[實用新型]基于GPRS通訊的三相預付費電能表系統

無效

• 申請號: 200920055521.1
• 申請日: 2009-04-28
• 公開（公告）號: CN201402280Y
• 公開（公告）日: 2010-02-10
• 發明（設計）人: 陸以勤;蔡韜;沈錫放
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G01R11/56
• 分類號: G01R11/56;G08C17/02
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司
• 代理人: 何淑珍

技術領域

本實用新型涉及三相電能計量與遠程抄表領域，具體涉及基于GPRS通訊的三相預付費電能表系統。

背景技術

三相預付費電能表目前已經有了廣泛的應用，其最主要的技術包括：IC卡及RFID技術、三相電量計量技術、電量管理技術、遠程抄表技術等。現有的IC卡技術已經非常成熟地應用在預付費電能表中，不過IC卡技術也存在一定的安全隱患，如通過接口盜電、通過復制IC卡等情況可能發生。電量計量技術，目前多采用固態技術代替機械電子技術，這樣做的優點是使電能表的精度更高，使用壽命更長。遠程抄表技術中，多采用集抄方式，電能表通過有線的形式，如使用RS485、電話線等連接到集抄器，再由集抄器上報供電中心(供電方)。上述方式還不能實現雙向通訊及隨時抄表。同時也給遠程抄表的安裝增加了成本。電量管理技術基本以國標為標準，對電量管理過程做了非常詳細的規定。本產品遠程抄表技術，使用非常熱門的GPRS(通用分組無線業務)技術，具有保密性好、成本低、適合突發性數據傳輸等特點。同時實用了遠程控制、隨時抄表、遠程監測功能。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服現有技術存在的上述不足，提供基于GPRS通訊的三相預付費電能表系統。具體技術方案如下：

基于GPRS通訊的三相預付費電能表系統，該系統包括三相預付費電能表與GPRS服務器；三相預付費電能表包括：電能計量模塊、GPRS模塊、顯示模塊、控制電閘、微處理模塊和電表電源；電能計量模塊由三相電能計量芯片及三相采樣電路組成，三相采樣電路采樣電力用戶的使用電流和電壓，三相電能計量芯片根據采集到的電流和電壓來計量用戶的使用電量，電能計量模塊通過串行外圍設備接口與微處理模塊連接；GPRS模塊通過串口與微處理模塊連接；顯示模塊、控制電閘分別與微處理模塊通過輸入輸出信號線連接，顯示模塊用于顯示時間、電量使用情況和電表狀態；控制電閘用于控制電力供應的通斷；微處理模塊由MCU系統及時鐘電路組成，MCU系統記錄用戶電量使用情況對與其連接的各組成部分進行控制，時鐘電路為三相預付費電能表提供實時時間；GPRS服務器通過GPRS模塊與三相預付費電能表通訊，負責對三相預付費電能表進行遠程抄表、遠程控制、遠程充值。

上述的三相預付費電能表系統中，電能計量模塊由三相電能計量芯片及三相采樣電路組成，三相采樣電路通過分壓從三相四線電力線的采樣A、B和C三相電壓，并通過電流互感器采樣三組電流，三組電流分別為A相電流輸入和輸出，B相電流輸入和輸出，C相電流輸入和輸出；三相采樣電路與三相電能計量芯片連接，將采樣結果傳輸給三相電能計量芯片。

上述的三相預付費電能表系統中，顯示模塊由漢字點陣液晶顯示器、220V報警燈、220V報警鈴組成；微處理模塊由MCU系統與DS1302時鐘電路組成，MCU系統與DS1302時鐘電路之間使用I/O口連接，MCU系統包括MCU芯片、復位電路、外部晶振。

上述的三相預付費電能表系統中，電表電源由變壓器和穩壓芯片組成，直接從三相電力線采電，供應電源給三相預付費電能表中的其他模塊。

上述的三相預付費電能表系統中，所述電表狀態分為4個狀態：

正常狀態：可用電量足夠，運行正常；

賒欠狀態：可用電量低于報警門限值，進入賒欠狀態，啟用可賒欠電量，預支電量；

報警狀態：可賒欠電量使用完，電量重新低于報警門限值時，進入報警狀態，報警燈點亮；

欠費狀態：可用電量使用完，進入欠費狀態，電能表閘斷開，報警鈴響鈴。

上述的基于GPRS抄表的三相預付費電能表系統的控制方法，該方法中用戶先購電，再使用，供電方進行遠程抄表、遠程充值、遠程控制，具體包括如下步驟：

(1)用戶向供電方購買電量，供電方通過GPRS服務器向用戶的三相預付費電能表充值，微處理模塊更新已記錄的可用電量，三相預付費電能表進入正常狀態；

(2)微處理模塊讀取電量計量模塊計算出的設定時間內用戶使用電量，將已記錄的可用電量減去該設定時間內用戶使用電量，并更新已記錄的可用電量，當三相預付費電能表可用電量減少至報警門限值時，三相預付費電能表的微處理模塊通過顯示模塊向用戶報警并進入賒欠狀態，把可賒欠電量加至可用電量中；

(3)當三相預付費電能表可用電量再次減少至報警門限值時，三相預付費電能表向用戶報警并進入報警狀態；

(4)當三相預付費電能表可用電量減少至0時，微處理模塊控制控制電閘斷開，進入欠費狀態，并通過GPRS模塊將欠費狀態信息傳輸給GPRS服務器；直到下次充值成功才合上電閘。