專利名稱：卡式微電腦安全自控煤氣表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微電腦數(shù)據(jù)處理及控制裝置，具體是一種卡式微電腦安全自控煤氣表，也可用于對汽、水、電表進行多功能自動控制。
目前，在管道煤氣及汽、水、電的使用管理上，仍采用傳統(tǒng)的“手工抄表計費”方式，用戶先用氣(或汽、水、電)，后交費，致使用戶和供應生產(chǎn)部門的計劃性差，使用費拖欠問題嚴重；同時煤氣泄漏問題時有發(fā)生，汽、水、電也同樣存在泄漏問題，這不僅造成能源浪費，更危及生命安全和更大的能源損失，常令用戶提心吊膽；另外對超負荷用氣(汽、水、電)，供應部門往往就成片停止供應，因此常禍及鄰近用戶單位，不能做到誰超停誰，既不利于計劃、節(jié)約、安全使用，也使供應、生產(chǎn)管理工作帶來諸多不便。
西方發(fā)達國家近年來在這方面雖有根本改變，但只是依靠國家財力從系統(tǒng)方面著眼，況且一時難以普及，更不適于我國和廣大發(fā)展中國家采納。
本發(fā)明的目的在于提供一種預收費式、安全可靠、具備多功能報警、可控制多項使用煤氣的指標、成本低的卡式微電腦安全自控煤氣表，本發(fā)明也可用于汽、水、電表的自控，適用范圍廣。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下本發(fā)明是由數(shù)據(jù)采集電路、單片機控制電路、顯示電路、安全報警系統(tǒng)、控制機構(gòu)、用戶卡讀寫電路、鍵盤電路、語音警報器、掉電保護電路和電源電路構(gòu)成，單片機控制電路是其它各電路的連接中心和控制中心，其中數(shù)據(jù)采集電路可設(shè)置多路，每一路均由傳感器電路和單穩(wěn)電路構(gòu)成；單片機控制電路控制其它各電路完成各自的功能，它包括單片機、地址鎖存器、數(shù)據(jù)存貯器、程序存貯器、譯碼驅(qū)動器、數(shù)據(jù)接口、復位啟動電路、收發(fā)器電路、單穩(wěn)延時電路和振蕩器，并完成計量、計費、收費、控制用量和時間及報警控制功能；用于顯示數(shù)據(jù)、提示信息和時鐘的顯示電路由顯示驅(qū)動器和顯示器構(gòu)成，顯示器可采用數(shù)碼顯示器或字符式液晶顯示器；安全報警系統(tǒng)是一個可長時間獨立或聯(lián)機工作的裝置，它包括傳感器電路、警報發(fā)生器、邏輯判別組合電路、電源電路、音樂電路、揚聲器和線圈，安全報警系統(tǒng)完成多種安全信號監(jiān)控及異常狀況報警；控制機構(gòu)可設(shè)置多路，每一路均由驅(qū)動器和電磁開關(guān)構(gòu)成，自動完成對煤氣閥門或其它類閥門以及電閘的開啟和關(guān)閉控制；用戶卡可采用電卡或磁卡，用戶卡讀寫電路完成對用戶卡所儲存的數(shù)據(jù)的讀取或由單片機控制電路控制將數(shù)據(jù)寫入用戶卡；語音警報器由語音生成電路、警報發(fā)生器和音響驅(qū)動控制電路構(gòu)成，單片機控制電路接收到安全報警系統(tǒng)提供的報警信號后，控制語音警報器進行語音和警報聲報警；掉電保護電路中包括備用直流電池，用以對單片機控制電路和用戶卡讀寫電路斷電時保存這兩個電路中數(shù)據(jù)存貯器中的必要數(shù)據(jù)；電源電路向其它各電路提供所需直流電源。
本發(fā)明還可包括一個可與控制中心相聯(lián)的聯(lián)網(wǎng)通訊電路，該電路由單片機控制電路的收發(fā)器電路的串行通訊口輸入數(shù)據(jù)，通過由無線智能調(diào)制解調(diào)器和無線發(fā)送接收器構(gòu)成的電路，或是與電話線相連的調(diào)制解調(diào)器，與控制中心相應的接口電路相對應，構(gòu)成無線聯(lián)網(wǎng)或電話線聯(lián)網(wǎng)。
上述的數(shù)據(jù)采集電路與煤氣表相連配合使用，也可與電度表相連配合使用以完成電表自控，與水表相連配合使用以完成水表自控，這幾種應用實施方式的差別僅在于傳感器電路部分及單片機控制電路的數(shù)據(jù)處理方式。數(shù)據(jù)采集電路還可直接采用氣、水、汽用流量計和電能檢測計。
安全報警系統(tǒng)中的傳感器電路可根據(jù)實際需要設(shè)置可燃性氣體探測器、缺氧探測器、煙霧探測器、火警探測器、非法用電或觸電漏電探測器、超溫熱敏探測器等，還可采用門磁、振動、壓力、玻璃破碎、微敏、紅外等防竊探測器，從而使安全報警系統(tǒng)成為一個具有針對煤氣泄漏、火警、非法用電或觸電漏電、防竊等多方面的多功能報警系統(tǒng)，而不僅僅局限于煤氣裝置的安全報警，適用面更加廣泛。
所述的控制機構(gòu)中的電磁開關(guān)可采用繼電器，并與煤氣閥門相連，也可與汽閥、水閥或電閘相連，完成相應的開啟或關(guān)閉動作。
用戶卡讀寫電路可采用磁卡讀寫電路或電卡讀寫電路，磁卡讀寫電路可間接或直接通過其中的磁卡讀寫頭讀寫磁卡，電卡讀寫電路可間接或直接讀取或擦寫屬非揮發(fā)性存貯器的電卡。
在本發(fā)明中，數(shù)據(jù)分析、處理以及控制信號的發(fā)出均由單片機控制電路中程序存貯器所存貯的程序指令進行的。
本發(fā)明與現(xiàn)有煤氣(汽、水)表和電度表配合使用，亦可直接用新型氣、水、汽用各類流量計和各類電能檢測計，如差壓流量計、蝸輪、電磁、壓力流量計等。它可自動控制計量、計費、收費，安全節(jié)能，自動控制關(guān)啟煤氣閥門、水閥、汽閥或電閘，控制用戶的用氣(汽、水)量、電量、電力和用氣、用電時間；有效地解決了供應緊張和拖欠費用的問題，實現(xiàn)先交錢后用煤氣(汽、水、電)，可優(yōu)化管理程序；消除用戶和生產(chǎn)經(jīng)營供應部門最憂患的難題和顧慮，確保安全使用煤氣和電，減少了浪費和無端的災難性損失，無形中節(jié)省大量能源。本發(fā)明的設(shè)計思想是在用戶負載之前和能源送入用戶的供應口之間接入本發(fā)明所述的裝置，該裝置的許多控制參數(shù)是由一片或一塊便于攜帶的磁卡或存貯讀寫卡(亦即電卡)提供的，它通過供應部門在用戶卡內(nèi)寫入各種控制參數(shù)和密碼，用系統(tǒng)的軟件程序來控制用戶的用氣(汽、水)量、電量、用電電力、使用時間、計量、計費、收費、安全節(jié)能及自動關(guān)啟煤氣(水、汽)閥門和電閘等，同時和系統(tǒng)相連但獨立供電的安全報警系統(tǒng)還能為用戶提供防竊、防火、防漏煤氣、防漏電打火的警報系統(tǒng)；有條件的用戶可實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)通訊報警，并自動關(guān)氣斷電，以及開水燒開語音報告等輔助功能?？蔀橛脩籼峁┍姸嗟姆奖?。本發(fā)明的功能特征具體包括一、采用用戶卡片實現(xiàn)先交費買卡，后用煤氣(汽、水、電)。
