專利名稱：Ic卡水泵計(jì)量控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水泵計(jì)量自動(dòng)控制裝置，尤其是一種采用IC卡控制水泵計(jì)量的裝置。
目前，由國(guó)內(nèi)外的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，全世界的水資源及其短缺，國(guó)內(nèi)水資源的儲(chǔ)量更是有限，擺在人們面前的首要問題是如何合理地、有效地利用水資源來造福于人類、造福于子孫后代。節(jié)約用水，是水資源管理工作中的重中之重，因此，各行各業(yè)有必要采用科學(xué)的管理手段，依靠現(xiàn)代的科學(xué)技術(shù)來對(duì)水資源進(jìn)行監(jiān)控并合理利用。然而，國(guó)內(nèi)目前對(duì)水資源的管理及收費(fèi)所采用的手段仍然是通過傳統(tǒng)的機(jī)械式流量?jī)x表進(jìn)行計(jì)量，并由人工上門采集數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、計(jì)算，發(fā)放收費(fèi)通知單，并收取相關(guān)的費(fèi)用，極大地浪費(fèi)了人力、物力、財(cái)力，且工作效率低，再加上傳統(tǒng)的機(jī)械式流量?jī)x表存在著易堵塞、在高速水流下易損壞、可維護(hù)性差等不足，極易造成大量水資源的無故流失，給國(guó)家?guī)順O大的損失。因此，有必要對(duì)現(xiàn)有的水資源利用及管理進(jìn)行改進(jìn)。
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)之不足，提供一種先購(gòu)水，后使用，便于精確計(jì)量，統(tǒng)一管理，并自動(dòng)切斷水泵電源的IC卡水泵計(jì)量控制裝置。
本發(fā)明能對(duì)抽水電動(dòng)機(jī)的任意一相電流或電壓進(jìn)行采樣，并送入微處理器處理。當(dāng)電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)時(shí)，微處理器會(huì)及時(shí)采集標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘電路的年、月、日、時(shí)、分等信號(hào)，并以一年或其它給定值為標(biāo)志進(jìn)行存儲(chǔ)；當(dāng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，微處理器能及時(shí)記錄供水時(shí)間；當(dāng)存儲(chǔ)水量為零時(shí)，微處理器能輸出一個(gè)控制信號(hào)使水泵停止供水。
本發(fā)明的具體技術(shù)方案是它包括電度表、感應(yīng)器、觸點(diǎn)開關(guān)，其特征在于它還包括微處理器，用于采集、計(jì)量用水?dāng)?shù)據(jù)，控制用水量，以及與微處理器電連接的信號(hào)采集器，用于采集電度表上的數(shù)據(jù)，并將其轉(zhuǎn)換成與微處理器相匹配的信號(hào)而輸入其內(nèi)，和分別與微處理器電連接的用于存取數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、傳遞信息的IC卡接口、記錄時(shí)間的時(shí)鐘電路、保護(hù)數(shù)據(jù)的斷電保護(hù)器、啟動(dòng)仃止水泵的控制器、顯示用水量的顯示器。其中，光電采集器1通過電阻R5、電容C7與微處理器3的13腳相連，以便將電度表轉(zhuǎn)盤上的數(shù)字轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，并將其處理成與微處理器相匹配的電信號(hào)輸入其中，經(jīng)微處理器轉(zhuǎn)換為水量存入存儲(chǔ)器2中，再由微處理器分析、計(jì)算、處理用水量；存儲(chǔ)器2的5腳和6腳分別與微處理器3的4腳和3腳相連，以便存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，再通過時(shí)鐘電路信號(hào)讀寫數(shù)據(jù)；IC卡接口4的3腳、6腳分別與微處理器3的6腳、7腳相連接，10腳與電阻R3一端、微處理器