一種三相三線ＣＰＵ卡智能電能表制造技術

本實用新型專利技術涉及電表領域，特別涉及一種三相三線ＣＰＵ卡智能電表，一種三相三線ＣＰＵ卡智能電能表含有ＭＣＵ、電能計量模塊、ＣＰＵ讀卡電路、射頻卡密鑰分析電路、數據存儲模塊、時鐘模塊、ＬＥＤ顯示模塊、報警及其外圍電路、紅外通訊模塊、讀卡芯片及其外圍電路、校表電路、推字輪電路，ＭＡＸ１３０８５全雙工收發模塊以及給整個內部功能電路供電的電源模塊。用戶持非接觸式智能ＣＰＵ卡到管理部門交費購電，管理部門用專用寫卡機將所購金額寫入ＣＰＵ卡中，用戶即可使用該卡，在供電過程中，若出現缺相、過載、金額不足的情況，電能表能及時報警提醒，當卡中余額用盡時，電能表通過交流接觸器拉閘斷電，用戶須再次持卡購電，方可恢復供電。（*該技術在2019年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及電表領域，特別涉及一種三相三線CPU卡智能電能表。
技術介紹
電的發現和應用極大的節省了人類的體力勞動和腦力勞動，使人類的力量長上了 翅膀，使人類的信息觸角不斷延伸。電對人類生活的影響有兩方面能量的獲取轉化和傳 輸，電子信息技術的基礎。用來記錄用電度數的裝置屬習知物品，一般稱為電表，目前，世界 上使用的電表大多數是機械式的，機械式電表在使用上有容易造成偷電及私通工作人員導 致電力公司巨額損失的各種管理上的缺失。用于計量用電量的電表由火線的入線、出線和 零線及電流線圈、電壓線圈組成，電流線圈串接在火線入線與火線出線之間，電壓線圈串接 在火線入線與零線之間，電流通過電流線圈時電表記錄到用戶的用電量，用戶竊電的方法 是擰松固定火線入線和火線出線的固定管螺釘，再取下火線入線和火線出線，將兩者的位 置調換，再分別固定，用電時由于電流線圈中的電流逆向流動，電表反轉，用電越多所顯示 的用電量越小，使國產財產受到損失，而且人工抄表費時費力，不能避免此種“偷電”行為的 發生。如今，智能化電表已經普遍應用于家庭和工業中，一般，用于家庭中的智能化電表是 單相智能化電表，而用于工業的則是三相智能化電表，對于智能電表而言，一種新的抄表方 式應運而生，我公司根據部分省市電力公司出臺的排灌計量的管理系統的相應規約，特開 發出一種三相三線CPU卡智能電能表，此種電能表具有簡單、可靠、使用方便、防竊電等優 點o
技術實現思路
為了解決現有人工抄表帶來的弊端以及IC卡預付費智能電表雷擊不計量、計卡 等影響電能表正常計量的現象，本技術提供一種使用方便、性能可靠、帶過載保護、惡 性負載識別、防竊電的三相三線CPU卡智能預付費電能表，充分滿足了當前電力事業飛速 發展的社會需求。本技術的技術方案一種三相三線CPU卡智能電能表含有MCU微控制器、電能計量模塊、CPU讀卡電路、 射頻卡密鑰分析電路、數據存儲模塊、時鐘模塊、LED顯示模塊、報警及其外圍電路、紅外通 訊模塊、讀卡芯片及其外圍電路、校表電路、推字輪電路，MAX13085全雙工收發模塊以及給 整個內部功能電路供電的電源模塊。供電部門在電表正式使用前刷修改密鑰卡(正式密鑰)修改密鑰，然后刷正式密 鑰的清零卡、參數設置卡設置電能表的各種參數，用戶持非接觸式智能CPU卡到管理部門 交費購電，管理部門用專用的寫卡機將所購金額寫入非接觸式智能CPU卡中，用戶即可使 用該卡。由于CPU射頻卡的密鑰是由ESAM模塊三級確認的隨機密鑰有著現行的其他射頻 卡無法比擬的安全可靠性。本技術一種三相三線CPU卡智能電能表具有缺相保護功能，當三相中某一相缺相時，缺相指示燈(D3)亮，繼電器原來閉合的觸點斷開，外接交流接觸器的線圈失電，電 能表斷電跳閘，停止向負載供電。系統正常工作時首先外部電源經過整流穩壓后向MCU微 控制器提供穩定的3V工作電壓，被測三相電壓、電流經互感器和信號調理電路后送入計量 模塊(ADE7758)，計量模塊經內部模塊處理互感器傳輸的電壓電流信號將其轉換成脈沖信 號，MCU微處理器采集計量模塊的電能脈沖并存儲于鐵電存儲模塊(FM24C04)，然后根據表 中設置的單價核減用電金額，并記錄用戶的刷卡記錄，包括卡號、開始用電時間、結束用電 時間、用電金額、剩余金額等信息存儲于數據存儲模塊(24C256)，用電金額通過顯示模塊顯 示，另讀卡芯片(FM1702SL)及外圍電路焊接在天線板上，當有卡操作時能通過讀卡電路準 確讀卡，三相三線CPU卡智能電能表具備紅外通訊接口，能夠和專用的抄表器通訊，也支持 RS-485全雙工通訊，當剩余金額小于預設定報警金額時進行聲光報警，并顯示剩余金額，提 示用戶及時購電；當用電負荷超過表計最大允許功率時，過載指示燈(D4)亮，同時電表跳 閘斷電，三分鐘后恢復供電或刷卡重新恢復供電；當電能表出現控制部分故障或竊電行為 時，會顯示錯誤代碼，計入總故障量，同時鎖表。