1、自動計量、計費、收費；定額管理；預報余額，例如用語音提前預報三次；自動關(guān)啟閥或閘。
2、用戶卡片按經(jīng)費可分為月卡、季卡、年卡、半年卡、多年卡的電卡或磁卡。
3、通過公司、單位、單個用戶各自的編號、密碼、特殊標志碼等保護用戶和供應公司及廠家的權(quán)益。
二、安全使用煤氣和電能，節(jié)約能源和防止損失。
1、燃氣口缺氧保護，當燃氣口的含氧量低于規(guī)定值時自動熄火。
2、可燃氣泄漏安全報警，自動關(guān)電斷氣。
3、非法用電或漏電、觸電安全報警，自動斷電。
4、不僅保證用氣用電安全防范，且可及時防止能源的意外浪費，遏制災難性能源損失。
三、聯(lián)網(wǎng)報警和遠程數(shù)據(jù)傳輸。
1、可通過電話線或無線電進行數(shù)據(jù)通訊，實現(xiàn)與上級控制中心及計算機網(wǎng)絡(luò)通訊。
2、可構(gòu)成綜合控制管理和安全報警信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
四、公共安全報警系統(tǒng)1、火警報警及自動關(guān)氣斷電和聯(lián)網(wǎng)報警。
2、在室內(nèi)或一定區(qū)域內(nèi)，通過在門、窗、柜、室內(nèi)等部位設(shè)置檢測器構(gòu)成防竊盜安全報警和聯(lián)網(wǎng)報警。
3、其它如開水燒開語言報告、管閥未關(guān)嚴語言報告、語音予報和報警等功能。并可根據(jù)實際需要進行擴展。
五、擴展功能可用于企事業(yè)單位的能源(包括氣、汽、水、電)定額、定量、計量、計費、收費、安全報警的自控系統(tǒng)。
本發(fā)明所述裝置的使用方法是一、按鍵啟動系統(tǒng)工作，用戶將所購用戶卡插入該裝置，即可使用負載，用完按結(jié)束鍵，取出用戶卡，關(guān)掉電源。如此循環(huán)多次使用，直至提示經(jīng)費即將用完或已用完，則該換新卡使用。
二、另一種使用方法是按鍵啟動系統(tǒng)工作，用戶插入用戶卡，該裝置提示取卡和使用負載，此時該用戶卡上的數(shù)據(jù)已讀入裝置內(nèi)，并被清洗為空白卡。用戶用完后按結(jié)束鍵，關(guān)掉電源。用戶也可持續(xù)使用負載，如汽、電、水等，或是單位使用煤氣。用戶自首次插新卡后無需再插卡，可連續(xù)循環(huán)使用直至提示經(jīng)費將用完或已用完，須再購新卡使用。
利用本裝置，還可安排滿足各種不同需要的使用模式，無須更新設(shè)備，僅需改用軟件程序即可。
綜上所述，本發(fā)明具有可實現(xiàn)預收費式管理、安全可靠、報警功能強而齊備、可控制多項煤氣使用指標、全自動控制、語音報告、成本低等優(yōu)點，實用性強，報警功能和控制功能具有很強的可擴充性，可進行遠程聯(lián)網(wǎng)通訊。本發(fā)明廣泛適用各類煤氣表以及汽、水、電表的自動控制，是一種多功能智能化控制儀表。
以下結(jié)合附圖及實施例詳述本發(fā)明。


圖1a為本發(fā)明的原理框圖；圖1b是本發(fā)明的系統(tǒng)線路結(jié)構(gòu)原理框圖；圖2是單片機控制電路原理圖；圖3是顯示電路的原理圖；圖4是鍵盤電路原理圖；圖5是四路控制機構(gòu)驅(qū)動電路圖；圖6是語音警報器電路原理圖；圖7是安全報警系統(tǒng)電路原理圖；圖8是單路或四路數(shù)據(jù)采集電路圖；圖9是聯(lián)網(wǎng)通訊電路原理圖；圖10是磁卡和電卡讀寫電路原理圖；圖11是電源I電路原理圖；圖12是電源II電路原理圖；圖13是系統(tǒng)部分主控簡明流程圖。
本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)如圖1a所示，圖1b則是對圖1a所示結(jié)構(gòu)的進一步細化。
如圖2所示，單片機控制電路由單片機IC1、地址鎖存器IC4、數(shù)據(jù)存貯器IC6、程序存貯器IC7、譯碼驅(qū)動器IC5、可編程三路并行數(shù)據(jù)接口芯片IC8和IC9、收發(fā)器電路芯片IC2和IC3、單穩(wěn)延時電路IC10-1、石英晶體振蕩器IC1、電容C1—C10、電阻R1—R11、三極管T1、快速二極管01、備用鋰電池E1等構(gòu)成，通過單片機IC1的輸入接點1、2、3、4，數(shù)據(jù)總線口P3(P3-0～P3-7)，譯碼驅(qū)動器IC5的接點Y4和Y5，收發(fā)器芯片IC2和IC3的輸出入接口SER1口和SER2口，可編程數(shù)據(jù)接口芯片IC8和IC9的入出接口PA1口(11)、PB1口(12)、PC1口(13)、PA2口(14)、PB2口(15)、PC2口(16)等分別與各電路對應接點或接口相連。其中單片機IC1可采用8098或80C198等芯片，IC1的P3口包括P3-0～P3-7，可用作地址\數(shù)據(jù)復用的總線口，從P3口分時送出的地址信號經(jīng)ALE信號控制鎖存在地址鎖存器IC4中，作為RAM數(shù)據(jù)隨機存貯器IC6(如6264)和EPROM(ROM)程序存貯器IC7(如27128)以及可編程數(shù)據(jù)接口芯片IC8和IC9(如8255或8279)的低8位地址A0—A7，A8—A12、A13從P4口的P4-0～P4-5輸出，P4口的P4-6～P4-7輸出的A14、A15經(jīng)地址譯碼器IC5譯碼后，分別選通數(shù)據(jù)存貯器IC6、程序存貯器IC7、并行數(shù)據(jù)接口芯片IC8與IC9，P3口輸出的數(shù)據(jù)總線D0—D7直接送至上述IC6—IC9芯片的數(shù)據(jù)口，便于單片機IC1直接與各存貯器及數(shù)據(jù)接口交換數(shù)據(jù)信息，可據(jù)程序存貯器IC7中的軟件程序掃視數(shù)據(jù)接口芯片IC8中PA1口0-7(11口)及PB1口0-3(12-1)外接鍵陣key的鍵盤信息，是否需冷復位啟動系統(tǒng)工作，或設(shè)置修改必要的系統(tǒng)參數(shù)，或進行必要的程序調(diào)試(研制期)，或修改設(shè)定日歷時鐘，或改換用戶密碼和編號，或需解除報警系統(tǒng)的報警，或強制顯示想了解的數(shù)據(jù)內(nèi)容，或強制開啟某些閥門及電閘等，通過IC8中PB1口4-7(12-2 )控制外接四路控制機構(gòu)執(zhí)行開啟與關(guān)閉命令所要求的對應氣(汽、水)閥門及電閘；指示IC8中的PC1口0-7(13)控制外接的語音警報發(fā)生器電路及音響控制驅(qū)動電路按需要及時進行對應語句語音(漢語或英語)報告與警報聲報警；由數(shù)據(jù)接口芯片IC9中的PA2口0-7(14)與PB2口0-7(15)輸出送至外接數(shù)據(jù)及時鐘顯示電路供顯示用的實時日歷時鐘數(shù)據(jù)，用戶現(xiàn)用量、累計用量、所余用量、限用額度與時間、各種費用情況等數(shù)據(jù)信息，通過IC9中的PC2口0-7(16)與單片機IC1的P0口4-7的ACH4-7的1、2、3、4等輸入接點從外接單路及四路數(shù)據(jù)采集電路獲取的煤氣(汽、水、電)表的實際使用的數(shù)據(jù)信息，以及單片機IC1通過P3口0-7數(shù)據(jù)總線，經(jīng)譯碼器IC5的Y4選通，外接安全報警系統(tǒng)信息輸出數(shù)據(jù)緩沖寄存器獲取的報警數(shù)據(jù)信息，進行匯總計算、審核、判別、存貯、傳輸處理后進行相應的控制和顯示。