CN213518481U - 一种通讯模块 - Google Patents

Abstract

一种通讯模块，包括壳体、短信模块、稳压电源，还具有数据采集机构、计时电路；数据采集机构包括电流互感器和触发子电路，电流互感器和壳体安装在一起，预充费电能表的其中一根输出相线从电流互感器感应孔穿过；电流互感器的次级绕组两端和触发子电路的电源输入两端分别电性连接；短信模块、稳压电源、数据采集机构的触发子电路、计时电路安装在壳体内部，并电性连接。本新型当计数器设定的累加计数到后，也即是使用者设定的用电量到后，短信模块能及时给予远端的人员手机短信提示，从而用电者能第一时间获知用电情况、及时充费，减少了停电带来的影响。基于上述，本新型具有好的应用前景。

Description

一种通讯模块

技术领域

本实用新型涉及通讯技术设备技术领域，特别是一种通讯模块。

背景技术

在用电中，为了实现计量收费，在家庭或者生产区域都安装有电能表。随着科技的发展预充费电能表也越来越得到了应用。预充费电能表在每次使用完费用前需要使用者及时充费，以免造成费用用完后电能表断开用户的电源，造成用户无法用电。实际情况下电能表安装的位置并不是用电者经常接近的区域(比如安装在单元楼下过道等区域)，且用电者一般不会留意或主动去查看剩下的费用，这样，就有可能导致费用使用完毕导致停电。

现有的技术中，由于预充费电能表只具有在费用将要用完前，经发光二极管发光提示用电者的功能，发光二极管发光提示、存在提示效果不明显的缺点。特别是安装在户外的预充费电能表用户更无法有效得到充费提示。基于上述，提供一种能协同预充费电能表使用，具有安装方便，能在电费将要用完时第一时间提示用电者的通信模块显得尤为必要。

实用新型内容

为了克服现有预充费电能表因结构所限存在的如背景所述弊端，本实用新型提供了协同预充费电能表使用，用于家庭、生产区域或野外设备等区域安装的预充费电能表使用，特别适用于用电设备连续工作的区域使用，工作时，能实时对经预充费电能表供电的用电设备用电进行计量，当设定的用电时间(用电量)到后，短信模块能及时给予远端的人员手机短信提示，从而用电者能第一时间获知用电情况、及时充费，减少了停电带来影响的一种通讯模块。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种通讯模块，包括壳体、短信模块、稳压电源，其特征在于还具有数据采集机构、计时电路；所述数据采集机构包括电流互感器和触发子电路，电流互感器和壳体安装在一起，电能表的其中一根输出相线从电流互感器感应孔穿过；所述电流互感器的次级绕组两端和触发子电路的电源输入两端分别电性连接；所述短信模块、稳压电源、数据采集机构的触发子电路、计时电路安装在壳体内部；所述稳压电源的电源输出两端和触发子电路、计时电路电源输入两端分别电性连接；所述计时电路的控制电源输出端和短信模块的电源输入端电性连接，触发子电路的触发信号电源输出端和计时电路的触发信号输入端电性连接，触发子电路的控制信号输入端电性串联在计时电路的控制信号输出端之间。

进一步地，所述短信模块是短信报警模块，短信模块的负极电源输入端和其中一个信号端口电性连接。

进一步地，所述稳压电源是交流转直流开关电源模块。

进一步地，所述数据采集机构的触发子电路包括整流桥堆、电解电容、电阻、NPN三极管和继电器，其间电性连接，整流桥堆的电源输出端正极和第一只电解电容正极、第一只电阻一端连接，第一只电阻另一端和第二只电阻一端连接，第二只电阻另一端和NPN三极管基极连接，NPN三极管集电极和继电器负极电源输入端连接，继电器正极及控制电源输入端连接，第一只电解电容负极和第二只电解电容负极、整流桥堆的负极电源输出端、NPN三极管发射极连接。

