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一种防遥控窃电智能电表的制作方法

【技术领域】

[0001] 本发明涉及一种智能电表，尤其涉及一种防远程窃电的智能电表。

【背景技术】

电能是人们日常生活中不可或缺的一种清洁能源。 电力企业为合理规划用电和收取电费，在用户端安装电表计量用电量。 在经济利益的驱使下，大量不法分子通过各种手段窃电，性质极其恶劣。 窃电时，乱接线极有可能烧毁线路，造成大面积停电、火灾等民事纠纷，甚至刑事案件。 此外，窃电行为还破坏了原本正常、稳定的电力市场环境，给国家和社会带来经济损失。 随着科学技术的发展，窃电的手段也越来越多样化和高科技化。 遥控窃电是高科技窃电的典型形式。 整套遥控窃听器分为接收部分和发射部分两部分。 其工作原理是：将遥控信号接收部分置于电表箱内，当窃电不法分子发射遥控信号时，电表中的遥控信号接收部分接收到信号，进而控制电路中的继电器工作，使电表电流回路短路自制220v电表倒转器，达到窃电目的。 遥控窃电多见于工厂、网吧、歌厅等大负荷用电设备。

【发明内容】

[0003] 本发明提供了一种防远距离窃电智能电表，在现有远距离抄表功能的基础上实现了防远距离窃电功能。 当发生窃电时，它不仅可以跳闸保护电能，还可以利用远传模块和载波模块向电力公司报警。

本发明采用的技术方案是：

[0005] 一种防远距离窃电智能电表，包括MCU处理器模块、供电电路。 MCU处理器模块分别连接有时钟电路、通信模块和GPS模块。 MCU处理器模块分别连接继电器电路、红外光检测电路、电流表电流检测模块、电流电压采集电路。 载波电路通过A/D转换器连接到MCU处理器模块。

所述的供电电路包括串联在变压电路中的热敏电阻R1、并联在变压电路中的压敏电阻R2、降压变压器T1，降压变压器T1的副边连接桥式整流管D5 、降压变压器T1用于将220V交流电压降压后送至整流桥D5。 整流桥D5的输出端并联：多组滤波电容C1～C6； 多个稳压二极管D4、D6、D7、D9。

所述整流桥D5输出端并联：单向导通二极管D1、D2、D3、D8，单向导通二极管D1、D2、D3、D8分别与直流电源V1、直流电源V2、直流电源V3相连，直流电源V4。

所述的载波电路包括发射部分、接收部分、调制部分；

所述的发射部分包括变压器T12，变压器T12连接电感L12、环路电容C22，电感L12、环路电容C22用于调整发射电流和波形；

所述调制部分包括调制解调器PL2102B，调制解调器PL2102B连接MCU处理器模块；

所述接收部分包括二极管D12、二极管D32、二极管D12、二极管D32正负并联，用于钳位； 二极管D12、二极管D32两端与电容C62、电感L22并联，电容C62、电感L22构成谐振电路。

所述的电流电压采集电路包括电压采集部分、电流采集部分；

所述的电流采集部分包括锰铜分流器R53，锰铜分流器R53用于将电源线上的大电流信号转换成MCU处理器模块识别的差动电流信号，锰铜分流器R53的两端分别连接在电源线上的大电流信号的一端滤波电感L13、滤波电感L23的一端、滤波电感L13的另一端、滤波电感L23的另一端分别连接反并联稳压二极管D13和稳压二极管D23，电流采集部分采集到的电流信号经过限流电阻和滤波电容后，输入ESP430芯片；

电压采集部分采集的电压信号经过限压、限流、滤波后输入ESP430芯片。

[0015] 继电器电路是由正负电源供电的OCL放大器。

[0016] 电流表电流检测模块包括霍尔元件、信号调理电路和A/D转换器。

所述的MCU处理器模块为MSP430FE427单片机。

[0018] 通信模块包括RS-485接口和存储电路。

一种防遥控窃取方法，包括以下步骤：

第一步：电力局开机信号经载波电路接收，经滤波放大后进入半双工异步调制解调解调，然后输入MCU处理器模块，MCU处理器模块发送开机指令后，电能表、功率供电线路开始正常工作；

