专利名称：住宅公用路灯用电量平均分配器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于自动控制领域的一种自动控制装置，特别是一种住宅公用路灯用电量平均分配器。
技术背景随着人民生活水平的提高和住房制度改革的深入，越来越多的居民买了商品房，住进了商品住宅楼。这些改变提高了广大居民生活的文明程度，但，随之而来的问题是，原来单位住宅楼是由单位安装路灯，并由单位负责缴费的，楼内居民不用担心没路灯和收缴费用的问题；而现在商品房内的住户路灯费用如何收取？这就出现了所谓的路灯费用分摊的问题。目前往往采用以下两个办法解决其一是为每个楼道路灯接一电表。此法需要根据电表度数人工分摊后，有人上门挨户定期收费，十分不方便。其二是楼道路灯接入楼道内某住户电表，大概估算后由各住户协商出资，此法容易引起纠纷。因而楼道路灯问题正日益成为住房商品化后的一大难题。
技术内容本实用新型的目的是提供一种能把楼道公用路灯的电量自动平均分摊到楼道各住户的电表内的住宅公用路灯用电量平均分配器。
本实用新型的目的由如下技术方案实现住宅公用路灯用电量平均分配器由环境照度检测电路、照明线路控制电路、输入检测电路、输出驱动电路及单片机控制电路组成，由环境照度检测电路检测环境照度，并将检测的照度信号送单片机控制电路，当环境照度低于设定值时，单片机控制电路输出控制信号使照明线路控制电路工作，将路灯点亮，此时输入检测电路工作，并将检测的信号送至单片机控制电路，经单片机控制电路识别、处理后，向输出驱动电路发出指令，使输出驱动电路工作，将路灯用电量平均分配至各用户电表。
本实用新型所提供的住宅公用路灯用电量平均分配器中的单片机控制电路由单片机U1和看门狗U2组成，看门狗U2的输入6脚WD1接单片机U1中一个I/O口的一位P1.1，看门狗U2的输出7脚RST接单片机U1的复位端Reset。单片机U1是该控制器的控制核心，看门狗U2用于单片机U1的掉电保护，上电时，其上电复位引脚输出200毫秒的高电平，使单片机U1复位，当程序飞走时，看门狗可将程序拉回。
本实用新型中的环境照度检测电路由分压电阻R1、R3、R4，光敏电阻R6和比较器U3组成，分压电阻R3的一端接+5V电源，另一端接光敏电阻R6与比较器U3的反相输入端，分压电阻R4的一端接+5V电源，另一端接分压电阻R1与比较器U3的同相输入端，比较器U3的输出端与单片机U1的一个I/O口中的一位P1.0相接。当环境照度较低时，光敏电阻R6的阻值大于100k时，比较器U3翻转，其输出端输出的低电平信号从单片机U1的一个I/O口中一位P1.0进入单片机，当环境照度较高时，比较器U3的输出为高电平。
本实用新型的照明线路控制电路光电耦合器U9、电阻R12、开关三极管T5、保护二极管D5及控制公用电度表的继电器J5组成，光电耦合器U9的输入端与单片机U1的一个I/O口中一位P1.6相接，光电耦合器U9的输出端通过电阻R12接开关三极管T5的基极，控制公用电度表的继电器J5的线圈接开关三极管T5的发射极，保护二极管D5与其并接。当单片机U1检测到环境照度检测电路送来的低电平信号时，在程序的控制下，从单片机U1的一个I/O口中一位P1.6输出低电平，使光电耦合器U9、开关三极管T5及继电器J5接通，当按下任何一个楼道的路灯开关时，均会接通照明路灯线路；当单片机U1检测到环境照度检测电路送来的高电平信号时，在程序的控制下，从单片机U1的一个I/O口中的一位P1.6输出高电平，使光电耦合器U9、开关三极管T5及继电器J5截止，将照明线路切断，起到节电的作用。
本实用新型中的输入检测电路由照明公用电度表、反射式光电传感器U4及电阻R5、R7组成，反射式光电传感器U4固定在照明公用电度表上，电阻R7与反射式光电传感器U4的发光端相接，电阻R5与反射式光电传感器U4的收光端及单片机U1的外部输入计数器T0相接。当照明路灯线路被接通时，照明公用电度表也同时被接通，固定在照明公用电度表上的反射式光电传感器U4的发光管发出一束光到公用电度表的转盘上，再反射到收光管上，经改造带有黑色光线吸收条的转盘每转过一周，收光管就输出一个低电平信号至单片机U1的外部输入计数器T0，输入给单片机进行计数处理。
