专利名称：一种受无线寻呼控制的单相电子式电能表的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种测量电能消耗量的专用计费仪表，具体是指一种受无线寻呼控制的单相电子式电能表。
目前，我国使用的单相电子式电能表主要分为全电子式的单相电子式电能表和用字轮计度器显示电能量累积值的单相电子式电能表，按计量方式又可分为单费率单相电子式电能表或复费率单相电子式电能表。单费率单相电子式电能表是指不区分时段只按一种电价计费的单相电子式电能表；复费率单相电子式电能表是一种不同时段按不同电价计费的单相电子式电能表，时段可以任意控制，如分别计量高峰、低谷、平、尖峰时的电能量累积值，对峰、谷、平、尖等不同时段的电能量累积值使用不同价格(峰时加价、谷时减价、平时正常价、尖时特高价)；由于时段经常会受季节、假日、政策的影响，因此需要经常调整。
为了用电平衡，鼓励用户在用电低峰期用电，工厂己较普遍使用三相复费率电能表。随着居民用电增多，特别是空调的普遍使用，电力部门希望居民用户避开高峰用电，特别在低谷时多用电，但由于目前在居民区都是使用单费率电能表，电价一样，居民根据需要在高峰时拥挤用电，在低谷时段又不积极用电，造成电能浪费，无法鼓励用户避开高峰用电和鼓励用户在低谷时多用电，这一现状长期未能得到解决。所以电力部门准备在居民用户中大面积推广运用复费率电能表。
在我国，目前还没有成熟的单相复费率电能表，正在研制、试用的单相复费率电能表在使用上与目前的三相复费率电能表相似。
三相复费率电能表相对较成熟，现有的三相复费率电能表时段的划分设置，是电力工人到装表现场，利用键盘或红外逐块调整完成的，即一块一块调整设置，这种工作方式费时费工费力、无法实现同步调整到位、无法实现合理控制，在工厂用电场合只能采用一般不调整时段的方法(即便调整，也因数量较少，可以一块一块调整设置)。
在居民用电场合，如仍然采用不调整时段的方法将无法体现季节、假日、政策的变化影响，而且居民用电场合比工厂用电场合更难引导、更易激化各种矛盾，如必须调整，因数量太多、安装地点分散，一块一块调整设置需要太多的人力和时间，这一矛盾制约了在居民区内大面积推广运用复费率电能表。
虽然目前也可以使用电力线载波、485专线、电话线三种方式以及它们的组合方式实现远程调整设置，但它们都有着较明显的局限性。电力线载波方式需要以低频变压器为单位，分别实现高压载波、低压载波、高压载波和低压载波转换连接，而且由于电力线干扰复杂，目前的技术水平还无法实现百分之百实时载波。485专线方式需要在各个基本单位之间架设专线，不可能大面积推广。电话线方式只适合作为电力部门到某个区域的中间连接方式，直接连接到各个基本单位显然无法推广。
且由于三相复费率电能表价格太高，不可能代替单相复费率电能表推广应用。
本实用新型的目的是提供一种受无线寻呼控制的单相电子式电能表，其受无线寻呼发送来的编码控制，在无线寻呼覆盖范围内的所有该类单相电子式电能表能够同时改变时段的设置，与目前使用的单相电子式电能表相比，具有复费率功能，与复费率电能表相比，具有省时省工省力、同步调整、便于控制、可靠性高、成本低，适于在居民区内大面积推广运用，利于用电合理的特点。
本实用新型的目的是这样实现的一种受无线寻呼控制的单相电子式电能表，它有常规单相电子式电能表电路、单相多时段控制电路、无线寻呼接收解码电路，无线寻呼接收解码电路的解码输出端子W1、W2接单相多时段控制电路的输入端子U21、U22，单相电子式电能表电路的电能量计数脉冲输出端子V1、V2、V3、V4接单相多时段控制电路的输入端子U23、U24、U25、U26。
无线寻呼接收解码电路由无线寻呼接收电路和解码器电路组成。
无线寻呼接收电路的输入端是天线ATN，经射频放大、混频、中频滤波、中频放大、限幅放大、鉴频器获得数字编码信号输出到解码器电路进行同步解码得到解码后的解码信息由输出端子W1、W2输出。
