專利名稱：一種空調(diào)ic卡實(shí)時(shí)扣電費(fèi)控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本專利涉及空調(diào)控制領(lǐng)域，特別涉及一種空調(diào)ic卡實(shí)時(shí)扣電費(fèi)控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前在空調(diào)的預(yù)付費(fèi)產(chǎn)品領(lǐng)域， 一般釆用空調(diào)器加預(yù)付費(fèi)電表的方案。預(yù)付
費(fèi)電能表又叫做定量電能表、ic卡電能表，除了具有普通電能表的計(jì)量功能外,
特別的是用戶先買電，買電后才能用電，用完后用戶不繼續(xù)買電，則自動(dòng)切斷 電源停止供電。釆用兩種電費(fèi)預(yù)存方法有兩種， 一種為代碼式， 一種為寫(xiě)卡式。 代碼式原理為，管理系統(tǒng)將用戶信息和購(gòu)電信息結(jié)合起來(lái)生成一組加密代碼， 并交給用戶自己輸入到電表中，電表經(jīng)過(guò)正確解密后得到預(yù)存電量或金額并保
存。寫(xiě)+式原理為，將預(yù)購(gòu)電量或金額寫(xiě)入專用ic卡中，交給用戶持ic卡到 對(duì)應(yīng)電表上進(jìn)行通訊，預(yù)購(gòu)電費(fèi)值自動(dòng)送入電表中。
現(xiàn)有技術(shù)中釆用的預(yù)售電技術(shù)，無(wú)論是代碼式還是寫(xiě)卡式，代碼和ic卡僅
是一個(gè)付費(fèi)電量轉(zhuǎn)移的載體，這樣當(dāng)多個(gè)不同的用戶使用同一臺(tái)空調(diào)時(shí)就發(fā)生 付費(fèi)不能有效區(qū)分的問(wèn)題，對(duì)用戶分段使用也難以實(shí)現(xiàn)。另外，外置預(yù)付費(fèi)電 表，價(jià)格相對(duì)較高，同時(shí)對(duì)用戶的竊電行為沒(méi)有防范措施。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是針對(duì)上述不足，設(shè)計(jì)一種空調(diào)的ic卡實(shí)時(shí)扣電費(fèi)控制系 統(tǒng)，改變現(xiàn)有技術(shù)中的預(yù)存電費(fèi)的形式，而是通過(guò)對(duì)ic卡實(shí)時(shí)計(jì)費(fèi)、扣費(fèi)的方
式來(lái)控制空調(diào)電費(fèi)的消費(fèi)。本發(fā)明具有實(shí)現(xiàn)多用戶的智能化用電的特點(diǎn)。
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明包括如下技術(shù)方案 一種空調(diào)IC卡實(shí)時(shí)扣 電費(fèi)控制系統(tǒng)，包括依次連接的IC卡管理模塊、IC卡、IC卡控制器和空調(diào)控 制器，其特征在于所述空調(diào)控制器包括空調(diào)主控單片機(jī)，分別與其連接的電 量檢測(cè)單元、第一通訊接口、空調(diào)常規(guī)控制單元；所述IC卡控制器包括依次連 接的第二通訊接口、扣電費(fèi)控制單片機(jī)、第一IC卡讀寫(xiě)接口和第一IC卡讀寫(xiě) 裝置。
所述的電量檢測(cè)單元包括電壓取樣單元、電流取樣單元、校正網(wǎng)絡(luò)、電量 計(jì)量IC和光耦輸出電路；巿電火線L分別連接電壓取樣單元和電流取樣單元， 巿電零線N接于電壓取樣單元的N端；電壓取樣單元通過(guò)校正網(wǎng)絡(luò)與電量計(jì)量 IC連接；電流取樣單元串聯(lián)于火線L上且其輸出直接與電量計(jì)量IC連接，所述 電量計(jì)量IC與光耦輸出電路連接。
所述空調(diào)控制器包括與空調(diào)主控單片機(jī)連接，通過(guò)比較電量檢測(cè)單元的電 量數(shù)據(jù)和預(yù)計(jì)空調(diào)器消耗電量來(lái)判斷是否竊電的防竊電單元。
