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专利名称：信息纽扣卡电能表一控多控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电子计量领域，特别是一种信息纽扣卡电能表一控多控制器。
背景技术：
现在市场上的预付费电能表主要有射频卡电能表、IC卡预付费电能表、TM卡电能表、代码电能表等。
射频卡电能表使用射频卡作为数据信息传输媒介的“先交费，后用电”使用方式的电能表。功耗大，因为依靠射频通讯，电表内磁场强，干扰大，可靠性差，每家用户使用一只射频卡电能表。
IC卡预付费电能表使用IC卡作为数据传输媒介的“先交费，后用电”使用方式的电能表。IC卡通讯时，多点接触通讯，触点暴露在空气中，机械寿命短，容易接触不良，，IC卡易折，IC卡上的芯片易脱落、划坏等造成无法使用，每家用户使用一只IC卡电能表。
TM卡电能表使用TM卡作为数据传输媒介的“先交费，后用电”使用方式的电能表。成本高，每家用户使用一只TM卡电能表。
代码电能表使用代码交换技术，用户到售电单位购取一定数额的电量，售电单位给用户一个包含所购电量信息的代码，用户将代码输入代码电能表，实现“先交费，后用电”。用户操作复杂，成本高。每家用户使用一只代码电能表。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种信息纽扣卡电能表一控多控制器，多用户(8户)使用一个控制器，各个用户有各自的卡，用户使用原来的基表采集数据，将电量信息传输给控制器，控制器对各自的电量信息进行处理，各个用户购买电量可累加到自己的电量上，剩余电量循环显示，有声音报警和片外存储器，掉电数据不丢失，控制器的费用分摊到各户，用户的开支要比使用单户的预付费电表节省很多。
本实用新型的目的是这样实现的一种信息纽扣卡电能表一控多控制器，是由信息纽扣、单片机、显示电路、声音报警电路、实时时钟、读写卡、片外存储器、信号数据处理和电源控制处理电路及控制状态指示电路构成；其中，单片机的4个I/O接口与显示电路连接；片外存储器与单片机连接，读写卡的接口与单片机的I/O接口连接，声音报警电路与单片机的17管脚连接，实时时钟与单片机连接，控制状态指示电路通过接线排与单片机连接；信号数据处理电路和电源控制处理电路与单片机连接。
—所述的信息纽扣的型号为DS1991L-F5。
—所述的单片机的型号可为MCS-51系列。
—所述的显示电路是由用户编号显示及剩余电量显示构成；具体是由驱动电路及LED数码管组成，用户编号显示部分是共阴极LED数码管DS1，剩余电量显示是共阴极LED数码管DS2-DS6，驱动电路是由U1、U5构成，单片机的4个I/O接口分别与U1及U5的输入及输出端连接。
—所述的片外存储器U3的型号为X5045或X25045；其1、2管脚与单片机的12、13管脚连接，U3的5、6管脚与单片机的14、15管脚连接，U3的7管脚与单片机的复位管脚9连接。
—所述的实时时钟U4的型号可为DS1302；U4的5、7、6、管脚分别与单片机的26、27、28管脚连接。
—所述的声音报警电路是由三极管P9、蜂鸣器F1、及限流电阻构成；P9的发射极接VCC电源，集电极通过蜂鸣器F1及限流电阻接地，基极通过电阻R43接单片机的17管脚。
—所述的控制状态指示电路是由8个发光二极管及限流电阻构成，其通过接线排J10与单片机的1-8管脚连接。
—所述的信号数据处理和电源控制处理电路是由三极管P1、Q1、继电器K1及接口J61、J62组成，其中J61可插接到用户控制捅板中J1-J8的任意捅槽内，J62直接连接电量信号传感器的信号输出端。
—所述的读写卡的一端与单片机的I/O接口连接，其EJT1端口与信息纽扣连接进行通讯。
现有的预付费电表是每户用1个预付费电表，各户各自使用自家预付费电表，现在市场上的预付费电表价位较高，对于各用户来讲也是不小的开支。信息纽扣卡电能表一控多控制器，多用户(8户)使用一个控制器，各个用户有各自的卡，用户使用原来的基表采集数据，将电量信息传输给控制器，控制器对各自的电量信息进行处理，各个用户购买电量可累加到自己的电量上，剩余电量循环显示，有声音报警和片外存储器，掉电数据不丢失，控制器的费用分摊到各户，用户的开支要比使用单户的预付费电表少得多。