无线寻呼接收电路可以用荷兰菲利浦公司生产的型号为UAA2050T、或是UAA2080T、或是德国西门子公司生产的型号为PMB2401、或是PMB2402、或是PMB2403的寻呼接收机专用集成电路；解码电路可以用荷兰菲利浦公司生产的型号为PCA5000AT、或是PCF5001T、或是英国GEC PLESSEY公司生产的MU6639、MU6640的POCSAG译码器专用集成电路。
单相多时段控制电路中的输出端子U1和U2、U11和U12是两组总的电能计量脉冲输出端子；输出端子U3和U4、U13和U14是两组高峰时段的电能计量脉冲输出端子；输出端子U5和U6、U15和U16是两组平时段的电能计量脉冲输出端子；输出端子U7和U8、U17和U18是两组低谷时段的电能计量脉冲输出端子；输出端子U9和U10、U19和U20是两组尖峰时段的电能计量脉冲输出端子。
单相多时段控制电路受逻辑信号控制的输出引脚J4、J3、J2、J1分别控制联动开关K11和K12、K21和K22、K31和K32、K41和K42的开合。
开关K11和K12、K21和K22、K31和K32、K41和K42是继电器或是门电路或是等效门电路或是单片机电路或是专用集成电路。
单相多时段控制电路可以使用单片机构成，单片机的晶振引脚X1和X2接晶振XT；电源引脚VCC和VSS接电源输入VCC和VSS；单片机的A组端口RA0和RA1接用于指示平时段的指示灯D1和用于指示低谷时段的指示灯D2,B组端口RB0和RB1分别连接输出平时段电能计量脉冲的端口，RB2和RB3分别连接输出低谷时段电能计量脉冲的端口；C组端口RC0和RC1分别连接常规单相电子式电能表电路的一组电能计量脉冲的输口，RC2和RC3接无线寻呼接收解码电路的解码输出端子W1和W2。
显示输出电路的输入端子X1和X2、X3和X4、X5和X6、X7和X8、X9和X10、X11和X12、X13和X14、X15和X16、X17和X18、X19和X20接到单相多时段控制电路的输出端子U1和U2、U3和U4、U5和U6、U7和U8、U9和U10、U11和U12、U13和U14、U15和U16、U17和U18、U19和U20；输出端子Y1和Y2、Y3和Y4、Y5和Y6、Y7和Y8、Y9和Y10分别是总的电能计量脉冲输出端子、高峰时段的电能计量脉冲输出端子、平时段的电能计量脉冲输出端子、低谷时段的电能计量脉冲输出端子、尖峰时段的电能计量脉冲输出端子。
单相多时段控制电路的输出端子U1和U2、U3和U4、U5和U6、U7和U8、U9和U10接常规显示输出电路的显示电路的输入端子X1和X2、X3和X4、X5和X6、X7和X8、X9和X10。单相多时段控制电路的输出端子U11和U12、U13和U14、U15和U16、U17和U18、U19和U20接常规显示输出电路的输出驱动电路的输入端子X11和X12、X13和X14、X15和X16、X17和X18、X19和X20。
其工作原理利用无线寻呼信号作供电时段的发射源；在单相电子式电能表中设置能够接收无线传送信号的无线寻呼接收解码电路及外围执行电路，根据供电局划定的供电时段指令外围执行电路确定其中某个计数器工作而另些计数器不工作，最终实现供电分时计量。
本实用新型的优点是由于本实用新型采用了无线寻呼控制接口的控制电路，使得单相电子式电能表能够接受远程控制，电力工人无需到电表安装现场，就能迅速及时并且同步对寻呼覆盖范围内的全部该类单相电子式电能表操作，省时省工省力、便于控制。
与电力线载波相比具有同步调整、可靠性高的特点。
与485专线方式相比具有不需要在各个基本单位之间架设专线、可以使用已有的寻呼台设备、省时省工省力、成本低的特点。
与电话线方式相比具有不需要架设电话线、可以使用已有的寻呼台设备、省时省工省力、成本低的特点。
适于在居民区内大面积推广运用，利于用电合理，为电力自动化管理提供了强有力的支持。
图1是本实用新型实施例的电路原理图；图2是本实用新型无线寻呼接收解码原理方框图；图3是本实用新型实施例的单相多时段逻辑信号控制开关接线图；图4是本实用新型单片机实现的两时段应用单相多时段控制的接线示意图。
