專利名稱：Ic卡智能水表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種計(jì)量控制裝置，具體涉及一種IC卡智能水表。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的供水系統(tǒng)大都采用原始的機(jī)械式計(jì)量水表，人工手動抄表計(jì)費(fèi)，先用水后收費(fèi)，管理較為落后，不能進(jìn)行定時(shí)定量供水及實(shí)現(xiàn)預(yù)收費(fèi)，給供水單位的收費(fèi)工作和資金周轉(zhuǎn)帶來很大困難，有的單位和用戶拖欠水費(fèi)時(shí)間長，數(shù)額巨大，同時(shí)，供水單位管理上也容易出現(xiàn)漏洞，國家財(cái)產(chǎn)和供水公司的經(jīng)濟(jì)經(jīng)常蒙受很大損失。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型之目的旨在提供一種自動控制定時(shí)定量供水、自動化程度高、安全可靠、實(shí)現(xiàn)預(yù)收費(fèi)、管理先進(jìn)嚴(yán)密、使用方便、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、功能齊全、功耗低的IC卡智能水表。
本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是這種IC卡智能水表由IC卡、計(jì)量傳感器、控制電路組成，與基表配套使用，計(jì)量傳感器安裝在基表內(nèi)并引出采樣信號線連接至控制電路，控制電路包括單片機(jī)電路、數(shù)據(jù)采樣電路、電壓檢測集成電路、掉電數(shù)據(jù)保存電路、防磁電路、閥門控制電路、液晶顯示電路、IC卡讀寫電路，控制電路以單片機(jī)電路為核心，通過程序進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；數(shù)據(jù)采樣電路為安裝在基表內(nèi)的計(jì)量傳感器輸出脈沖信號，由采樣信號線連接至單片機(jī)的輸入腳，通過程序作出脈沖計(jì)數(shù)處理；單片機(jī)的輸出腳分別連接至液晶的數(shù)據(jù)、時(shí)鐘、編程線，液晶顯示不同狀態(tài)下的用水量；單片機(jī)的另兩個(gè)輸出腳分別輸出高、低電平，分別連接閥門控制電路的不同三極管基極，通過電流放大后驅(qū)動閥門的打開或關(guān)閉；電壓檢測集成電路的Vcc和GND分別接電路的電源和地，輸出腳接單片機(jī)的輸入腳，單片機(jī)可通過程序作出欠壓關(guān)閥處理；防磁電路為干簧管一端接地，另一端接單片機(jī)輸入腳，單片機(jī)可通過程序作出防磁關(guān)閥處理；IC卡讀寫電路為IC卡座的腳分別與單片機(jī)的輸入輸出腳連接，單片機(jī)可轉(zhuǎn)入相應(yīng)程序執(zhí)行讀卡或?qū)懣ú僮?；掉電?shù)據(jù)保存電路的腳分別與單片機(jī)的輸入輸出腳連接，單片機(jī)要通過片選后方可對數(shù)據(jù)保存電路進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫。
