專利名稱：階梯預付費卡式智能水表的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種以流量階梯式計費的階梯預付費卡式智能水表。
背景技術：
當今大多廠家采用的IC卡智能水表效果已擴展到免抄表計量并與預付費用水有效結合，形成一個嶄新的“先付費、后用水”，簡捷、先進、低管理成本的城市供水收費和管理的高科技管理系統。目前采用的IC卡智能水表，雖然摒棄了普通機械水表入戶抄表、人工讀數計費的落后收費方式，但該類IC卡智能水表只能解決預付費和常規(guī)用水計量計費，對國家實行的“定額平價，超額高價”的分段計量、分段計價的用水收費發(fā)展方向的適應性則具有不能滿足智能化管理要求的局限性。大多智能水表計量收費有兩種方式第一種為卡式智能水表自身具備計量(即預付量)功能，但不是計費(即預付費)，無法進行階梯式計費，同時沒有表計事件記錄信息，如對表計清零、時鐘校對的記錄，某些事件的種類及發(fā)生的時間等。只能通過計算機管理系統進行預收費，通過用戶卡在購水時才能將表計中用水信息反饋回計算機管理系統，然后計算出每個月階梯用水量；同時沒有表計詳細運行記錄，當表計被進行清零或其他情況時，由于沒有記錄這些事件發(fā)生的時間而帶來一些糾紛。由于此種計費方式不能及時反映每月用水信息，給管理部門階梯用水量的統計帶來諸多不便。
第二種為遠傳智能水表具有發(fā)訊功能，無預收費功能，但可以通過數據采集終端、計算機管理系統采用遠程抄表方式(有線/無線)抄讀表中用水數據信息進行計費/階梯式計費、可記錄一些事件發(fā)生的時間，但由于該種方式硬件投資較大，對運行環(huán)境要求較高，應用系統比較復雜；盡管在通訊暢通情況下可以及時掌握用水情況，且可以進行階梯用水量的計算，但是仍然不能解決收費難的問題。
實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是針對現有技術的上述不足，提供一種不僅可以替代原有智能水表的預付量功能，還可實現階梯式預付費功能的階梯預付費卡式智能水表。
為了解決上述技術問題，本實用新型所采用的技術方案是一種階梯預付費卡式智能水表，其包括智能水表控制器、發(fā)訊基表、電動閥門機構、IC卡，其特征是所述智能水表控制器包括微處理器、液晶顯示屏、脈沖采樣電路、IC卡讀寫器、閥門控制電路、電源，微處理器與液晶顯示屏、脈沖采樣電路、IC卡讀寫器、閥門控制電路、電源相連接，電源與IC卡讀寫器相連接，所述IC卡與IC卡讀寫器配合使用，所述發(fā)訊基表與脈沖采樣電路連接，所述電動閥門機構與閥門控制電路相連。
與現有技術相比，本實用新型的優(yōu)點是該水表不僅可以替代原有智能水表的預付量功能，還可實現階梯式預付費功能；且可記錄用戶用水異?，F象及表計運行情況，便于及時掌握事件發(fā)生的時間等信息，減少管理部門與用戶之間的用水糾紛；通過階梯式計量水價的具體實施緩解我國水資源短缺的問題，也帶動供水企業(yè)在管理和服務上的全面提高；該水表設計合理，適應性強，技術性能優(yōu)良，符合國家有關行業(yè)階梯計量收費要求。


圖1是本實用新型的原理結構框圖。
圖2是微處理器的電路示意圖。
圖3是電源的電路圖。
圖4是閥門控制電路圖。
圖5是脈沖采樣電路圖。
具體實施方式
參見圖1，本實用新型的階梯預付費卡式智能水表包括智能水表控制器1、發(fā)訊基表2、電動閥門機構3、IC卡4等部件，其中智能水表控制器1包括微處理器5、液晶顯示屏6、脈沖采樣電路7、IC卡讀寫器8、閥門控制電路9、電源10。微處理器5與液晶顯示屏6、IC卡讀寫器8、電源10相連接，電源10還可與IC卡讀寫器8相連接而滿足其電力供應，IC卡4與IC卡讀寫器8配合使用，發(fā)訊基表2通過脈沖采樣電路7與微處理器5連接，電動閥門機構3通過閥門控制電路9與微處理器5相連接。
其中IC卡讀寫器8與微處理器5通過數據電纜線進行雙向傳輸，發(fā)訊基表2的脈沖信號通過脈沖采樣電路7送到微處理器5，經微處理器5處理后分別控制電動閥門機構3、液晶顯示屏6。
使用時，用戶將IC卡4插入IC卡讀寫器8中，將從而將IC卡4內的數據信息傳入水表的微處理器5中，同時通過液晶顯示屏6顯示購水、用水及其他信息，并將水表微處理器5內的數據返寫到用戶IC卡4中。
發(fā)訊基表2內設有傳感裝置(即干簧管)，當發(fā)訊基表2內的傳感裝置收到脈沖時，通過脈沖采樣電路7將信號發(fā)送到微處理器5進行分析，根據分析結果判斷是用水脈沖信號，還是磁干擾信號。如果是用水脈沖信號，則對表內的剩余量進行遞減運算，當剩余量不足或為零時，微處理器5發(fā)出指令，通過閥門控制電路9關閉閥門，以防用戶欠費用水，直至用戶充值，在滿足開閥條件時，閥門才可打開繼續(xù)用水；如果是磁干擾信號，則在液晶顯示屏6上顯示磁干擾提示符，并由微處理器5發(fā)出指令，通過閥門控制電路9傳到電動閥門機構3，通過電動閥門機構3內的傳動裝置(圖中未示)關閉閥門，達到防竊水的目的。當電壓過低，電源10供電不足時，則于液晶顯示屏6上顯示欠壓提示符(欠壓提示符有兩種，為內部電源欠壓和外部電源欠壓提示符)，如果低于設定的最低值，微處理器5發(fā)出指令，驅動閥門控制電路9關閉閥門，防止無法計量情況的發(fā)生。
