專利名稱：紅外接口分體式預(yù)付費計量儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水費預(yù)付費計量儀，特別是涉及一種IC卡與數(shù)控邏輯水計量分體式水費預(yù)付費計量儀。
背景技術(shù)：
淡水是人類生存的寶貴資源，而我國又是一個淡水資源貧乏的國家，節(jié)約用水是一項長期的基本國策。雖然我國淡水資源缺乏，但在很多地方一些人對節(jié)水意義認識不夠，浪費水資源嚴重，而一些管水行政部門對用水的強制管理方面也存在很多不足之處。例如，我國有不少牛羊肉加工專業(yè)戶，他們抽取地下水冷卻機組，用二寸水泵每天工作十幾個小時，浪費大量水資源，有些地方甚至因此造成地下水位的大幅度下降。本來增加幾千元的設(shè)備，就能使十幾噸的水循環(huán)使用一年，而他們竟消耗了成千上萬噸的地下水，卻無人問津。我們在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)在農(nóng)村有些村民水龍頭是24小時開放，問他們?yōu)槭裁床魂P(guān)水龍頭，回答是用水收固定費用，多少都是村上管。再如，浴池中的淋浴頭，每個消費者花3-5元錢，不管用多少水，洗多長時間都是這些錢，卻很少有人用完水主動把水門管上，等等。這些問題不僅說明要大力提高全民節(jié)水意識，而且要用現(xiàn)代高科技手段對用水進行科學(xué)的強制化的管理。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問題，是提供一種IC卡與數(shù)控邏輯水計量二部為分體式的水費預(yù)付費計量儀，可用于普通預(yù)付費水表上，也可用在大口徑地下水計量控制上的紅外接口分體式預(yù)付費計量儀，作到一表一卡或一表多卡。
采用的技術(shù)方案是紅外接口分體式預(yù)付費計量儀，由數(shù)控邏輯水計量部分A和智能顯示部分B兩部分組成。
數(shù)控邏輯水計量部分A，包括流量計、集成電路IC1及其外圍電路、水流量取樣裝置、電源。單片機的外圍電路，包括低電壓保護電路和執(zhí)行電路。低電壓保護電路由電阻R3、二極管D4、電解電容C串聯(lián)構(gòu)成。D4接IC1的28腳，R3接電源E和繼電器JG?？刂扑秒姍C啟動、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停機或控制電磁閥開、關(guān)的執(zhí)行電路包括三極管BG1、BG2、繼電器JK、JG。BG1的集電極經(jīng)JK接電源E的正極，同時接水流量取樣器的對應(yīng)接線端19，BG1的基極接經(jīng)電阻R2接IC1的18腳。BG1的發(fā)射極經(jīng)電解電容C1接地。BG2的集電極經(jīng)JG接電源E，同時接電阻R3。BG2的基極經(jīng)電阻R5接IC1的17腳。水流量取樣裝置的取樣信號輸出、輸入接線端子分別接接點H、F，接點H、F經(jīng)電阻R7、二極管D6接IC1的8腳，IC1的8腳經(jīng)電阻R8、電容C7接地。
集成電路IC1及其外圍電路的電器元件設(shè)置在電路板上，并固定在殼體內(nèi)，水流量取樣裝置也固設(shè)在同一個殼體內(nèi)，使數(shù)控邏輯水計量部分A成為單獨的全封閉結(jié)構(gòu)。
智能顯示卡B部分，包括電源、卡座和IC卡。IC卡上有四位LED剩余水量顯示器、解鎖按鈕和指示燈。
數(shù)控邏輯水計量部分A與智能顯示卡部分B之間通過光電接口連接，進行電信號隔離，光電接口由一組光電耦合器件構(gòu)成，光電耦合器的信號輸出、輸入端分別接智能顯示卡的卡座的對應(yīng)接線端子，可通過通訊電纜將數(shù)據(jù)邏輯水計量部分A與智能顯示卡部分B連接起來，實現(xiàn)雙向信號傳送。IC卡插入卡座上。IC卡與光電耦合器貼接。IC卡由電源E1供電。
