专利名称：基于负控系统的电能计量箱防窃电控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及自动控制技术领域，特别是用于监测电能计量箱的工作状态，预防发生窃电现象的实时监测装置。
背景技术：
为实现用户的电能计量，在配变处都安装有低压计量箱。为防止用户擅自更改计 量箱内计量回路，保证计量准确，常采用的方法是在计量箱上加锁，由专门的管理人员管理 锁钥匙，需要对计量箱进行维护时，由管理人员打开箱门。这种方法在一定程度上解决了用 户擅自改动计量电路的问题，但也出现了用户伙同管理人员打开计量箱，修改计量电路，以 达到窃电目的等问题的产生。之所以出现这种现象，是由于众多的计量箱钥匙掌握在管理 人员手中，他们与用户有千丝万缕的联系，容易出现各种交易、以权谋私等现象。从根本上 解决上述问题的方法在于加强对计量箱门开锁的管理。研究一种由稽查中心或负控中心可 实时监测并自动控制计量箱门的工作状态，预防窃电现象发生的防窃装置成为必然。
实用新型内容为克服现有电能计量箱工作状态监控方式的不足，本实用新型的发明目的在于提 供一种基于负控系统的电能计量箱防窃电控制器，通过目前已建立的负荷控制系统的通信 信道和GSM通信，由稽查中心或负控中心对计量箱实施自动监控，以实现对计量箱的可靠、 有效、方便的管理，预防窃电现象发生的目的。为实现上述目的，本实用新型包括微控制器、RS-485接口电路、电控锁、红外收发 电路、开关量输入接口、开关量输出接口、电源电路、蜂鸣器、状态指示发光管、蓄电池、传感
ο微控制器分别与RS-485接口电路、电控锁、红外收发电路、开关量输入接口、开关 量输出接口、电源电路、蜂鸣器、状态指示发光管、蓄电池、传感器相连接，微控制器为单片 机，或为可编辑逻辑器件，或为SOC芯片；RS-485接口电路为RS-485接口芯片；控制计量箱 门开关的电控锁由微控制器经驱动电路控制，可以是电磁式或电动式；红外收发电路由红 外LED组成发送电路，红外LED接收管组成接收电路，均在微控制器的控制下完成红外数 据的收发；红外收发电路可以是红外编、解码芯片通过微控制器的控制实现红外编、解码功 能，或是红外LED、红外光敏管通过微控制器的控制实现红外编、解码功能；开关量输入接 口、开关量输出接口可以是专门的接口芯片，或采用专用的接口集成电路与微控制器连接， 或微控制器内置开关量输入、输出接口部件；用于监测箱门的状态的开关量输入接口可以 外接微动开关或门磁开关，用于触发其变位、产生主动上报事件的开关量输出接口连接于 负控终端的开关量输入；为装置中的所有电路提供电源、并实现蓄电池的充、放电控制的电 源电路内置稳压芯片、交直流变换电路与蓄电池的充放电控制电路；蓄电池可以是铅酸蓄 电池、或镍镉电池、锂电池。微控制器为本实用新型的核心部分，可实现开关量的输入、输出和核心监测、控制功能；RS-485接口电路实现负控终端之间的数据传输；红外收发电路完成红外信号的接收与发送；电控锁在微控制器的控制下对箱门实施控制；传感器监测箱门的状态；开关量输 出接口连接于负控终端的开关量输入端，用于在特定情况下产生变位信号，使负控终端将 箱门的变动主动上报至负控中心；状态指示发光管和蜂鸣器用于指示开门动作是否完成。 当需要打开箱门时，必须通过负控中心传输指令，并由负控终端通过RS-485接口将指令传 送给微控制器，微控制器发出信号，电控锁动作，将箱门打开。没有负控终端传送的指令时， 电控锁不会动作，箱门无法打开。如采用暴力强行打开计量箱门，则微控制器检测到传感器 动作后会触发负控终端，主动将这一不正常事件立即上报到稽查中心。为了保证在负控终 端出现故障时仍然能够完成正常打开箱门的工作，微控制器中的红外收发电路可以通过应 急方式接收指令，完成开门工作。微控制器内部带有事件存储功能，可以完整记录计量箱的 各种状态，稽查中心可以直接读取辖区内任意一台计量箱内存储的事件，供分析之用。