同時，智能水表控制器1中微處理器5內可設監(jiān)控程序，可記錄電池欠壓發(fā)生的時間、磁干擾發(fā)生的時間及次數、表計開蓋記錄、表計數據被清零的時間及次數、校對時鐘的時間及次數等報警信息，這些信息可在用戶購水前抄表時寫入用戶IC卡4，即將用戶IC卡4插入智能水表控制器1，通過智能水表控制器1的IC卡讀寫器8反寫這些數據到用戶IC卡4中。購水前，操作員將IC卡4插入IC卡讀寫器8中，通過微處理器5將用戶IC卡4中的數據進行處理。如果存在上述報警信息，則通過液晶顯示屏6顯示這些報警信息，引起管理部門的注意。
其中，微處理器5，如圖2所示，提供程序空間和其他MCU資源，提供最多96段LCD顯示功能，提供穩(wěn)定的時鐘等。U2 MCU，水表控制器核心，微處理器。Y1，低頻晶體，提供穩(wěn)定的時鐘。LCD1，液晶顯示器，提供定制的字符現實。
電源10為雙路供電(即外部電源和內部電源)，如圖3所示，提供系統正常供電，在非正常狀態(tài)，提供最后的關閥能源，在最壞情況下，保障微處理器供電。提供IC讀寫電路受控電源，盡可能的減少本部能耗，提供必要的防干擾措施防止從外部電池接口引入干擾。
閥門控制電路9，如圖4所示，提供電機正反向轉動的驅動、換向控制、限流保護、尖峰吸納等功能。S5為閥門直流電機，低電壓工作，電流小于60mA，帶動閥門減速齒輪，最終驅動閥門。
脈沖采樣電路7，如圖5所示，提供兩路互補的水量信息功能，檢測所需能源受控，在一路信息已經確認的情況下，啟動另一路的信息檢測，同時暫停上一路信息的檢測，節(jié)約能源。S4為干簧管，用于水量信息檢測，一定量的水量可以使干簧管狀態(tài)發(fā)生變化。
當發(fā)生電壓不足或磁干擾情況時，智能水表控制器1的液晶顯示屏6會顯示相應的提示字符進行報警，甚至通過微處理器5控制電動閥門機構3的動作，關閉閥門不允許用戶用水。當金額余量不足或為零時，不僅智能水表控制器1的液晶顯示屏6會顯示相應的字符進行提示，閥門還會關閉，提示用戶及時購水。
使用該表計前，用戶須到管理部門開戶，并預付一定的金額，通過用戶卡在表計中設置2套階梯水價(費率)參數、階梯用水量限額參數及有效執(zhí)行時間，每月用戶用水計費按不同的梯度段水價(費率)及限量進行控制，可設3個梯度段四個費率；當每段階梯水價相同且為“1”時，表計即可實現按用水量計量功能；正常情況下，水表允許用戶用水，并根據用水情況按照當前設定時間段的不同梯度的限量、費率進行計費，并定時存儲用水量等信息；表計內記錄電池欠壓發(fā)生的時間、磁干擾發(fā)生的時間及次數、表計開蓋記錄、表計數據被清零的時間及次數、校對時鐘的時間及次數等，為管理部門進行用水情況分析和處理提供依據。
權利要求1.一種階梯預付費卡式智能水表，其包括智能水表控制器、發(fā)訊基表、電動閥門機構、IC卡，其特征在于所述智能水表控制器包括微處理器、液晶顯示屏、脈沖采樣電路、IC卡讀寫器、閥門控制電路、電源，微處理器與液晶顯示屏、脈沖采樣電路、IC卡讀寫器、閥門控制電路、電源相連接，電源與IC卡讀寫器相連接，所述IC卡與IC卡讀寫器配合使用，所述發(fā)訊基表與脈沖采樣電路連接，所述電動閥門機構與閥門控制電路相連。
2.根據權利要求1所述的階梯預付費卡式智能水表，其特征在于所述發(fā)訊基表內設有傳感裝置，電動閥門機構內設有傳動裝置。
專利摘要本實用新型公開了一種階梯預付費卡式智能水表，其包括智能水表控制器、發(fā)訊基表、電動閥門機構、I C卡，所述智能水表控制器包括微處理器、液晶顯示屏、脈沖采樣電路、IC卡讀寫器、閥門控制電路、電源，微處理器與液晶顯示屏、脈沖采樣電路、IC卡讀寫器、閥門控制電路、電源相連接，電源與IC卡讀寫器相連接，所述IC卡與IC卡讀寫器配合使用，所述發(fā)訊基表與脈沖采樣電路連接，所述電動閥門機構與閥門控制電路相連。該水表不僅可以替代原有智能水表的預付量功能，還可實現階梯式預付費功能；該水表設計合理，適應性強，技術性能優(yōu)良，符合國家有關行業(yè)階梯計量收費要求。
文檔編號G01D4/00GK2837796SQ200520052108
公開日2006年11月15日 申請日期2005年10月11日 優(yōu)先權日2005年10月11日
發(fā)明者郭鍵鋼, 周穎華, 許貝, 吳峰毅, 羅軍 申請人:湖南威銘科技有限公司