3的8腳相連接，8腳與晶體管P1的集電極相連接，用于將IC卡上的數(shù)據(jù)輸入微處理器中，以便啟動(dòng)水泵工作，或者將微處理器中的數(shù)據(jù)讀寫到IC卡上，便于統(tǒng)計(jì)管理；時(shí)鐘電路5的4-11腳分別與微處理器3的39-32腳相連接，14-13腳分別與微處理器3的30-9腳相連接，用于將時(shí)間數(shù)據(jù)送入微處理器的工作存儲(chǔ)器中；斷電保護(hù)器6的16腳與微處理器3的29腳相連接，12腳通過電阻R8與微處理器的2腳相連接，以便在斷電或通電時(shí)，強(qiáng)行初始化微處理器中的數(shù)據(jù)，維持微處理器的供電電壓，使之進(jìn)入正常、省電、復(fù)位等模式，保護(hù)其中的數(shù)據(jù)不損失；水泵控制器7由三極管、繼電器及其觸點(diǎn)開關(guān)構(gòu)成，三極管基極與微處理器3的1腳相連接，繼電器與水泵電連接，以便根據(jù)微處理器的信號(hào)，通過繼電器及其觸點(diǎn)開關(guān)的吸合，控制水泵的啟動(dòng)或仃止；顯示器8由顯示驅(qū)動(dòng)器及顯示管、三極管構(gòu)成，三極管基極與微處理器21腳相連，顯示驅(qū)動(dòng)器的1、2腳和8腳分別與微處理器3的10腳和11腳相連，3-6腳、10-13腳分別與數(shù)碼管的1-7腳相連接，用于將微處理器中的數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示碼轉(zhuǎn)換，并使之顯示出來。
由于上述方案，使發(fā)明具有下列優(yōu)點(diǎn)和積極效果1，通過該裝置，使管理者在簡(jiǎn)單的操作中便完成復(fù)雜、繁鎖的統(tǒng)計(jì)、管理工作，而對(duì)于用戶來說，只須一張IC卡便可完成水量的購(gòu)買、顯示，數(shù)據(jù)的傳遞，以及對(duì)單位用水情況的查詢。
2，由于各種保護(hù)功能，使數(shù)據(jù)不易損失、不會(huì)被破壞，具有較高的安全性能。
3，一改傳統(tǒng)的先用水后交費(fèi)，不易管理等落后狀況，使用戶先購(gòu)水后使用，有利于計(jì)劃用水，節(jié)約用水，并實(shí)施科學(xué)管理。
4，數(shù)據(jù)采集、統(tǒng)計(jì)精確，用水情況的監(jiān)測(cè)、控制靈敏，查詢方便、快速。


圖1為本發(fā)明之電路方框圖；圖2為本發(fā)明之具體實(shí)施例電路結(jié)構(gòu)圖。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述。
圖1中，1為信號(hào)采集器，2為存儲(chǔ)器，3為微處理器，4為IC卡接口，5為時(shí)鐘電路，6為斷電保護(hù)器，7為水泵控制器，8為顯示器，9為電源。
圖2中，信號(hào)采集器1為3PIN光電采樣器，置于電度表內(nèi)，它的3腳與電源VCC相連接，2腳與地相連接，1腳與電阻R5、電容C7一端相連接并接于微處理器3的13腳，電阻R5、電容C7的另一端與地相連接。存儲(chǔ)器2由兩塊AT24C64集成電路U2和U6構(gòu)成，它們的5腳均與微處理器U0的4腳相連接，它們的6腳均與微處理器U0的3腳相連接，它們的7腳分別與地相連接，U2的1腳與電源VCC相接，2腳、3腳與地相接，U5的1腳、2腳與電源VCC相接，3腳與地相接。微處理器3采用AT89C51集成電路U0。IC卡接口電路4由集成電路U6和三極管P1組成，U6的1腳、9腳與地相連接，3腳、6腳分別與微處理器U0的6腳、7腳相連接，10腳與電阻R3一端、微處理器U0的8腳相連接，8腳與晶體管P1的集電極相連接，該管的基極經(jīng)電阻R2與微處理器U0的5腳相連接，發(fā)射極與電源VCC相連接，電阻R3的另一端與電源VCC相連接。時(shí)鐘電路5為帶電磁的通用型標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘電路，能實(shí)時(shí)產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間，該電路中的集成電路U1采用DDS12887B集成電路，其4-11腳分別與微處理器U0的39-32腳相連接，14、17、16、13腳分別與微處理器U0的30、17、16、9腳相連接，18腳分別與電阻R11、電容C13的一端相連接，電阻R11的另一端與電源VCC相連接，電容C13的另一端與集成電路U1的1腳相連并與地相接。