进一步地，所述计时电路包括时控开关、计数器、继电器、放电灯，其间电性连接；计数器是带报警输出的计数器，时控开关是全自动微电脑时控开关，时控开关的负极电源输入端和负极电源输输出端、三只继电器负极电源输入端、放电灯负极电源输入端、计数器的负极电源输入端连接，三只继电器正极电源输入端和时控开关的正极电源输出端连接，第一只及第二只继电器的控制电源输入端连接，第二只继电器常开触点端和放电灯正极电源输入端连接，第三只继电器的控制触点端及常开触点端和计数器的累加计数键的两个接线端分别连接。

本实用新型有益效果是：本新型协同预充费电能表使用，用于家庭、生产区域或野外设备等区域安装的预充费电能表使用，特别适用于用电设备连续工作的区域使用，工作时，数据采集机构的电流互感器感应用电设备使用电源时的电流，用电越大感应的电流信号越大，那么触发子电路控制计时电路的计数器累加计数速度越快，反之越慢，这样就能达到实时采集用电设备用电量的目的(比如220V电压、电流信号是3A那么用电设备耗电就是660W)。本新型中，当计数器设定的累加计数到后，也即是使用者设定的用电量到后，短信模块能及时给予远端的人员手机短信提示，从而用电者能第一时间获知用电情况、及时充费，减少了停电带来的影响。基于上述，本新型具有好的应用前景。

附图说明

以下结合附图和实施例将本实用新型做进一步说明。

图1是本实用新型结构示意图。

图2是本实用新型电路图。

具体实施方式

图1所示，一种通讯模块，包括矩形中空壳体1、短信模块2、稳压电源3，还具有数据采集机构4、计时电路5；所述数据采集机构4包括电流互感器41和触发子电路42，电流互感器41经螺杆螺母安装在壳体1上，预充费电能表的其中一根输出相线6从电流互感器41中心感应孔穿过；所述短信模块2、稳压电源3、数据采集机构的触发子电路42、计时电路5安装在壳体1内部。

图2所示，短信模块A5是型号GSM DTU SIM800C的短信报警模块成品，短信报警模块成品具有两个电源输入端1及2脚，八路信号输入端口3-10脚，每路信号输入端口输入低电平信号后，短信报警模块成品会经无线移动网络发送一条短信，短信报警模块成品内可储存不同内容短信(本实施例管理人员通过短信报警模块成品自身功能预先编辑一条短信，内容是“电费将要用完”，短信模块A5的2及3脚连接在一起。稳压电源A是型号220V/12V/100W的交流转直流开关电源模块成品。数据采集机构的电流互感器T是型号DL-CT10CL的电流互感器成品；触发子电路包括整流桥堆A1、电解电容C及C1、电阻R1及R2、NPN三极管Q1和继电器K2，其间经电路板布线连接，整流桥堆A1的电源输出端正极3脚和第一只电解电容C正极、第一只电阻R1一端连接，第一只电阻R1另一端和第二只电阻R2一端连接，第二只电阻R2另一端和NPN三极管Q1基极连接，NPN三极管Q1集电极和继电器K2负极电源输入端连接，继电器K2正极及控制电源输入端连接，第一只电解电容C负极和第二只电解电容C1负极、整流桥堆A1的负极电源输出端4脚、NPN三极管Q1发射极连接。计时电路包括时控开关A2，计数器A4，继电器K1、K3、K4，放电灯H，其间经电路板布线连接；计数器A4(51)是型号DA6-7A带报警输出、数码显示管显示数字的计数器成品，计数器A4前部面板上具有多个操作设置按钮，分别操作多只按钮可以设定计数器在需要的计数范围到达后，控制电源输出端C输出报警控制电源信号，计数器成品A4具有清零按键，清零按按下其两个触点闭合后，计数器成品A4计数会被清零，控制电源输出端C输停止输出报警控制电源信号，当下次累加计数到后，计数器成品A4控制电源输出端C再次输出报警控制电源信号，计数器成品A4具有无电压触发信号接线端F，两个接线端每闭合一次，计数器A4进行一次累加计数；时控开关A2是型号KG316T的全自动微电脑时控开关成品，微电脑时控开关A2的壳体前侧端有液晶显示屏，还有取消/恢复、校时、校分、校星期、自动/手动、定时、时钟七个设置按键，以及两个电源输入端1、2脚，两个电源输出端3、4脚，应用前，使用者分别按动操作七只按键，可设定两个电源输出端输出电源的间隔时间以及每次输出电源的时间，一次设定后只要不进行下一次操作按键设定，失电也不会导致设置的电源输出时间改变；时控开关A2的负极电源输入端2脚和负极电源输输出端4脚，三只继电器K1、K3、K4负极电源输入端，放电灯H负极电源输入端，计数器A4的负极电源输入端2脚连接，三只继电器K1、K3、K4正极电源输入端和时控开关A2的正极电源输出端3脚连接，第一只及第二只继电器K1及K3的控制电源输入端连接，第二只继电器K3常开触点端和放电灯H正极电源输入端连接，第三只继电器K4的控制触点端及常开触点端和计数器的无电压触发信号接线端F的两个接线端分别连接。