为保证停电情况下的正常操作，微控制器内部带有蓄电池作为备用电源，微控制 器监控蓄电池的充放电工作，在正常情况下蓄电池处于浮充电状态，在停电情况下为计量 箱控制电路、电控锁等供电。本实用新型基于目前已建立的负荷控制系统的通信信道和GSM通信，将计量箱开 门的控制掌握在稽查中心或负控中心，并对计量箱门的开关状态实时监测。当需要对计量 箱进行维修时，管理人员需向稽查中心提出申请，由稽查中心或负控中心向该计量箱发出 指令，管理人员才能打开箱门，这样便杜绝了管理人员私自打开箱门的问题；同时，如果有 人未经批准强行用暴力打开箱门时，用电稽查中心能够立即发现，并采取相应行动。本实用新型与现有技术相比，克服了用户可擅自更改计量箱内计量回路的人工管 理方式的不足，并利用负控系统，在微型核心处理器控制下实现了计量箱门状态的全天候 实时、有效监控，可有效防止窃电现象问题的发生，同时，由于利用了负控系统的通信功能， 减少了重复投资，降低了系统的综合成本。
以下结合附图对本实用新型作进一步详述。
图1是本实用新型电路结构方框简图；图2是本实用新型电路图。
具体实施方式
如
图1所示，微控制器1分别与RS-485接口电路2、电控锁3、红外收发电路4、开 关量输入接口 5、开关量输出接口 6、电源电路7、蜂鸣器8、状态指示发光管9、蓄电池10、传 感器11连接。微控制器1为本实用新型的核心部分，可实现开关量的输入、输出和核心监 测、控制功能；电源电路7为本实用新型所有控制电路提供电源，微控制器1可通过电源电 路7内部的充放电电路实现对蓄电池10的充放电控制；RS-485接口电路2可以是任何一 种专用或通用的芯片，实现负控终端之间的数据传输；电控锁3可以是电磁式的，也可以为 电动式，还可以是其它结构形式，由微控制器1经驱动电路控制；开关量输入接口 5、开关量 输出接口 6可以是专门的接口芯片，也可以是微控制器1本身集成的接口，可采用专用的接 口集成电路与微控制器1连接，或微控制器1内置开关量输入、输出接口部件，用于监测箱门的状态的开关量输入接口 5可以外接微动开关或门磁开关，采集安装在箱门处传感器11 的动作，用于触发其变位、产生主动上报事件的开关量输出接口 6连接于负控终端的开关 量输入；红外收发电路4由红外LED组成发送电路，红外接收管组成接收电路，均在微控制 器1的控制下完成红外数据的收发，红外收发电路4可以是红外编、解码芯片通过微控制器 1的控制实现红外编、解码功能，或是红外LED、红外光敏管通过微控制器1的控制实现红外 编、解码功能；蓄电池10为备用电源，可以采用铅酸蓄电池、镍镉电池或锂电池等；传感器 11安装在箱门处，用于感应箱门的工作状态；状态指示发光管9和蜂鸣器8指示开门的工 作状态。 如图2所示，微控制器1采用型号为STC12C5410的单片机，这是一种内部带有AD 转换器、串行接口、开关量输入/输出接口、PWM功能的单片机，可以有效地简化系统结构、 降低成本；RS-485接口电路2采用MAX485，其R0引脚直接与微控制器1的STC12C5410的 RXD连接，实现数据接收，其DI直接与STC12C5410的TXD连接，实现数据发送，RE/DE连接 在一起与STC12C5410的P3. 4连接，实现收、发状态的转换，在STC12C5410的控制下完成 RS-485数据通信；光电耦合器P521直接和微控制器1的引脚连接，并与三极管Q5等组成电 控锁3的驱动电路；门电路74HC00实现红外LED、红外光敏管与微控制器1的接口，用微控 制器STC12C5410的PWM输出产生红外发送需要的调制信号，红外接收信号连接于微控制器 STC12C5410的INTO引脚，在程序控制下实现红外信号的解码，可以最大限度地降低成本； 三极管Q2、Q3、电阻器Rll、R12等连接到微控制器STC12C5410的AD输入引脚实现蓄电池 10的充放电控制；开关量输入接口 5直接连接到微控制器1STC12C5410的INT1引脚，电阻 器R27用于保证信号状态的稳定；开关量输出接口 6直接连接到微控制器1STC12C5410的 P2. 