本發(fā)明的工作原理是每輸出設(shè)定的水量如0.1m3(最小工作單位可根據(jù)用戶要求設(shè)定)，當(dāng)供水時，水流量取樣裝置向集成電路IC1發(fā)出一個特征信號，智能顯示卡開始從卡內(nèi)水余量中減去0.1m3水，然后智能顯示卡通過光電接口向IC1輸入一特征信號，經(jīng)過IC1處理確認后，完成一次減計數(shù)循環(huán)，當(dāng)IC卡的購水使用余量為0時，則停發(fā)回傳特征碼，IC1向電磁閥或水泵電機發(fā)出指令，關(guān)閉閥門或讓電機停止運轉(zhuǎn)，用戶一次購水可在1-999m3之間選擇，當(dāng)IC卡放入卡盒的卡槽時，按解鎖鍵即可令I(lǐng)C1向電磁閥或水源電機發(fā)出可工作指令，開閥或啟動電機，與此同時脫運行時賒用的0.1m3水自動從卡中減掉。
本發(fā)明的優(yōu)點一、突破了普通IC卡必須插在單片機的卡座上才能進行數(shù)據(jù)交換的傳統(tǒng)模式，實現(xiàn)了數(shù)控邏輯水計量部分A與智能顯示卡部分B的分離結(jié)構(gòu)，且工作時兩部分始終處于雙向通訊的關(guān)系，一旦被破壞都能發(fā)出關(guān)閥或關(guān)機指令，不怕光電接口傳輸線的斷路或短路。
二、結(jié)構(gòu)簡單，安裝調(diào)試方便。
三、抗干擾能力強集成電路IC1在外界強大的磁場、電場和高壓電攻擊下可正常工作，它是優(yōu)于其它單片機的一大優(yōu)勢。
四、應(yīng)用范圍廣可以用于普通預(yù)付費水表上，還可以用在大口徑地下水計量控制，又能用于浴池按用水量計費，等等。只要有計量信號輸出就能按您的要求累計、定量開關(guān)閥門。
五、示卡數(shù)字式用戶在卡上直觀的看到自己的用水情況，真正做到了“明明白白消費。”還能做到一表一卡和一表多卡的特點。
本系統(tǒng)的應(yīng)用從根本上杜絕了人情水，關(guān)系水和以水謀私的丑惡現(xiàn)象。實現(xiàn)用好水、管好水，合理開發(fā)利用水，造福子孫后代。


圖1是本發(fā)明的一種實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是該實施例的數(shù)控邏輯水計量電路原理圖。圖3是本發(fā)明的第二種實施例控制顯示流程框圖。
具體實施方式
紅外接口分體式預(yù)付費計量儀，包括數(shù)控邏輯水計量部分A、智能顯示卡部分B和光電接口。
數(shù)控邏輯水計量部分A，包括流量計10、水流量取樣裝置11和控制部分12。流量計10為旋翼式冷水表，水流量取樣裝置11為磁發(fā)訊取樣脈沖器。控制部分包括集成電路IC1及其外圍電路。外圍電路，包括低電壓保護電路和執(zhí)行電路。IC1為大規(guī)模集成電路OX-2001。
低電壓保護電路由電阻R3、二極管D4、電解電容C串聯(lián)構(gòu)成。二極管D4的負極接IC1的28腳，R3接電源E(6V電池)的正極。
執(zhí)行電路包括三極管BG1、BG2、繼電器JK、JG。繼電器JK并聯(lián)二極管D5，繼電器JG并聯(lián)二極管D2。JK一端接電源E，同時經(jīng)電阻R7、二極管D6接IC1的8腳，并經(jīng)電阻R8、電容C5接地，另一端經(jīng)二極管D1接BG1的集電極，BG1的基極經(jīng)電阻R2接IC1的18腳，經(jīng)R1、電解電容C1接地。JG一端接電源E和R3，另一端接BG2的集電極，BG2的基極經(jīng)電阻R5接IC1的17腳，并經(jīng)電阻R4、電解電容C2接地。
磁發(fā)訊取樣脈器的信號輸出、輸入接線端子分別與聯(lián)樣接點H、F連接。