图1、2所示，电流互感器A1的次级绕组两端和触发子电路的电源输入两端整流桥堆A1的1及2脚分别经导线连接。所述稳压电源A的电源输入端1及2脚和交流220V电源两极分别经导线连接。稳压电源A的电源输出两端3及4脚和触发子电路电源输入两端继电器K2控制电源输入端及NPN三极管Q1发射极、计时电路电源输入两端计数器A4的1及2脚分别经导线连接。所述计时电路的控制电源输出端计数器A4的3脚(C)及2脚和短信模块A5的电源输入端1及2脚分别经导线连接。触发子电路的触发信号电源输出端继电器K2常开触点端和计数器A2的触发信号输入端时控开关A2的1脚经导线连接。触发子电路的电阻R1另一端和计时电路的继电器K1的常闭触点端经导线连接，计时电路的继电器K1、K3的控制电源输入端和触发子电路的电解电容C1正极经导线连接。稳压电源A的负极电源输出端4脚和数据采集机构的负极电源输入端电解电容C负极、计时电路负极电源输入端时控开关A2的2脚连接。

图1、2所示，本新型协同预充费电能表使用，用于家庭、生产区域或野外用电设备等区域安装的预充费电能表使用，特别适用于用电设备连续工作的区域使用。220V交流电源进入稳压电源A的1及2脚后，稳压电源A在其内部电路作用下3及4脚会输出稳定的12V直流电源进入触发子电路、计时电路的电源输入两端，于是，上述电路处于得电工作状态。工作时，电流互感器T感应和电表电源输出端相连的用电设备使用电源时的电流，用电量越大(用电设备越耗电)电流互感器T感应的电流信号越大(次级输出的电源进入整流桥堆A1的1及2脚)，那么经整流桥堆A1整流、电解电容C滤波后直流电源的电流电压越高，后续触发子电路控制计时电路的计数器累加计数速度越快；用电量越小电流互感器T感应的电流信号越小，那么经整流桥堆A1整流、电解电容C滤波后直流电源的电流电压越低，后续触发子电路控制计时电路的计数器累加计数速度越慢。触发子电路得电工作后，当用电设备没有用电，整流桥堆A1的3脚无电源输出进入电阻R1一端时，NPN三极管Q1基极无偏压处于截止状态，那么继电器K2也就不会得电吸合，时控开关A2也就不得电工作。当用电设备用电，整流桥堆A1的3脚输出的电源正极会经电阻R1及继电器K1控制电源输入端、常闭触点端进入电解电容C1正极，为电解电容C1充电。刚开始的一段时间内(比如电表负荷为2KW时，电流互感器T感应的电流为电解电容充满电是5分钟)，电解电容C1没有充满电时，整流桥堆A1的3脚输出的电源正极经电阻R1、R2降压限流后进入NPN三极管Q1的基极电压低于0.7V，NPN三极管Q1截止其集电极不输出电平，那么继电器K2不会得电吸合、时控开关A2也就继续不得电工作。当充电超过一段时间后(比如5分钟)，电解电容C1充满电时，整流桥堆A1的3脚输出的电源正极经电阻R1、R2降压限流后进入NPN三极管Q1的基极电压高于0.7V，NPN三极管Q1导通其集电极输出低电平进入继电器K2负极电源输入端，继电器K2得电吸合其控制电源输入端和常开触点端闭合。由于，继电器K2的常开触点端和时控开关A2的1脚连接，所以此刻时控开关A2会得电工作。