本实用新型的输出驱动电路为N路由光电耦合器、电阻、开关三极管、保护二极管及控制用户电度表的继电器组成的驱动分支电路，N≥2，其中每个驱动分支电路光电耦合器的输入端与单片机U1的一个I/O口中的一位相接，其输出端通过电阻接开关三极管的基极，控制用户电度表的继电器线圈接开关三极管的发射极，保护二极管与其并接。当输入检测电路中光电传感器U4的收光端向单片机U1的外部输入计数器T0输出的低电平信号个数，使单片机U1的外部输入计数器T0计满程序的设定初值时，就产生中断，每中断一次，在中断服务器程序的控制下，单片机U1依次从与N路驱动分支电路相接的一个I/O口中N位的每一位输出低电平信号，依次使N个驱动分支电路切换导通，从而依次切换用户1-N的电度表，实现公用路灯用电量平均分摊的功能。由于采用了光电耦合器隔离保证了系统的抗干扰性。
本实用新型所提供的住宅公用路灯用电量平均分配器，采用单片机技术在环境照度低于设定值时自动接通楼道路灯线路，并在程序的控制下依次将公用路灯的消耗电量自动分摊到各个用户的电表内，彻底、公平解决了楼道路灯用电量平均分摊的问题，该住宅公用路灯用电量平均分配器具有自动化程度高、控制可靠、抗干扰性能好的优点。
图1是本实用新型所提供的住宅公用路灯用电量平均分配器的原理方框图；图2是本实用新型所提供的住宅公用路灯用电量平均分配器中的环境照度检测电路、输入检测电路及单片机控制电路的电原理图；图3是本实用新型所提供的住宅公用路灯用电量平均分配器中的照明线路控制电路与输出控制电路的电原理图；
图4是本实用新型所提供的住宅公用路灯用电量平均分配器中的输入检测电路中反射电光传感器的光电采样原理图；图5是本实用新型所提供的住宅公用路灯用电量平均分配器的主控程序。
图2中U1是单片机，U2是看门狗，U3是比较器，U4是反射式传感器，SRESET是复位开关，D6是二极管。图3中U5、U6、U7、U8、U9是光电耦合器，T1、T2、T3、T4、T5，是开关三极管，J1、J2、J3、J4是控制用户电度表的继电器，J5是控制照明公用电度表的继电器，A、B是照明线路火线上分别与继电器J5的动触点、静触点相接处，DB是用户1的电度表，用户2、3、4和公用照明的电度表省略，L1、L2、L3、L4是安装在各楼道的照明灯，S1、S2、S3、S4是控制各楼道照明灯的开关。图4中1是公用电度表表盘，2是固定在该表盘上的反射式光电传感器U4的发光端，3是反射式光电传感器U4的收光端。
具体实施方式
以下结合附图说明本实用新型的实施，图2-图4为本实用新型所提供的住宅公用路灯用电量平均分配器一个实施例的电路原理图，只要按照图中所公布电路装配即可实施本实用新型，其中单片机控制电路是控制核心，单片机U1采用AT89C51，看门狗U2采用IMP813L，复位开关SRESET、二极管D6的设置是为了实现单片机的手动复位，为了实现看门狗信号要求，在延时子程序模块的适当地方加入了“喂狗”指令。继电器与单片机均采用光电耦合器隔离，以提高系统的抗干扰能力，实现强、弱电的隔离。电路中电压比较器U3采用LM393；光电耦合器采用TLP521-2，为了降低功耗，继电器采用工作电压为12V的小型封装继电器，反射式光电传感器采用FS-048，开关三极管采用9013，二极管D1、D2、D3、D4、D5、D6采用4148型。图2-图4所示是一个楼道用户为四户的住宅公用路灯用电量平均分配器的电路原理图，输入检测电路由照明公用电度表采用普通单相电度表改装而成，转盘上带有黑色光线吸收条，如图4所示，反射式光电传感器U4固定于其上，经改造带有黑色光线吸收条的转盘每转过一周，收光端输出的电信号就产生一个低电平，经单片机外部计数器T0输入给单片机进行计数处理，本实施例中计数器初值设为100，计满后产生中断，在中断服务程序向输出驱动电路输出控制信号，切换用户电表。输出驱动电路由四路驱动分支电路组成，由光电耦合器U5、U6、U7、U8，电阻R8、R9、R10、R11，开关三极管T1、T2、T3、T4，保护二极管D1、D2、D3、D4及控制用户电度表的继电器J1、J2、J3、J4组成，光电耦合器U5、U6、U7、U8的输入端分别与单片机U1的一个P1口中四位P1.2、P1.3、P1.4、P1.5相接。用户还可扩展，每路输出驱动电路由光电耦合器、电阻、开关三极管、保护二极管及控制用户电度表的继电器组成，每路驱动分支电路的光电耦合器的输入端与单片机U1的一个I/O口中的一位相接。本实施例中输出驱动电路的每个光电耦合器的输入端与单片机U1的P1口中的一位相接，也可采用单片机的其它I/O口。
