專利名稱：區(qū)域戶表的自動控制管理系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及對一定區(qū)域范圍內的每家每戶的水表、電表、燃氣表等各種消費媒介的計量戶表進行計量和計費管理系統(tǒng)，特別是能對每家每戶的各種消費媒介的通道進行自動控制的區(qū)域戶表管理系統(tǒng)。
背景技術：
目前，對戶表(如每家每戶的水表、電表、燃氣表等)的控制、計量和計費操作，根據技術狀況不同則存在以下兩種方式第一種方式是基于只有顯示功能的戶表，該類戶表只顯示使用媒介的消耗量，對使用媒介的控制(關閉或啟動)動作，必須通過人工操作通道上預先安裝的閥門來實現(xiàn)。對于每一戶使用該媒介的計量和計費工作，也必須通過人工查表和人工計算機的計算來實現(xiàn)。這種戶表的控制、計量及計費方式，耗費大量的人力和財力，而且工作效率低，計量及計費誤差很大，已經不適用于21世紀現(xiàn)代化城市的發(fā)展。
第二種方式起源于電子及通訊的應用技術，是通過綜合電子通訊及微電子應用技術的條件下發(fā)展起來的，這種方式中的一些系統(tǒng)，通過計算機的通訊網絡(如RS485)，對戶表進行自動抄表。每一只戶表具有電子顯示媒介消耗量的功能，可以使用于某些住宅小區(qū)的水、電、氣的網絡管理的系統(tǒng)中。然而，由于硬件及軟件結構的設計限制，這種網絡管理系統(tǒng)僅僅只能起到自動遠程讀取數(shù)據和處理數(shù)據的功能，根本不能實現(xiàn)自動控制的功能，即不能對使用媒介自動關閉和開啟。而這種遠程控制的功能又正好是計算機管理應用中的精華部分，一旦缺少這個精華部分，計算機管理系統(tǒng)的計量和收費系統(tǒng)也就失去了主動控制權的支撐，因而不能稱得上是一個真正地、完整且有效的管理系統(tǒng)，只能被認為是計算機應用中的初級階段。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種能對每一戶的戶表進行計量和計費，并且對每一戶內所使用的各種媒介進行自動控制的管理系統(tǒng)。
本發(fā)明解決上述技術問題所采用的技術方案是它由計算機的區(qū)域管理中心計算機、通訊網絡及戶表組成；戶表由微電腦、通訊卡、機電控制系統(tǒng)、媒介計量器組成，機電控制系統(tǒng)由放大電路和機電控制器組成。媒介計量器和機電控制器設置在媒介通道上，微電腦通過通訊卡與區(qū)域管理中心計算機連接，媒介計量器的信號輸出端與微電腦連接，微電腦的信號輸出端通過放大電路控制機電控制器。
本發(fā)明管理系統(tǒng)中的媒介計量器將計量媒介使用量的數(shù)據(該數(shù)據可以是水的用量、氣體的用量及電的用量等等)轉換成電子脈沖信號，供戶表上的微電腦進行計量。
機電控制系統(tǒng)的功能是根據戶表微電腦發(fā)出的指令，對媒介通道的閥門實施開啟或關閉的自動控制。
以上所述的機電控制系統(tǒng)的各個部件，可以采用目前市場上現(xiàn)有的氣、液壓、機械及電氣產品。這里所描述的是該機電控制系統(tǒng)在戶表上的特殊應用的原理。該原理是由戶表微電腦發(fā)出信號，機電控制系統(tǒng)按此信號對媒介通道實施開啟或關閉。按照此原理設計的機電控制系統(tǒng)在具體設計上可以是多種多樣的，這里不一一詳述。
微電腦，將載有設計的專用的軟件燒入軟件存儲器(PROM，EEPROM，等等)，或類似功能的元件上。每一個微電腦可控制和管理單個或若干個同一媒介或不同媒介的媒介計量器。該微電腦結合軟件，將成為戶表的決策中心，這種合成后的功能將在具體實施方案章節(jié)中詳細說明。
戶表的通訊卡(Communication Card)在戶表微電腦和區(qū)域管理中心計算機之間起著接收和輸送通訊信號、數(shù)據等的功能；它可以是RS232、RS485，或者是任何一種計算機通訊卡，具體選擇可由設計者根據情況而定。