為使單片機IC1正常工作，通常必須首先使它復位，在供電正常、振蕩器穩(wěn)定后，把RESET引腳拉成低電平并持續(xù)兩個狀態(tài)周期以上，即可啟動IC1的8098復位過程并轉(zhuǎn)入正常工作；系統(tǒng)由三極管T1、電阻R1、電容C1構(gòu)成系統(tǒng)復位啟動電路，該電路在單片機控制系統(tǒng)正常工作時維持IC1RESET(RST)腳為高電平，加電初期R1C1延時時間則維持RST為低電平使單片機進入復位過程；RST亦可用作輸出，經(jīng)過單穩(wěn)觸發(fā)器IC10-1來增長其持續(xù)時間，去復位系統(tǒng)其它芯片IC8與IC9，用以使系統(tǒng)中的其它芯片如IC8和IC9共享8098監(jiān)視定時器或RST指令的操作結(jié)果，可使8098先于其它器件復位并開始運行；同時系統(tǒng)復位啟動電路可由其輸入接點RST輸入鍵陣中獨立鍵位keyRST的復位信號，使系統(tǒng)強制重新復位啟動工作。由石英晶體振蕩器IC1，電容C2與C3，單片機IC1內(nèi)部時鐘發(fā)生器等構(gòu)成系統(tǒng)時鐘振蕩源。掉電保護電路由備用電池E1，二極管D1，電容C9、C10，電阻R11等構(gòu)成，當電源電壓下降到一定值或掉電時，電池E1通過二極管D1供給單片機IC1和數(shù)據(jù)存貯器IC6以+3V低電源，使單片機進入節(jié)電運行狀態(tài)，時鐘繼續(xù)運行，單片機RAM和數(shù)據(jù)存貯器RAM中的數(shù)據(jù)得以保存。串行通訊口由單片機IC1多功能I/O口P2口0—P2口1經(jīng)數(shù)據(jù)緩沖、收發(fā)、驅(qū)動器IC2與IC3接至輸出口SER1口及SER2口，電阻R2—R9，電容C4—C7用以濾去傳輸反射波和干擾，其中SER2口外接磁(電)卡讀寫電路，磁(電)卡內(nèi)存貯有供應公司密碼、用戶密碼、用戶編號、存貯日期、使用額度、可用量、可用經(jīng)費、指標定額等等，使用時若非本機用卡則拒絕接收，若為本機卡則讀寫該卡，低、中檔表一般為一次性讀寫，即準確讀出全部有用數(shù)據(jù)后隨即清寫該卡，凡經(jīng)清寫過的卡已無實際使用價值，高檔表用卡可反復讀寫使用，直至卡上有用數(shù)據(jù)讀寫使用中清寫為“0”止，以適應不同用戶的不同環(huán)境和需要，該表按卡上讀得的數(shù)據(jù)供用戶使用，并提前作備卡語音預報、換卡語音預報、不能再使用語音警告，使用戶有時間早作準備而不致誤事；而SER1口為標準RS232C串行通訊口，可通過MODEM作遠距離有線(如電話線)或無線數(shù)據(jù)通訊，將必要的數(shù)據(jù)信息隨時或適時傳輸?shù)接嬎銠C控制管理中心或計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，這對有條件的用戶，或企事業(yè)單位和城鎮(zhèn)將是必要的，對安全防范和統(tǒng)籌管理有益。
如圖3所示，顯示電路由數(shù)據(jù)驅(qū)動電路IC11與IC12-1、掃描驅(qū)動電路IC12-2和IC13、數(shù)碼顯示器DG1—DG8或字符式液晶顯示器MDL-81809、電阻R12—R27構(gòu)成，通過IC11和IC12-1的輸入端nA口(14)和IC12-2與IC13的輸入端nA口(15)，分別與單片機的對應接口相連。由單片機控制電路PB2口0-7(15)口送出的字位選擇信號，經(jīng)驅(qū)動器IC12-2與IC13驅(qū)動后，使所選通的字位的數(shù)碼顯示器DG1-8(或字符式液晶顯示器MDL-81809)發(fā)光。要顯示的數(shù)據(jù)由單片機控制電路PA2口0-7(14)口送至，經(jīng)驅(qū)動器IC11與IC12-1驅(qū)動后送至DG1-8或MDL-81809，采用軟件掃描方式循環(huán)顯示相應數(shù)據(jù)信息或日歷時鐘，一般均按實際使用所需顯示對應的內(nèi)容，如家用煤氣表，不用氣時則顯示時鐘，用氣時顯示累計數(shù)等，亦可通過按鍵key功能設(shè)置強制顯示想了解的數(shù)據(jù)信息，安全節(jié)能告警時則適時顯示告警信號和對應代號。
如圖4所示，鍵盤電路由點陣式觸摸鍵盤模塊key、電阻R28—R31構(gòu)成，通過鍵陣掃描輸入端口(11)和(12-1)分別與單片機對應接口相連。由單片機控制電路PA1口0-3(11)口送出的鍵位掃描信號逐行位送到鍵陣，鍵位檢測信號則由單片機控制電路PB1口0-3(12-1)接收，逐列逐位掃視鍵陣key鍵陣中任一鍵位有接觸，該鍵所在行的鍵位掃描脈沖(為低電平脈沖)由PA1口(11)送至時，該鍵所在列將出現(xiàn)低電平脈沖直接送至單片機控制電路PB1口(12-1)，經(jīng)單片機控制電路檢測寄存和處理，記下這行列交叉定位的唯一鍵位。由于人為掀鍵的隨意性，軟件程序設(shè)計了處理重鍵和消除鍵抖動干擾的功能，確保按鍵操作準確無誤。另有部份獨立鍵位經(jīng)直接連線用于處理特定的功能，如復位鍵keyRST等，實現(xiàn)系統(tǒng)直接硬啟動復位；各鍵位由鍵陣key所處行列編號，由軟件程序賦于它系統(tǒng)運作所需各項功能操作，有數(shù)字鍵和功能鍵之分，滿足設(shè)置修改參數(shù)、調(diào)試程序、設(shè)定日歷時鐘、更換密碼與編號、軟件啟動復位(通常稱為“軟啟動復位”)、解除報警聲響、強制顯示、表功能轉(zhuǎn)換(如由當前執(zhí)行煤氣表功能轉(zhuǎn)換為當前執(zhí)行電度表或水表或汽表功能)、強制開啟或關(guān)閉某些應急閥門或閘門、遠程聯(lián)絡(luò)與發(fā)送特許等等。鎖定開關(guān)K18可保護系統(tǒng)平常不致因誤觸鍵而受到不必要的干擾。