下面通过实施例结合附图对本实用新型结构做进一步的说明实施例1如图1所示，一种受无线寻呼控制的单相电子式电能表，它由常规单相电子式电能表电路、单相多时段控制电路、无线寻呼接收解码电路、常规显示输出电路组成
无线寻呼接收解码电路的解码输出端子W1和W2接到单相多时段控制电路的输入端子U21和U22常规单相电子式电能表电路的电能量计数脉冲输出端子V1和V2(在常规单相电子式电能表中用于推动字轮计度器或作为液晶显示电路的输入或作为数码显示电路的输入，也可以直接在单相计量专用芯片引脚上引出)、V3和V4(在常规单相电子式电能表中用于输出作为校表和集中抄表的输入，也可以直接在单相计量专用芯片引脚上引出)分别接到单相多时段控制电路的输入端子U23和U24、U25和U26；常规单相电子式电能表电路的交流电压线输入端子V5和V6，接供电网络的220V交流电压线，交流电压线输出端子V7和V8，向用户提供220V交流负载；单相多时段控制电路的输出端子U1、U2、U3、U4、U5、U6、U7、U8、U9、U10、U11、U12、U13、U14、U15、U16、U17、U18、U19、U20接到常规显示输出电路的输入端子X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8、X9、X10、X11、X12、X13、X14、X15、X16、X17、X18、X19、X20。
如图2所示，无线寻呼接收解码电路由无线寻呼接收电路(1-1)和解码电路(2-2)组成，无线寻呼接收解码电路图中的输入端是天线ATN，接收来自于无线寻呼台发送来的含编码信息的无线寻呼信息，输出端子W1和W2将解码后的解码信息，送到单相多时段控制电路图中的输入端子U21和U22。具体工作过程是通常采用超外差式接收的接收电路，把来自天线的射频信号经放大，然后进行混频变成中频信号，中频信号经过滤波、放大、限幅，最后经过鉴频器获得数字编码信号输出。编码信号送到解码器进行同步解码得到解码后的解码信息。
无线寻呼接收电路的实现可以用少量的外围器件和集成电路一起组成，也可以用分立元件组成。解码器电路的实现一般使用专用集成电路实现。
无线寻呼接收电路可以用荷兰菲利浦公司UAA2050T、UAA2080T、或是德国西门子公司生产的PMB2401、PMB2402、PMB2403等寻呼接收机专用集成电路，解码电路可以用荷兰菲利浦公司生产的PCA5000AT、PCF5001T或是英国GEC PLESSEY公司生产的MU6639、MU6640等POCSAG译码器专用集成电路，按常规技术手段，加上电阻、电容等器件组成无线寻呼接收解码电路。
如图3所示，单相多时段控制电路受逻辑信号控制的输出引脚J4、J3、J2、J1分别控制联动开关K11和K12、K21和K22、K31和K32、K41和K42的开合。
这里U3和U4、U5和U6、U7和U8、U9和U10四时段的电能计量脉冲的总和等于U1和U2的电能计量脉冲；U13和U14、U15和U16、U17和U18、U19和U20四时段的电能计量脉冲的总和等于U11和U12的电能计量脉冲。
图中的开关K11、K21、K31、K41是控制输入端子U23和U24连接到输出端子U3和U4、U5和U6、U7和U8、U9和U10中的哪一组输出端子上，开关K12、K22、K32、K42是控制输入端子U25和U26连接到输出端子U13和U14、U15和U16、U17和U18、U19和U20中的哪一组输出端子上。其开合取决于逻辑控制电路输出引脚J1、J2、J3、J4是逻辑“0”还是逻辑“1”。
其中的逻辑控制电路的作用是根据输入端子U21和U22的编码信号首先判断寻呼地址码是否与该电能表本机地址相同，如相同则译成输出引脚J1、J2、J3、J4是逻辑“0”还是逻辑“1”，如不相同则输出引脚J1、J2、J3、J4的逻辑值不变。具体实现译成输出引脚J1、J2、J3、J4是逻辑“0”还是逻辑“1”的器件可以是常规的门电路、分立元件构成的等效门电路、单片机电路、专用集成电路。具体的逻辑控制关系则取决于和无线寻呼编码的约定。本实施例的逻辑控制关系的一种约定如表1
