[发明专利]智能IC卡预付费管理装置

摘要

本发明公开了一种智能IC卡预付费管理装置，用于解决电力大客户预付费管理、控制及监测。该装置主要由壳体以及壳体内部的电源、32位嵌入式CPU、数据存储电路、IC卡通信电路、GSM/GPRS/CDMA模块驱动电路、以太网通信电路、485数据采集电路、跳闸控制电路、脉冲采集电路、状态量采集电路、LCD显示电路、键盘控制电路、声光报警电路等组成。通过该装置可以实现基于IC卡电力预付费，同时该装置支持多种类型数据的采集，支持对相关数据进行实时分析、存储等功能，支持通过GSM/GPRS、CDMA等网络传输现场时实数据，从而避免了传统电力大客户预付费方式无法及时了解现场电表情况的问题。

主权项

1、一种智能IC卡预付费管理装置，其特征在于，所述智能IC卡预付费管理装置包括：测量电路，是由电压互感器、电流互感器、电阻网络和交流采样芯片组成的电子转换和采样电路，其输入端由1个三相电流互感器和3个单相电压互感器组成的测量回路与电网偶合，所述交流采样芯片通过SPI通信接口或串口与主CPU相连；控制回路，由主CPU、单片机和状态量采集电路组成，所述单片机的信号输入端与状态量采集电路的输出端相连，所述单片机的控制输出端与控制电路的输入端相连，所述主CPU串口的发送口和单片机串口的接收口相连，主CPU串口的接收口和单片机串口的发送口相连；所述状态量采集电路用于监测继电器控制状态，实现装置的闭环控制；动作电路，其输入端通过6个光藕与所述单片机的控制引脚相连，用来实现控制电路与控制回路的电气隔离；三极管与光藕相连，用于放大驱动继电器线圈的电流；二极管与继电器线圈并联，构成继电器线圈续流电路；脉冲采集回路，由主CPU、单片机、脉冲采集电路组成，用于采集脉冲电能表电量；其中单片机的信号输入端与脉冲采集电路的信号输出端相连；GPRS/GSM无线通信回路，由主CPU、GPRS/GSM通信模块、SIM卡座、非门芯片、发光二极管和射频天线组成；其中GPRS/GSM通信模块通过串口与主CPU连接，通过SPI总线与SIM卡座相连，通过RF同轴电缆与射频天线相连；485总线电路，由485芯片、光藕、直流转换模块、双向二极管和共模电感组成；其中直流转换模块输入端与电源主系统相连，输出端与485总线电路相连，为485总线电路提供5V电源并同主系统电源进行隔离；其中双向二极管的一端分别接到485差分总线上，另一端接入大地引线端子；共模电感串入485差分总线，抑制共模干扰；该电路输入端通过光藕与主CPU的1号串口的发送引脚相连，输出端通过光藕与主CPU的1号串口的接收引脚相连；射频通信电路，由射频芯片FM1702SL电路和PCB天线组成，射频芯片FM1702SL电路通过SPI总线与主CPU相连，主CPU用A7普通I/O口模拟SPI总线的输入口与射频芯片FM1702SL电路的12号引脚相连，用A12普通I/O口模拟SPI总线的输出口与射频芯片FM1702SL电路的14号引脚相连，用A24普通I/O口模拟SPI总线的时钟信号线与射频芯片FM1702SL电路的13号引脚相连，用A20普通I/O口模拟SPI总线的片选信号线与射频芯片FM1702SL电路的15号引脚相连，用A22普通I/O口模拟复位输出口与射频芯片FM1702SL电路的23号引脚相连；射频芯片FM1702SL电路的TX1、TX2、RX与PCB环型天线电路相连，组成射频通信电路的发射和接收回路；其中射频通信电路的模拟电路部分供电系统和数字电路供电系统通过电感进行隔离；红外通信电路，由串口扩展电路、红外接收和红外发射电路组成，用于本地参数设置；其中串口扩展电路由芯片TL16C550及其外围电路组成，芯片TL16C550的数据线和地址线同主CPU的地址线和数据线相连接；芯片TL16C550的读写控制信号输入引脚同主CPU的读写控制信号输出引脚相连，芯片TL16C550的串口发送端子同红外发射电路相连，芯片TL16C550的串口接收端子同红外接收电路相连；红外发射电路采用一个与非门芯片和两个红外发射管组成；以太网接口电路，包括以太网芯片、总线驱动器芯片和网桥，用于本地调试及设备网络联结；其中以太网芯片的数据和地址总线通过总线驱动器芯片隔离后与主CPU的数据和地址总线相连，数据线总线采用16位数据线；其中总线驱动器芯片主要将数据和地址总线上的设备隔离开，防止总线冲突。