基於遠程無線通信技術的用電現場全數字管理系統的製作方法
2023-06-23 00:25:56 2
專利名稱：基於遠程無線通信技術的用電現場全數字管理系統的製作方法
技術領域：
本發明創造屬於單片機應用技術領域，特別涉及基於遠程無線通信技術、計算機網絡技術的單片機應用技術領域。
背景技術：
本發明創造申請日前，用電管理部門不採用技術手段給用電單位或所控電器設備下達用電量指標及用電時間指標，在用電資源不足的情況下，往往採用超負荷拉閘限電的方法，平衡供電需求。其缺陷是由於線路的原因，拉閘限電同時對居民、國家機關、學校、交通指揮、醫院等單位的正常用電帶來負面影響。申請日之前的低壓載波電能表集中抄表系統雖能實現從電量採集、電費核算、線損計算到報表生成等一系列用電管理的微機化管理，但不能對用電單位的用電量及用電時間進行實時監控及管理。
發明內容
本發明創造將低壓載波電能表集中抄表系統與基於遠程無線通信技術的用電現場全數位化管理系統有機結合，使之不僅具有從電量採集、電費核算、線損計算到報表生成等一系列用電管理的微機化管理，同時也能實現用電管理管理部門對用電單位的用電量及用電時間進行實時監控及管理，後者對有序用電的科學管理提供平臺。
本發明創造的優點是具有低壓載波電能表集中抄表系統與基於遠程無線通信技術的用電現場管理系統的雙重功能，同時在接駁電力載波通信模塊後實現遠程全數位化路燈照明監控構成本發明創造的新穎性與創造成性的必要特徵。
本發明創造解決其技術問題所採用的技術方案是該系統由GSM無線通信接口、電子式電能表脈衝輸出電能計量集成電路脈衝輸入接口、單片機及軟體系統、開關電路、開關執行電路及數字顯示電路逐級連接而成。開關執行電路串接於電源與負載之間並控制其通斷。GSM通信模塊接收GSM通信模塊發射的信號，與單片機系統相連接通過單片機系統的解碼，實現對開關電路及開關執行電路的控制；或通過雙向通信將單片機資源傳輸給管理中心。電子式電能表脈衝輸出電能計量集成電路輸出的脈衝信號輸入單片機系統的I/O埠集合，其輸入脈衝量與管理中心通過GSM通信模塊傳輸給單片機系統的脈衝輸入量相比較。從而實現單片機對開關執行電路及用電負載的實時控制。管理中心提供的電子日曆與遠程時鐘校準信號通過GSM通信模塊向單片機系統提供並在顯示電路中顯示。
本發明創造不涉及包括作業系統、開發環境、資料庫的管理中心運行軟體中涉及的地圖管理與維護子系統、控制管理子系統、資料庫管理與維護子系統、信息查詢與統計分析及系統配置與管理子系統。也不包括已有技術涉及的GSM通信模塊及雙向通訊的實現，上述技術涉及GSM無線通信技術、地理信息系統圖形顯示技術及自組織理論的通信技術。
圖1為本發明創造的電路結構框圖。圖中(1)為單片機及軟體系統(2)為脈衝輸出的電能計量集成電路無源脈衝輸出信號源(3)為GSM通信模塊(4)為開關電路(5)為開關執行電路(6)為數字顯示電路。
圖2為本發明創造的實施例電原理圖。圖中單片機硬體系統包括微處理器MCU、靜態存貯器和動態存貯器，也包括並行、串行輸入輸出I/O電路、解碼器、計數器、比較器、驅動電路等電路。I/O(1)、I/O(2)為計量集成電路AD7755無源脈衝輸出信號接口，I/O(3)至I/O(N)為GSM通信模塊解碼器(D)的輸入埠I/O集合。GSM通信模塊與解碼器(D)相連接，G為三極體，J為繼電器。
圖3為本發明創造與負載電力開關的連接圖。K1、K2、K3為電力開關的常開或常閉觸點，KL為電力開關的電磁線圈，N為零線，L1、L2、L3為相線(火線)，其中IN為進線端，OUT為出線端。G為三極體，J為繼電器。
具體實施例方式
本發明創造實施例採用的脈衝輸出的電能計量集成電路AD7755是一種高準確度電能測置集成電路，其CF輸出埠通過微處理器MCU與計數器相連接其輸出頻率反映瞬時有功功率的大小，對於雙向電度表或需要知道電能流向的情況同時使用REVP輸出，通過微處理器MCU與計數器的UP/DOWN相連接。在具體電路中既可取樣於單個脈衝輸出的電能計量集成電路也可取樣於電子式電能表中的電能計量集成電路，其與微處理器MCU的連接方式視不同集成電路的引腳確定。本發明創造採用的GSM通信模塊，具有雙向發送與接收功能，GSM通信模塊通過解碼電路與本發明創造單片機的I/O集合相連接。單片機系統的I/O輸出端I/O與三極體G相連接，其輸出端與繼電器J的線圈相連，J的常開端或常閉端與電力開關電磁線圈KL相連接，電力開關的常開或常閉觸點K1、K2、K3分別與相線L1、L2、L3的進線L(1)IN、L(2)IN、L(3)IN與出L(1)OUT、L(2)OUT、L(3)OUT與負荷相連接。
