專利名稱：智能采暖計費表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種智能采暖計費表，尤其是涉及一種應(yīng)用于采用熱水集中供暖的串聯(lián)式或并聯(lián)式供熱管網(wǎng)采暖智能管理的智能采暖計費表。
二背景技術(shù)：
現(xiàn)有的采暖計費表包括以熱量為計費單位的采暖計費表，其主要存在以下缺點1、生產(chǎn)成本較高，使得產(chǎn)品價格很高，無法普及使用；2、物業(yè)管理部門對以熱量為計費單位不認(rèn)同，因為其無法解決使用過程中的熱量損失部分的回收問題；3、其中的熱量傳感器長期使用會產(chǎn)生較大誤差，可靠性差；4、采用有線控制方式，安裝困難，成本高，用戶難以接受；5、閥門采用擺式三通閥，電池驅(qū)動擺式三通閥時產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)力矩小，電池電壓低時無法帶動三通閥。閥門開關(guān)時運動阻力大，開關(guān)難以到位，并且閥門開關(guān)時受供熱壓力的大小影響很大，直接影響使用效果。
三、實用新型內(nèi)容本實用新型為了解決上述背景技術(shù)中的不足之處，提供一種智能采暖計費表，其能自動完成對采暖用戶的收費、計費過程，對未交費用戶能自動切斷供暖，徹底解決了采暖收費難的問題，并且安裝使用方便，可靠性高。
為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案為一種智能采暖計費表，其特殊之處在于包括智能采暖計費表主表，計費表主表通過無線方式控制相應(yīng)的智能閥。
上述智能采暖計費表主表包括單片機，單片機上連有無線遙控發(fā)射電路，智能閥包括單片機，單片機上連有無線遙控接收電路。
上述無線遙控發(fā)射電路包括與計費表主表的單片機連接的編碼器，編碼器上連有射頻發(fā)射模塊，射頻發(fā)射模塊上連有天線，無線遙控接收電路包括與智能閥的單片機連接的解碼器，解碼器上連有射頻接收模塊，射頻接收模塊上連有天線。
上述計費表主表的單片機上連有LCD顯示控制器及LCD顯示器，IC卡座及讀寫接口電路，電池欠壓檢測電路，鍵盤及接口電路，可充電電池供電電路。
上述智能閥包括與單片機連接的閥門開關(guān)控制電路，電機與閥門開關(guān)控制電路連接，機械傳動系統(tǒng)與閥門開關(guān)到位檢測電路連接，閥門開關(guān)到位檢測電路并與單片機連接。
上述機械傳動系統(tǒng)包括與電機連接的球形三通閥，球形三通閥與電機通過減速機構(gòu)連接，減速機構(gòu)采用減速齒輪與蝸輪、蝸桿相結(jié)合的減速機構(gòu)。
上述球形三通閥與電子線路和器件之間通過隔熱墊隔離。
上述智能閥的單片機上連有安全控制電路，報警指示燈電路和電池欠壓檢測電路。
上述計費表主表的單片機包括系統(tǒng)工作時鐘，系統(tǒng)應(yīng)用軟件，用戶數(shù)據(jù)存儲器，實時時鐘/日歷，電池供電電路，對外接口電路。
上述智能閥的單片機包括系統(tǒng)工作時鐘，系統(tǒng)應(yīng)用軟件，電池供電電路，對外接口電路。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有的優(yōu)點和效果如下