智能顯示卡B部分，包括電池E1、卡座4和智能顯示卡5。智能顯示卡5裝設(shè)在卡座4上，由單個電源E1供電。智能顯示卡的面板上有四位LED剩余水量顯示器1、解鎖接鈕2、指示燈3。
光電接口由光電耦合器GO1、GO2、GO3組成，GO1的三極管發(fā)射極接IC1的7腳，并經(jīng)電阻R9接地，GO1的集電極接電源E的正極。GO1的發(fā)光二極管的正極接智能顯示卡B的卡座4的11腳(卡座有18個腳)發(fā)光二極管負極接地。GO2的發(fā)光二極管負極接地，正極經(jīng)電阻R6接IC1的11腳。GO2的三極管集電極接電源正極，發(fā)射極接GO3的發(fā)光二極管的正極。GO3的發(fā)光二極管的負極接智能顯示卡B的卡座4的7腳。GO3的三極管的集電極接電池E、三極管的發(fā)射極經(jīng)二極管D3、電阻R12接BG1的基極。
本實施例的控制部分是控制水源電機啟動、停止(電機可換為流量計出水管路上的電磁閥)。
IC1采用電池供電。電壓3.8-6.5V。電源經(jīng)R3、D4加到IC1的28腳。IC1的取樣信號來源于水流量取樣裝置，所選用的取樣信號，經(jīng)R7、D6、R8、C5的整形處理后，加于IC1的8腳，是一個幅值和脈寬一定的正脈沖，此時IC的時鐘信號被激發(fā)，時鐘頻率通過R10、R11和C6可設(shè)定。根據(jù)流量儀表取樣參數(shù)來選擇IC1的分頻系數(shù)。設(shè)定IC1的8腳每受到100個正脈沖，11腳即可能輸出一個特征信號。經(jīng)R6加到GO2光耦的發(fā)送端，GO2的接收端又將光信號還原成電信號經(jīng)傳輸線加到智能顯示卡B進行處理，使B內(nèi)存儲數(shù)據(jù)進行減“1”計量。如減計數(shù)正確，B會通過通訊線向A的光電接口GO1回傳一個確認碼，加到IC1的7腳。這即完成了一次正確減計數(shù)計量。如果系統(tǒng)脫卡，卡內(nèi)余量為0，或者通訊線短路或斷路，IC1的7腳都不收到回傳特征碼，這時IC1的17腳將會有高電平信號輸出，使三極管BG2導(dǎo)通，JG線圈通電，接點6、7吸合，電機W停電或關(guān)閥。如果由于B欠費，余量為0，則必須將充值卡重新充值(用戶持卡到交費處交款，通過微機將購入量寫入充值卡中)，插到卡座上按智能顯示卡B上的解鎖鍵，B通過通訊線向GO1發(fā)出一串編碼脈沖，經(jīng)GO1的電—光—電轉(zhuǎn)換加入IC1的7腳，經(jīng)IC1的識別確認是正確的解鎖碼后，18腳則有一個高電平信號輸出，這時三極管BG1導(dǎo)通，JK吸合，接點8、9吸合，開閥或啟動電機或做其它功能擴展。
另外，可通過改變IC1的“1”腳電平來設(shè)定賒水量(B內(nèi)余量為0時還可得到供水量當(dāng)1腳按高電平可賒用1立水，按0電平可賒用96立水。賒用量在用后插卡按解鎖鍵時，IC1的11腳會發(fā)出賒用量信息碼經(jīng)GO2的電—光—電轉(zhuǎn)換，沖減B中的存量。
權(quán)利要求
1.紅外接口分體式預(yù)付費計量儀，包括數(shù)控邏輯水計量部分(A)和智能顯示部分(B)，其特征在于數(shù)控邏輯水計量部分(A)和智能顯示部分(B)為二個獨立的單體結(jié)構(gòu)，分別由獨立的直流電源供電數(shù)控邏輯水計量部分(A)的信號輸出、輸入端通過由一組光電耦合器構(gòu)成的光電接口和通訊電纜與智能顯示部分(B)的對應(yīng)信號輸出、輸入端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外接口分體式預(yù)付費計量儀，其特征在于一、所述的數(shù)控邏輯水計量部分A，包括流量計(10)、水流量取樣裝置(11)和控制部分