本實(shí)用新型和現(xiàn)有技術(shù)相比，將先進(jìn)的微電腦技術(shù)和電子技術(shù)、機(jī)械技術(shù)應(yīng)用于控制裝置中，具有當(dāng)閥門關(guān)閉失靈、可用數(shù)據(jù)為零時(shí)，啟動透支計(jì)量系統(tǒng)繼續(xù)對用水量計(jì)量的功能；本實(shí)用新型能自動取樣計(jì)量并實(shí)現(xiàn)平價(jià)和議價(jià)用水計(jì)量管理；特有的2.7V-3.6V低電壓狀態(tài)運(yùn)行功能；維修功能；十二個(gè)月實(shí)際用水量循環(huán)記錄并通過IC卡進(jìn)行信息反饋功能；具有自動定時(shí)定量計(jì)量準(zhǔn)確、開通或切斷水源及時(shí)、顯示直觀、功能齊全等特點(diǎn)。因此，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)合理，安全可靠、適用性強(qiáng)，為供水管理現(xiàn)代化提供了一種先進(jìn)的計(jì)量控制設(shè)備。


圖1為本實(shí)用新型電原理框圖圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例電路圖具體實(shí)施方式
參見圖1，本實(shí)用新型由IC卡、計(jì)量傳感器、基表、控制電路、閥門、電池、管接頭、采樣信號線組成，電池采用長壽高能鋰電池，計(jì)量傳感器安裝在基表內(nèi)并引出采樣信號線。最簡單的計(jì)量傳感器為在現(xiàn)有干式水表的運(yùn)轉(zhuǎn)齒輪周邊上安裝固定一磁塊，而在這運(yùn)轉(zhuǎn)齒輪旁邊安裝固定干簧管繼電器，干簧管繼電器的輸出連接采樣信號線。因此，當(dāng)水表基表的運(yùn)轉(zhuǎn)齒輪每運(yùn)轉(zhuǎn)一周，則干簧管繼電器受磁塊磁力作用，吸合一次，所以在輸出采樣信號線上就會有一脈沖信號輸出，連接至控制電路。控制電路包括單片機(jī)電路、數(shù)據(jù)采樣電路、電壓檢測集成電路、掉電數(shù)據(jù)保存電路、防磁電路、閥門控制電路、液晶顯示電路、IC卡讀寫電路，控制電路以及單片機(jī)電路為核心，通過程序進(jìn)行數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)采樣電路為安裝在基表內(nèi)的計(jì)量傳感器輸出脈沖信號，由采樣信號線連接至單片機(jī)的輸入腳，通過程序作出脈沖計(jì)數(shù)處理；單片機(jī)的輸出腳分別連接至液晶的數(shù)據(jù)、時(shí)鐘、編程線，液晶顯示不同狀態(tài)下的用水量；單片機(jī)的另兩個(gè)輸出腳分別輸出高、低電平，分別連接閥門控制電路的不同三極管基極，通過電流放大后驅(qū)動閥門的打開或關(guān)閉；電壓檢測集成電路的VCC和GND分別接電路的電源和地，輸出腳接單片機(jī)的輸入腳，單片機(jī)可通過程序作出欠壓關(guān)閥處理；防磁電路為干簧管一端接地，另一端接單片機(jī)輸入腳，單片機(jī)可通過程序作出防磁關(guān)閥處理；IC卡讀寫電路為IC卡座的腳分別與單片機(jī)的輸入輸出腳連接，單片機(jī)可轉(zhuǎn)入相應(yīng)程序執(zhí)行讀卡或?qū)懣ú僮?；掉電?shù)據(jù)保存電路的腳分別與單片機(jī)的輸入輸出腳連接，單片機(jī)要通過片選后方可對數(shù)據(jù)保存電路進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫。
參見圖2，本實(shí)用新型電路包括單片機(jī)電路CPU、數(shù)據(jù)采樣電路、掉電數(shù)據(jù)保存電路、電壓檢測集成電路、防磁電路、閥門控制電路，液晶顯示電路，及IC卡插座的IC卡讀寫電路。液晶顯示電路由單片機(jī)CPU和液晶LED組成，液晶的LED為定制的低功耗6位帶5段漢字顯示液晶，單片機(jī)U1的輸出腳7-9分別連接到液晶的數(shù)據(jù)、時(shí)鐘、編程線。插入IC卡，液晶顯示當(dāng)時(shí)狀態(tài)下可用水量；當(dāng)反向插入IC卡時(shí)，液晶顯示相反狀態(tài)下可用水量(或總用水量)，在接到任何其它信號后，液晶顯示改變?yōu)楫?dāng)時(shí)狀態(tài)下可用水量。液晶顯示保持時(shí)，電路入于低功耗狀態(tài)。