權利要求
1.一種基於遠程無線通信技術的用電現場全數字管理系統，其主要特徵是該系統由GSM無線通信接口、電子式電能表脈衝輸出電能計量集成電路輸入接口、單片機及軟體系統、開關電路、開關執行電路及數字顯示電路逐級連接而成，開關執行電路與用電負載相連接，控制其有序通斷。
2.根據權利要求1所述的基於遠程無線通信技術的用電現場全數字管理系統，其特徵在於所述GSM無線通信接口是單片機I/O埠的一個集合，用以接收GSM通信模塊提供的遠程無線通信信號，通過單片機及軟體系統，進而控制負載的工作狀態。
3.根據權利要求1所述的基於遠程無線通信技術的用電現場全數字管理系統，其特徵在於所述電子式電能表脈衝輸出電能計量集成電路輸入接口是單片機I/O埠的一個集合，用以接收電子式電能表脈衝輸出電能計量集成電路的輸入脈衝信號，通過單片機及軟體系統對其脈衝個數計數並與GSM通信模塊向單片機系統軟體提供的電力負荷脈衝個數比較，進而控制負載的工作狀態。
4.根據權利要求1所述的基於遠程無線通信技術的用電現場全數字管理系統，其特徵在於所述單片機及軟體系統由微處理器、計數器、比較器、靜態存貯器和動態存貯器，並行、串行輸入輸出電路、解碼器、驅動器等電路及用於處理GSM無線通信信號、電子式電能表脈衝輸出電能計量集成電路脈衝輸入信號並實時控制負載工作狀態的軟體組成，其解碼器與GSM通信模塊連接，計數器與電子式電能表脈衝輸出電能計量集成電路的輸出端相連接。
5.根據權利要求1所述的基於遠程無線通信技術的用電現場全數字管理系統，其特徵在於開關電路由1隻三極體構成，三極體的輸入端與單片機系統的輸出端相連接，並受控於單片機輸出信號，三極體的輸出端與繼電器線圈相連接。
6.根據權利要求1所述的基於遠程無線通信技術的用電現場全數字管理系統，其特徵在於所述開關執行電路由1隻繼電器構成，繼電器線圈與三極體輸出端相連接，並受控於三極體的開關狀態，繼電器的常開端或常閉端分別與受控電力開關的電磁線圈相連。
7.根據權利要求1所述的基於遠程無線通信技術的用電現場全數字管理系統，其特徵在於所述數字顯示電路由LCD液晶顯示、LED數碼顯示或真空動態顯示屏中的一種構成，與單片機I/O輸出端或驅動電路相連接，受單片機軟體或驅動電路控制，顯示電路設有時鐘顯示、年、月、日、周顯示、允許使用電量顯示、已使用電量顯示、剩餘電量顯示、允許用電日、用電時間顯示，受控於單片機軟體控制。
8.根據權利要求1所述的基於遠程無線通信技術的用電現場全數字管理系統，其特徵在於所述負載為接觸器、空氣開關等具有電磁線圈的電力開關，其電磁線圈與開關執行電路的繼電器常開或常閉觸點與電磁線圈串連，電磁線圈受控於繼電器的觸點的開閉，電力開關的進線端接電源進線，出線端連接受控電器。
9.根據權利要求1所述的基於遠程無線通信技術的用電現場全數字管理系統，其特徵在於所述單片機系統留有I/O集合，供接駁電力載波通信模塊及K1-KN個輕觸按鍵。
全文摘要
本發明創造公開了一種基於遠程無線通信技術的用電現場全數字系統，用以接收GSM無線傳輸信號，對用電負荷進行時間及用電量的有序管理，屬於單片機應用技術。其主要特徵是該系統由GSM無線通信接口、電子式電能表脈衝輸出電能、計量集成電路輸入接口、單片機及軟體系統、開關電路、開關執行電路及數字顯示電路組成。GSM無線通信接口接收遠程無線傳輸信號，脈衝輸出電能計算集成電路接口接收脈衝輸入信號，單片機輸出信號分別控制開關電路、開關執行電路及顯示電路。開關執行電路連接電源與負載並控制其通斷。本發明創造串接於電源與負載之間，實現用電現場的網絡化監控與管理，有利於電力資源的合理分配及科學有序管理。
文檔編號G05B15/02GK1580986SQ200410030599
公開日2005年2月16日 申請日期2004年4月7日 優先權日2004年4月7日
發明者譚啟仁 申請人:譚啟仁