本發(fā)明管理系統(tǒng)可對每一用戶的媒介使用量進行遠程計量和計費，在預付款或按期欠款等的前提條件下，對媒介使用消耗量進行對比計算，并可對媒介供應通道進行遠程自動關閉和開啟控制。


圖1為本發(fā)明實施例1結構框2為本發(fā)明實施例2結構框3為本發(fā)明的戶表結構框圖具體實施方案如圖1、3所示的本發(fā)明實施例1，它由主網計算機、一個或一個以上的區(qū)域管理中心計算機、通訊網絡及戶表組成；戶表由微電腦、通訊卡、機電控制系統(tǒng)、媒介計量器組成，機電控制系統(tǒng)由放大電路和機電控制器組成，媒介計量器為單個媒介計量器，即為水表，水表的信號輸出端與微電腦連接，機電控制器為單個機電控制器，即為繼電器和電磁閥。水表和電磁閥設置在進水管通道上，戶表微電腦通過通訊卡、通訊網絡接口與區(qū)域管理中心計算機連接，區(qū)域管理中心計算機通過主通訊網與主網計算機連接，機電控制系統(tǒng)以通訊方式與戶表微電腦連接，戶表微電腦的信號輸出端通過放大電路控制電磁閥。每一戶內的戶表微電腦上設有顯示器。
本發(fā)明實施例1的媒介計量器也可為電表、燃氣表等，電表、燃氣表等媒介計量器的信號輸出端與微電腦連接，機電控制器為繼電器或電磁閥或具有由微電腦控制開啟和關閉功能的裝置。
如圖2、3所示的本發(fā)明實施例2，媒介計量器為若干個媒介計量器，即包括水表、電表、燃氣表等媒介計量器，水表、電表、燃氣表等媒介計量器的信號輸出端都與以通訊方式微電腦連接，機電控制器為若干個機電控制器，即包括繼電器和電磁閥。水表、電表、燃氣表等等媒介計量器和對應的機電控制器設置在對應的媒介通道上，微電腦的信號輸出端通過放大電路控制繼電器和電磁閥。
本發(fā)明的戶表微電腦是戶表的“大腦”，它的設計可以采用市場上現(xiàn)有的微電腦元部件，也可以使用現(xiàn)成的，可利用的成品。本發(fā)明實施例采用的微電腦含有微電腦芯片(CPU)，記憶存儲器(ROM)，軟件存儲器(PROM，EEPROM，等等)，至少一位數(shù)字信號輸出(One bit digitaloutput，用于機電控制系統(tǒng))，媒介消耗量的累加及加數(shù)器，信息顯示器(如LCD，液晶顯示器等)。
機電控制系統(tǒng)由放大電路、機電控制器(繼電器和電磁閥)組成。當戶表微電腦決定開啟媒介供應通道時，該微電腦在它的數(shù)字輸出卡的一位上(One bit on a digital l/O card)輸出“1”或者是“0”(視具體的設計而定)，放大電路將此信號放大以此驅動繼電器(如果媒介是電，此時媒介供應通道已經開啟)。該繼電器的觸點將額定所需的電流導入電磁閥，該電磁閥進而開啟通道上的閥門，從而讓使用媒介進入用戶的應用器械。
這里所提到微電腦輸出的信號“1”，視具體應用它所表示的物理意義，可以是5vdc，12vdc，24vdc.或者是任何可以實現(xiàn)的直流電或交流電。
相反，當微電腦決定關閉媒介供應通道時，該微電腦輸出信號“0”或者是“1”(視具體的設計而定)，此時電子放大器輸出為“0”，繼電器觸點松開，切斷電磁閥的電流供應，電磁閥依靠彈簧的力量關閉媒介供應通道，從而切斷媒介的供應。
本發(fā)明實施例1、2的微電腦的控制軟件流程和功能為a.將媒介消耗量定期儲存在微電腦的記憶體上；b.根據媒介消耗量計算預付款或定期后付款所允許的媒介消耗量的剩余消費允量；c.當剩余消費允量在正常允許值(事先設定在軟體中或由區(qū)域管理中心計算機遠程定期或不定期輸入到戶表微電腦中)內，在液晶顯示器上(或其它類型的顯示器上)，顯示本計費周期內所消耗媒介的數(shù)量；d.剩余消費允量超出正常允值后，在液晶顯示器上以閃動的方式顯示剩余消費允值，以提醒用戶注意交費；e.當剩余消費允量為零或一定的負值時(由當?shù)刂鞴懿块T確定，由區(qū)域管理控制中心計算機輸入此負值的上限)，但仍在上限之內，戶表繼續(xù)保持媒介的供應，同時以顯示器閃動輔助蜂鳴器發(fā)出即將停止媒介供應的警告；f.當剩余消費允量達到負值上限時，由微電腦發(fā)出信號，由機電控制系統(tǒng)關閉媒介通道上的閥門，媒介供應停止；在顯示器上顯示通道已被關閉及其原因；