閥門控制電路包括由三極管Q1-Q6、電阻R9-R14組成。當(dāng)水表需打開閥門時(shí)，由單片機(jī)U1的輸出腳24輸出高電平，輸出腳25輸出低電平，通過電流放大驅(qū)動閥門打開；當(dāng)控制器需關(guān)閉閥門時(shí)，由單片機(jī)U1的輸出腳24輸出低電平，輸出腳25輸出高電平，通過電流放大驅(qū)動閥門關(guān)閉。
數(shù)據(jù)采樣電路由從水表取出脈沖信號傳感器MC和電阻R2組成，采樣信號傳感器的一端接地，另一端接單片機(jī)U1輸入腳20并串接上拉電阻R2，當(dāng)單片機(jī)U1的20腳接到低電平信號，則通過程序作出脈沖計(jì)數(shù)處理。
電壓檢測集成電路由欠壓檢測集成芯片U2和電容C4、電阻R3組成，欠壓檢測集成芯片U2的VCC和GND分別接電路的電源和地，芯片U2的輸出3腳接單片機(jī)U1的輸入腳21，電容C4并聯(lián)于欠壓檢測集成芯片U2的3腳和GND，防止由于電源抖動造成誤判斷，當(dāng)電池正常時(shí)，3腳輸出高電平，否則輸出低電平，當(dāng)單片機(jī)U1的21腳接到低電平信號，則通過程序作出欠壓關(guān)閥處理，此時(shí)應(yīng)立即通知相關(guān)部門更換電池。
防磁電路由防磁信號線FZ和電阻R2組成，干簧管兩端即防磁信號線FZ的一端接地，另一端接單片機(jī)U1的輸入腳2 3并串接上拉電阻R2，當(dāng)單片機(jī)U1的23腳接到低電平信號，則通過程序作防磁關(guān)閥處理。
IC卡讀寫電路由單片機(jī)U1和IC卡座U4、電阻R4-R8組成，IC卡座U4的腳分別與單片機(jī)U1的輸入輸出腳14、15、16、17、19)連接，當(dāng)IC卡插入后，單片機(jī)U1的19腳接到低電平信號，則轉(zhuǎn)入相應(yīng)程序執(zhí)行讀卡或?qū)懣ú僮鳌?br> 掉電數(shù)據(jù)保存電路由E2PROMU3、電容C5、單片機(jī)U1組成，E2PROMU3的2-4腳分別與單片機(jī)U1的輸入輸出腳11-13連接，U3的8腳與電源連接，當(dāng)單片機(jī)U1要對E2PROMU3進(jìn)行讀寫或操作時(shí)，先通過6腳輸出高電平控制E2PROMU3，片選后才對E2PROMU3進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫。
單片機(jī)U1的第6-25腳為輸入輸出腳，其狀態(tài)可由程序按當(dāng)時(shí)所需隨時(shí)設(shè)定，故單片機(jī)U1的很多腳是共用的。
本實(shí)用新型的程序功能板塊預(yù)留齊全，單片機(jī)內(nèi)設(shè)有時(shí)鐘日歷，已實(shí)現(xiàn)12個(gè)月用水量循環(huán)記憶功能，配合一戶一卡的IC卡信息傳送和信息反饋管理，便于供水單位用電腦對用戶用水狀況進(jìn)行分析；當(dāng)閥門關(guān)閉失靈，可用數(shù)據(jù)為零時(shí)，啟動透支計(jì)量系統(tǒng)繼續(xù)對用水量計(jì)量，待修復(fù)后自動將透支用量減去；可實(shí)現(xiàn)平價(jià)和議價(jià)用水計(jì)量管理。
本實(shí)用新型可對開戶卡維修卡實(shí)現(xiàn)分區(qū)域管理。當(dāng)某一區(qū)域的用戶需要開戶、過戶、維修等服務(wù)，只有本地的開戶卡或維修卡才能實(shí)現(xiàn)。
本實(shí)用新型配有專用的時(shí)鐘設(shè)置器，可對時(shí)鐘進(jìn)行設(shè)置。