如圖5所示，是四路控制機構(gòu)原理結(jié)構(gòu)，它由驅(qū)動控制電路IC14-1、驅(qū)動執(zhí)行繼電器JB1—JB4、保護二極管D2—D5等構(gòu)成，并通過IC14-1輸入端口1A—4A的(12-2)口和單片機對應接口相連，作為控制煤氣(汽、水)閥門和電閘之用。各種系統(tǒng)控制信號由單片機控制電路的PB1口4-7(12-2)口送至IC14-1，直接驅(qū)動JB1—JB4工作，實現(xiàn)系統(tǒng)要求的各項閥門或閘門的開關(guān)控制。二極管D2—D5用以保護驅(qū)動器IC14-1，消除和濾掉靈敏繼電器JB1—JB4線包掉電時產(chǎn)生的高峰反向電壓電流干擾破壞?？刂浦噶钚盘柊l(fā)出時，驅(qū)動器1C14-1相應輸出端輸出低電平信號，使對應靈敏繼電器線包通電工作，該繼電器的常閉或常開觸點則斷開或接通對應的電磁閥門或電閘的電源使其自動關(guān)啟，實現(xiàn)自動控制的目的。如磁(電)卡數(shù)據(jù)允許用氣(汽、水、電)，則控制指令指示某些靈敏繼電器工作，去執(zhí)行開啟氣(汽、水)閥門或電閘，允許用戶自由使用煤氣(蒸汽、水或電)；一旦出現(xiàn)缺氧現(xiàn)象，且低于必要的含量指標，則發(fā)出控制指令，經(jīng)繼電器控制關(guān)掉灶前(表后)煤氣閥門，待恢復后再打開，以保證煤氣充分燃燒，既安全又節(jié)??；若可燃氣漏氣嚴重，超過安全系數(shù)，則發(fā)出控制指令關(guān)掉表前煤氣總閥并切斷總電源，發(fā)出報警信號，通知用戶或控制中心消除隱患，恢復正常工作，防止漏氣浪費和安全事故；有火警時亦關(guān)掉煤氣切斷電閘，并發(fā)出報警，確保用戶生命財產(chǎn)安全。實現(xiàn)安全節(jié)能使用自動控制和智能化。
如圖6所示，在語音警報器中的語音生成電路由語音發(fā)生器芯片IC15、三極管T2、電阻R32、電容C11構(gòu)成，通過IC15輸入in0-5端口13與單片機對應接口相連接，并通過IC15輸出out端口接至音響控制驅(qū)動電路與非門IC17-1的對應輸入接點相連接；警報發(fā)生器電路由警報發(fā)生器芯片IC16、三極管T3、電阻R33構(gòu)成，通過IC16輸出C端點接至音響控制驅(qū)動電路與非門IC17-2的對應輸入接點相連接；音響控制驅(qū)動電路由與非門邏輯組合控制電路芯片IC17、驅(qū)動放大三極管T4、保護二極管D6、微調(diào)電阻R34、揚聲器MP1等構(gòu)成，通過與非門電路芯片IC17-1和IC17-2的輸入端口分別與單片機及語音警報生成器的對應接點相連。警報信號由警報發(fā)生器芯片IC16，電阻R33，三極管T3構(gòu)成，R33用以調(diào)整警報聲聲調(diào)、頻率、音響效果，產(chǎn)生不同特色的警報聲，T3用來放大驅(qū)動警報信號，并作輸出匹配。T3的輸出端將警報信號直接送往邏輯組合判別電路的與非門IC17-2的輸入端，常備不懈；一旦有警情時，該二輸入與非門IC17-2的另一個輸入端，由單片機控制電路(圖2所示)的PC1口(13)送來對應的高電平警報啟動信號，使警報信號通過IC17-2送至邏輯組合判別電路另一與非門IC17-3的一端，這時因IC17-3的另一端維持高電平(常備狀態(tài))，警報信號得以經(jīng)過IC17-3的反相驅(qū)動放大，送至由三極管T4、電阻R34、保護二極管D6及喇叭MP1組成的音響驅(qū)動放大電路，輸出報警音響提示。R34可以調(diào)整選擇，限制功率放大管T4的集電極電流和放大倍數(shù)，保護功放管不致過流燒毀；D6用以保護和防止T4不致因高峰反向電壓擊穿。語音信號由語音合成發(fā)生器芯片IC15、電阻R32、電容C1、三極管T2構(gòu)成，R32和C11構(gòu)成濾波調(diào)諧電路，提高語音質(zhì)量，T2為語音信號驅(qū)動放大器，并作輸出匹配。IC15是按系統(tǒng)設(shè)計要求專門設(shè)計的，可產(chǎn)生諸如“灶頭缺氧，請注意通風！”，“煤氣漏氣，請注意安全！”，“非法用電危險，請立即撤回！”，“漏電嚴重，請注意人身安全！”，“有火情，請撲滅火源！”，“開水燒開啦！請關(guān)火灌水！”；“氣閥未關(guān)嚴，請重關(guān)！”；“有竊賊偷東西，快來抓賊?。　薄胺欠ㄓ每?，請換卡！”，“非本公司卡，請換卡！”，“非本用戶卡，請換卡！”，“是廢卡！請換卡！”，“是壞卡！請換卡！”；“經(jīng)費快用完啦！請準備新卡！”，“經(jīng)費將完，請準備換卡！”“經(jīng)費用完，請換卡！”；以及語音報告時鐘等等的普通話標準漢語語音，或英語；或漢語和英語?？赏瑫r具備，亦可分別選用按需要設(shè)配。該IC15有以下幾種類型一種是予先合成好以上各語句，據(jù)需要由單片機控制電路根據(jù)控制指令要求由PC1口(13)送來觸發(fā)選擇信號，經(jīng)IC15對應的信號輸入端in0-5，調(diào)用相關(guān)語句發(fā)生電路，經(jīng)T2放大驅(qū)動，由out口將該語音信號輸送至邏輯判別組合音響控制驅(qū)動電路的IC17-1與非門的一輸入端，這時IC17-1的另一輸入端已由單片機控制電路的PC1口(13)送來對應的開通信號(高電平；平時此端為低電平，從而保證IC17-1的輸出端為高，使IC17-3的該對應輸入端時常處于準備狀態(tài)，由IC17-2輸出送來的另一信號，也具同樣特點。)使語音信號經(jīng)IC17控制判別驅(qū)動直接送至音響驅(qū)動放大電路，輸出語音播音提示。另一種形式是該IC15芯片實際上由各獨立語句芯子混裝組合而成，因而可按需組合成不同用途所需語音發(fā)生器系列芯片，既方便靈活，又可降低成本，形成系列，使用方法同上述。還有一種形式則更為靈活，但軟件程序稍復雜些，IC15芯片僅按不同參數(shù)選擇各自的不同種類的生成模式自動產(chǎn)生所需語音信號，而所需語音的數(shù)據(jù)和參數(shù)卻編制存放在單片機控制電路的程序存貯器IC7和數(shù)據(jù)存貯器IC6中，供輸出時調(diào)用，因此要改變或輸出不同要求的語音信號，一般無須更換語音信號發(fā)生器芯片IC15，僅須重新編制或改變存于IC6與IC7中的數(shù)據(jù)與參數(shù)即可，對想研制出不同特色的系列產(chǎn)品帶來極大便利，然而成本較高，特別對批量投產(chǎn)的定型產(chǎn)品而言就不值得。因此要視需要和條件施用。