1、本實用新型采用無線遙控技術(shù)實現(xiàn)計費表主表對智能閥開關(guān)的遙控，用戶開關(guān)智能閥取暖，只需按動主表上的控制按鍵，通過無線遙控信號對智能閥進行開關(guān)閥門的動作，能自動完成對采暖用戶的收費、計費過程，對未交費用戶能自動切斷供暖，通過無線遙控信號對智能閥進行開關(guān)閥門的動作，能自動完成對采暖用戶的收費、計費過程，對未交費用戶能自動切斷供暖，徹底解決了采暖收費難的問題，安裝時無須再走明線，安裝使用方便，節(jié)約采暖費用。同時，由于收發(fā)遙控信號采用地址編碼技術(shù)，編碼地址可達53萬個，所以同一地區(qū)的用戶地址碼不會出現(xiàn)重復(fù)，使產(chǎn)品工作安全可靠；2、本實用新型采用獨特的智能化球形三通閥以及減速齒輪與蝸輪、蝸桿相結(jié)合的減速機構(gòu)，可實現(xiàn)獨立通斷功能，即某一用戶對智能閥的開關(guān)動作不會影響其他用戶的正常采暖。即使是舊式串聯(lián)供熱管網(wǎng)，也僅需在散熱器進口與出口之間加一根旁通管，就可實現(xiàn)獨立通斷。所以本實用新型尤其適合舊房串聯(lián)式供熱管網(wǎng)改造使用。另外，球形三通閥具有旋轉(zhuǎn)阻力小，容易開關(guān)的特點。減速齒輪與蝸輪、蝸桿相結(jié)合的減速機構(gòu)，使電機作用在三通閥上的扭轉(zhuǎn)力矩大大增加，電機的功率更容易帶動三通閥的開關(guān)；3、本實用新型對IC卡用戶的識別采用多動態(tài)參數(shù)復(fù)合軟件加密技術(shù)，使用戶間的IC卡不能互換使用，IC卡的密碼也無法破譯。當(dāng)產(chǎn)品出廠時經(jīng)每只表給定了一個固定密碼，用戶每插一次卡后將會產(chǎn)生一個新密碼(不可讀)。新密碼是動態(tài)變化的，無法破譯，提高了產(chǎn)品的安全可靠性；4、本實用新型采用微電腦程序控制技術(shù)以及IC技術(shù)，使產(chǎn)品的智能化和自動化水平大大提高。欠壓報警關(guān)閥、欠費報警、無線電信號中斷自動關(guān)閥報警等自動控制措施，為用戶使用帶來極大的方便。另外，供電方式采用電池供電，可保證在停電情況下仍可對用戶正常供暖。為了延長電池的使用壽命，使新電池可使用一個采暖期，本實用新型采用了低功耗CMOS電路器件、單片機的低功耗休眠狀態(tài)與喚醒狀態(tài)交替、對較大電流工作的器件實行單片機控制加電等措施，使計費主表和智能閥的等待工作狀態(tài)時的電流≤20μA；5、本實用新型可實現(xiàn)一表多用，既可作為采暖計費設(shè)備，又可作為日常時間顯示裝置。利用表中的實時時鐘/日歷芯片，在LCD顯示器顯示采暖剩余天數(shù)的同時，還可以顯示時間。
6、本實用新型采用“平均計費法”，即采暖費＝基本采暖費+可使用采暖費，可有效回收全部采暖費用。
四

圖1為本實用新型的工作狀態(tài)參考圖；圖2為本實用新型中計費主表的工作原理框圖；圖3為本實用新型中計費主表的電路原理圖；圖4為本實用新型中計費主表的系統(tǒng)工作流程圖；圖5為本實用新型中智能閥的工作原理框圖；圖6為本實用新型中智能閥的電路原理圖；圖7為本實用新型中智能閥的系統(tǒng)工作流程圖。
五具體實施方式
參見圖1，本實用新型包括計費主表和智能閥，智能閥安裝在供熱管道上，控制管道的開斷，計費主表通過無線遙控信號對智能閥進行開關(guān)閥門的動作，能自動完成對采暖用戶的收費、計費過程，對未交費用戶能自動切斷供暖，通過無線遙控信號對智能閥進行開關(guān)閥門的動作，能自動完成對采暖用戶的收費、計費過程，對未交費用戶能自動切斷供暖。計費主表面板形狀似橢圓形，形狀新穎，美觀大方。面板后部為圓柱形，內(nèi)裝印刷電路。IC卡座設(shè)在后部，從頂部插卡。面板中部裝LCD顯示器窗口，窗口下為四個小型薄膜按鍵開關(guān)作為控制鍵，面板后部設(shè)有電池盒，計費主表可以掛在墻上任何位置。智能閥分為兩部分，上部安裝智能閥的控制電路、電機及傳動系統(tǒng)，并用一塑料件封裝。下部為球形三通閥，這樣可使三通閥與控制電路、電機及傳動系統(tǒng)隔離，智能閥頂部帶有電池盒。
