今天為大家介紹一項國家發(fā)明授權(quán)專利——一種單相費控智能電表。該專利由無錫市恒通電器有限公司申請，并于2018年11月2日獲得授權(quán)公告。

內(nèi)容說明

本發(fā)明涉及電工儀器儀表行業(yè)電能計量領(lǐng)域，尤其涉及的是一種單相費控智能電表。

發(fā)明背景

電表作為電能用戶用電量的專用計量器具，經(jīng)歷了從感應(yīng)式電表到全電子式電表的發(fā)展，其中全電子式電表在功能上又經(jīng)歷了普通電子式電能表、復(fù)費率電能表、預(yù)付費電能表、多功能電能表等發(fā)展階段?，F(xiàn)有的電能表存在一定的弊端：功能單一，智能程度不高，精度低，費控模式和超部分方式單一，數(shù)據(jù)可靠性不高，使用不方便。

因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待于改進(jìn)和發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種單相費控智能電表，旨在解決現(xiàn)有功能單一、智能程度不高的問題。

本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下：一種單相費控智能電表結(jié)構(gòu)示意圖，所述電表包括外殼、顯示屏、按鍵、卡槽、引腳接入口和指紋采集裝置，所述顯示屏位于外殼的上部，顯示屏上方的中央位置還設(shè)置有指示燈，所述引腳接入口位于外殼下方，指紋采集裝置連接內(nèi)部的指紋識別模塊，所述按鍵包括十個數(shù)字按鈕和確認(rèn)按鈕、取消按鈕以及四個方向按鈕。

所述電表的內(nèi)部結(jié)構(gòu)包括單片機(jī)、計量單元、存儲單元、電源單元、報警單元、顯示單元、載波通信單元、繼電器控制單元、485通信單元、時鐘單元、按鍵輸入單元、安全認(rèn)證單元和防偷電單元。

所述單片機(jī)采用78F0526單片機(jī)芯片，所述計量單元由計量芯片ADE7755和外圍電路組成，計量單元連接有電流采樣單元和電壓采樣單元，電流采樣單元和電壓采樣單元的信號輸出端連接計量單元的信號輸入端；所述電壓采樣單元式分壓電阻網(wǎng)絡(luò)，所述電流采樣單元包括銅錳分流器和電流互感器；所述計量單元具有分時計量的功能，可以分時計量尖、峰、平、谷時段的電量；所述電源單元采用鋰電池，并且所述電源單元連接報警單元，所述報警單元可實現(xiàn)故障報警，并且當(dāng)報警單元檢測到電源電壓小于3V時自動發(fā)出聲光報警信號；

所述顯示屏為LCD液晶顯示屏，可顯示電量、電壓、電流、功率因數(shù)等數(shù)據(jù)，同時可通過485通信單元或載波通信單元實現(xiàn)抄表，即實現(xiàn)三種不同的抄表方式；在正常使用情況下，指示燈為常亮狀態(tài)，卡槽內(nèi)可插入磁卡，顯示屏上可顯示時間、日期、當(dāng)前已用電量、當(dāng)前已扣費用和卡內(nèi)余額；

當(dāng)磁卡插入卡槽時，用戶需同時按下指紋，通過指紋采集裝置采集指紋圖像后傳輸至指紋識別模塊，指紋識別模塊對該指紋進(jìn)行識別，如果匹配，則磁卡會從卡槽內(nèi)自動彈出，如果不匹配，則顯示屏上會出現(xiàn)提示信息，且該系統(tǒng)指紋輸入信息只能出錯4次，超過次數(shù)，指紋識別模塊會將報警信息傳輸至單片機(jī)，單片機(jī)接收并處理該信息后由報警單元發(fā)出警報指令，并將系統(tǒng)鎖死，該電表無法正常工作，需進(jìn)行軟件解鎖后才能恢復(fù)正常；

所述載波通信單元利用現(xiàn)有的輸配電電力線網(wǎng)絡(luò)作為傳輸介質(zhì)，實現(xiàn)電能表與電力部門的遠(yuǎn)程售電系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)；所述繼電器控制單元可在用戶欠費或過載時自動拉閘斷電，當(dāng)用戶欠費時由遠(yuǎn)程售電系統(tǒng)發(fā)送拉閘命令，當(dāng)電表成功接收拉閘命令后，所述顯示屏將顯示“拉閘”字符閃爍提示，繼電器控制單元驅(qū)動繼電器拉閘；拉閘成功后，“拉閘”字符不再閃爍并保持顯示；

當(dāng)用戶充值后，遠(yuǎn)程售電系統(tǒng)再發(fā)送允許合閘命令，當(dāng)電表成功接收命令后，此時顯示屏顯示“拉閘”字符將消失，繼電器控制單元驅(qū)動繼電器合閘；所述存儲單元采用EEPROM存儲器，可防止電能數(shù)據(jù)在意外斷電后消失；所述時鐘單元為具有溫度補(bǔ)償功能的時鐘電路，輸出頻率為1Hz，時鐘精度≤0 .4s/d；

所述安全認(rèn)證單元采用嵌入式安全模塊，其包括內(nèi)核算法單元，所述內(nèi)核算法單元連接有算法協(xié)處理器、隨機(jī)數(shù)發(fā)生器、RAM存儲器和定時器，用于防止非授權(quán)人進(jìn)行操作，從而保障數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?；所述防偷電單元包括電流取樣回路，單片機(jī)定期讀取并比較火線和零線電流取樣的值，如果這兩個電流取樣差值超過設(shè)定的閾值，單片機(jī)選擇兩個電流中較大的電流通道作為當(dāng)前電量計量的通道，同時由報警燈單元輸出聲光報警信號指示竊電狀態(tài)發(fā)生；

所述費控智能電表的工作模式包括本地費控模式和遠(yuǎn)程費控模式，并可接收費控模式切換信號在兩種模式之間進(jìn)行切換，費控模式切換信號由單相費控智能電表內(nèi)預(yù)設(shè)的切換時間觸發(fā)，所述預(yù)設(shè)的切換時間由售電系統(tǒng)的上位機(jī)進(jìn)行設(shè)置，一旦單相費控智能電表內(nèi)的定時時間到達(dá)預(yù)設(shè)的切換時間時，就會根據(jù)切換當(dāng)前的費控模式，判斷得到切換信號是本地費控模式切換至遠(yuǎn)程費控模式還是遠(yuǎn)程費控模式切換至本地費控模式。

本發(fā)明所提供的一種單相費控智能電表，具有以下有益的技術(shù)效果：1、可實現(xiàn)遠(yuǎn)程預(yù)付費和抄表，以及本地費控模式和遠(yuǎn)程費控模式的靈活切換，使較好地滿足電能計量與結(jié)算需求； 2、采用了安全認(rèn)證和指紋識別，數(shù)據(jù)的安全性高；3、LCD液晶顯示屏可顯示電量、電壓、電流、功率因數(shù)等數(shù)據(jù)，同時可通過485通信單元或載波通信單元實現(xiàn)抄表，即實現(xiàn)三種不同的抄表方式；4、可實現(xiàn)故障報警和電量過低報警，便于管理，增加了電表運行的可靠性； 5、防偷電單元可以遏制常見偷電方式，達(dá)到防止偷電的目的。