表1逻辑控制电路的开关K11,K21,K31,K41,K12,K22,K32,K42的具体实现可以是继电器或是数字门电路或是等效门电路。
上述单相多时段控制电路为本实用新型较佳的实施例，而非用以限制本实用新型，凡本领域技术人员在此基础上，也可以用和上述例子不同的其它分立元件和集成电路构成的等效电路，或是单片机电路和常规外围电路，或是专用集成电路和常规外围电路，理应属于本实用新型范围。
单相多时段控制电路受逻辑信号控制的输出引脚J4、J3、J2、J1分别控制联动开关K11和K12、K21和K22、K31和K32、K41和K42的开合。
如图1所示，单相多时段控制电路中的输出端子U1和U2、U11和U12是两组总的电能计量脉冲端子；输出端子U3和U4、U13和U14是两组高峰时段的电能计量脉冲输出端子；输出端子U5和U6、U15和U16是两组平时段的电能计量脉冲端子；输出端子U7和U8、U17和U18是两组低谷时段的电能计量脉冲端子，输出端子U9和U10、U19和U20是两组尖峰时段的电能计量脉冲端子；开关K11、K21、K31、K41、K12、K22、K32、K42的具体实现可以是继电器或是数字门电路或是等效门电路，单相多时段控制电路的输出端子U1、U2、U3、U4、U5、U6、U7、U8、U9、U10、U11、U12、U13、U14、U15、U16、U17、U18、U19、U20分别接显示输出电路的输入端子X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8、X9、X10、X11、X12、X13、X14、X15、X16、X17、X18、X19、X20,显示输出电路的输出电子的输出端子Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6、Y7、Y8、Y9、Y10分别是总的电能计量脉冲输出端子、高峰时段的电能计量脉冲输出端子、平时段的电能计量脉冲输出端子、低谷时段的电能计量脉冲输出端子、尖峰时段的电能计量脉冲输出端子。
常规显示输出电路的显示电路可以用普遍使用的字轮计度器或液晶显示电路或数码显示电路的方式将输入端子X1和X2、X3和X4、X5和X6、X7和X8、X9和X10上的总的电能计量脉冲、高峰时段的电能计量脉冲、平时段的电能计量脉冲、低谷时段的电能计量脉冲、尖峰时段的电能计量脉冲显示出来。常规显示输出电路的输出驱动电路将输入端子X11和X12、X13和X14、X15和X16、X17和X18、X19和X20上的总的电能计量脉冲、高峰时段的电能计量脉冲、平时段的电能计量脉冲、低谷时段的电能计量脉冲、尖峰时段的电能计量脉冲输出至输出端子Y1和Y2、Y3和Y4、Y5和Y6、Y7和Y8、Y9和Y10上。
在实际应用中，可以选用五时段或五时段中的两时段或五时段中的三时段或五时段中的四时段。选用两时段时可以选用总的电能计量脉冲、低谷时段的电能计量脉冲；或者选用平时段的电能计量脉冲、低谷时段的电能计量脉冲；或选用总的电能计量脉冲、平时段的电能计量脉冲；或者选用其它两时段的电能计量脉冲。
当选用的时段数少于五个时，单相多时段控制电路和常规显示输出电路的一些相应输入端子和输出端子可以不要，单相多时段控制电路的逻辑控制关系可以相应简化。
本实施例所述电能表的具体工作过程是供电网络的220V交流电压线接到常规单相电子式电能表电路中的交流电压线输入端子V5和V6；此时交流电压线输出端子V7和V8向用户提供220V交流负载；其两组电能量计数脉冲输出端子V1和V2、V3和V4接到单相多时段控制电路图中的输入端子U23和U24、U25和U26。
同时无线寻呼接收解码电路通过天线ATN接收来自于无线寻呼台发送来的含编码信息的无线寻呼信息，通过输出端W1和W2送到单相多时段控制电路图中的输入端子U21和U22。解码后的信号首先判断寻呼地址码是否与本机地址相同，使具有该寻呼地址码的该类电能表的逻辑控制电路开始工作。