g.在任何情況下，當用戶付款后，將由區(qū)域管理中心計算機輸入新的付款額的媒介消費量加在目前的剩余消費量上，該和值將成為新的剩余消費允量；如果通道已被關閉，控制系統(tǒng)重新開啟閥門，繼續(xù)提供媒介；管道的開啟由戶表微電腦發(fā)出信號，由機電控制系統(tǒng)執(zhí)行；h.回答區(qū)域管理中心計算機的詢問；當接到詢問后，根據相關信號，向區(qū)域管理中心計算機輸送媒介消耗量，通道閥門開閉狀態(tài)等信息；i.在一定的區(qū)域內，媒介資源會出現(xiàn)短缺(如水資源)，或在一定的使用時間內出現(xiàn)供不應求；本軟件可根據區(qū)域中心計算機所發(fā)出的指令，對剩余消費允量進行修正，并在顯示器上對用戶加以提示；j.在特定的消費時間內，根據區(qū)域管理中心所輸入的指令，控制在該時間內媒介消費的允量；在該時間內若媒介消耗量接近限時消費允量時，在顯示器上向用戶發(fā)出警告；當達到允量時，提供機電控制系統(tǒng)關閉媒介供應通道；在限定時間過后，重新開啟供應媒介；k.在交流電斷電的情況下，使用干電池為動力源，繼續(xù)保證媒介的供應，并向區(qū)域管理中心計算機發(fā)出報告。
l.當戶表使用干電池為動力源，電池的電量低于一定值時，以顯示器閃動輔助蜂鳴器發(fā)出即將停止媒介供應的警告，并向區(qū)域管理中心計算機發(fā)出信號予以報告；當電池電量降到最低的設定工作電量時，媒介通道立即關閉，同時向區(qū)域管理中心計算機報告，并且在一定的時間內以顯示的方式提示用戶；m.允許用戶換電池，暫時中斷媒介的供應；在新的電池換上后，該軟件及微電腦重新啟動，并根據記憶儲存器中的數(shù)據，重新進入工作狀態(tài)，重新啟動媒介的供應；n.在正常工作情況下，按照區(qū)域管理中心計算機的指令，可立即關閉媒介供應通道，并向區(qū)域管理中心計算機定時詢求重新開啟的指令；o.在通道媒介關閉的情況下，按照區(qū)域管理中心計算機的指令，可立即開啟媒介供應通道，并繼續(xù)顯示疊加后的媒介消耗值；同時向區(qū)域管理中心計算機定時詢問再次關閉的指令；p.在媒介通道開啟的情況下，當媒介的消費量持續(xù)為微小值時，向用戶提示(以閃動顯示的方式)戶內通道可能泄漏；當這種現(xiàn)象持續(xù)并超過預設時間，本戶表要立即向區(qū)域中心計算機發(fā)出信號；q.在通道關閉的情況下，通過計量器的媒介消耗量不為零時，本戶表要立即向區(qū)域管理中心計算機報告，以便及時維修。
r.控制和管理一個以上的媒介計量器時，戶表微電腦對每一個媒介計量器及相對應的機電控制系統(tǒng)，將重復使用以上程序。
本發(fā)明實施例1、2的區(qū)域管理中心計算機控制軟件流程和功能為a.該中心軟件要定期向各戶表詢問媒介消耗量，并將這些存儲在機載存儲器及備用的存儲器中；
b.根據收費原則(預付款或定期后付款)、存儲用戶交費額度，并依此計算付款媒介消費允量；c.及時將媒介消費允量計算結果傳給特定的戶表，供該戶表計算剩余消費允量；d.定期詢問各戶表的工作情況，查明每一段位(或每一戶)的媒介通道的工作狀態(tài)；e.將媒介消耗量，用戶付款情況，以及戶表的工作狀態(tài)等參數(shù)匯集成表格或者儲存在數(shù)據庫里，供管理人員參考、查閱；f.根據管理人員制定的在特殊區(qū)域內或特定時間內媒介供應結構和數(shù)量的要求，根據設計的計算方法進行計算，然后向有關戶表發(fā)出計算修正或限時媒介消費允值的限制；g.