[发明专利]一种预购电控制器

说明书

技术领域

本发明涉及一种预购电控制器，可以无缝融入现有电力系统，实现电网监测和预付费功 能，属于电力控制设备领域。

背景技术

传统的电能消费模式是“先消费再付费”，供电企业要先向发电部门垫付电费再向用户 收费，为了减轻供电企业的负担，加快供电企业的发展，我国引入了“先付费再消费”的预 购电系统。

目前，预购电系统仅以预付费电能表的形式在民用电领域推广，且多数预购电系统采用 “电卡”购电，“电卡”从普通的接触式IC卡发展到加密的接触式IC卡再到非接触IC卡， 虽然电卡的安全性在增加、容量在扩大，但电卡式电能表终端缺乏实时监控，一旦电能表终 端出现异常情况，用户不能及时得到报警信息。比如余额不足时电能表终端发出的报警动作 通常是电铃和报警灯的声光报警，由于人员不可能时刻留守终端，往往直到跳闸停电后用户 才知道需要购电，给客户造成损失，因此客户容易产生抵触情绪，影响预购电系统的推广。

在工业用电领域，由于电费计量形式比较复杂，一直没有合适的预购电装置能够使用。

目前来看，如果引入预购电系统，无论是民用电还是工业用电领域，都需要将原有的普 通电能表更换为预付费电能表，这样一来使得电力公司的成本加大，不利于预购电系统的推 广。

发明内容

本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种能有效利用原有电能表的预 购电控制器，以实现自动抄表、自行计算电费、根据电费余额采取相应操作、通过手机短信 通讯和主动报警、电网检测、通过红外修改参数、可以接受非接触IC卡充值操作的功能。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：

本发明预购电控制器的特点是设置MCU微处理器，MCU微处理器的外围器件包括有：

一信号调理模块，是以与电网耦合的电流互感器CT和电压互感器PT为信号采集器， 由所述信号采集器采样的被监测信号依次经滤波电路、分压电路以差分方式输入所述MCU 微处理器的内置AD转换器，用于分析电压、电流、相角、谐波含量信息；

一数据储存模块、一时钟芯片和一非接触IC卡读写模块；所述数据储存模块采用 EEPROM存储器U5，所述数据储存模块、所述时钟芯片和所述非接触IC卡读写模块通过 各自的I2C接口与所述MCU微处理器的通用输入输出口GPIOB相连接，以所述MCU微处 理器的通用输入输出口GPIOB模拟I2C总线；

一液晶显示模块，选用点阵LCD显示器，所述点阵LCD显示器与所述MCU微处理器 的通用输入输出口GPIOA相连，以所述MCU微处理器的通用输入输出口GPIOA的输出信 号控制液晶显示模块；

一送断电执行模块，由线性光耦U38、继电器K2和断路器组成；所述送断电执行模块 与MCU微处理器的通用输入输出口GPIOF相连，所述MCU微处理器的通用输入输出口 GPIOF的输出信号依次通过线性光耦U38和继电器K2到达断路器作为响应控制信号；

一手机通讯模块、一红外通讯模块和一多路开关；所述手机通讯模块采用具有手机短信 功能和串行通讯口的工业级手机模块；所述红外通讯模块采用具有红外收发功能的集成模 块；所述多路开关通过串行线与所述MCU微处理器的异步串行通讯口UART2连接，用作 切换手机通讯模块和红外通讯模块与所述MCU微处理器的通讯连接；

一RS485通讯接口，通过信号转换芯片U35和线性光耦U32、U33与所述MCU微处理 器的异步串行通讯口UART1连接；所述信号转换芯片U35将RS485和异步串行通讯口 UART1的信号相互转换，所述异步串行通讯口UART1发送的信号经过光耦U33隔离后再 经过信号转换芯片U35到达RS485通讯接口，RS485通讯接口接收到的信号经过信号转换 芯片U35后再通过光耦U32的隔离到达UART1；

一脉冲采集接口，通过线性光耦后与所述MCU微处理器的通用输入输出口GPIOE相 连接；由所述脉冲采集接口采集到的脉冲信号经过光耦隔离后到达MCU微处理器的通用输 入输出口GPIOE，所述脉冲信号与来自馈线Ua、Ub和Uc的被测电能量信息一一对应；

一按键模块，与所述MCU微处理器的数据线相连接；所述按键模块的动作引起电平变 化通过数据线到达MCU微处理器，所述MCU微处理器分析电平的变化得到上、下、左、 右、确定或取消的操作信息。