[实用新型]键盘式多功能预付费电能表

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电能表，尤其涉及一种键盘式多功能预付费电能表。

背景技术

电能表从先计量再付费的传统电能表到投币式、磁卡式电能表，又发展到现在流行的IC卡电能表，经过了一系列的演变，但都存在这样那样的缺限。先计量再付费的传统电能表存在“上门抄表”的繁琐问题。而取而代之的投币式电能表虽克服了这个麻烦，但是使用后不久就发现，有人用冰冻成冰币投入投币箱也能启动电能表，即可免费用电，故这种表不久就被淘汰。接着磁卡式电能表兴起，但存在两个致命的弱点：寿命短和易受干扰，而且易失磁。取而代之出现了IC卡电能表，但由于IC卡电能表具有一个向用户完全开放的插卡口，插卡口容易被人为攻击，造成电能表死机、数据混乱，最终使计费系统瘫痪。同时，由于受到成本的限制，IC卡比较容易被破解、甚至被大量复制进行黑市交易。而且，IC卡容易丢失，且难以实现远程充值。这些缺点使得前几年安装的IC卡预付费表已经大面积出现性能、质量、安全等问题，有的已经全面瘫痪并拆除。

发明内容

本实用新型提供一种没有开放的插卡口，不需要物理传输介质，增强抗攻击性和抗干扰性，延长使用寿命键盘式多功能预付费电能表，主要解决IC卡电能表有开放的插卡口，易被人为攻击，密码容量有限，易被破解、复制，造成电能表瘫痪、电量管理失控的技术问题。

本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：本实用新型包括MCU微控制单元及与之相连的计量单元、存贮单元、显示单元、用户信息输入单元、脉冲输出单元、继电器控制单元以及为整个电能表提供工作电源的电源单元，所述的MCU微控制单元上还连接有时钟单元、光电通信单元，所述的用户信息输入单元为键盘输入单元，所述的显示单元为液晶屏显示单元。计量单元、继电器控制单元接用户电路，计量单元通过采样电压和电流信号把电能转换成脉冲信号送MCU微控制器处理，再将相关数据和信息送液晶屏显示。一旦发现用户欠费，MCU微控制器立即输出控制信号给继电器控制单元，断开用户的供电线路，迫使用户去购买充值。用户先向电力部门购买电量，得到充值所需的相应的编码及金额，然后通过电能表上的键盘输入单元输入这串编码，此编码是采用3DES加密算法和动态密钥加密技术生成，由20位或21位数字编码组成，包含了用户与电能表的信息，电能表对输入的编码进行解密，获得充值金额、充值日期和充值有效期等信息。用户充值后，继电器控制单元动作，恢复用户的供电线路。脉冲输出单元为脉冲指示灯，会根据用电大小以不同的频率闪烁。存贮单元包括FRAM存储器和EEPROM存储器，对于需要频繁保存的数据(如电量和金额)保存在FRAM中，而那些数据量大但不需要频繁写操作的数据保存在EEPROM中。

时钟单元非常重要，若采用MCU微控制器计时，一方面需要采用计数器，占用硬件资源，另一方面需要设置中断、查询等，同样耗费MCU微控制器的硬件资源和软件资源，而且容易造成计时不准确。在MCU微控制单元上外接时钟单元，有效克服了上述问题。

当供电部门需要对电能表进行设置或维修时，通过光电通信接头连接电能表的红外通信单元和随带的掌上电脑，就可通过掌上电脑对电能表进行基本参数设置、功能维修，也可读取电能表中的用电信息，包括余额、充值次数等，使维护更加方便。

作为优选，所述的MCU微控制单元还与报警单元相连。为了便于收费和管理，在用户已充值的金额快用完或因未及时充值而即将切断用户供电线路时，都需要提醒用户，这一功能通过报警单元来实现。

作为优选，所述的报警单元包括发光二极管报警电路、蜂鸣器报警电路。发光二极管采用红色LED，设为一级报警，用户所充金额快用完时被点亮；蜂鸣器设为二级报警，即将切断用户供电线路时鸣叫。

作为优选，所述的光电通信单元由近红外发射管、近红外接收管和相应的三极管、电阻构成。电路设计简单，性能可靠。

作为优选，所述的键盘输入单元由10个数字键、1个退格键、1个回车键组成。功能实现方便，布局合理。

作为优选，所述的电源单元由市电供电和锂电池供电。电能表的电源在上电时用市电供电，掉电时则自动切换到锂电池供电。电能表低功耗性能显著，可以在用普通锂电池3.6V/600mAh供电的情况下工作5年以上。

本实用新型的有益效果是：用户信息、所购电量通过键盘输入电能表，取消了IC卡电能表的开放式插入口，增强抗干扰性和抗攻击性，延长电能表的使用寿命，数据传输不需任何物理介质，不易被破解和复制，既安全又方便，节省成本。

附图说明

图1是本实用新型的一种电路连接框图。