集中抄表系统及分体式预付费电表的原理及设计

今天为大家介绍一项国家发明授权专利——集中抄表系统、预付费售电抄表系统、购电系统及分体式预付费电表。该专利由华立科技股份有限公司申请，并于2017年8月15日获得授权公告。

内容说明

本发明涉及公用事业能耗计量及管理技术，更特定言之，在本发明的一个总体概观中，设计一种分体式预付费计量或购电系统，针对于公用事业商品（例如水，电，液化气或生活供热）的耗用量，基于M-BUS总线加以通讯，进一步地，设计出远程购电，电话业务购电或预付费售电系统加以应用。

发明背景

目前常规售电系统是利用接触式IC卡或者键盘式的预付费电能表。接触式的IC卡表的缺陷是用户容易接触到表计的计量单元。用户购电必须接触到表计，形成窃电漏洞或者表计遭到人为破坏。因此，使用分体式的RF卡式电能表的优点是，表计计量单元在电力局的表箱内安装。用户只能接触到人家交换单元，并且大容量RF卡可以携带大量的用户信息及电力局的操作指令进行信息的交互。

进一步地，目前常规做法是控制M-BUS的从机负载冲击，缺点是导致从机的负载有很大限制，MBUS的通讯适用范围小，通讯成功率不高。利用这种限流电流可以很好的解决从机短时的重负载对MBUS通讯的影响，可以使MBUS通讯适用各种负载条件的从机。

发明内容

本发明创造可以实现多种途径的购电操作。用户可以通过网络、短信、POS机等途径进行远程的购电操作，同时可以实现本地的RF卡购电。购电时用户不需要接触电能表。防止用户因为触表操作而对电力局的表箱及其他设施造成的破坏。

技术方案1：集中抄表系统，基于M-BUS总线进行数据交互，在所述的M-BUS总线上提供直流电源，所述直流电源包括+12V直流电源和+24V直流电源，其中+12V直流电源为MBUS总线上装设的设备提供逻辑“0”总线电压，24V直流电源为之提供逻辑“1”总线电压，其特征在于在M-BUS总线上装设有：用户终端，装设于公用事业商品用户家庭室内，设有显示部，用于为用户指示能耗信息和费用信息，以及通讯部，用于此用户终端与外部设备的电气交互，进一步设有数据处理部，连接并控制所述显示部和通讯部；有源仪表，装设于公用事业商品用户家庭室外，设有通讯部，用于与用户终端之间的通讯，以及处理器，连接所述通讯部以获取数据信息；以及无源仪表，装设于公用事业商品用户家庭室外，设有通讯部，用于与有源仪表之间的通讯，以及处理器，连接所述通讯部以获取数据信息。

在一个实施例中，所述有源仪表的电气组件进一步被限定于一个本体部内，所述本体包括组合在一起的多个分隔容纳部，这些分隔容纳部通过卡接的方式组合成不同形状的本体部。在所述分隔容纳部内分别装设电气组件，各个电气组件之间以插拔方式加以相互电连接，其中在以不同组合方式组成一个本体部之后，又以一个底座加以限定其立体形状。

技术方案2：预付费售电抄表系统，包括权利要求2所述的集中抄表系统，其特征在于所述有源仪表进一步包括：GPRS或ZIGBEE通讯部，它与有源仪表远端的POS设备或售电服务器加以通讯，其中所述GPRS或ZIGBEE通讯部是设置在一个分隔容纳部中，以可拆装的方式与所述有源仪表的电气组件加以电连接。

在一个实施例中，在所述远端POS设备或售电服务器上设有无极性的M-BUS总线电源，在所述有源仪表上设有电源部，所述电源部包括了：整流电路，接收所述M-BUS总线电源并整流为+24V直流电压，通过节点HV提供给有源仪表；接设于所述整流电路与节电之间的限流电路，动态控制此节点HV的直流电压稳定。

所述的限流电路设有：设置于所述整流电路与节点HV之间的双向开关器件，以及与之耦合的基准源，根据所述基准源的电压来开启或关断所述双向开关器件，从而控制直流电压的稳定。设计所述电源部以进行稳定节点HV输出的直流电压的自动操作：通过所述整流电路将M-BUS总线电源整流为+24V直流电源，通过节点HV为有源仪表供电；通过测试基准源两端电压是否大于0 .7V来控制所述双向开关器件的通断，从而实现限流以控制有源仪表的负载冲击对MBUS总线通讯的干扰；其中当节点HV处消耗电流小于35mA时，基准源的两端电压为0 .7V，双向开关器件之一者截止，另一者处于放大状态；当节点HV处消耗的电流大于35mA时，基准源两端电压大于0 .7V，所述双向开关器件处电压下降，流过基准源的电流减小，负反馈到基准源，使其电流减小。

技术方案3：购电系统，包括权利要求2所述的集中抄表系统，其特征在于所述有源仪表进一步包括：RF通讯部，它与所述有源仪表外部的卡式设备加以通讯，其中所述RF通讯部是设置在一个分隔容纳部中，以可拆装的方式与所述有源仪表的电气组件加以电连接，其中所述RF通讯部是与一个外部S70射频卡在结构上完全隔离且红外接触。

技术方案4：购电系统，包括权利要求2所述的集中抄表系统，其特征在于所述有源仪表进一步包括：3G通讯部，它与所述有源仪表外部的基站设备加以通讯，其中所述3G通讯部是设置在一个分隔容纳部中，以可拆装的方式与所述有源仪表的电气组件加以电连接，其中通过所述3G通讯部与外部用户手机或PDA设备进行通讯，并发送加密数据信息。

技术方案5：分体式预付费电表，其特征在于包括了：室内用户终端，设有显示部，用于为用户指示或查询能耗信息和费用信息，以及通讯部，用于此用户终端与外部设备的电气交互，进一步设有数据处理部，连接并控制所述显示部和通讯部；以及室外电力计量终端，设有通讯部，用于与用户终端之间进行用电数据的传输，以及处理器，用于计量用户用电数据且连接所述通讯部以获取数据信息，其中：用户通过S70射频卡与所述室内用户终端的通讯部加以结构隔离接触，以传输用户资产信息。