參見圖2、圖3，智能采暖計費表主表包括單片機101，單片機101上連有無線遙控發(fā)射電路102，無線遙控發(fā)射電路102包括與計費表主表的單片機101連接的編碼器，編碼器上連有射頻發(fā)射模塊，射頻發(fā)射模塊上連有天線，無線遙控接收電路包括與智能閥的單片機連接的解碼器，解碼器上連有射頻接收模塊，射頻接收模塊上連有天線。計費表主表的單片機101上還連有LCD顯示控制器及LCD顯示器103，IC卡座及讀寫接口電路104，電池欠壓檢測電路105，鍵盤及接口電路106，可充電電池供電電路。
其中，單片機101為采用CMOS工藝制造的低功耗單片機，包括系統(tǒng)工作時鐘，系統(tǒng)應(yīng)用軟件，用戶數(shù)據(jù)存儲器，實時時鐘/日歷，電池供電電路，對外接口電路，具有低功耗的耗電模式(耗電＜3μA)，內(nèi)部具有程序存儲器的保密位，可對程序加密，實時時鐘/日歷芯片為采用CMOS工藝制造的低功耗芯片，維持電流僅0.25μA，用戶數(shù)據(jù)存儲器為采用CMOS工藝制造的低功耗存儲器，維持電流10μA。LCD顯示控制器及LCD顯示器采用液晶顯示器，具有字符和漢字顯示功能，功耗低，在不顯示狀態(tài)下，工作電流幾乎為零。IC卡座及讀寫接口電路可在讀卡時將卡內(nèi)數(shù)據(jù)或密碼讀入單片機，寫卡時將采暖天數(shù)余額退到用戶卡，并將動態(tài)形成的用戶卡新密碼寫入卡中。鍵盤及接口電路系統(tǒng)配置四個按鍵實現(xiàn)人機對話功能，采用小型按鍵具有美觀、可靠的特點，單片機對按鍵的操作接口采用中斷方式進行，工作速度快，運行可靠。無線遙控發(fā)射電路中的編碼器采用CMOS工藝的低功耗編碼電路，可提供編碼地址達531441個地址編碼，相當(dāng)于每塊采暖計費表選用其中的一個地址碼，可使531441個用戶具有不同的地址碼。單片機與編碼器的接口是啟動發(fā)射位TE，開關(guān)閥門數(shù)據(jù)位D0，當(dāng)TE＝0，D0＝0時，啟動發(fā)射，打開閥門；當(dāng)TE＝0，D0＝1時，啟動發(fā)射，關(guān)閉閥門；當(dāng)TE＝1，D0＝X時，不發(fā)射。
另外，電池欠壓檢測電路105檢測到電池電壓降到3.5V時，向單片機輸入口發(fā)高電平，即刻在LCD上顯示電池欠壓報警信號，同時發(fā)射關(guān)閥的遙控指令，關(guān)閉閥門。
參見圖4，計費表主表在程序控制下完成預(yù)交費、計費、開關(guān)閥門、報警顯示、查詢等工作過程。
參見圖5、圖6，智能閥包括單片機107，單片機107上連有無線遙控接收電路108，無線遙控接收電路108包括與智能閥的單片機107連接的解碼器，解碼器上連有射頻接收模塊，射頻接收模塊上連有天線。智能閥還包括與單片機107連接的閥門開關(guān)控制電路109，電機111與閥門開關(guān)控制電路109連接，機械傳動系統(tǒng)110與閥門開關(guān)到位檢測電路112連接，閥門開關(guān)到位檢測電路112并與單片機107連接。機械傳動系統(tǒng)110包括與電機111連接的球形三通閥，球形三通閥與電機111通過減速機構(gòu)連接，減速機構(gòu)采用減速齒輪與蝸輪、蝸桿相結(jié)合的減速機構(gòu)。球形三通閥與電子線路和器件之間通過隔熱墊隔離。智能閥的單片機107上還連有安全控制電路113，報警指示燈電路和電池欠壓檢測電路114。