第二步：电流表电流检测模块通过霍尔元件检测流过电能表的电流大小变化情况，经过信号调理电路放大，再通过A/D转换器转换输入MCU处理器模块；

第三步：电流电压采集电路将流过电能表的大电流和高压，经锰铜分流器转换成适合MCU处理器模块采样的差分信号，输入ESP430芯片进行电能计算;

第四步：红外光检测电路中的红外光接收二极管，将行凶者用遥控窃电器发射器发射的红外脉冲，经放大、滤波后输入MCU处理器模块；

第五步：MCU处理器模块判断有红外​​线，在很短的时间内，电流信号突然变小，属于偷电现象；

步骤6：发生窃电现象后，MCU处理器模块发出跳闸指令，继电器电路跳闸停止供电； 同时通过载波模块向电力局工作人员发送窃电报警，MCU处理器模块另外调用时钟电路，GPS模块和存储电路的信息通过通信模块和GPRS网络发送给电力局，以便确保窃电信息能被电力局工作人员查获。

与现有的智能电表或防窃电装置相比，本发明的一种防遥控窃电的智能电表具有以下有益效果：

1:本发明在现有智能电表远传抄表技术的基础上增加了跳闸功能，当发生远传窃电现象时能自动切断用户端电源，并通过载波模块和通信模块两个模块对电电力公司报了警自制220v电表倒转器，确保电力公司注意到这一现象。

[0028]2:本发明实现了电力公司对电能表的独特控制和向用户供电的功能。 一旦出现遥控窃电现象导致跳闸，只有在电力公司允许的情况下，电能表才能投入工作计量电能，最大程度保证了该现象被电力公司工作人员查获程度。

【图纸说明】

图1为本发明智能电表模块的连接示意图；

图2为本发明智能电表的电表电流检测模块连接示意图；

[0031] 图。 图3为本发明智能电表通信模块的连接示意图。

[0032] 图4为本发明智能电表的电源电路图。

[0033] 图5为本发明智能电表的载波电路图。

图6为本发明智能电表的电流电压采集电路图；

[0035] 图7为本发明智能电表的继电器电路图。

[0036] 图。 图8为本发明智能电表的信号调理电路图。

[0037] 图。 图9为本发明智能电表的红外线接收电路。

【详细方式】

[0038] 如图1至图3所示，一种防远程窃电智能电表，包括MCU处理器模块和供电电路。 MCU处理器模块分别连接有时钟电路、通信模块和GPS模块。 MCU处理器模块分别连接继电器电路、红外光检测电路、电流表电流检测模块、电流电压采集电路。 载体电路连接到MCU处理器模块。

[0039] 智能电表需要不间断供电。 为防止不法分子篡改电路使电能产生冲击而导致电表不能正常工作，需要对供电电路进行保护。 另一方面，调制解调器、单片机等硬件单元的正常工作也依赖于正常稳定的工作电压。 因此，保证电源的稳定性和可靠性是电源电路设计的基础。 因此，电源电路的设计重点是保护电路免受变压器原边的过压和雷击。

[0040] 如图3所示，R1为串联在变压器回路中的热敏电阻。 当变压器电路出现过电压时，通过电路的电流会明显增加。 电阻的温度也会相应升高，热敏电阻R1的阻值也随之升高，将原边电压限制在一个合适的范围内。 压敏电阻R2并联在电路中。 正常情况下，在正常供电电压下，压敏电阻R2处于不导通状态。 当雷击发生时，压敏电阻R2两端电压急剧升高，根据压敏电阻的特性，压敏电阻R2的阻值急剧下降。 因此，压敏电阻R2导通，有效保护了电路。变压器T1为降压变压器，将220V交流电压进行转换