根據管理人員輸入的指令，向有關戶表發(fā)出強行開啟或關閉的命令；h.允許管理人員針對單一戶表的工作情況進行機上調查，包括媒介通道的開啟狀況和媒介消耗量等信息；i.接受從戶表微電腦反饋回來的泄漏信息，提示給管理人員；j.將區(qū)域內各部位的媒介消耗量以及媒介供應總量加以比對，及時發(fā)現(xiàn)媒介供應通道在到達戶表之前可能的泄漏或不正常的工作情況，并及時提示給管理人員；k.中心軟件和區(qū)域管理中心計算機要有和其他計算機聯(lián)網的功能，要具有向其他計算機提供有關數(shù)據的功能；此項功能為將來建立更高一級的管理中心做好準備。
權利要求
1.區(qū)域戶表的自動控制管理系統(tǒng)，其特征在于它由計算機的區(qū)域管理中心計算機、通訊網絡及戶表組成；戶表由微電腦、通訊卡、機電控制系統(tǒng)、媒介計量器組成，機電控制系統(tǒng)由放大電路和機電控制器組成。媒介計量器和機電控制器設置在媒介通道上，微電腦通過通訊卡與區(qū)域管理中心計算機連接，媒介計量器的信號輸出端與微電腦連接，微電腦的信號輸出端通過放大電路控制機電控制器。
2.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于一個或一個以上的區(qū)域管理中心計算機與主網計算機連接。
3.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于每一戶內的戶表微電腦上設有顯示器。
4.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于每一戶內的各種媒介機電控制系統(tǒng)以通訊方式與戶表微電腦連接。
5.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于每一戶內的各種媒介計量器以通訊方式與戶表微電腦連接。
6.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于機電控制器為繼電器或電磁閥或具有由微電腦控制開啟和關閉功能的裝置。
7.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于戶表微電腦的控制軟件流程為a.將媒介消耗量定期儲存在微電腦的記憶體上；b.根據媒介消耗量計算預付款或定期后付款所允許的媒介消耗量的剩余消費允量；c.當剩余消費允量在正常允許值內，在顯示器上，顯示本計費周期內所消耗媒介的數(shù)量；d.剩余消費允量超出正常允值后，在顯示器上以閃動的方式顯示剩余消費允值；e.當剩余消費允量為零或一定的負值時，但仍在上限之內，戶表繼續(xù)保持媒介的供應，同時以顯示器閃動輔助蜂鳴器發(fā)出即將停止媒介供應的警告；f.當剩余消費允量達到負值上限時，由微電腦發(fā)出信號，由機電控制系統(tǒng)關閉媒介通道，在顯示器上顯示通道已被關閉及其原因；g.當用戶付款后，將由區(qū)域管理中心計算機輸入新的付款額的媒介消費量加在目前的剩余消費量上，該和值將成為新的剩余消費允量；如果通道已被關閉控制系統(tǒng)重新開啟閥門，繼續(xù)提供媒介；管道的開啟由戶表微電腦發(fā)出信號，由機電控制系統(tǒng)執(zhí)行；h.回答區(qū)域管理中心計算機的詢問；當接到詢問后，根據相關信號，向區(qū)域管理中心計算機輸送媒介消耗量，通道閥門開閉狀態(tài)等信息；i.在一定的區(qū)域內，媒介資源會出現(xiàn)短缺，或在一定的使用時間內出現(xiàn)供不應求；本軟件可根據區(qū)域中心計算機所發(fā)出的指令，對剩余消費允量進行修正，并在顯示器上對用戶加以提示；j.