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预付费 电度表系的工作原理

发表时间:2019-06-12 14:15:25 | 点击:73次

随着社 会经济和技术的飞速发展,IC卡及应 用必将取代磁卡、条形码 卡等占领所有该领域的主要市场,相应的 电器产品也越来越广泛的应用到各个领域。电能需 求量的日益增大,电力部 门一直在探寻一种方便,实用的收费方法。实现先 购电再用电是解决此问题的有效途径之一,它既利 于供部门的管理,又便于用户交费用电,预付费 电表就是为此目的而开发的。从而实 现电费收缴管理微机化,它为电 能使用监督管理提供了有利手段,同时也 大大降低了电业部门营运成本。新型电 子器件的不断推出,也将使 得预付费电能表系统的本身性能价格比不断提高,因该类 产品应用面非常广,使产品 定会产生较大的社会效益和经济效益。

(一)预付费电度表的 系统原理与功能

1预付费 电度表是以标准的感应式电度表为基表改装而成,IC卡充当 信息传递的媒介,经过单 片机的处理和控制,用户从 电力管理部门购买的电量通过 IC卡传递给电度表。单片机 将新的购电量和原表内剩余电量

相加得 到新的剩余电量,存于可断电保存的 存储芯片中,借用原 有电度表电能转换机械能的部份机构,在原有 电度表转盘上涂黑一小块,并加装 一对红外发射接收管,对基表 转盘转数进行计数,根据电表常数/即转 0 度1得到使用的电度数,每用一度电,单片机 内剩余电量减一度,当单片 机内剩余电量减到 " 时,通过表 内继电器切断用户供电,用户需通过 IC 卡再次购电,方可得到供电。达到先购电后用电,方便物 业收费管理的目的。

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预付费电度表使用:通过 IC 卡实现先买电,后用电。

预付费电度表计量:配合原感应电度基表,采用非 接触式光电取样,不改变原表计量精度。

预付费电度表保密功能:保证一户一卡,若使用非指定介质、坏卡或不同密码的 IC 卡时,具有错误提示功能, ,该卡是 具有写保护和可编程密码功能的 IC卡,加上软件算法和5动态加密5,可严格 有效地防止依靠伪造和复制购电卡的行为,这在一 定程度上便于物业管理部门的监督。

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预付费电度表 数字显示功能:采 轮流显示剩余电量,报警电量,超负荷次数。

预付费 电度表限量供给功能:当剩余 电量小于设定的告警电量时,红色指示灯提出警示,以提醒用户及时购电。当表中 剩余电量为零时,自动切断供电。

预付费电度表过载保护功能:当用户 超负荷用电超过 ’60" 秒时,系统自动断电。减轻负荷时,系统自动供电,且能记录超负荷次数。

预付费电度表 断电数据保护功能:电网停 电时表中数据可靠自行保存,各种数 据保存十年以上。

预付费 电度表自动复位功能:系统受干扰,程序跑飞,通过看 门狗电路可使系统自动复位。

预付费电度表 低功耗功能:现有的感应式电度表,国家标 准规定的功耗不超过 3W,对于 IC卡预付费电度表电路,均采用 低功耗器件设计。

预付费 电度表用户电器保护功能:电网停电后恢复供电、延时数 分钟接通用电回路,对家用电器如电冰箱、彩电等起到保护作用。

预付费电度表 多卡合一功能:允许同一 !" 卡可作为设置卡、复位卡及用户卡,即三卡 合一或二卡合一或单专用卡。

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系统硬 件电路的设计思想是:在保证 系统功能及运行可靠性的前提下,尽可能降低成本。故本系 统以单片机构成控制和处理信息的核心部分。尽管选用 90年代流行的 8031单片机 可以实现本系统,并且有 成熟的通用接口,但构成 的最小系统外围器件较多,系统成本、功耗较高,性能价格比较低。选用目前流行的GMS97C51系列单 片机又有些大材小用,会造成成本、功耗偏高。因此,采用 2051系列单 片机应该是较佳选择。其本身 就是一个单片机最小系统。片内含有 2K 字节 和EEPROM 存贮器和 128字节的 RAM,是具有 20引脚、低电压、高性能的 CMOS8 位单片机,指令系统与 MCS51单片机兼容,程序可三级加密,安全性高,考虑到 尽量减少对单片机 2051引脚的占用,对显示电路、断电数 据保持电路以及 !"IC卡接口,均采用串行数据传送,从而大 大降低硬件电路的制作成本.

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 显示电 路和断电数据保持

显示电路包含锁存器、译码器和驱动器,接口信号较多,需占用 大量单片机的硬件资源,而且辅 助电路也比较复杂,功能单一,不适合本系统,本系统选用了 MOTOROLA 的新型显示器。该芯片是一种高集

成的 LED 显示驱动器件,它采用 了动态扫描方式,直接驱动 /7 LED带小数点位’或带符号的 4 1/2( 位十进制数 0-9),16 进制 ,A-F 以及由 LDE组合而 成的其它字符或符号。该器件 的辅助电路简单,只需外接一个电阻 R,即可达到驱动 LED 显示的目的。数据传 送采用同步串行方式,只占用单片机 3个引脚。同样用这 3个引脚再连接 24LCO2串行 EEPROM完成断 电数据保持工作。即自动 断电保存所有可以修改的数据,如剩余电量、密码、卡号等。显示电 路和断电数据保持的数据传送.




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