由单相多时段控制电路图中的逻辑控制电路将输入端子U21和U22的编码信号译成开关K11、K21、K31、K41控制信号，该控制信号控制输入端子U23和U24连接到输出端子U3和U4、U5和U6、U7和U8、U9和U10中的哪一组上；同时译成开关K12、K22、K32、K42控制信号，该控制信号控制输入端子U25和U26连接到输出端子U13和U14、U15和U16、U17和U18、U19和U20中的哪一组上。
单相多时段控制电路的输出端子U1和U2、U3和U4、U5和U6、U7和U8、U9和U10、U11和U12、U13和U14、U15和U16、U17和U18、U19和U20接到常规显示输出电路的输入端子X1和X2、X3和X4、X5和X6、X7和X8、X9和X10、X11和X12、X13和X14、X15和X16、X17和X18、X19和X20；而常规显示输出电路的显示电路可以用字轮计度器或液晶显示电路或数码显示电路的方式将输入端子X1和X2、X3和X4、X5和X6、X7和X8、X9和X10上的总的电能计量脉冲、高峰时段的电能计量脉冲、平时段的电能计量脉冲、低谷时段的电能计量脉冲、尖峰时段的电能计量脉冲显示出来。常规显示输出电路的输出驱动电路将输入端子X11和X12、X13和X14、X15和X16、X17和X18、X19和X20上的总的电能计量脉冲、高峰时段的电能计量脉冲、平时段的电能计量脉冲、低谷时段的电能计量脉冲、尖峰时段的电能计量脉冲输出到输出端子Y1和Y2、Y3和Y4、Y5和Y6、Y7和Y8、Y9和Y10上，用于输出作为校表和集中抄表的输入。
实施例2如图4所示，为本实用新型的又一具体实施例，对选用平时段的电能计量脉冲、低谷时段的电能计量脉冲的时，可以使用PIC16C54单片机构成单相多时段控制电路。单片机的晶振引脚X1和X2接晶振XT；电源引脚VCC和VSS接电源输入VCC和VSS；单片机的A组端口RA0和RA1接用于指示平时段的指示灯D1和用于指示低谷时段的指示灯D2,B组端口RB0和RB1分别连接输出平时段电能计量脉冲的端口，RB2和RB3分别连接输出低谷时段电能计量脉冲的端口；C组端口RC0和RC1分别连接常规单相电子式电能表电路的一组电能计量脉冲的端口，RC2和RC3接无线寻呼接收解码电路的解码输出端子W1和W2。
权利要求1．一种受无线寻呼控制的单相电子式电能表，它有单相电子式电能表电路，其特征在于它还有单相多时段控制电路、无线寻呼接收解码电路，无线寻呼接收解码电路的解码输出端子W1、W2接单相多时段控制电路的输入端子U21、U22，单相电子式电能表电路的电能量计数脉冲输出端子V1、V2、V3、V4接单相多时段控制电路的输入端子U23、U24、U25、U26。
2．如权利要求1所述的一种受无线寻呼控制的单相电子式电能表，其特征在于无线寻呼接收解码电路由无线寻呼接收电路(1-1)和解码器电路(2-2)组成，无线寻呼接收电路(1-1)的输入端是天线ATN，经射频放大(1)、混频(2)、中频滤波(3)、中频放大(4)、限幅放大(5)、鉴频器(6)获得数字编码信号输出到解码器电路，进行同步解码得到解码后的解码信息由输出端子W1、W2输出，无线寻呼接收电路，型号为UAA2050T、或是UAA2080T、型号为PMB2401、或是PMB2402、或是PMB2403的寻呼接收机专用集成电路；解码电路，型号为PCA5000AT、或是PCF5001T、或是MU6639、MU6640的POCSAG译码器专用集成电路。
3．如权利要求1或2所述的一种受无线寻呼控制的单相电子式电能表，其特征在于单相多时段控制电路中的输出端子U1和U2、U11和U12是两组总的电能计量脉冲输出端子；输出端子U3和U4、U13和U14是两组高峰时段的电能计量脉冲输出端子；输出端子U5和U6、U15和U16是两组平时段的电能计量脉冲输出端子；输出端子U7和U8、U17和U18是两组低谷时段的电能计量脉冲输出端子；输出端子U9和U10、U19和U20是两组尖峰时段的电能计量脉冲输出端子。
