[实用新型]基于GPRS通讯的三相预付费电能表系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及三相电能计量与远程抄表领域，具体涉及基于GPRS通讯的三相预付费电能表系统。

背景技术

三相预付费电能表目前已经有了广泛的应用，其最主要的技术包括：IC卡及RFID技术、三相电量计量技术、电量管理技术、远程抄表技术等。现有的IC卡技术已经非常成熟地应用在预付费电能表中，不过IC卡技术也存在一定的安全隐患，如通过接口盗电、通过复制IC卡等情况可能发生。电量计量技术，目前多采用固态技术代替机械电子技术，这样做的优点是使电能表的精度更高，使用寿命更长。远程抄表技术中，多采用集抄方式，电能表通过有线的形式，如使用RS485、电话线等连接到集抄器，再由集抄器上报供电中心(供电方)。上述方式还不能实现双向通讯及随时抄表。同时也给远程抄表的安装增加了成本。电量管理技术基本以国标为标准，对电量管理过程做了非常详细的规定。本产品远程抄表技术，使用非常热门的GPRS(通用分组无线业务)技术，具有保密性好、成本低、适合突发性数据传输等特点。同时实用了远程控制、随时抄表、远程监测功能。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的上述不足，提供基于GPRS通讯的三相预付费电能表系统。具体技术方案如下：

基于GPRS通讯的三相预付费电能表系统，该系统包括三相预付费电能表与GPRS服务器；三相预付费电能表包括：电能计量模块、GPRS模块、显示模块、控制电闸、微处理模块和电表电源；电能计量模块由三相电能计量芯片及三相采样电路组成，三相采样电路采样电力用户的使用电流和电压，三相电能计量芯片根据采集到的电流和电压来计量用户的使用电量，电能计量模块通过串行外围设备接口与微处理模块连接；GPRS模块通过串口与微处理模块连接；显示模块、控制电闸分别与微处理模块通过输入输出信号线连接，显示模块用于显示时间、电量使用情况和电表状态；控制电闸用于控制电力供应的通断；微处理模块由MCU系统及时钟电路组成，MCU系统记录用户电量使用情况对与其连接的各组成部分进行控制，时钟电路为三相预付费电能表提供实时时间；GPRS服务器通过GPRS模块与三相预付费电能表通讯，负责对三相预付费电能表进行远程抄表、远程控制、远程充值。

上述的三相预付费电能表系统中，电能计量模块由三相电能计量芯片及三相采样电路组成，三相采样电路通过分压从三相四线电力线的采样A、B和C三相电压，并通过电流互感器采样三组电流，三组电流分别为A相电流输入和输出，B相电流输入和输出，C相电流输入和输出；三相采样电路与三相电能计量芯片连接，将采样结果传输给三相电能计量芯片。

上述的三相预付费电能表系统中，显示模块由汉字点阵液晶显示器、220V报警灯、220V报警铃组成；微处理模块由MCU系统与DS1302时钟电路组成，MCU系统与DS1302时钟电路之间使用I/O口连接，MCU系统包括MCU芯片、复位电路、外部晶振。

上述的三相预付费电能表系统中，电表电源由变压器和稳压芯片组成，直接从三相电力线采电，供应电源给三相预付费电能表中的其他模块。

上述的三相预付费电能表系统中，所述电表状态分为4个状态：

正常状态：可用电量足够，运行正常；

赊欠状态：可用电量低于报警门限值，进入赊欠状态，启用可赊欠电量，预支电量；

报警状态：可赊欠电量使用完，电量重新低于报警门限值时，进入报警状态，报警灯点亮；

欠费状态：可用电量使用完，进入欠费状态，电能表闸断开，报警铃响铃。

上述的基于GPRS抄表的三相预付费电能表系统的控制方法，该方法中用户先购电，再使用，供电方进行远程抄表、远程充值、远程控制，具体包括如下步骤：

(1)用户向供电方购买电量，供电方通过GPRS服务器向用户的三相预付费电能表充值，微处理模块更新已记录的可用电量，三相预付费电能表进入正常状态；

(2)微处理模块读取电量计量模块计算出的设定时间内用户使用电量，将已记录的可用电量减去该设定时间内用户使用电量，并更新已记录的可用电量，当三相预付费电能表可用电量减少至报警门限值时，三相预付费电能表的微处理模块通过显示模块向用户报警并进入赊欠状态，把可赊欠电量加至可用电量中；

(3)当三相预付费电能表可用电量再次减少至报警门限值时，三相预付费电能表向用户报警并进入报警状态；

(4)当三相预付费电能表可用电量减少至0时，微处理模块控制控制电闸断开，进入欠费状态，并通过GPRS模块将欠费状态信息传输给GPRS服务器；直到下次充值成功才合上电闸。