图1为本实用新型电路总框图；图2为本实用新型实施例总电路图；图3为本实用新型实施例信息纽扣卡的外形图；图4为本实用新型实施例显示电路原理图；图5为本实用新型实施例片外存储器电路原理图；图6为本实用新型实施例读写卡接口电路；
图7为本实用新型实施例声音报警电路；图8为本实用新型实施例实时时钟图9为本实用新型实施例信号数据处理和电源控制处理电路图10为本实用新型实施例控制状态指示电路；图11为本实用新型实施例用户控制捅板图；图12为本实用新型实施例程序流程图1；图13为本实用新型实施例程序流程图2。
具体实施方式
信息纽扣卡电能表一控多控制器方框功能图(参见图1、2)“单片机”是一控多控制器的运算中心，按照设定好的程序进行工作。
“用户编号显示”表明所显示的电量是哪个用户的。
“剩余电量显示”显示当前“用户编号显示”所显用户的当前剩余电量信息。
“声音报警”上电报警提示，卡操作提示。
“实时时钟”提供当前时刻年月、日、时、分、秒。
“读写卡”进行信息钮扣卡读写通讯。
“片外存储”信息存储，掉电后，信息不丢失。
“信号数据处理”用电信息接收处理，处理好后送给“单片机”，最多可接收八用户信号。
“控制状态指示”用户有电时，控制状态指示灯亮，用户无电时，控制状态指示灯灭。控制状态指示八用户的状态。
“电源控制处理”用户有电时，接通该用户的电源，用户无电时，断开该用户的电源。最多可控制八用户的电源。
参见图3，信息纽扣卡又叫TM卡，TM是Touch Memory的缩写，信息纽扣是information Button的缩写，选用DS1991L-F5型号。DS1991L-F5是进行读/写操作的数据载体，它有三个独立的电子密钥，提供1152位安全、非易失存储器。每个密钥分区包含384位。具有独立的64位密码和识别码；密码区必须匹配才能访问安全存储器。数据按照1-Wire协议传输，只需单条数据线和地回路。512位的暂存器能够保证安全存储器的数据完整性。数据首先写到能读回的暂存器；数据被校验确认后，发出复制暂存器命令，以便将数据传送到存储器。这个过程确保了在改变存储器内容是的数据完整性。每片DS1991内部都有在工厂光刻的48位序列码，为唯一的身份验证提供了保证，也确保了可绝对跟踪功能；DS1991的家族码是02H。由于信息纽扣采用了MicroCan封装，所以具有防尘、防潮、抗震等特性，适用于在恶劣环境中工作。另外，用户操作起来也很方便；DS1991紧凑的纽扣外形使其可以自动对准相应的接收器。
原理图说明1、显示部分分为“用户编号显示”和“剩余电量显示”。(见图4)DS1~DS6是共阴LED数码管，“用户编号显示”部分DS1，“剩余电量显示”使用DS2~DS6五个数码管，U1(74LS164)驱动数码管的段，U5(74LS164)驱动各位，显示方式为动态显示，单片机4个I/O口控制Port1~Port4，完成显示。
2、片外存储器见图5片外存储器选用Xicor公司的X5045或X25045，通过Port1，Port2，Port4，Port5读写操作，同时X5045或X25045又有看门狗功能，将Port3连接到单片机的复位(Rst)管脚，防止单片机死机，当单片机死机时，X5045或X25045通过Port3管脚给单片机复位信号，重新唤醒单片机。
3、信息纽扣读写卡接口电路见图6单片机选用的是MCS-51系列中的89C52芯片，依据1-Wire协议，单片机对信息纽扣卡读写操作。Port1端口是连接到单片机I/O口的，通过DS9稳压二极管保护电路，保护单片机的I/O口。通过EJT1与信息纽扣卡通讯。
4、声音报警见图7蜂鸣器(F1)，单片机通过管口(Port1)控制(PNP)三极管P9饱和导通和关断，进而控制蜂鸣器的电源的通断，电阻R44限流作用。
5、实时时钟见下图8实时时钟IC选用DS1302DS1302设置时间，读区时间(年、月、日、时、分、秒)，DS1302还有部分RAM供使用，备用电池(BT1)，确保信息纽扣卡电能表一控多控制器断电时，时钟继续工作，DS1302的RAM中的数据不会丢失。DS1302通过Port1~Port3与单片机连接。