當(dāng)供水網(wǎng)安裝本實(shí)用新型后，用戶持IC卡及現(xiàn)金到指定的計(jì)算機(jī)管理中心辦理開戶手續(xù)寫入密碼和數(shù)據(jù)，將卡插入IC卡水表后，IC卡水表自動識別密碼，確認(rèn)有效后，將卡中的數(shù)據(jù)讀出并存入控制器，并將IC卡中數(shù)據(jù)清零，如各狀態(tài)正常則打開閥門供水。隨時(shí)對計(jì)量、防磁、欠壓，等各種信號進(jìn)行檢測并作出及時(shí)相應(yīng)的處理。用戶可隨時(shí)持已清零的IC卡到指定購水點(diǎn)購卡。
本實(shí)用新型的IC卡為低電壓大容量加密卡，配以IC卡座實(shí)現(xiàn)信息傳遞；單片機(jī)為低電壓工作模式的低功耗CPUU1；低電壓工作模式的E2PROM；低電壓運(yùn)行的控制閥。由各種低電壓工作的元件及電路能構(gòu)成由3.6V鋰電池供電的低電壓低功耗以CPU為控制中心的多功能低功耗智能水表。
附圖中的單片機(jī)U1型號為PIC16C57B、E2PROMU3型號為93 LC46、電壓檢測集成芯片U2為HT7027A、液晶LED為定制液晶、IC卡型號為88SC1604。
權(quán)利要求1.一種IC卡智能水表，其特征在于由IC卡、計(jì)量傳感器、控制電路組成，與基表配套使用，計(jì)量傳感器安裝在基表內(nèi)并引出采樣信號線連接至控制電路，控制電路包括單片機(jī)電路、數(shù)據(jù)采樣電路、電壓檢測集成電路、掉電數(shù)據(jù)保存電路、防磁電路、閥門控制電路、液晶顯示電路、IC卡讀寫電路，控制電路以單片機(jī)電路為核心，通過程序進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；數(shù)據(jù)采樣電路為安裝在基表內(nèi)的計(jì)量傳感器輸出脈沖信號，由采樣信號線連接至單片機(jī)的輸入腳，通過程序作出脈沖計(jì)數(shù)處理；單片機(jī)的輸出腳分別連接至液晶的數(shù)據(jù)、時(shí)鐘、編程線，液晶顯示不同狀態(tài)下的用水量；單片機(jī)的另兩個(gè)輸出腳分別輸出高、低電平，分別連接閥門控制電路的不同三極管基極，通過電流放大后驅(qū)動閥門的打開或關(guān)閉；電壓檢測集成電路的Vcc和GND分別接電路的電源和地，輸出腳接單片機(jī)的輸入腳，單片機(jī)可通過程序作出欠壓關(guān)閥處理；防磁電路為干簧管一端接地，另一端接單片機(jī)輸入腳，單片機(jī)可通過程序作出防磁關(guān)閥處理；IC卡讀寫電路為IC卡座的腳分別與單片機(jī)的輸入輸出腳連接，單片機(jī)可轉(zhuǎn)入相應(yīng)程序執(zhí)行讀卡或?qū)懣ú僮鳎坏綦姅?shù)據(jù)保存電路的腳分別與單片機(jī)的輸入輸出腳連接，單片機(jī)要通過片選后方可對數(shù)據(jù)保存電路進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫。
專利摘要一種IC卡智能水表,由IC卡、計(jì)量傳感器、控制電路組成,計(jì)量傳感器安裝在基表內(nèi)并引出采樣信號線連接至控制電路,控制電路包括單片機(jī)電路、數(shù)據(jù)采樣電路、電壓檢測集成電路、掉電數(shù)據(jù)保存電路、防磁電路、閥門控制電路、液晶顯示電路、IC卡讀寫電路。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)合理、功能齊全、安全可靠、適應(yīng)性強(qiáng),技術(shù)性能優(yōu)良,為供水管理現(xiàn)代化提供了一種先進(jìn)設(shè)備。
文檔編號G01F15/06GK2488052SQ01249499
公開日2002年4月24日 申請日期2001年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月20日
發(fā)明者楊梁開, 楊超, 楊建 , 郭平 申請人:楊梁開, 楊超, 楊建