图1、2所示，时控开关A2得电工作后在其内部电路作用下及技术人员设定的3及4脚输出电源时间作用下，会输出1秒钟电源进入继电器K1、K3、K4的电源输入两端，于是，继电器K1、K3、K4得电吸合。继电器K1得电吸合后其控制电源输入端和常闭触点端开路，继电器K3得电吸合后其控制电源输入端和常开触点端闭合，继电器K4得电吸合后其控制触点端和常开触点端闭合。由于，继电器K1常闭触点端和电阻R1另一端连接、控制电源输入端和电解电容C1正极连接，所以此时电解电容C1会停止充电；由于电解电容C1正极和继电器K3控制电源输输入端连接、继电器K3常开触点端和放电灯H正极连接，所以此时放电灯H会得电发光、在1秒钟时间内快速将电解电容C1上充的电压释放掉；由于继电器K4控制触点端及常开触点端和计数器A4的无电压触发信号接线端F的两个接线端分别连接，所以此刻计数器A4会累加计数一次。时控开关A2得电3及4脚输出1秒钟电源停止后，继电器K1、K3、K4再次失电不再吸合；继电器K1失电后其控制电源输入端和常闭触点端再次闭合，继电器K3得电吸合后其控制电源输入端和常开触点端再次开路，继电器K4得电吸合后其控制触点端和常开触点端再次开路。继电器K4失电后，那么计数器A4的无电压触发信号接线端F的两个接线端再次开路，为下次计数做好准备。继电器K3失电后，电解电容C1正极再次和放电灯H正极开路，为电解电容C1再次充电做好准备。继电器K1再次失电其控制电源输入端和常闭触点端再次闭合后，刚开始的一段时间内，电解电容C1没有充满电时，整流桥堆A1的3脚输出的电源正极再次经电阻R1、R2降压限流后进入NPN三极管Q1的基极电压低于0.7V，NPN三极管Q1再次截止、时控开关A2再次不得电工作。当充电超过一段时间后(比如5分钟)，电解电容C1再次充满电时，整流桥堆A1的3脚输出的电源正极经电阻R1、R2再次降压限流后进入NPN三极管Q1的基极电压再次高于0.7V，NPN三极管Q1再次导通、继电器K2再次得电吸合其控制电源输入端和常开触点端闭合，时控开关A2会再次得电工作输出1秒钟电源进入继电器K2、K3、K4正极电源输入端，继电器K2、K3、K4再次得电吸合……，以此不断循环，本新型中，只要经电能表供电的用电设备处于用电状态，一定时间内(比用电负荷2KW前提下、5分钟)，计数器A4就会累加计数一次。当使用者设定的计数器A4(设置按键及显示屏位于壳体1前端外，利于使用者设定数字)累加计数到后(比如使用者预先设定的计数器A4的10000个数字、代表50000分钟(833小时)*2KW＝1666KW)，计数器A4在其内部电路及使用者设定的计数数字作用下、电源输出端C会输出正极电源进入短信模块A5的正极电源输入端，于是短信模块A5得电工作。由于短信模块A5的3脚和2脚预先连接(3脚被输入低电平触发信号)，所以此时短信模块A5会自动将内部储存的一条短信发送出去，这样，远端人员手机接收到短信后，使用者就能第一时间获知用电情况、及时充费，减少了停电带来的影响。本新型生产时，生产技术人员如果要生产出基于电表2KW、五分钟计数器计数一次(主要用于生产区域)的成品，那么先将电阻R1换为可调电阻，将实验电表负荷接为2KW，然后反复多次慢慢调节可调电阻的电阻值，当刚好调节到5分钟时间内继电器K2得电吸合后，可调电阻的阻值就调节到需要；然后取下可调电阻测量其电阻值，并用相同电阻值的固定电阻代替，后续生产就都可按照可调电阻的电阻值直接使用固定电阻，不需要再进行确定。需要说明的是，本实施例基于2KW负荷、五分钟计数器计数不是固定的，应用于家庭的本新型可减少负荷下、减少时间内计数器进行一次计数(比如说电表用电100KW后就短信提示使用者)。本新型由于充电需要一定时间，因此对于用电时间极短的区域，充电时间以较短为宜(比如公共卫生间的照明统计使用)。本新型使用者接到短信后，为了保证下一次使用，需要按下计数器A4的清零按键，计数器A4累加计数被清零后，进行下一次电表累加用电计数，达到计数后再次短信提示使用者。图2中，继电器K1、K2、K3、K4是DC12V直流继电器；电阻R1、R2阻值分别是2.72M、470K；电解电容C、C1型号分别是470μF/25V、100μF/25V；NPN三极管Q1型号是9013；放电灯是普通12V/8W小电珠，也可采用大功率电阻代替；整流桥堆型号MB10F。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征及本实用新型的优点，对于本领域技术人员而言，显然本本实用新型限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.一种通讯模块，包括壳体、短信模块、稳压电源，其特征在于还具有数据采集机构、计时电路；所述数据采集机构包括电流互感器和触发子电路，电流互感器和壳体安装在一起，电能表的其中一根输出相线从电流互感器感应孔穿过；所述电流互感器的次级绕组两端和触发子电路的电源输入两端分别电性连接；所述短信模块、稳压电源、数据采集机构的触发子电路、计时电路安装在壳体内部；所述稳压电源的电源输出两端和触发子电路、计时电路电源输入两端分别电性连接；所述计时电路的控制电源输出端和短信模块的电源输入端电性连接，触发子电路的触发信号电源输出端和计时电路的触发信号输入端电性连接，触发子电路的控制信号输入端电性串联在计时电路的两个控制信号输出端之间。

