通過圖像處理模塊翻譯此條形碼，從而將此條形碼中所展示的充值信息通過MCU芯片輸入至據(jù)存儲(chǔ)模塊中。當(dāng)據(jù)存儲(chǔ)模塊中的剩余電量從零變?yōu)橐粋€(gè)大于零的數(shù)值時(shí)，MCU芯片給磁保持繼電器發(fā)出信號(hào)，磁保持繼電器控制電路被觸發(fā)變?yōu)殚]合狀態(tài)，從而電路恢復(fù)為供電狀態(tài)，此時(shí)液晶顯示模塊上顯示本次充值后據(jù)存儲(chǔ)模塊中的剩余電量和當(dāng)前累計(jì)總用電量。在正常供電的過程中，由模數(shù)轉(zhuǎn)換模、電壓檢測(cè)模塊、電流檢測(cè)模塊組成的電計(jì)量電路能夠?qū)崟r(shí)計(jì)量電路中所消耗的電量，MCU芯片根據(jù)模數(shù)轉(zhuǎn)換模提供的數(shù)據(jù)信號(hào)與據(jù)存儲(chǔ)模塊中的電量余額進(jìn)行差值運(yùn)算，在此過程中液晶顯示模塊上實(shí)時(shí)顯示據(jù)存儲(chǔ)模塊中的當(dāng)前剩余電量和當(dāng)前累計(jì)總用電量。當(dāng)據(jù)存儲(chǔ)模塊中的剩余電量小于設(shè)定值時(shí)，聲光報(bào)警器閃爍并發(fā)出周期蜂鳴音提示，此時(shí)液晶顯示模塊上顯示據(jù)存儲(chǔ)模塊中的當(dāng)前剩余電量、當(dāng)前累計(jì)總用電量和交費(fèi)提醒信息。當(dāng)據(jù)存儲(chǔ)模塊中的剩余電量再次變?yōu)榱銜r(shí)，磁保持繼電器控制電路被觸發(fā)變?yōu)閿嚅_狀態(tài)，從而電路變?yōu)橥ｋ姞顟B(tài)，此時(shí)液晶顯示模塊上顯示據(jù)存儲(chǔ)模塊中的剩余電量為零、當(dāng)前累計(jì)總用電量和交費(fèi)提醒信息。MCU芯片在本發(fā)明的使用過程中起到計(jì)算和邏輯判斷的作用；電源電路起到對(duì)本發(fā)明的供電作用;時(shí)鐘電路起到計(jì)時(shí)作用;接線端子起到內(nèi)部接線作用;按鍵電路起到顯示內(nèi)容的切換作用;外殼起到對(duì)本發(fā)明內(nèi)部的保護(hù)作用。
[0021]本發(fā)明減少了傳統(tǒng)用電營銷管理過程中和用電客戶電費(fèi)交費(fèi)過程中產(chǎn)生的資源浪費(fèi)、經(jīng)濟(jì)浪費(fèi)、時(shí)間浪費(fèi)和對(duì)環(huán)境的污染問題。實(shí)現(xiàn)了無需抄表催費(fèi)、客戶自助交費(fèi)和自動(dòng)停復(fù)電等較先進(jìn)的用電營銷管理過程和十分便利的客戶交費(fèi)過程。符合社會(huì)的發(fā)展方向，滿足全社會(huì)、供電企業(yè)和人民群眾的實(shí)在需求。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.預(yù)付費(fèi)掃碼電能表，具有表殼，表殼內(nèi)裝有電路基板，其特征在于:電路基板上裝有MCU芯片、按鍵模塊、圖像處理模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、液晶顯示屏、磁保持繼電器、圖像掃描模塊、電壓計(jì)量模塊、電流計(jì)量模塊、接線端子、電源模塊，其中，圖像掃描模塊中的掃描頭、液晶顯示屏的顯示面、按鍵模塊中的按鍵、接線端子的接線端分別設(shè)在表殼的外表面;MCU芯片的信號(hào)輸入端分別與按鍵模塊的信號(hào)輸出端、圖像處理模塊的信號(hào)輸出端、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊的信號(hào)輸出端、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的信號(hào)輸出端信號(hào)線連接，MCU芯片的信號(hào)輸出端分別與液晶顯示屏的信號(hào)輸入端、磁保持繼電器的信號(hào)輸入端、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊的信號(hào)輸入端信號(hào)線連接；圖像掃描模塊的信號(hào)輸出端與圖像處理模塊的信號(hào)輸入端信號(hào)線連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的信號(hào)輸入端分別與電壓計(jì)量模塊的信號(hào)輸出端、電流計(jì)量模塊的信號(hào)輸出端信號(hào)線連接，電壓計(jì)量模塊的零線測(cè)量端通過電線與接線端子的零線輸出端口電連接，電壓計(jì)量模塊的火線測(cè)量端通過電線與接線端子的火線輸出端口 A電連接，電流計(jì)量模塊的火線測(cè)量端C通過電線與接線端子的火線輸出端口A電連接;電流計(jì)量模塊的火線測(cè)量端D通過電線與磁保持繼電器的火線輸入端口電連接，磁保持繼電器的火線輸出端口通過電線與接線端子的火線輸出端口B電連接；電源模塊的零線輸入端通過電線與接線端子的零線輸出端口電連接，電源模塊的火線輸入端通過電線與接線端子的火線輸出端口A電連接，電源模塊的電輸出端分別與各用電部件電連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)付費(fèi)掃碼電能表，其特征在于:電路基板上還裝有聲光報(bào)警器，聲光報(bào)警器的信號(hào)輸入端與MCU芯片的信號(hào)輸出端信號(hào)線連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的預(yù)付費(fèi)掃碼電能表，其特征在于:電路基板上還裝有時(shí)鐘模塊，時(shí)鐘模塊的信號(hào)輸出端與MCU芯片的信號(hào)輸入端信號(hào)線連接。
【文檔編號(hào)】G07F15/06GK105869292SQ201610403811
【公開日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年6月8日
【發(fā)明人】馬鐵偉, 馬驍
【申請(qǐng)人】馬驍