其中，單片機107為采用CMOS工藝制造的低功耗單片機，包括系統(tǒng)工作時鐘，系統(tǒng)應(yīng)用軟件，電池供電電路，對外接口電路，具有低功耗的耗電模式(耗電＜3μA)，內(nèi)部具有程序存儲器的保密位，可對程序加密，加密后程序不能讀出拷貝。無線遙控接收電路108中的射頻接收模塊的輸入端接收來自智能采暖計費表主表發(fā)來的開關(guān)閥門遙控信號，包括開關(guān)指令數(shù)據(jù)及地址編碼數(shù)據(jù)，射頻接收模塊的輸出端將輸入信號放大整形輸出至解碼器。解碼器采用CMOS工藝的低功耗編碼電路，有12位三套地址，可提供531441種地址編碼，解碼器將射頻接收模塊輸出信號進行解碼，如果編碼地址相同則解碼輸出有效VT＝1，這時輸出的數(shù)據(jù)碼D0才能作控制開關(guān)閥門的控制數(shù)據(jù)，如果編碼地址不同，則VT＝0，這時數(shù)據(jù)D0也無效。解碼器的輸出信號VT、D0到單片機的兩個輸入端口，VT＝1、D0＝0，單片機控制關(guān)閥；VT＝1、D0＝1，單片機控制開閥；VT＝0、D0＝X，單片機不控制。
另外，閥門開關(guān)控制電路109包括電機正反轉(zhuǎn)控制電路，電機正反轉(zhuǎn)控制電路由電子線路及繼電器組成，并由單片機輸出端口控制，智能閥接收到計費表傳來的無線遙控指令后，執(zhí)行相應(yīng)開關(guān)閥門的動作，電機111正轉(zhuǎn)為開閥，電機111反轉(zhuǎn)為關(guān)閥。通過電機111的轉(zhuǎn)動，并經(jīng)過由減速齒輪與蝸輪、蝸桿構(gòu)成的減速裝置減速后，大大增加了扭矩，帶動三通閥的螺桿完成開關(guān)閥門的動作。為了有效控制對應(yīng)于三通閥的開關(guān)的電機的正反轉(zhuǎn)，要求三通閥正好開到位或關(guān)到位時，立即停止電機轉(zhuǎn)動，為此專門設(shè)置了閥門開關(guān)到位檢測電路112，由兩個微動開關(guān)分別檢測和控制開到位和關(guān)到位。當(dāng)電機111正轉(zhuǎn)時，三通閥開閥開始，當(dāng)閥門打開到完全開啟狀態(tài)時，微動開關(guān)閉合，發(fā)低電平給單片機107，由單片機107立即控制電機111停止轉(zhuǎn)動。當(dāng)電機111反轉(zhuǎn)時，另一微動開關(guān)以同樣方式控制關(guān)到位，停止電機反轉(zhuǎn)。采用微動開關(guān)控制三通閥開關(guān)到位，可以避免電機111出現(xiàn)很大的堵轉(zhuǎn)電流，如果用時間控制或硬件卡住都會出現(xiàn)近1安培的堵轉(zhuǎn)電流，不僅損害電機，而且耗電很大。安全控制電路113可檢測更換電池，一旦更換電池，檢測電路通過探測微動開關(guān)位置狀態(tài)給單片機，由單片機控制自動關(guān)閥，保證更換電池后閥門處于關(guān)閉狀態(tài)。電池欠壓檢測電路114檢測當(dāng)電池電壓降到3.5V以下時，就有一高電平輸出至單片機107，由單片機107控制關(guān)閥，并以燈光報警。報警指示燈電路包括一個LED燈，內(nèi)有兩種顏色，可同時報警兩種狀態(tài)。需要報警的狀態(tài)包括閥門開關(guān)到位的告警，智能閥接收到計費表發(fā)來的有效開關(guān)閥門信號時告警。
參見圖7，智能閥在程序控制下完成接收信號、閥門開關(guān)、報警等各項操作。