如圖7所示，由TR1—TR8、微調(diào)電位器WR1—WR4、電阻R36—R51、電容C12—C16、信息入口插座JP1—JP5、三極管T5—T12、發(fā)光二極管LE1—LE4、與非門邏輯電路芯片IC18和IC19、反相器IC20、音樂電路IC21、警報發(fā)生器IC22、高速數(shù)據(jù)緩沖寄存器IC23、弱信號比較器IC24、驅(qū)動電路IC14-2、二極管D7—D11、揚聲器NP2、互感電流脈沖線圈FL1和FL2、靈敏繼電器JB5(線包)、靈敏繼電器觸點JB5-1、熱敏電阻TR10、輸入插頭JK1-JK5、以及可燃氣和缺氧探測器、煙霧與火警探測器、門磁、振動、玻璃破碎、微敏、紅外等防竊探測器、各種探測常閉結(jié)構(gòu)ZP1—ZP8、常開結(jié)構(gòu)ZK1—ZK3和超溫熱敏探測器TR9等構(gòu)成安全報警系統(tǒng)，通過IC23輸出Q0-7端口P3和單片機IC1的P3口對應接點相連。三極管T5—T8，射極電阻R35，熱敏電阻TR1—TR8，微調(diào)電位器WR1—WR4，輸入插座JP1—JP4等構(gòu)成四路弱信號或開關(guān)信號采集放大器。當外接采集信號插頭如JK1—JK4未插入插座JP1—JP4時，TR5—TR8通過各自插座JP1—JP4的內(nèi)部簧片與T5—T8的基極相連，此時TR5—TR8分別與WR1—WR4及其相連的TR1—TR4分別構(gòu)成分壓電路，調(diào)整WR1—WR4的阻值，使T5—T8的集電極輸出低電平，送至二輸入四與非門IC18各門的輸入端，全面封鎖由與非門IC18和IC19、反相器IC20構(gòu)成的四路邏輯判別組合驅(qū)動電路，截止由警報信號發(fā)生器IC22輸出并送至IC18各門另一輸入端的警報信號，不播發(fā)警報信息。這時T5—T8經(jīng)調(diào)整使其工作在非線性拐點狀態(tài)，這一創(chuàng)造性的應用設(shè)計使該弱信號采集放大器反應奇特而靈敏。其中第4路T8的射極配接電阻R35，可使T8轉(zhuǎn)換范圍更窄，反應更快更靈敏。由ZP1—ZP8常閉開關(guān)，ZK1—ZK3常開開關(guān)，TR9熱敏電阻及插頭JK4組成數(shù)據(jù)信息采集探測傳感器模擬示意電路，其中TR9亦是實用的火警探測器或開水燒開報告探測傳感器； ZP1—ZP8和ZK1—ZK3用以模擬各種探測傳感器，如可燃燒氣體探測器，缺氧探測器，煙霧探測器，非法用電或觸電漏電探測器，門磁、振動、壓力、玻璃破碎、微敏、紅外等防竊探測器輸出的或經(jīng)改裝后輸出的開關(guān)量信號。如圖所示在模擬電路插頭JK4插入四路插座JP1—JP4的任一插座時，則取代了TR5-8，當常閉開關(guān)ZP1—ZP8斷開時，T5—T8的基極與地之間電阻為∞大；在常開開關(guān)ZK1—ZK3閉合時，則基地電阻為0；而熱敏電阻TR9是隨著溫度升高電阻阻值急劇變小的溫敏傳感器，當水燒開時，壺咀旁的TR9按其溫度特性曲線將降至相應溫度如90℃時的阻值，火警引起的室內(nèi)局部溫升也會使TR9電阻變到設(shè)定火警溫度如50℃—60℃相對應的阻值，以上幾種結(jié)果均使T5—T8基極電壓偏離對應調(diào)整設(shè)定的非線性拐點，使T5—R8的集電極輸出高電平，從而撤消該路邏輯判別組合驅(qū)動電路的封鎖，使該路輸入警報信號，讓系統(tǒng)播發(fā)警報信息。實踐證明各傳感探測器的開關(guān)信號和熱敏電阻阻值變化信息可通過長達1500m以上的長線(線阻僅幾十歐姆)傳送至插座JP1—JP4而準確無誤；純開關(guān)量時，還可作無線傳輸；戶外有線傳送時，遇意外或人為切斷傳輸線，或者將兩傳輸線短路鉸接，均將使T5—T8基極偏離拐點，集電極輸出高電平，使系統(tǒng)發(fā)出報警，這一獨有的特征，大為提高了安全報警能力。熱敏電阻TR1—TR4用來跟蹤諸如TR9隨一年四季溫差或東西南北不同地域的溫差所引起的漂移而設(shè)置的，使弱信號放大器的拐點閥值保持在設(shè)定的允許范圍之內(nèi)，做到穩(wěn)定可靠。竊漏觸電安全防范探測器電路由互感電流脈沖線圈FL1—FL2，二極管D9—D11，電容C14—C16，電阻R48—R51，靈敏繼電器JB5(線包)，靈敏繼電器觸點JB5-1，熱敏電阻IR10，弱信號比較器IC24，驅(qū)動電路IC14-2，輸入插頭JK1等構(gòu)成。與電能(度)表輸出導線相聯(lián)系的FL1—FL2分別檢測出通過該兩根導線的電流，經(jīng)整流濾波后送出直流電壓信號至比較器IC24，正常時IC24輸出高電平，JB5不工作；非法用電時，流過火線的電流將小于公共線零線電流，兩線電流不平衡，經(jīng)IC24比較后，送出負脈沖信號，經(jīng)驅(qū)動器IC14-2使JB5工作，JB5-1釋放，發(fā)出報警開關(guān)信號；由插頭JK1送往四路數(shù)據(jù)采集電路的任一路JP1—JP4，播出安全報警信息，同時IC14-2輸出信息還直接送至數(shù)據(jù)緩沖寄存器IC23寄存，供單片機控制電路由譯碼器送來的查詢讀取信號Y4控制從數(shù)據(jù)總線將IC23寄存的信息讀至單片機IC1的P3口，由軟件程序操作控制機構(gòu)執(zhí)行關(guān)電斷閘。漏電和人身觸電事故發(fā)生時，必向空氣中或某人體物體泄放大量電流，因此火線電流將大于零線電流，同樣將使IC24送出負脈沖信號，也將立即關(guān)電斷閘。數(shù)據(jù)緩沖寄存器IC23還分別接收可燃氣探測器，缺氧探測器，火警探測器及四路數(shù)據(jù)采集電路經(jīng)邏輯判別組合驅(qū)動電路的IC18口輸出端送來的四路檢測信號，并在判別電路識別出有探測信號時由反相器IC20-3輸出低電平打人信息，由微分電路R46、C13將信息打入IC23寄存，供單片機控制電路查詢調(diào)用，并執(zhí)行相應操作。從而確保出現(xiàn)上述缺氧、漏氣，非法用電或漏電觸電，火警，水燒開，發(fā)生竊盜行為等等安全問題時，除本系統(tǒng)自身發(fā)出報警信號外，還及時通知主機系統(tǒng)進行相應的處理，按不同情況發(fā)出語音告示，進行必要的關(guān)氣閥斷電閘，適時將信息通過有線或無線傳輸傳送給控制中心或網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等，實現(xiàn)安全節(jié)能自控。四路邏輯判別組合驅(qū)動電路中4個采集數(shù)據(jù)輸入與非門IC18的四個輸出端，在無采集數(shù)據(jù)(即報警信息)時均為高電平，因此與其相連的四個發(fā)光顯示器LE1-4不亮；其分別送往數(shù)據(jù)緩沖寄存器IC23的四路信號亦為高電平，表示平安無事；R40—R43分別為LE1-4的限流保護電阻，防止LE1-4過流燒壞，四路均為高電平，且直接送至IC19-1和IC19-2的兩組二輸入端，IC19-1與IC19-2的輸出低電平經(jīng)1C20-1與IC20-2反相后將兩高電平送到IC19-3的兩輸入端相與，因而確保四路數(shù)據(jù)采集輸入的警報控制信號可互不干擾地將警報信息經(jīng)判別組合電路暢通送至由三極管T12，喇叭MP2，電阻R47和二極管D8組成的音響驅(qū)動放大電路，播放相應報警音響。