2、P2. 3并通过三极管Q5、Q6、电阻器R25、R26等产生输出；晶体Y1、电容器C5、C6组成 微控制器1的时钟电路，电阻器R8、电容器C7组成微控制器1的上电复位电路；电源电路7 由交直流变换部分的三端稳压器U1、整流桥BR、蓄电池充放电Q2、Q3等组成，Q3输出连接 至蓄电池10的正极；传感器11通过接线柱J2连接到微控制器的引脚；微控制器1的引脚 23、24连接广电耦合器P521，再连接到三极管Q5驱动电控锁3 ；微控制器1的引脚22连接 到三极管Q4，用于驱动蜂鸣器8 ；LED状态指示发光管9经电阻器R7，连接到微控制器1的 引脚26。
权利要求一种基于负控系统的电能计量箱防窃电控制器，其特征在于包括可实现数据通信、开关量的输入、输出和核心监测、控制功能的微控制器(1)，微控制器(1)分别与RS-485接口电路(2)、电控锁(3)、红外收发电路(4)、开关量输入接口(5)、开关量输出接口(6)、电源电路(7)、蜂鸣器(8)、状态指示发光管(9)、蓄电池(10)、传感器(11)相连接。
2.根据权利要求1所述的基于负控系统的电能计量箱防窃电控制器，其特征在于微 控制器(1)为单片机，或为可编辑逻辑器件，或为S0C芯片。
3.根据权利要求1所述的基于负控系统的电能计量箱防窃电控制器，其特征在于 RS-485接口电路(2)为RS-485接口芯片。
4.根据权利要求1所述的基于负控系统的电能计量箱防窃电控制器，其特征在于控 制计量箱门开关的电控锁⑶由微控制器⑴经驱动电路控制，可以是电磁式或电动式。
5.根据权利要求1所述的基于负控系统的电能计量箱防窃电控制器，其特征在于红 外收发电路(4)由红外LED组成发送电路，红外LED接收管组成接收电路，均在微控制器 (1)的控制下完成红外数据的收发；红外收发电路(4)可以是红外编、解码芯片通过微控制 器(1)的控制实现红外编、解码功能，或是红外LED、红外光敏管通过微控制器(1)的控制实 现红外编、解码功能。
6.根据权利要求1所述的基于负控系统的电能计量箱防窃电控制器，其特征在于采 集安装在箱门处传感器(11)动作的开关量输入接口(5)与产生输出信号的开关量输出接 口(6)可以是专门的接口芯片，或采用专用的接口集成电路与微控制器⑴连接，或微控制 器(1)内置开关量输入、输出接口部件；用于监测箱门的状态的开关量输入接口(5)可以外 接微动开关或门磁开关，用于触发其变位、产生主动上报事件的开关量输出接口(6)连接 于负控终端的开关量输入。
7.根据权利要求1所述的基于负控系统的电能计量箱防窃电控制器，其特征在于为 装置中的所有电路提供电源、并实现蓄电池(10)的充、放电控制的电源电路(7)内置稳压 芯片、交直流变换电路与蓄电池(10)的充放电控制电路。
8.根据权利要求1所述的基于负控系统的电能计量箱防窃电控制器，其特征在于蓄 电池(10)可以是铅酸蓄电池、或镍镉电池、锂电池。
专利摘要一种基于负控系统的电能计量箱防窃电控制器，用于电能计量箱工作状态实时监控。微控制器分别与RS-485接口电路、电控锁、红外收发电路、开关量输入接口、开关量输出接口、电源电路、蜂鸣器、状态指示发光、蓄电池、传感器连接。电控锁控制计量箱门的开关，开关量输入接口采集安装在箱门处传感器的动作，监测箱门的状态；开关量输出接口产生输出信号，以便主动上报箱门的状态；电源电路内置交直流变换和充放电控制电路，提供稳定工作电源。本实用新型利用负控系统，在微型核心处理器控制下实现了计量箱门状态全天候实时、有效监控，可有效防止窃电现象问题发生，同时，由于利用了负控系统的通信功能，减少了重复投资，降低了系统的综合成本。
文档编号H02B1/24GK201616599SQ201020135888
公开日2010年10月27日 申请日期2010年3月16日 优先权日2010年3月16日
发明者吕治安, 吕肖晗, 陈宗炼 申请人:襄樊海特电子有限公司