斷電保護(hù)器6即看門狗電路，采用MC14060BCPP集成電路U3，U3的15腳與二極管D9的正極相連接，二極管D9的負(fù)極與電解電容器C8的負(fù)極、電阻R4的一端相連并接于微處理器U0的28腳，電解電容器C8的正極與電源VCC相連接，電阻R4的一另端與地相連接，集成電路U3的11、10、9腳分別與電阻R6、R7、電容C2的一端相接，電阻R6、R7、電容C2的另一端相連接，集成電路U3的12腳與電阻R9、電容C3與電阻R8相串聯(lián)后的一端相連接，電阻R9的另一端與地相連接，電容C3與電阻R8相串聯(lián)后的另一端與微處理器U0的2腳相連接。水泵控制電路7也即阻斷器電路中的繼電器JD線圈的一端與二極管D1的負(fù)極相連并與電源VDD相連接，繼電器JD線圈的另一端與二極管D1的正極相連并與晶體管N1的集電極相連接，晶體管N1的基極與電阻R22的一端相連并與微處理器U0的1腳相連接，電阻R22的另一端與電源VCC相連接，晶體管N1的發(fā)射極與地相連接，繼電器JD的常開觸點(diǎn)的兩端串接于水泵主控電源電路之中。顯示器8采用SNC74HC164N集成電路U4，該電路是把微處理器中的數(shù)據(jù)處理信號(hào)經(jīng)BCD(七段碼)碼轉(zhuǎn)換，實(shí)時(shí)顯示出當(dāng)前的用水情況，以便及時(shí)處理，該電路中，晶體管N2-N7的基極分別與微處理器U0的26-21腳相連接，各晶體管的集電極分別與電源VCC相連接，各晶體管的發(fā)射極分別與數(shù)碼器L1-L6相連接，顯示驅(qū)動(dòng)器U4的3-6腳、10-13腳分別與BCD碼(七段碼)一至七腳相連，1、2腳和8腳分別與微處理器3的10腳和11腳相連，從微處理器11腳、10腳中送入的數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示碼轉(zhuǎn)換，分別送入要顯示的顯示位中進(jìn)行顯示。電源9由TRR變壓器、整流二極管、穩(wěn)壓電路組成，其工作原理是把220伏交流電，通過變壓器變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓轉(zhuǎn)換為5伏直流電源送入微處理器的12腳，以便為各單元提供工作電源。
本發(fā)明的工作過程如下起動(dòng)水泵，電流互感器工作，電度表轉(zhuǎn)動(dòng)，光電采樣器采集電度表轉(zhuǎn)盤上光電信號(hào)，光電采樣器1腳將光電信號(hào)送到微處理器13腳，微處理器接到開泵信號(hào)，首先判斷是否存有水量，若無水量，微處理器1腳發(fā)出控制信號(hào)，該信號(hào)電頻為零，此時(shí)，阻斷器(控制電路)不工作，繼電器觸點(diǎn)斷開，水泵不能工作；若有水量，微處理器1腳發(fā)出控制電壓信號(hào)，使控制電路工作，繼電器觸點(diǎn)吸合，水泵工作。其工作順序如下1、初始化，通過IC卡把密碼、戶號(hào)、水量參數(shù)輸入微處理器，微處理器把數(shù)據(jù)存入存儲(chǔ)器中，供以后讀出對(duì)比。
2、購(gòu)水，同樣把水量輸入微處理器，再把水量存入存儲(chǔ)器中，并由顯示器顯示。此時(shí)，控制電路工作，水泵可以啟動(dòng)。
3、時(shí)鐘電路，通過數(shù)據(jù)線把時(shí)鐘電路產(chǎn)生的時(shí)鐘信號(hào)送入微處理器中的寄存器供微處理器隨時(shí)調(diào)用。
4、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，當(dāng)開泵或停泵時(shí)、發(fā)卡購(gòu)水時(shí)，微處理器把相應(yīng)寄存器中的數(shù)據(jù)送入存儲(chǔ)器當(dāng)中，由存儲(chǔ)器存儲(chǔ)備用。
5、看門狗，當(dāng)通電或斷電時(shí)，通過看門狗電路復(fù)位微處理器即把相應(yīng)的初始化數(shù)據(jù)調(diào)入微處理器中。
6、顯示器，把微處理器的寄存器中數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)掃描顯示出來。
權(quán)利要求