某路發(fā)出警情，由T5—T8送來高電平，IC181-4的某輸出端即反應警報信號發(fā)生器IC22和驅(qū)動三極管T9送至的警報信號，對應的發(fā)光顯示器LE1-4隨著該路警聲脈沖幅度強弱變化而閃閃發(fā)光，表示該路某個檢測點有警情，每路可聯(lián)接閉路或開路輸出的檢測點16—128個。該情亦通過IC18對應輸出端送至數(shù)據(jù)緩沖寄存器IC23打入寄存，供單片機控制電路處理運作。并送至音響控制驅(qū)動電路播出警報聲響；插座JP5可外配音箱(由插頭JK5插入)，使警報音響輸出功率可達0.25W至60W或更大功率，滿足不同用戶和環(huán)境條件所需。由音樂信號發(fā)生器IC21，三極管T10與T11，二極管D7，電容C12，電阻R44構(gòu)成音樂信息駐留延遲電路，每當警報信號撤消時，由T10、C12、R44組成的轉(zhuǎn)換觸發(fā)電路自動觸發(fā)音樂發(fā)生器IC21工作，并由T11驅(qū)動放大經(jīng)D7送至喇叭WP2播出音樂，連續(xù)播放次數(shù)和時間，以及播放何種音樂可選擇設(shè)定。從而使用戶明白剛才曾發(fā)生過報警，起到當撤消警報后，仍能將報警信號延續(xù)必要的時間，這在安全報警系統(tǒng)LW999單獨使用時尤為重要。
安全報警系統(tǒng)由圖12所示的交直流穩(wěn)壓電源II單獨供給+5V電源，全天候工作，保持常備不懈。
如圖8所示，是單路或四路數(shù)據(jù)采集電路原理圖。其中，由光源發(fā)光管GED1—GED10、光電三極管GT1—GT3、電阻R52—R62、電容C17—C21、單穩(wěn)整形芯片IC25和IC26、微型撥動開關(guān)CK1、傳動齒輪Z1—Z4、三極管T13以及用于氣、水、汽的相應差壓、蝸輪、電磁、壓力流量計，電能檢測計等構(gòu)成單路或多路數(shù)據(jù)采集電路，通過單穩(wěn)芯片IC25及IC26的接點1、2、3、4或(16-1)—(16-8)與單片機的對應接點相連。計數(shù)脈沖由置于各類現(xiàn)有煤氣表、水表、電表未級傳動齒輪Z1—Z3適當位置的光電二極管GED1—GED10發(fā)出計數(shù)光源，光敏管GT1—GT3分別將檢測到的對應計數(shù)脈沖信號，經(jīng)過單穩(wěn)電路IC25-1、2與IC26-1整形延時后，將脈寬約1S的負脈沖經(jīng)輸出端口1、2、3分別送至單片機控制電路中，IC1芯片P04-6口的1、2、3，或IC9芯片PC2口(16)的16-1、16-2、16-3口；作為煤氣(汽、水、電)表的用量計數(shù)輸入。第四路的方案是在煤氣(汽、水、電)表末級傳動齒輪Z4上裝一小撥輪，每圈定點撥動微型限位開關(guān)CK1工作一次，計數(shù)開關(guān)信號經(jīng)三極管T13將檢測到的相應計數(shù)脈沖信號，經(jīng)單穩(wěn)電路IC26-2整形延遲，經(jīng)輸出口4送至單片機控制電路IC1芯片P04-7口的4或IC9芯片PC2口(16)的16-4、5、6、7、8口，作用戶用量計數(shù)輸入。誠然作工業(yè)企業(yè)使用時，則按需直接采用精度更高更準確的適于煤氣或蒸汽或水源使用的各類如差壓、蝸輪、電磁、壓力流量計和各類電能檢測計，并將輸出組裝為開關(guān)量信號或電信號，送人T13輸入端作用量計數(shù)輸入，實現(xiàn)用戶用量數(shù)據(jù)采集。單片機控制電路通過軟件程序處理，以更高的精度和準確性保證計量數(shù)據(jù)和原有煤氣表(或汽、水、電表)累計數(shù)據(jù)完全一致，并能分解計算出本次使用量，使用經(jīng)費，是否超額等等，且分別存貯備用，亦可按需調(diào)出顯示。
如圖9所示，聯(lián)網(wǎng)通訊電路由收發(fā)器IC2、電阻R2—R5、電容C4和C5實現(xiàn)，通過人出口SER1口與主機或網(wǎng)絡(luò)相連。聯(lián)網(wǎng)通訊電路外圍電路系統(tǒng)由無線智能調(diào)制解調(diào)器MOOEM1和MODEM2、無線發(fā)送接收器RADIO1和RADIO2、調(diào)制解調(diào)器MODEM3和MODEM4、控制中心或計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)KCZX等構(gòu)成，通過MODEM1、MODEM3的輸入接口SER1口與單片機對應接口相連，實現(xiàn)遠距離通訊聯(lián)絡(luò)和聯(lián)網(wǎng)通訊。單片機控制電路通過異步通訊口SER1(RS232C)口，直接配接調(diào)制解調(diào)器MODEM3、MODEM4經(jīng)電話線路將用戶使用數(shù)據(jù)和安全報警信息傳輸?shù)娇刂浦行幕蛴嬎銠C網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)KCZX，實現(xiàn)企事業(yè)單位或城鎮(zhèn)全系統(tǒng)用戶聯(lián)網(wǎng)控制管理。同時對遠距離的傳輸還可通過現(xiàn)代無線智能調(diào)制解調(diào)器MODEM1、MODEM2，發(fā)射接收器RADIO1和RADIO2，將數(shù)據(jù)信息無線傳送到控制中心或計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，實現(xiàn)現(xiàn)代化管理。
圖10是用戶卡讀寫電路，如圖10-1所示，由電阻R63—R75、電容C22—C29、晶體振蕩器IC2、啟動開關(guān)K20、微處理機芯片IC28、通訊收發(fā)器IC27、鎖存器IC29、隨機存貯器IC30、電可擦除只讀存貯器IC31、驅(qū)動器IC32、備用電池E2、二極管D12和D13、三極管T14和T15、比較器IC33等組成存貯讀寫卡(電卡)，或直接采用磁卡讀寫器如STC600，磁卡閱讀器如STC400等構(gòu)成系統(tǒng)磁(電)卡讀寫電路，通過器卡的SER接口和單片機的對應接口連接。圖10-2所示為單片機控制電路由TTL電平接口，通過譯碼器IC5輸出控制信號Y5，選通1320解碼驅(qū)動電路，經(jīng)IC9并行數(shù)據(jù)接口的PC2口(16)和1320解碼電路交換數(shù)據(jù)，驅(qū)動1320磁卡讀頭(閱讀器)工作，讀取磁卡上有用數(shù)據(jù)送往單片機處理運作。