(12)，控制部分包括集成電路IC1及其外圍電路，所述的外圍電路，包括執(zhí)行電路，執(zhí)行電路包括三極管BG1、BG2、繼電器JK、JG，繼電器JK一端接電源E，同時經(jīng)電阻R7、二極管D6接IC1的8腳，并經(jīng)電阻R8、電容C5接地，另一端經(jīng)二極管D1接BG1的集電極，BG1的基極經(jīng)電阻R2接IC1的18腳，JG一端接電源E和IC1的28腳，另一端接三極管BG2的集電極，BG2的基極經(jīng)電阻R5接IC1的17腳，并經(jīng)電阻R4、電解電容C2接地；水流量取樣裝置(11)的信號輸出、輸入接線端子分別與取樣接點H、F連接；二、所述的智能顯示卡部分B，包括電池E1、卡座(4)和智能顯示卡(5)，智能顯示卡(5)裝設(shè)在卡座(4)上，由單個電源E1供電，智能顯示卡的面板上有四位LED剩余水量顯示器(1)、解鎖接鈕(2)、指示燈(3)；三、所述的光電接口由光電耦合器GO1、GO2、GO3組成，GO1的三極管發(fā)射極接IC1的7腳，并經(jīng)電阻R9接地，GO1的集電極接電源E的正極，GO1的發(fā)光二極管的正極接智能顯示卡B的卡座(4)的11腳，發(fā)光二極管負極接地，GO2的發(fā)光二極管負極接地，正極經(jīng)電阻R6接IC1的11腳，GO2的三極管集電極接電源正極，發(fā)射極接GO3的發(fā)光二極管的正極，GO3的發(fā)光二極管的負極接智能顯示卡B的卡座(4)的7腳，GO3的三極管的集電極接電池E、三極管的發(fā)射極經(jīng)二極管D3、電阻R12接BG1的基極。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的紅外接口分體式預(yù)付費計量儀，其特征在于所述的IC1的外圍電路包括一個抵電壓保護電路，低電壓保護電路由電阻R3、二極管D4、電解電容C串聯(lián)構(gòu)成，二極管D4的負極接IC1的28腳，R3接電源E的正極。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的紅外接口分體式預(yù)付費計量儀，其特征在于所述的IC1為集成電路OX-2001，所述的流量計(10)為旋翼式冷水表，所述的水流量取樣裝置為磁發(fā)訊取樣脈沖器。
全文摘要
紅外接口分體式預(yù)付費計量儀，包括數(shù)控邏輯水計量部分A和智能顯示部分B，其特征在于數(shù)控邏輯水計量部分A和智能顯示部分B為二個獨立的單體結(jié)構(gòu)，分別由獨立的直流電源供電；數(shù)控邏輯水計量部分A的信號輸出、輸入端通過由一組光電耦合器構(gòu)成的光電接口和通訊電纜與智能顯示部分B的對應(yīng)信號輸出、輸入端連接。本發(fā)明實現(xiàn)了數(shù)控邏輯水計量部分A與智能顯示卡部分B的分離結(jié)構(gòu)，一旦被破壞都能發(fā)出關(guān)閥或關(guān)機指令，不怕光電接口傳輸線的斷路或短路。且具有結(jié)構(gòu)簡單，安裝調(diào)試方便、抗干擾能力強、應(yīng)用范圍廣等優(yōu)點。本系統(tǒng)的應(yīng)用從根本上杜絕了人情水、關(guān)系水和以水謀私的丑惡現(xiàn)象，實現(xiàn)用好水、管好水，合理開發(fā)利用水，造福子孫后代。
文檔編號G01F15/06GK1584512SQ0313411
公開日2005年2月23日 申請日期2003年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月18日
發(fā)明者蔡亮, 孔雪艷, 鮑麗欣, 馬奎, 郎福山, 楊榮波, 盧亮, 楊繼卿, 王樹柏, 呂德祥 申請人:遼寧豐源節(jié)水技術(shù)設(shè)備有限公司