6、信号处理和电源控制见图9、图11图9为信息纽扣卡电能表一控多控制器中一户的“信号处理”和“电源控制”部分，将这部分做成一块板卡，通过板卡“金手指”J61可插接到用户控制插板J1-J8的任意插槽内(用户控制插板见图11)，板卡的J62直接连接电量信号传感器(光电传感器或直接连接数字电表的信号输出端)，用户在用电的情况下，电表计量电量，通过电量信号传感器又转通过板卡J61，将信号传到用户控制插板，通过用户控制插板的J9，通知到单片机，单片机发出的控制电源控制信号，通过相反的路径，由用户控制插板的J9，连接到每个用户的控制端口，又到的每个用户的板卡的J61，控制三极管P1，即而控制继电器K1，来通断用户的电。每增加一户，增加一个这样的板卡，如果将信息纽扣卡电能表一控多控制器一户使用，要比单用户的预付费电表稍贵点，两户使用一个信息纽扣卡电能表一控多控制器时，每户的平均费用要比使用单用户预付费电表时就低，如果8户使用一个信息纽扣卡电能表一控多控制器，每户的平均费用要比使用单用户预付费电表时就低的多，用户费用很低。
7、控制状态指示见图10通过发光二极管指示控制状态，第几户电源接通，第几个发光二极管就会发光亮。
8、程序流程图见图12、图13。
权利要求1.一种信息纽扣卡电能表一控多控制器，其特征在于是由信息纽扣、单片机、显示电路、声音报警电路、实时时钟、读写卡、片外存储器、信号数据处理和电源控制处理电路及控制状态指示电路构成；其中，单片机的4个I/O接口与显示电路连接；片外存储器与单片机连接，读写卡的接口与单片机的I/O接口连接，声音报警电路与单片机的17管脚连接，实时时钟与单片机连接，控制状态指示电路通过接线排与单片机连接；信号数据处理电路和电源控制处理电路与单片机连接。
2.根据权利要求1所述的信息纽扣卡电能表一控多控制器，其特征在于所述的信息纽扣的型号为DS1991L-F5。
3.根据权利要求1所述的信息纽扣卡电能表一控多控制器，其特征在于所述的单片机的型号可为MSC-51系列。
4.根据权利要求1、2或3所述的信息纽扣卡电能表一控多控制器，其特征在于所述的显示电路是由用户编号显示及剩余电量显示构成；具体是由驱动电路及LED数码管组成，用户编号显示部分是共阴极LED数码管DS1，剩余电量显示是共阴极LED数码管DS2-DS6，驱动电路是由U1、U5构成，单片机的4个I/O接口分别与U1及U5的输入及输出端连接。
5.根据权利要求1、2或3所述的信息纽扣卡电能表一控多控制器，其特征在于所述的片外存储器U3的型号为X5045或X25045；其1、2管脚与单片机的12、13管脚连接，U3的5、6管脚与单片机的14、15管脚连接，U3的7管脚与单片机的复位管脚9连接。
6.根据权利要求1、2或3所述的信息纽扣卡电能表一控多控制器，其特征在于所述的实时时钟U4的型号可为DS1302；U4的5、7、6、管脚分别与单片机的26、27、28管脚连接。
7.根据权利要求1、2或3所述的信息纽扣卡电能表一控多控制器，其特征在于所述的声音报警电路是由三极管P9、蜂鸣器F1、及限流电阻构成；P9的发射极接VCC电源，集电极通过蜂鸣器F1及限流电阻接地，基极通过电阻R43接单片机的17管脚。
8.根据权利要求1、2或3所述的信息纽扣卡电能表一控多控制器，其特征在于所述的控制状态指示电路是由8个发光二极管及限流电阻构成，其通过接线排J10与单片机的1-8管脚连接。
9.根据权利要求1、2或3所述的信息纽扣卡电能表一控多控制器，其特征在于所述的信号数据处理和电源控制处理电路是由三极管P1、Q1、继电器K1及接口J61、J62组成，其中J61可插接到用户控制插板中J1-J8的任意插槽内，J62直接连接电量信号传感器的信号输出端。
10.根据权利要求1、2或3所述的信息纽扣卡电能表一控多控制器，其特征在于所述的读写卡的一端与单片机的I/O接口连接，其EJT1端口与信息纽扣连接进行通讯。
专利摘要一种信息纽扣卡电能表一控多控制器，其特征在于是由信息纽扣、单片机、显示电路、声音报警电路、实时时钟、读写卡、片外存储器、信号数据处理和电源控制处理电路及控制状态指示电路构成；信息纽扣卡电能表一控多控制器，多用户(8户)使用一个控制器，各个用户有各自的卡，用户使用原来的基表采集数据，将电量信息传输给控制器，控制器对各自的电量信息进行处理，各个用户购买电量可累加到自己的电量上，剩余电量循环显示，有声音报警和片外存储器，掉电数据不丢失，控制器的费用分摊到各户，节省了用户的开支要比使用单户的预付费电表。
文档编号G01R11/00GK2718587SQ200420049489
公开日2005年8月17日 申请日期2004年4月28日 优先权日2004年4月28日
发明者董永兵 申请人:董永兵