權(quán)利要求1.一種智能采暖計費表，其特征在于包括智能采暖計費表主表，計費表主表通過無線方式控制相應(yīng)的智能閥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能采暖計費表，其特征在于所述智能采暖計費表主表包括單片機(101)，單片機(101)上連有無線遙控發(fā)射電路(102)，智能閥包括單片機(107)，單片機(107)上連有無線遙控接收電路(108)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能采暖計費表，其特征在于所述無線遙控發(fā)射電路(102)包括與計費表主表的單片機(101)連接的編碼器，編碼器上連有射頻發(fā)射模塊，射頻發(fā)射模塊上連有天線，無線遙控接收電路(108)包括與智能閥的單片機(107)連接的解碼器，解碼器上連有射頻接收模塊，射頻接收模塊上連有天線。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的智能采暖計費表，其特征在于計費表主表的單片機(101)上連有LCD顯示控制器及LCD顯示器(103)，IC卡座及讀寫接口電路(104)，電池欠壓檢測電路(105)，鍵盤及接口電路(106)，可充電電池供電電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的智能采暖計費表，其特征在于智能閥包括與單片機(107)連接的閥門開關(guān)控制電路(109)，電機(111)與閥門開關(guān)控制電路(109)連接，機械傳動系統(tǒng)(110)與閥門開關(guān)到位檢測電路(112)連接，閥門開關(guān)到位檢測電路(112)并與單片機(107)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的智能采暖計費表，其特征在于機械傳動系統(tǒng)(110)包括與電機(111)連接的球形三通閥，球形三通閥與電機(111)通過減速機構(gòu)連接，減速機構(gòu)采用減速齒輪與蝸輪、蝸桿相結(jié)合的減速機構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的智能采暖計費表，其特征在于球形三通閥與電子線路和器件之間通過隔熱墊隔離。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的智能采暖計費表，其特征在于智能閥的單片機(107)上連有安全控制電路(113)，報警指示燈電路和電池欠壓檢測電路(114)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的智能采暖計費表，其特征在于計費表主表的單片機包括系統(tǒng)工作時鐘，系統(tǒng)應(yīng)用軟件，用戶數(shù)據(jù)存儲器，實時時鐘/日歷，電池供電電路，對外接口電路。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的智能采暖計費表，其特征在于智能閥的單片機包括系統(tǒng)工作時鐘，系統(tǒng)應(yīng)用軟件，電池供電電路，對外接口電路。
專利摘要本實用新型涉及一種智能采暖計費表，其能自動完成對采暖用戶的收費、計費過程，對未交費用戶能自動切斷供暖，徹底解決了采暖收費難的問題，并且安裝使用方便，可靠性高。本實用新型包括智能采暖計費表主表，計費表主表通過無線方式控制相應(yīng)的智能閥，智能采暖計費表主表包括單片機，單片機上連有無線遙控發(fā)射電路，智能閥包括單片機，單片機上連有無線遙控接收電路，無線遙控發(fā)射電路包括與計費表主表的單片機連接的編碼器，編碼器上連有射頻發(fā)射模塊，射頻發(fā)射模塊上連有天線，無線遙控接收電路包括與智能閥的單片機連接的解碼器，解碼器上連有射頻接收模塊，射頻接收模塊上連有天線。
文檔編號G01D4/00GK2634435SQ0321902
公開日2004年8月18日 申請日期2003年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月5日
發(fā)明者王建軍, 陳載群 申請人:西安中元電子有限公司