在特定的消費時間內，根據區(qū)域管理中心所輸入的指令，控制在該時間內媒介消費的允量；在該時間內若媒介消耗量接近限時消費允量時，在顯示器上向用戶發(fā)出警告；當達到允量時，提供機電控制系統(tǒng)關閉媒介供應通道；在限定時間過后，重新開啟供應媒介；k.在交流電斷電的情況下，使用干電池為動力源，繼續(xù)保證媒介的供應，并向區(qū)域管理中心計算機發(fā)出報告。l.當戶表使用干電池為動力源，電池的電量低于一定值時，以顯示器閃動輔助蜂鳴器發(fā)出即將停止媒介供應的警告，并向區(qū)域管理中心計算機發(fā)出信號予以報告；當電池電量降到最低的設定工作電量時，媒介通道立即關閉，同時向區(qū)域管理中心計算機報告，并且在一定的時間內以顯示的方式提示用戶；m.允許用戶換電池，暫時中斷媒介的供應；在新的電池換上后，該軟件及微電腦重新啟動，并根據記憶儲存器中的數(shù)據，重新進入工作狀態(tài)，重新啟動媒介的供應；n.在正常工作情況下，按照區(qū)域管理中心計算機的指令，可立即關閉媒介供應通道；o.在通道媒介關閉的情況下，按照區(qū)域管理中心計算機的指令，可立即開啟媒介供應通道，并繼續(xù)顯示疊加后的媒介消耗值；同時向區(qū)域管理中心計算機定時詢問再次關閉的指令；p.在媒介通道開啟的情況下，當媒介的消耗量持續(xù)為微小值時，向用戶提示戶內通道可能泄漏；當這種現(xiàn)象持續(xù)并超過預設時間，本戶表要立即向區(qū)域中心計算機發(fā)出信號；q.在通道關閉的情況下，通過計量器的媒介消耗量不為零時，本戶表要立即向區(qū)域管理中心計算機報告，以便及時維修；r.控制和管理一個以上的媒介計量器時，戶表微電腦對每一個媒介計量器及相對應的機電控制系統(tǒng)，將重復使用以上程序。
8.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于區(qū)域管理中心計算機控制軟件流程為a.定期向各戶表詢問媒介消耗量，并將其存儲在區(qū)域管理中心計算機的存儲器中；b.根據收費原則、存儲用戶交費額度，并依此計算付款媒介消費允量；c.及時將媒介消費允量計算結果傳給特定的戶表；d.定期向各戶表微電腦索取的系統(tǒng)工作情況；e.將媒介消耗量、用戶付款情況以及戶表的工作狀態(tài)等參數(shù)儲存在區(qū)域管理中心計算機的存儲器中；f.根據管理人員制定的在特殊區(qū)域內或特定時間內媒介供應結構和數(shù)量的要求，按設計的計算方法進行計算，然后向有關戶表發(fā)出修正或限時媒介消費允值的指令；g.根據管理人員輸入的指令，向有關戶表發(fā)出強行開啟或關閉的命令；h.允許管理人員針對單一戶表的工作情況進行連機調查；i.接受從戶表微電腦反饋回來的泄漏信息，提示給管理人員；j.將區(qū)域內各部位的媒介消耗量以及媒介供應總量加以比對，判斷媒介供應通道在到達戶表之前的泄漏情況，并提示給管理人員；k.向主網計算機提供數(shù)據。
全文摘要
本發(fā)明涉及區(qū)域戶表的自動控制管理系統(tǒng),它由計算機的區(qū)域管理中心計算機、通訊網絡及戶表組成;戶表由微電腦、通訊卡、機電控制系統(tǒng)、媒介計量器組成,機電控制系統(tǒng)由放大電路和機電控制器組成。媒介計量器和機電控制器設置在媒介通道上,微電腦通過通訊卡與區(qū)域管理中心計算機連接,媒介計量器的信號輸出端與微電腦連接,微電腦的信號輸出端通過放大電路控制機電控制器。本發(fā)明管理系統(tǒng)可對每一用戶的媒介使用量進行遠程計量和計費,在預付款或按期欠款等的前提條件下,對媒介使用消耗量進行對比計算,并可對媒介供應通道進行遠程自動關閉和開啟控制。
文檔編號G01D4/00GK1380534SQ02115878
公開日2002年11月20日 申請日期2002年5月22日 優(yōu)先權日2002年5月22日
發(fā)明者王正綱, 皮明遠, 皮公亮 申請人:皮公亮, 皮明遠, 王正綱