[实用新型]三相预付费电能表

说明书

技术领域

本实用新型涉及电能计量技术领域，具体是指一种应用CPU卡预付费使用的三相电子式电能表。

背景技术

供电部门通过电能表计量各用户用电量。最早使用的机械式电表，需人工上门抄表，电力部门的人员及管理成本都很大。随着技术的发展，现在已经可以利用电力线载波等技术实现远程抄表或者预付费电表来解决这个问题。对于预付费电表这一新兴技术，用户对其使用的便利性与安全性均有较高的要求。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种应用于三相供电线路，采用卡预付费使用、性能稳定、安全可靠的电能计量表。

根据以上需解决的问题，本实用新型采取的技术方案是：一种三相预付费电能表，包括主控芯片及与主控芯片连接的计量模块、负荷控制模块、显示模块，还包括CPU卡读写模块，所述CPU卡读写模块中设有第二微处理器，第二微处理器与射频模块连接，通过射频模块与预设CPU卡通信；所述第二微处理器与主控芯片信号连接。

所述三相预付费电能表进一步包括与主控芯片连接的RS485通讯接口、红外通讯接口及报警提示模块。

所述RS485通讯接口采用工业级RS485芯片并配有保护电路。

所述三相预付费电能表还包括与三相供电线路直接连接的电源转换模块，该模块与备用电池模块均与用于协调二者工作为其它功能电路模块直接提供工作电源的电源管理模块连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

1)采用专门的微处理器完成智能CPU卡的认证和读写工作，这样根据不同供电管理部门的不同要求，只需更改读写部分的微处理器软件，而不需要对核心微处理器的软件进行修改或者只做少量修改，即可完成，整表的适应性强，使用方便灵活；

2)带有多种通讯接口电路，数据采集方便，操作灵活；

3)对RS485通讯接口设置保护电路，并采用软件配合，使该模块对高压、静电具有超强的耐受力，保证通讯性能稳定可靠。

4)完整的电源模块设计，一般采用三相供电，缺相情况下电源仍可持续供电，保证电表工作稳定。

附图说明

图1是本实用新型原理组成示意框图；

图2是所述CPU卡读写模块的工作原理示意图；

图3是RS485通讯接口保护电路原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明：

如图1，本实用新型包括主控芯片及与主控芯片连接的计量模块、负荷控制模块、显示模块、报警提示模块、RS485通讯接口和红外通讯接口模块，还包括CPU卡读写模块。其中，CPU卡读写模块包括微处理器及与微处理器连接的射频模块，微处理器通过射频模块与预设CPU卡通信；该微处理器与主控芯片通过地址及数据总线信号连接。所述报警提示模块包括LED指示等及蜂鸣器；RS485通讯接口和红外通讯接口模块用于对所述电能表现场数据采集及远程控制。

本实用新型所述电能表使用时，需一套完整的售电管理系统配合。如图2，售电管理系统通过电脑对读写器进行操作，读写器与用户CPU卡进行相互认证，如认证成功即进行数据的读写；所述预付费电能表在对用户CPU卡进行读写时，将经过电表内部读写模块对CPU卡进行认证，认证成功后将数据读写入主控芯片，否则将读写失败。

所述CPU卡经过软件加密，实现一表配一卡，即每个用户的电能卡只能在其配套的电能表上使用，在其它电能表上不能作用。所述加密方法采用DES算法。

DES算法的入口参数有三个：Key、Data、Mode。其中Key是DES算法的工作密钥；Data是要被加密或被解密的数据；Mode为DES的工作方式，有两种：加密或解密。

DES算法是这样工作的：如Mode为加密，则用Key去把数据Data进行加密，生成Data的密码形式作为DES的输出结果；如Mode为解密，则用Key去把密码形式的数据Data解密，还原为Data的明码形式作为DES的输出结果。实际使用中，对于CPU卡和所述电能表的读写模块，双方约定一致的Key，在通信的源点用Key对核心数据进行DES加密，然后数据以密码形式在二者之间通过射频信号传送，数据从一方到达另一方后，另一方用同样的Key对密码数据进行解密，该方便得到核心数据。这样，保证了核心数据在传输过程中的安全性和可靠性。通过定期改变CPU卡及所述电能表中读写卡模块的工作密钥Key，便能更进一步提高数据的保密性。