权利要求1.一种住宅公用路灯用电量平均分配器，其特征在于由环境照度检测电路、照明线路控制电路、输入检测电路、输出驱动电路及单片机控制电路组成，由环境照度检测电路检测环境照度，并将检测的照度信号送单片机控制电路，当环境照度低于设定值时，单片机控制电路输出控制信号使照明线路控制电路工作，将路灯点亮，此时，输入检测电路工作，并将检测到的信号送至单片机控制电路，经单片机控制电路识别、处理后，向输出驱动电路发出指令，使输出驱动电路工作，将路灯用电量平均分配至各用户电表。
2.根据权利要求1所述的住宅公用路灯用电量平均分配器，其特征在于所述单片机控制电路由单片机(U1)和看门狗(U2)组成，看门狗(U2)的输入脚6(WD1)接单片机(U1)一个I/O口的一位(P1.1)，看门狗(U2)的输出脚7(RST)接单片机(U1)的复位端(Reset)。
3.根据权利要求1或2所述的住宅公用路灯用电量平均分配器，其特征在于所述环境照度检测电路由分压电阻(R1、R3、R4)光敏电阻(R6)和比较器(U3)组成，分压电阻(R3)一端接+5V电源，另一端接光敏电阻(R6)与比较器(U3)的反相输入端，分压电阻(R4)一端接+5V电源，另一端接分压电阻(R1)与比较器(U3)的同相输入端，比较器(U3)的输出端与单片机(U1)一个I/O口中的一位(P1.0)相接。
4.根据权利要求1或2所述的住宅公用路灯用电量平均分配器，其特征在于所述的照明线路控制电路由光电耦合器(U9)、电阻(R12)、开关三极管(T5)、保护二极管(D5)及控制公用电度表的继电器(J5)组成，光电耦合器(U9)的输入端与单片机一个I/O口中的一位(P1.6)相接，光电耦合器(U9)的输出端通过电阻(R12)接开关三极管(T5)的基极，控制公用电度表的继电器(J5)的线圈接开关三极管(T5)的发射极，保护二极管(D5)与其并接。
5.根据权利要求1或2所述的住宅公用路灯用电量平均分配器，其特征、在于所述的输入检测电路由照明公用电度表、反射式光电传感器(U4)及电阻(R5、R7)组成，反射式光电传感器(U4)固定在照明公用电度表上，电阻(R7)与反射式光电传感器(U4)的发光端相接，电阻(R5)与反射式光电传感器(U4)的收光端及单片机(U1)的外部输入计数器(T0)相接。
6.根据权利要求1或2所述的住宅公用路灯用电量平均分配器，其特征在于所述的输出驱动电路为N路由光电耦合器、电阻、开关三极管、保护二极管及控制用户电度表的继电器组成的驱动分支电路，N≥2，其中每个驱动分支电路光电耦合器的输入端与单片机(U1)的一个I/O口中的一位相接，其输出端通过电阻接开关三极管的基极，控制用户电度表的继电器线圈接开关三极管的发射极，保护二极管与其并接。
7.根据权利要求6所述的住宅公用路灯用电量平均分配器，其特征在于所述的输出驱动电路由光电耦合器(U5、U6、U7、U8)、电阻(R8、R9、R10、R11)、开关三极管(T1、T2、T3、T4)、保护二极管(D1、D2、D3、D4)及控制用户电度表的继电器(J1、J2、J3、J4)组成，光电耦合器的输入端与单片机(U1)的一个I/O口中的四位(P1.2、P1.3、P1.4、P1.5)相接，其输出端通过电阻(R8、R9、R10、R11)接开关三极管(T1、T2、T3、T4)的基极，控制用户电度表的继电器(J1、J2、J3、J4)的线圈接开关三极管(T1、T2、T3、T4)的发射极，保护二极管(D1、D2、D3、D4)与其并接。
专利摘要本实用新型属于自动控制领域的一种自动控制装置，特别是一种住宅公用路灯用电量平均分配器。该平均分配器由环境照度检测电路、照明线路控制电路、输入检测电路、输出驱动电路及单片机控制电路组成，由环境照度检测电路检测环境照度，并将检测的信号送单片机控制电路，当环境照度低于设定值时，单片机控制电路输出控制信号使照明线路控制电路工作，将路灯点亮，此时输入检测电路工作，并将检测的信号送至单片机控制电路，单片机控制电路识别、处理后，向输出驱动电路发出指令，使其工作，将路灯用电量平均分配至各用户电表，彻底、公平地解决了楼道路灯用电量平均分摊的问题，该平均分配器具有自动化程度高、控制可靠、抗干扰性能好的优点。
文档编号G05B15/02GK2641685SQ0327083
公开日2004年9月15日 申请日期2003年8月27日 优先权日2003年8月27日
发明者刘利学, 杨再忠, 刘小剑, 汪毅, 刘涟 申请人:刘利学