所述IC卡控制器包括與扣電費(fèi)控制單片機(jī)連接的第一IC卡讀寫(xiě)加解密單
元和第一通訊加解密單元。
所述ic卡控制器包括與扣電費(fèi)控制單片機(jī)連接的顯示單元和按鍵接口單元。
所述ic卡管理模塊包括依次連接的計(jì)算機(jī)和ic卡管理器。 所述ic卡管理器包括依次連接的第三通訊接口、 ic卡管理主控單片機(jī)、第
二IC卡讀寫(xiě)接口、第二IC讀寫(xiě)裝置。
所述ic卡管理器包括與ic卡管理主控單片機(jī)連接的第二 IC卡讀寫(xiě)加解密
單元和第二通訊加解密單元。
所述空調(diào)控制器安裝于空調(diào)器的內(nèi)部。
所述ic卡控制器安裝在空調(diào)器的外部，并通過(guò)通訊線與空調(diào)控制器連接。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明空調(diào)控制器的電量檢測(cè)單元實(shí)時(shí)檢測(cè)空調(diào)器的消 耗電量并將電量數(shù)據(jù)傳給空調(diào)主控單片機(jī)，ic卡控制器適時(shí)扣除適當(dāng)額定電量 并傳給空調(diào)控制器的空調(diào)主控單片機(jī)，由空調(diào)主控單片機(jī)根據(jù)實(shí)時(shí)電量數(shù)據(jù)實(shí)
施實(shí)時(shí)扣費(fèi)；同時(shí)空調(diào)控制器的空調(diào)主控單片機(jī)根據(jù)實(shí)際消耗電量同時(shí)結(jié)合實(shí) 際的工作模式的預(yù)計(jì)消耗電量進(jìn)行對(duì)比判斷，若在允許的偏差內(nèi)，則允許按指 令進(jìn)行控制，差異明顯則判斷為存在竊電行為或空調(diào)系統(tǒng)故障，關(guān)機(jī)并等待管 理員處理。


附圖i是本發(fā)明的系統(tǒng)原理框附圖2是本發(fā)明空調(diào)控制器的原理框圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明包括由計(jì)算機(jī)l、 IC卡管理器2組成的負(fù)責(zé)IC卡售電充值及財(cái)務(wù)管 理部分的IC卡管理模塊5，以及由空調(diào)控制器3、 IC卡控制器4組成的實(shí)時(shí)扣 電費(fèi)空調(diào)器控制部分，用戶可以隨身攜帶的IC卡6部分，其系統(tǒng)原理框圖如附 圖l所示，其工作原理詳述如下
計(jì)算機(jī)l通過(guò)第三通訊接口 21與IC卡管理器2相連，IC卡管理器2包括 第二 IC卡讀寫(xiě)裝置24 (本實(shí)施例中為接觸式插卡槽讀寫(xiě)裝置)、第二 IC卡讀寫(xiě) 接口 23、 IC卡管理主控單片機(jī)22、第三通訊接口 21、第二IC卡讀寫(xiě)加解密單 元25、和第二通訊加解密單元26。其工作原理如下IC卡6插入第二IC卡讀 寫(xiě)裝置24， IC卡管理主控單片機(jī)22通過(guò)第二 IC卡讀寫(xiě)接口 23讀取IC卡6中
的信息，并通過(guò)第二 IC卡讀寫(xiě)加密單元25進(jìn)行解密處理同時(shí)判斷信息是否合 法，若不合法則不向計(jì)算機(jī)上傳信息，若合法則將信息通過(guò)第二通訊加解密單 元26進(jìn)行加密處理后通過(guò)第三通訊接口 21傳給計(jì)算機(jī)1,操作管理員使用用戶 管理軟件，對(duì)傳入的信息首先進(jìn)行解密然后進(jìn)行識(shí)別，不符合的產(chǎn)生告警信息 提醒管理員注意，對(duì)于符合的根據(jù)需要進(jìn)行IC卡讀卡、寫(xiě)卡、擦除、檢查操作， 將相關(guān)的指令與數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)加密后通過(guò)第三通訊接口 