4．如权利要求1或2所述的一种受无线寻呼控制的单相电子式电能表，其特征在于单相多时段控制电路的输出端子U1、U2、U3、U4、U5、U6、U7、U8、U9、U10、U11、U12、U13、U14、U15、U16、U17、U18、U19、U20分别接显示输出电路的输入端子X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8、X9、X10、X11、X12、X13、X14、X15、X16、X17、X18、X19、X20，显示输出电路的输出端子Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6、Y7、Y8、Y9、Y10分别是总的电能计量脉冲输出端子、高峰时段的电能计量脉冲输出端子、平时段的电能计量脉冲输出端子、低谷时段的电能计量脉冲输出端子、尖峰时段的电能计量脉冲输出端子。
5．如权利要求3所述的一种受无线寻呼控制的单相电子式电能表，其特征在于单相多时段控制电路的输出端子U1、U2、U3、U4、U5、U6、U7、U8、U9、U10、U11、U12、U13、U14、U15、U16、U17、U18、U19、U20分别接显示输出电路的输入端子X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8、X9、X10、X11、X12、X13、X14、X15、X16、X17、X18、X19、X20，显示输出电路的输出端子Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6、Y7、Y8、Y9、Y10分别是总的电能计量脉冲输出端子、高峰时段的电能计量脉冲输出端子、平时段的电能计量脉冲输出端子、低谷时段的电能计量脉冲输出端子、尖峰时段的电能计量脉冲输出端子。
6．如权利要求1或2所述的一种受无线寻呼控制的单相电子式电能表，其特征在于单相多时段控制电路受逻辑信号控制的输出引脚J4、J3、J2、J1分别控制联动开关K11和K12、K21和K22、K31和K32、K41和K42的开合。
7．如权利要求3所述的一种受无线寻呼控制的单相电子式电能表，其特征在于单相多时段控制电路受逻辑信号控制的输出引脚J4、J3、J2、J1分别控制联动开关K11和K12、K21和K22、K31和K32、K41和K42的开合。
8．如权利要求5所述的一种受无线寻呼控制的单相电子式电能表，其特征在于单相多时段控制电路受逻辑信号控制的输出引脚J4、J3、J2、J1分别控制联动开关K11和K12、K21和K22、K31和K32、K41和K42的开合。
9．如权利要求8所述的一种受无线寻呼控制的单相电子式电能表，其特征在于开关K11和K12、K21和K22、K31和K32、K41和K42是继电器或是门电路或是等效门电路或是单片机电路或是专用集成电路。
10．如权利要求9所述的一种受无线寻呼控制的单相电子式电能表，其特征在于单相多时段控制电路可以使用单片机构成，单片机的晶振引脚X1和X2接晶振XT；电源引脚VCC和VSS接电源输入VCC和VSS；单片机的A组端口RA0和RA1接用于指示平时段的指示灯D1和用于指示低谷时段的指示灯D2,B组端口RB0和RB1分别连接输出平时段电能计量脉冲的端口，RB2和RB3分别连接输出低谷时段电能计量脉冲的端口；C组端口RC0和RC1分别连接常规单相电子式电能表电路的一组电能计量脉冲的输口，RC2和RC3接无线寻呼接收解码电路的解码输出端子W1和W2。
专利摘要本实用新型公开了一种受无线寻呼控制的单相电子式电能表,其受无线寻呼发送来的编码控制,在无线寻呼覆盖范围内的所有该类单相电子式电能表能够同时改变时段的设置,实现复费率分时计量,并可以利用常规显示电路,配合单片机同时使用。与目前使用的单相电子式电能表相比,具有复费率功能,与复费率电能表相比,具有省时省工省力、同步调整、便于控制、可靠性高、成本低,适于在居民区内大面积推广运用,利于用电合理的优点。
文档编号G01R22/00GK2461002SQ0024566
公开日2001年11月21日 申请日期2000年8月1日 优先权日2000年8月1日
发明者陈存伍 申请人:陈存伍