1，一種IC卡水泵計(jì)量控制裝置，包括電度表、感應(yīng)器、觸點(diǎn)開關(guān)，其特征在于它還包括微處理器，用于采集、計(jì)量用水?dāng)?shù)據(jù)，控制用水量，以及與微處理器電連接的信號(hào)采集器，用于采集電度表上的數(shù)據(jù)，并將其轉(zhuǎn)換成與微處理器相匹配的信號(hào)而輸入其內(nèi)，和分別與微處理器電連接的用于存取數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、傳遞信息的IC卡接口、記錄時(shí)間的時(shí)鐘電路、保護(hù)數(shù)據(jù)的斷電保護(hù)器、啟動(dòng)或仃止水泵的水泵控制器、顯示用水量的顯示器。
2，根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于光電采集器1通過電阻R5、電容C7與微處理器3的13腳相連，用于采集電度表上的數(shù)據(jù)，并將其轉(zhuǎn)換成與微處理器相匹配的信號(hào)而輸入微處理器內(nèi)。
3，根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于存儲(chǔ)器2的5腳和6腳分別與微處理器3的4腳和3腳相連，以便存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，并通過時(shí)鐘電路提供的信號(hào)讀寫數(shù)據(jù)。
4，根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于IC卡接口4的3腳、6腳分別與微處理器3的6腳、7腳相連接，10腳通過電阻R3與微處理器3的8腳相連接，8腳與晶體管P1的集電極相連接，用于將IC卡上的數(shù)據(jù)輸入微處理器中，以便啟動(dòng)水泵工作，或者將微處理器中的數(shù)據(jù)讀寫到IC卡上，便于統(tǒng)計(jì)管理。
5，根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于時(shí)鐘電路5的4-11腳分別與微處理器3的39-32腳相連接，14-13腳分別與微處理器3的30-9腳相連接，用于將時(shí)間數(shù)據(jù)送入微處理器的工作存儲(chǔ)器中。
6，根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于斷電保護(hù)器6的16腳與微處理器3的28腳相連接，12腳通過電阻R8與微處理器的2腳相連接，用于在斷電或通電時(shí)，強(qiáng)行初始化微處理器中的數(shù)據(jù)，維持微處理器的供電電壓，使之進(jìn)入正常、省電、復(fù)位等模式，保護(hù)其中的數(shù)據(jù)不損失。
7，根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于水泵控制器7的三極管基極與微處理器3的1腳相連接，繼電器與水泵電連接，用于根據(jù)微處理器的指令控制水泵的啟、斷。
8，根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于顯示器8的三極管基極與微處理器21腳相連，顯示驅(qū)動(dòng)器的1、2腳和8腳分別與微處理器3的10腳和11腳相連，3-6腳、10-13腳分別與數(shù)碼管的1-7腳相連接，用于顯示用戶用水情況。
全文摘要
本發(fā)明提供一種IC卡水泵計(jì)量控制裝置,包括電度表、感應(yīng)器、觸點(diǎn)開關(guān),其特征在于它還包括微處理器,與微處理器電連接并設(shè)于電度表中的信號(hào)采集器,以及分別與微處理器電連接的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、IC卡接口、時(shí)鐘電路、斷電保護(hù)器、水泵控制器、顯示器。能使用戶先購(gòu)水后使用,有利于計(jì)劃用水,節(jié)約用水,使管理者在簡(jiǎn)單的操作中便完成復(fù)雜、繁瑣的統(tǒng)計(jì)、管理工作,且監(jiān)測(cè)、控制靈敏,查詢方便、快速,有效實(shí)施了科學(xué)管理。
文檔編號(hào)G01F1/00GK1269502SQ99114770
公開日2000年10月11日 申請(qǐng)日期1999年4月1日 優(yōu)先權(quán)日1999年4月1日
發(fā)明者黃長(zhǎng)春, 王玉榮, 李永列 申請(qǐng)人:黃長(zhǎng)春, 王玉榮, 李永列