21傳給IC卡管理器2的IC 卡管理主控單片機(jī)22, IC卡管理器2的IC卡管理主控單片機(jī)22通過(guò)第二通訊 加解密單元26將指令與數(shù)據(jù)解密，同時(shí)判斷指令的合法性，若不合法則不執(zhí)行 任何操作，若合法則按指令要求對(duì)相關(guān)的數(shù)據(jù)通過(guò)第二 IC卡讀寫(xiě)加密單元25 進(jìn)行加密處理后再通過(guò)第二 IC卡讀寫(xiě)接口 23實(shí)現(xiàn)對(duì)IC卡6的信息寫(xiě)操作；這 樣就制作好了一個(gè)經(jīng)過(guò)授權(quán)的安裝、檢驗(yàn)、調(diào)試用專用IC卡或一個(gè)經(jīng)過(guò)授權(quán)的 同時(shí)含有付費(fèi)電量的用戶ic卡。
計(jì)算機(jī)1安裝有實(shí)時(shí)扣費(fèi)IC卡空調(diào)的用戶管理軟件，用戶管理軟件具有財(cái) 務(wù)管理與統(tǒng)計(jì)功能、用戶管理功能、IC卡的讀/寫(xiě)/擦除/檢查功能、系統(tǒng)管理功 能，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶的開(kāi)戶、售電、銷戶、補(bǔ)卡、退電等業(yè)務(wù)及設(shè)置計(jì)算機(jī)通 訊方式與速率，制作安裝、調(diào)試、檢驗(yàn)用IC卡。用戶管理軟件在計(jì)算機(jī)上打開(kāi) 后的工作界面除工作區(qū)外還有工作菜單及功能選項(xiàng)欄，實(shí)現(xiàn)六大主要功能(1) 財(cái)務(wù)管理與統(tǒng)計(jì)功能，能生成日、月、年、特定時(shí)間段的財(cái)務(wù)報(bào)表，生成單一 管理員統(tǒng)計(jì)報(bào)表，生成財(cái)務(wù)報(bào)表電子文檔及列印打印。(2)用戶管理功能，用 戶開(kāi)戶、售電、銷戶等等所有用戶信息的錄入、維護(hù)，用戶檔案資料、優(yōu)惠電 價(jià)查詢、列印，用戶電價(jià)管理，操作管理員權(quán)限管理、密碼管理。(3) IC卡搡 作功能，IC卡讀卡、寫(xiě)卡、擦除、檢查，IC卡換卡、銷卡、補(bǔ)卡、退電，制作
安裝、檢驗(yàn)、調(diào)試等環(huán)節(jié)的專用IC卡。(4)系統(tǒng)管理功能，用以設(shè)置計(jì)算機(jī)的 通訊端口、通訊速率、通訊協(xié)議，用戶數(shù)據(jù)財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)備份，列印售電發(fā)票。(5) 數(shù)據(jù)加密通訊驅(qū)動(dòng)功能，對(duì)寫(xiě)入IC卡的數(shù)據(jù)進(jìn)行加密同時(shí)對(duì)從IC卡中讀入的 數(shù)據(jù)進(jìn)行解密，防止他人惡意仿制，實(shí)現(xiàn)對(duì)通訊接口的底層驅(qū)動(dòng)，不使用計(jì)算 機(jī)通用通訊驅(qū)動(dòng)軟件可以加強(qiáng)通訊的保密性。(6)系統(tǒng)幫助功能，對(duì)操作員提 供操作幫助。
IC卡控制器4由第一IC讀寫(xiě)裝置44 (本實(shí)施例中為接觸式插卡槽讀寫(xiě)裝 置)、第一IC卡讀寫(xiě)接口45、扣電費(fèi)控制單片機(jī)46、第二通訊接口41以及第 一通訊加密單元48和第一 IC卡讀寫(xiě)加解密單元47組成；為了增加人機(jī)互動(dòng)功 能，還設(shè)有顯示單元42和按鍵接口單元43。