圖10-3、4為單片機控制電路通過異步通訊口SER2口，直接和磁卡讀寫器如STC600或磁卡閱讀器如STC400相接，讀取或讀寫磁卡數(shù)據(jù)，送往單片機處理運作，圖10-1存貯讀寫卡(電卡)電路采用電擦除EPROM只讀存貯器IC31，既可使寫入的數(shù)據(jù)具不揮發(fā)性，在線路上又可對其進行重寫，價格便宜，安全可靠，在該電卡中它除用作程序存貯器外，其主要用途是它亦象圖10-2、3、4電路所用磁卡一樣，寫入了諸如煤氣公司等管理部門或水電管理部門管理要求的各項參數(shù)，供煤氣(汽、水、電)表使用所需。隨機存貯器IC30存處中間數(shù)據(jù)，無電源供電或脫機時它的數(shù)據(jù)和單片機IC28中的參數(shù)由鋰電池E2保持。誠然亦可僅用IC30的RAM，取代和省去EPROM，價格可便宜不少，但安全可靠性能差得多。然而電卡本身雖較磁卡貴一些，卻可重復使用，每片E2PROM可擦/寫一萬次以上，可保證用戶長期可靠地重復使用，則久用可得到平衡，更主要的是取代了較貴的磁卡讀頭，或磁卡閱讀器及磁卡讀寫器等配套設(shè)備，大幅度降低了整機成本，從而可滿足某些用戶或地區(qū)的目標要求，適用面廣。但是E2PROM的讀寫操作、片擦除、字節(jié)寫操作和字節(jié)擦除所用的地址控制電路情況相同外，各有不同要求。讀操作仍象一般ROM那樣在標準5VTTL電平下進行；片擦除則需OE加上9V到15V，Vpp腳加上21V脈沖；字節(jié)擦除和字節(jié)寫入時也須在Vpp腳加上21V脈沖。由三極管T14、T15，二極管D13，電阻R69—R75，電容C29，驅(qū)動器IC32-1、2，比較器IC33-1、2構(gòu)成E2PROM的電擦除與寫入電路，它根據(jù)單片機IC28的讀寫命令RD和WR，P43-7口的擦寫控制信號，分別實現(xiàn)讀寫和擦除操作。讀數(shù)據(jù)時，RD和P4-5、6送出低電平信號，P4-5低電平信號經(jīng)驅(qū)動器IC32-2送至T14基極，使T14截止，RD低電平經(jīng)驅(qū)動器IC32-1送至IC31的OE腳，而P4-6低電平將T15基極拉低使T15截止，比較器IC33輸出4至6V電壓至IC31的Vpp，將IC31的數(shù)據(jù)讀出；片擦除時RD輸出高電平，R4-5也輸出高電平脈沖經(jīng)IC32-2驅(qū)動T14導通，+24V電壓經(jīng)R70和T14送至點或點和IC31OE腳，使其升至9V到15V，P4-6輸出高電平使T15導通，通過R73、74，C29延遲使比較器IC33輸出端電壓成指數(shù)形式上升到21V，送到IC31Vpp腳，數(shù)據(jù)輸入引腳均為TTL高電平，IC31的CE和Vpp處于正常寫模式，即將整片數(shù)據(jù)全部擦除，字節(jié)寫操作和字節(jié)擦除時，將數(shù)據(jù)按地址送至IC31各數(shù)據(jù)輸人腳，RD為高電平，P4-5為低電平，P4-6輸出高電平使IC31的Vpp電壓上升到21V，就可寫入該字節(jié)數(shù)據(jù)或擦除該字節(jié)(寫入全“1”即FF)。其它電路原理和單片機控制電路的對應電路相同，K20用于手動復位啟動，SER異步通訊口和主機對應接口SER2口相聯(lián)交換數(shù)據(jù)，實現(xiàn)和磁卡類似的功用。
如圖11和圖12所示，電源I和電源II由變壓器B1和B2、二極管或硅堆D14—D29、電容C30—C41、三端穩(wěn)壓器芯片IC34—IC37等組成，為整個裝置提供+5V、+12V、+24V電源，其中電源II單獨為安全報警系統(tǒng)提供+5V直流電源。圖13反映整個裝置的控制運行流程。
在圖2中，由三極管T1、電阻R1、電容C1構(gòu)成系統(tǒng)復位啟動電路，T1的輸入接點RET與復位啟動鍵相連。由備用鋰電池E1、二極管D1、電容C9和C10、限流電阻R11構(gòu)成單片機控制電路的掉電保護電路，用以在電源斷電保存數(shù)據(jù)存貯器IC6和單片機IC1中的高速緩沖存貯器中的數(shù)據(jù)參數(shù)。
本裝置中的另一處掉電保護電路在如圖10-1所示的電卡讀寫電路中，是由備用鋰電池E2、二極管D12、電容C27和C28、限流電阻R68等構(gòu)成，用以在未使用時或電源斷電時保存數(shù)據(jù)存貯器IC30和單片機IC28中高速緩沖存貯器中的數(shù)據(jù)參數(shù)。
本發(fā)明的裝置一般和現(xiàn)有煤氣(汽、水、電)表聯(lián)用，接于現(xiàn)有表之后、執(zhí)行機構(gòu)之前，但其控制功能電路有部分接到總閥和總閘。
本發(fā)明以單片機控制電路(圖2)為核心，集電磁卡讀寫、存貯處理、計算處理、數(shù)據(jù)采集、鍵陣掃描、報警信息收錄、匯總分析、判別核算、數(shù)據(jù)與時鐘顯示、控制執(zhí)行、語音報警生成控制與播出、聯(lián)網(wǎng)通訊等各功能接口于一體，自備電源，具有掉電保護和系統(tǒng)復位啟動的能力。既可通過該電路PC2口(16)，以TTL電平驅(qū)動磁卡讀頭的解碼電路[圖10(2)]由磁卡讀頭直接閱讀用戶磁卡上的數(shù)據(jù)參數(shù)，又可通過其SER2口的異步通訊功能直接由磁卡閱讀器[圖10(4)]或磁卡讀寫器[圖10(3)]或電存貯讀寫卡[圖10(1)](電卡)讀寫用戶電磁卡上的數(shù)據(jù)參數(shù)，通過調(diào)用程序存貯器IC31中的軟件功能對用戶卡的數(shù)據(jù)參數(shù)進行計算存貯處理，結(jié)果分別存于數(shù)據(jù)存貯器IC30中。單片機控制電路通過PA1口0-3(11)和PB1口0-3(12-1)隨時接收鍵陣掃描電路(圖4)各功能鍵的命令，既可通過T1、R1、C1構(gòu)成的啟動復位電路進行冷復位啟動，又可完成各鍵的其它功能操作。系統(tǒng)啟動工作后，用戶可以使用煤氣(汽、水、電)負載，使用量通過單路或四路數(shù)據(jù)采集電路(見圖8)采集并直接送往單片機控制電路的P04-7口的1或1、2、3、4接點，系統(tǒng)根據(jù)軟件程序的命令對使用量進行匯總分析，判別核算，按不同結(jié)果和要求進行相應操作處理，該系統(tǒng)一般可以是單一的卡式煤氣表，或卡式汽表、水表、電度表、也可以是二位、三位或四位一體的綜合型卡式智能表，軟件程序可圓滿實現(xiàn)實時多任務(wù)處理，而保證數(shù)據(jù)采集和處理準確無誤。安全報警系統(tǒng)電路(圖7)全天候隨時處于警戒和警訊數(shù)據(jù)采集，除自身發(fā)出警報外，還實時將警訊數(shù)據(jù)通過IC23的P3口送往單片機控制電路IC1的P3口數(shù)據(jù)總線，供主機適時作出相應存貯、發(fā)送、執(zhí)行操作處理。