用電完畢后，再將非接觸式CPU卡放在電能 表的卡感應區，電能表對卡進行解扣操作，電能表將需進行交易的用電金額發送給卡，卡自 動從錢包中扣除用電金額，解扣成功后，電能表自動拉閘斷電，卡中余額可繼續使用。當卡 中余額用盡時，電能表通過交流接觸器拉閘斷電，用戶須再次持卡購電，方可恢復供電。本技術的有益效果(1)本技術使用非接觸式CPU卡作為數據傳輸介質，通過表中的ESAM密鑰模 塊對用戶使用的CPU卡進行密鑰認證，使數據傳輸具有極高的安全性，是射頻卡技術未來 的發展方向之一。(2)本技術采用先進的電能計量模塊(ADE7758)，具有計量準確，抗干擾性強 的優點。(3)本技術具有金額預警功能、缺相保護功能、限定功率保護功能。附圖說明附圖1為本技術一種三相三線CPU卡智能電能表的電路結構框圖附圖2為本技術一種三相三線CPU卡智能電能表的電能計量原理圖具體實施方式一種三相三線CPU卡智能電能表含有MCU微控制器、電能計量模塊、CPU讀卡電路、 射頻卡密鑰分析電路、數據存儲模塊、時鐘模塊、LED顯示模塊、報警及其外圍電路、紅外通 訊模塊、讀卡芯片及其外圍電路、校表電路、推字輪電路，MAX13085全雙工收發模塊以及給 整個內部功能電路供電的電源模塊。讀卡芯片(FM1702SL)的復位端、同步時鐘端、數據端、片選端口分別接于MCU微 控制器的REO、RE1、RG4、RG3、RF7引腳，計量芯片采用先進的ADE7758，芯片計量準確，并 具有良好的抗干擾能力，其電壓采樣端口 VAP、VBP、VCP分別與RA14、RB14、RC14相連接； 電流采樣端口 IAP/IAN、IBP/IBN、ICP/ICN 分別與 RA3/RA4、RB3/RB4、RC3/RC4 相連接，計 量模塊具有獨立的時鐘電路，確保計量的準確性，片選、數據輸入/輸出、同步時鐘分別于 微控制器的RE5/4/3/2端口相連接，微控制器采集計量模塊的電能脈沖，并存儲于鐵電存儲器(FM24C04)中，鐵電存儲電路的WP、SCL、SDL經上拉電阻R43、R45、R46與微控制器的 RD2/3/1端口相連接；用戶刷卡后的信息，包括卡號、開始用電時間、結束用電時間、用電金 額、剩余金額、用電狀態等信息存儲于數據存儲模塊(24C256)，剩余金額通過顯示模塊顯 示，存儲電路經上拉電阻R2、R3、R4與微控制器的RE7、RD0、RD1端口相連接；顯示部分電路 的時鐘和數據輸入端與微控制器的RA1、RA2端口相連接，紅外發射模塊和RS-485通訊模塊 與微控制器的異步通信串口連接。ESAM模塊的數據端、復位端、時鐘端與微控制器的RD4、 RD5、RD6端口相連接。權利要求一種三相三線CPU卡智能電能表含有MCU微控制器、電能計量模塊、CPU讀卡電路、射頻卡密鑰分析電路、數據存儲模塊、時鐘模塊、LED顯示模塊、報警及其外圍電路、紅外通訊模塊、讀卡芯片及其外圍電路、校表電路、推字輪電路，MAX13085全雙工收發模塊以及給整個內部功能電路供電的電源模塊，其特征是三相三線CPU卡智能電能表具備紅外通訊接口，能夠和專用的抄表器通訊，也支持RS-485全雙工通訊。2.根據權利要求1所述的一種三相三線CPU卡智能電能表，其特征是鐵電存本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種三相三線ＣＰＵ卡智能電能表含有ＭＣＵ微控制器、電能計量模塊、ＣＰＵ讀卡電路、射頻卡密鑰分析電路、數據存儲模塊、時鐘模塊、ＬＥＤ顯示模塊、報警及其外圍電路、紅外通訊模塊、讀卡芯片及其外圍電路、校表電路、推字輪電路，ＭＡＸ１３０８５全雙工收發模塊以及給整個內部功能電路供電的電源模塊，其特征是：三相三線ＣＰＵ卡智能電能表具備紅外通訊接口，能夠和專用的抄表器通訊，也支持ＲＳ－４８５全雙工通訊。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：費戰波，焦曉軍，袁金龍，林棋，
申請(專利權)人：河南新天科技有限公司，
類型：實用新型
國別省市：41[中國|河南]