當(dāng)IC卡6被插入第一IC卡讀寫(xiě)裝置44， IC卡控制器4的扣電費(fèi)控制單片 機(jī)46通過(guò)第一 IC卡讀寫(xiě)接口 45讀取其中的相關(guān)信息并通過(guò)第一 IC卡讀寫(xiě)加 解密單元47解密，然后判斷信息是否符合授權(quán)用戶的要求及有剩余可消費(fèi)的電 量，若不符或無(wú)剩余可消費(fèi)的電量則通過(guò)第二通訊接口 41向空調(diào)控制器3發(fā)出 禁止用戶使用空調(diào)器指令，禁止用戶使用空調(diào)器；若相符并有剩余可消費(fèi)的電 量則通過(guò)第二通訊接口 41向空調(diào)控制器3發(fā)出允許用戶使用空調(diào)器指令及合適 的預(yù)定消費(fèi)電量，同時(shí)從IC卡中扣除對(duì)應(yīng)的預(yù)定消費(fèi)電量，比如0.1度電，并 將工作指令及預(yù)定消費(fèi)電量通過(guò)第二通訊接口 41傳給空調(diào)控制器3的空調(diào)主控 單片機(jī)31;所有通訊數(shù)據(jù)均通過(guò)第一通訊加解密單元48進(jìn)行加密與解密，以防 止被人惡意破解。
當(dāng)空調(diào)控制器3的空調(diào)主控單片機(jī)31接受到IC卡控制器4的允許用戶使 用空調(diào)器指令及合適的預(yù)定消費(fèi)電量指令后即接受用戶的控制，電量檢測(cè)單元
33實(shí)時(shí)采樣電源端主回路的工作電流與電壓值并實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)換為累計(jì)電量值，傳遞 給空調(diào)主控單片機(jī)31，空調(diào)主控單片機(jī)31按實(shí)際檢測(cè)的消耗電量實(shí)時(shí)扣費(fèi)；空 調(diào)控制器3安裝于空調(diào)器的內(nèi)部。
當(dāng)預(yù)定的消費(fèi)電量快要消費(fèi)完的時(shí)候，空調(diào)控制器3的空調(diào)主控單片機(jī)31 通過(guò)第一通訊接口 34向IC卡控制器4的扣電費(fèi)控制單片機(jī)46發(fā)出再次預(yù)扣費(fèi) 請(qǐng)求，IC卡控制器4的扣電費(fèi)控制單片機(jī)46在再次完成向IC卡預(yù)扣費(fèi)后將工 作指令及預(yù)扣消費(fèi)電量通過(guò)第二通訊接口 41傳給空調(diào)控制器3的空調(diào)主控單片 機(jī)31，如此周而復(fù)始。所有通訊數(shù)據(jù)均通過(guò)空調(diào)主控單片機(jī)31中的加解密算法 進(jìn)行加密與解密，以防止被人惡意破解。
當(dāng)實(shí)際空調(diào)運(yùn)行過(guò)程中，防竊電單元35實(shí)時(shí)將電量檢測(cè)單元33輸入的電 量數(shù)據(jù)與空調(diào)器運(yùn)行的實(shí)際工作模式下的預(yù)計(jì)電量(或等同的相關(guān)電參量，比 如電流、電功率)進(jìn)行比較判斷，若相差超過(guò)預(yù)定值則判斷為存在竊電行為或 空調(diào)器出現(xiàn)故障，則空調(diào)主控單片機(jī)31立即發(fā)出停機(jī)指令，同時(shí)禁止用戶繼續(xù) 控制空調(diào)器并等待管理員處理，等到上述問(wèn)題消失后方可正常使用。
本發(fā)明的空調(diào)控制器原理框圖如圖2所示，空調(diào)控制器3由電量檢測(cè)單元 33、空調(diào)主控單片機(jī)31、第一通訊接口 34、空調(diào)常規(guī)控制單元32和防竊電單 元35組成。其中電量檢測(cè)單元33，包括電壓取樣單元33a、電流取樣單元33b、 校正網(wǎng)絡(luò)33c、電量計(jì)量IC 33d和光耦輸出電路33e。
巿電電網(wǎng)的火線L首先接于電量檢測(cè)單元33中電流取樣單元33b的進(jìn)線端 L端，經(jīng)過(guò)電流取樣單元后再接到空調(diào)控制器3的其他耗電電路。市電電網(wǎng)的火 線L同時(shí)還接于電壓取樣單元33a的L輸入端。巿電電網(wǎng)的零線N接于電壓取 樣單元33aN端，同時(shí)接于空調(diào)控制器3的其他耗電電路。電流取樣單元33b