顯然，系統(tǒng)的主要數(shù)據(jù)信息參數(shù)來源，已由以上電磁卡，負載數(shù)據(jù)采集、鍵陣按鍵和警訊傳送獲取，還可通過圖9所示聯(lián)網(wǎng)通訊系統(tǒng)電路將控制中心的命令、信息和參數(shù)由SER1口送至單片機控制電路，或?qū)⑾到y(tǒng)的數(shù)據(jù)信息參數(shù)送往控制中心，單片機控制電路按軟件程序命令對獲取的數(shù)據(jù)信息參數(shù)進行多任務(wù)實時處理，實現(xiàn)各項功能要求。實時時鐘、各種數(shù)據(jù)處理結(jié)果按用戶實時要求通過單片機控制電路PC1口(13)送往語音警報發(fā)生器及音響控制驅(qū)動電路(圖6)，通過PA2口(14)和PB2口(15)送往數(shù)據(jù)及時鐘顯示電路(圖3)，及時播出有關(guān)警報、漢語、英語、或漢英兼有的語音告示和警報聲，顯示屏適時顯示用戶希望顯示的各項數(shù)據(jù)信息參數(shù)或數(shù)據(jù)處理結(jié)果。同時，據(jù)系統(tǒng)運行的實際需要，單片機控制電路通過PB1口4-7(12-2)口將控制執(zhí)行要求直接送到四路控制機構(gòu)驅(qū)動電路(圖5)，控制執(zhí)行開啟或關(guān)閉總氣閥，或水閥、汽閥、或總電閘，或開啟和關(guān)閉灶前氣閥等具體操作。電源I電路(圖11)和電源II電路(圖12)供給系統(tǒng)交直流穩(wěn)壓電源，其中電源II是單獨供給LW999安全警報系統(tǒng)全天侯不間斷電源用。圖13為系統(tǒng)有關(guān)煤氣用戶使用功能主控簡明流程圖，描述了每次使用中可能遇到的主要工況處理流程。顯然，系統(tǒng)可圓滿地勝任煤氣(汽、水、電)表在負載工作狀況，依卡用煤氣(汽、水、電)、和安全節(jié)能自控。
權(quán)利要求
1.一種卡式微電腦安全自控煤氣表，其特征在于它是由數(shù)據(jù)采集電路、單片機控制電路、顯示電路、安全報警系統(tǒng)、控制機構(gòu)、用戶卡讀寫電路、鍵盤電路、語音警報器、掉電保護電路和電源電路構(gòu)成，單片機控制電路是其它各電路的連接中心和控制中心，其中數(shù)據(jù)采集電路可設(shè)置多路，每一路均由傳感器電路和單穩(wěn)電路構(gòu)成；單片機控制電路控制其它各電路完成各自的功能，它包括單片機、地址鎖存器、數(shù)據(jù)存貯器、程序存貯器、譯碼驅(qū)動器、數(shù)據(jù)接口、復位啟動電路、掉電保護電路、收發(fā)器電路、單穩(wěn)延時電路和振蕩器，并完成計量、計費、收費、控制用量和時間及報警控制功能；用于顯示數(shù)據(jù)、提示信息和時鐘的顯示電路由顯示驅(qū)動器和顯示器構(gòu)成，顯示器可采用數(shù)碼顯示器或字符式液晶顯示器；安全報警系統(tǒng)是一個可長時間獨立或聯(lián)機工作的裝置，它包括傳感器電路、警報發(fā)生器、邏輯判別組合電路、電源電路、音樂電路、揚聲器和線圈，安全報警系統(tǒng)完成多種安全信號監(jiān)控及異常狀況報警；控制機構(gòu)可設(shè)置多路，每一路均由驅(qū)動器和電磁開關(guān)構(gòu)成，自動完成對煤氣閥門或其它類閥門以及電閘的開啟和關(guān)閉控制；用戶卡可采用電卡或磁卡，用戶卡讀寫電路完成對用戶卡所儲存的數(shù)據(jù)的讀取或由單片機控制電路控制將數(shù)據(jù)寫入用戶卡；語音警報器由語音生成電路、警報發(fā)生器和音響驅(qū)動控制電路構(gòu)成，單片機控制電路接收到安全報警系統(tǒng)提供的報警信號后，控制語音警報器進行語音和警報聲報警；掉電保護電路中包括備用直流電池，用以對單片機控制電路和用戶卡讀寫電路斷電時保存這兩個電路中數(shù)據(jù)存貯器中的必要數(shù)據(jù)；電源電路向其它各電路提供所需直流電源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的卡式微電腦安全自控煤氣表，其特征在于它還包括一個可與控制中心相聯(lián)的聯(lián)網(wǎng)通訊電路，該電路由單片機控制電路的收發(fā)器電路的串行通訊口輸入數(shù)據(jù)，通過由無線智能調(diào)制解調(diào)器和無線發(fā)送接收器構(gòu)成的電路，或是與電話線相連的調(diào)制解調(diào)器，與控制中心相應的接口電路相對應，構(gòu)成無線聯(lián)網(wǎng)或電話線聯(lián)網(wǎng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的卡式微電腦安全自控煤氣表，其特征在于所述的數(shù)據(jù)采集電路與煤氣表相連配合使用，也可與電度表相連配合使用以完成電表自控，與水表相連配合使用以完成水表自控，數(shù)據(jù)采集電路還可直接采用氣、水、汽用流量計和電能檢測計。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的卡式微電腦安全自控煤氣表，其特征在于安全報警系統(tǒng)中的傳感器電路可采用可燃性氣體探測器、缺氧探測器、煙霧探測器、火警探測器、非法用電或觸電漏電探測器、超溫熱敏探測器等，還可采用門磁、振動、壓力、玻璃破碎、微敏、紅外等防竊探測器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的卡式微電腦安全自控煤氣表，其特征在于所述的控制機構(gòu)中的電磁開關(guān)可采用繼電器，并與煤氣閥門相連，也可與汽閥、水閥或電閘相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的卡式微電腦安全自控煤氣表，其特征在于所述的用戶卡讀寫電路中的磁卡讀寫電路，可間接或直接通過磁卡讀寫頭讀寫磁卡；而電卡讀寫電路則可間接或直接讀取或擦寫屬非揮發(fā)性存貯器的電卡。
全文摘要
本發(fā)明涉及微電腦數(shù)據(jù)處理及控制裝置，用于對煤氣表及汽、水、電表進行多功能自動控制。它由數(shù)據(jù)采集電路、單片機控制電路、顯示電路、安全報警系統(tǒng)、控制機構(gòu)、用戶卡讀寫電路、鍵盤、語音警報器、掉電保護電路和電源構(gòu)成，單片機控制電路是其它各電路的連接和控制中心。本裝置采用磁卡或電卡作為用戶卡實現(xiàn)預收費式管理，安全節(jié)能，成本低，可控制多項使用煤氣的指標，具備多功能全方位報警、聯(lián)網(wǎng)通訊、語音提示、自動開關(guān)閥門等功能。
文檔編號G07F15/02GK1114443SQ94111030
公開日1996年1月3日 申請日期1994年6月9日 優(yōu)先權(quán)日1994年6月9日
發(fā)明者梁先宇, 梁先黃, 梁先成, 梁品芝, 梁湘園, 王愛蓮, 黃國英, 任玲西, 史壽智, 姚俊亭, 梁奕, 梁雙, 梁超, 梁越, 史莉, 姚立平, 姚惠齡, 姚慧敏 申請人:梁先宇, 梁先成