2.根据权利要求1所述的一种通讯模块，其特征在于，短信模块是短信报警模块，短信模块的负极电源输入端和其中一个信号端口电性连接。

3.根据权利要求1所述的一种通讯模块，其特征在于，稳压电源是交流转直流开关电源模块。

4.根据权利要求1所述的一种通讯模块，其特征在于，数据采集机构的触发子电路包括整流桥堆、电解电容、电阻、NPN三极管和继电器，其间电性连接，整流桥堆的电源输出端正极和第一只电解电容正极、第一只电阻一端连接，第一只电阻另一端和第二只电阻一端连接，第二只电阻另一端和NPN三极管基极连接，NPN三极管集电极和继电器负极电源输入端连接，继电器正极及控制电源输入端连接，第一只电解电容负极和第二只电解电容负极、整流桥堆的负极电源输出端、NPN三极管发射极连接。

5.根据权利要求1所述的一种通讯模块，其特征在于，计时电路包括时控开关、计数器、继电器、放电灯，其间电性连接；计数器是带报警输出的计数器，时控开关是全自动微电脑时控开关，时控开关的负极电源输入端和负极电源输出端、三只继电器负极电源输入端、放电灯负极电源输入端、计数器的负极电源输入端连接，三只继电器正极电源输入端和时控开关的正极电源输出端连接，第一只及第二只继电器的控制电源输入端连接，第二只继电器常开触点端和放电灯正极电源输入端连接，第三只继电器的控制触点端及常开触点端和计数器的累加计数键的两个接线端分别连接。

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