輸出直接接到電量計(jì)量IC 33d的對(duì)應(yīng)電流檢測(cè)輸入端口。電壓取樣單元33a經(jīng) 過(guò)校正網(wǎng)絡(luò)33c后接到電量計(jì)量IC 33d的對(duì)應(yīng)電壓檢測(cè)輸入端口 ，校正網(wǎng)絡(luò)33c 的引入使得電量計(jì)量IC 33d的檢測(cè)結(jié)果符合預(yù)定的精準(zhǔn)度，當(dāng)空調(diào)器開(kāi)始工作 后，電量檢測(cè)單元33將消耗的電量通過(guò)電量計(jì)量IC— 33d實(shí)時(shí)檢測(cè)并通過(guò)光耦 輸出電路33e傳送給空調(diào)主控單片機(jī)31，空調(diào)主控單片機(jī)31實(shí)時(shí)扣減消耗的電 量。
為方便生產(chǎn)及提高零部件的標(biāo)準(zhǔn)化，空調(diào)控制器3的電量檢測(cè)單元電路33 還可以做成標(biāo)準(zhǔn)的定制模塊形式，該定制模塊具有固定的安裝結(jié)構(gòu)與接口，并 包括電壓取樣單元33a、電流取樣單元33b、校正網(wǎng)絡(luò)33c,電量計(jì)量IC33d， 光耦輸出電路33e;該模塊式電量檢測(cè)單元電路33可以方便地安裝于空調(diào)控制 器3的電路板上。
IC卡控制器4可以安裝于空調(diào)器的內(nèi)部，也可以安裝于空調(diào)器的外部并通 過(guò)一條通訊線于空調(diào)控制器3相連。
由于IC卡只是一個(gè)預(yù)售電量的載體，故這個(gè)載體可以是有多種選擇的，當(dāng) IC卡為接觸式IC卡時(shí)，相應(yīng)的第一 IC卡讀寫(xiě)裝置44和第二 IC卡讀寫(xiě)裝置24 是IC卡接觸式插卡槽；如果IC卡為感應(yīng)式IC卡時(shí)，相應(yīng)的第一IC卡讀寫(xiě)裝 置44和第二 IC卡讀寫(xiě)裝置24是感應(yīng)式IC卡讀寫(xiě)卡裝置。
權(quán)利要求
1.一種空調(diào)IC卡實(shí)時(shí)扣電費(fèi)控制系統(tǒng)，包括依次連接的IC卡管理模塊(5)、IC卡(6)、IC卡控制器(4)和空調(diào)控制器(3)，其特征在于所述空調(diào)控制器(3)包括空調(diào)主控單片機(jī)(31)，分別與其連接的電量檢測(cè)單元(33)、第一通訊接口(34)、空調(diào)常規(guī)控制單元(32)；所述IC卡控制器(4)包括依次連接的第二通訊接口(41)、扣電費(fèi)控制單片機(jī)(46)、第一IC卡讀寫(xiě)接口(45)和第一IC卡讀寫(xiě)裝置(44)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的空調(diào)IC卡實(shí)時(shí)扣電費(fèi)控制系統(tǒng)，其特征在于所 述的電量檢測(cè)單元(33)包括電壓取樣單元(33a)、電流取樣單元(33b)、校 正網(wǎng)絡(luò)(33c)、電量計(jì)量IC(33d)和光耦輸出電路(33e);巿電火線L分別連 接電壓取樣單元(33a)和電流取樣單元(33b),巿電零線N接于電壓取樣單元(33a )的N端；電壓取樣單元(33a )通過(guò)校正網(wǎng)絡(luò)(33c )與電量計(jì)量IC ( 33d ) 連接，電流取樣(33b)單元串聯(lián)于火線L上且其輸出直接與電量計(jì)量IC (33d) 連接，所述電量計(jì)量IC (33d)與光耦輸出電路(33e)連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的空調(diào)IC卡實(shí)時(shí)扣電費(fèi)控制系統(tǒng)，其特征在于所 述空調(diào)控制器(3)包括與空調(diào)主控單片機(jī)(31)連接，通過(guò)比較電量檢測(cè)單元(33)的電量數(shù)據(jù)和預(yù)計(jì)空調(diào)器消耗電量來(lái)判斷是否竊電的防竊電單元(35)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的空調(diào)IC卡實(shí)時(shí)扣電費(fèi)控制系統(tǒng)，其特征在于所 述IC卡控制器(4)包括與扣電費(fèi)控制單片機(jī)(46)連接的第一IC卡讀寫(xiě)加解 密單元(47)和第一通訊加解密單元(48)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的空調(diào)IC卡實(shí)時(shí)扣電費(fèi)控制系統(tǒng)，其特征在于所 述IC卡控制器(4)包括與扣電費(fèi)控制單片機(jī)(46)連接的顯示單元(42)和按鍵接口單元(43)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1 5任一項(xiàng)所述的空調(diào)IC卡實(shí)時(shí)扣電費(fèi)控制系統(tǒng)，其特 征在于所述IC卡管理模塊(5 )包括依次連接的計(jì)算機(jī)(1)和IC卡管理器(2)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的空調(diào)IC卡實(shí)時(shí)扣電費(fèi)控制系統(tǒng)，其特征在于所 述IC卡管理器(2)包括依次連接的第三通訊接口 (21)、 IC卡管理主控單片機(jī)(22)、第二IC卡讀寫(xiě)接口 (23)、第二IC讀寫(xiě)裝置(24)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的空調(diào)IC卡實(shí)時(shí)扣電費(fèi)控制系統(tǒng)，其特征在于所 述IC卡管理器(2 )包括與IC卡管理主控單片機(jī)(22 )連接的第二 IC卡讀寫(xiě) 加解密單元(25)和第二通訊加解密單元(26)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的空調(diào)IC卡實(shí)時(shí)扣電費(fèi)控制系統(tǒng)，其特征在于所 述空調(diào)控制器(3)安裝于空調(diào)的內(nèi)部。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的空調(diào)IC卡實(shí)時(shí)扣電費(fèi)控制系統(tǒng)，其特征在于所 述IC卡控制器(4)安裝在空調(diào)器的外部，并通過(guò)通訊線與空調(diào)控制器(3)連 接。
全文摘要
一種空調(diào)IC卡實(shí)時(shí)扣電費(fèi)控制系統(tǒng)，包括依次連接的IC卡管理模塊、IC卡、IC卡控制器和空調(diào)控制器，所述空調(diào)控制器包括空調(diào)主控單片機(jī)，分別與其連接的電量檢測(cè)單元、第一通訊接口、空調(diào)常規(guī)控制單元；所述IC卡控制器包括依次連接的第二通訊接口、扣電費(fèi)控制單片機(jī)、第一IC卡讀寫(xiě)接口和第一IC卡讀寫(xiě)裝置。本發(fā)明通過(guò)對(duì)IC卡實(shí)時(shí)計(jì)費(fèi)扣費(fèi)的方式來(lái)控制空調(diào)電費(fèi)的消費(fèi)，能實(shí)現(xiàn)多用戶的智能化用電，本發(fā)明具有智能化且容易實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G07F15/06GK101364323SQ20081019881
公開(kāi)日2009年2月11日 申請(qǐng)日期2008年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月26日
發(fā)明者斌 王 申請(qǐng)人:廣東美的電器股份有限公司