專利名稱：自申報交費控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力、自來水、燃氣、供熱等領(lǐng)域收費控制技術(shù)，尤其是一種利用電子技術(shù)由用戶自申報交費的控制裝置。
隨著電力載波通信技術(shù)的發(fā)展，該技術(shù)開始應(yīng)用于電力、自來水、燃氣、供熱等領(lǐng)域的抄表工作，以克服人工上門手動抄表所帶來的種種弊端。這種收費模式的工作原理如下利用電力載波通訊技術(shù)，借助現(xiàn)有供電線路來完成抄表，通過與銀行支付系統(tǒng)對接，達到抄表收費目的，同時抄表上來的數(shù)據(jù)可用于有關(guān)部門的各種管理。
由于電力線是給用電設(shè)備傳送電能的，而不是用來傳送數(shù)據(jù)的，所以電力線對數(shù)據(jù)傳輸限制很多，電力線上的高削減、高噪聲、高變形、強干擾等使電力線成為一個傳輸效果較差的通訊媒介，盡管采用了擴頻等技術(shù)，但未來線路老化、用戶用電情況以及使用的電器設(shè)備，都無法預(yù)料，使得電力載波抄表系統(tǒng)具有一定技術(shù)風(fēng)險性。為了達到較高的可靠性，此類方案的成本相當高。
另外，有關(guān)部門根據(jù)抄表上來的數(shù)據(jù)，計算出費用后，一般是委托銀行收費，用戶需在指定銀行開戶并存入相應(yīng)的金額，或者，需用戶到指定的銀行交費。在經(jīng)濟落后的廣大地區(qū)，特別是農(nóng)村，執(zhí)行起來難度較大。再者，電力載波通訊有效距離較短，為了在一個較大范圍內(nèi)使用，需要加裝中繼器，一方面會進一步降低系統(tǒng)的可靠性，另一方面，會加大使用過程中的維護成本。
其實，無論是電力、自來水、煤氣，還是熱能，數(shù)據(jù)均很短，完全可以不需抄表，而由用戶自己申報。
本發(fā)明的目的在于提供一種自申報交費控制裝置，它不用電力載波來采集數(shù)據(jù)，而是定期由用戶自己申報，申報數(shù)據(jù)經(jīng)過本裝置的加密處理。用戶可以通過電話、手機、互聯(lián)網(wǎng)申報，同時購買相應(yīng)充值卡進行充值交費，無需用戶在銀行建戶存款，也無需用戶到指定地點交費。當然用戶也可以記錄該數(shù)據(jù)后，直接到指定部門交費。用戶交費后，會得到一個加了密的確認數(shù)據(jù)，用戶利用鍵盤把確認數(shù)據(jù)輸入本裝置，本裝置解密后，即可知道用戶的申報交費情況，若用戶逾期仍未申報交費，本裝置將執(zhí)行切斷操作，迫使用戶申報交費。一方面，確認數(shù)據(jù)、申報數(shù)據(jù)經(jīng)過本裝置加密處理，安全可靠，另一方面，本發(fā)明利用現(xiàn)有的通信資源，大大降低了設(shè)備成本，由于無中間設(shè)備，使用過程中的維護成本也大為降低。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的一種自申報交費控制裝置，其特征在于它的控制電路由單片機、鍵盤、計數(shù)傳感器、切斷執(zhí)行機構(gòu)、顯示器及實時時鐘芯片組成，單片機輸入端口線接安裝在基表上的計數(shù)傳感器、鍵盤，單片機輸出端口線接切斷執(zhí)行機構(gòu)、顯示器，且輸入、輸出端口線還接有實時時鐘芯片和用于存放數(shù)據(jù)的串行EEPROM。
上述鍵盤可以直接與單片機輸入線相接，也可以是通過其他載體與單片機相接的無線鍵盤，比如由安裝在單片機輸入端口的接收模塊和通過紅外線、無線電波等載體傳輸按鍵信息的手持無線鍵盤匹配而成，載體可以是紅外線、無線電波等。
上述實時時鐘芯片主要為本裝置提供精確的時間基準，達到定期申報目的，可以是專用實時時鐘芯片，也可以由單片機通過軟件方式實現(xiàn)。
上述顯示器可以由LCD或者LED數(shù)碼管組成。切斷執(zhí)行機構(gòu)可以是磁保持繼電器或者是磁保持電磁閥。
上述的計數(shù)傳感器可以是安裝在計數(shù)基表撥盤上的光電轉(zhuǎn)換開關(guān)、霍爾開關(guān)，或干簧管。
為了便于說明本裝置具體運行原理，下面結(jié)合在電表、煤氣表、水表、熱能表中的運用實施例及其附圖來具體說明。
附

圖1是本發(fā)明的方案框圖。
附圖2是本發(fā)明在電表實施例中的中央處理部分電路原理圖。
附圖3是本發(fā)明在電表實施例中的手持紅外鍵盤電路原理圖。
附圖4是本發(fā)明在電表實施例中的供電電源原理圖。
附圖5是本發(fā)明在電表實施例中的切斷機構(gòu)電路原理圖。
附圖6是本發(fā)明在煤氣表、水表、熱能表實施例中的中央處理部分電路圖。
附圖7是本發(fā)明煤氣表、水表、熱能表實施例中的切斷機構(gòu)電路原理圖。
1、電表實施例本實施例是這樣組成的附圖2、附圖3、附圖4、附圖5是構(gòu)成本實施例的原理圖，附圖2是中央處理部分，也是電表實施例中的核心。其中EM78447、X1203、24CL02分別代表本發(fā)明中的單片機、實時時鐘芯片、串行EEPROM，MC74HC138A三八譯碼器、驅(qū)動芯片BIC8708以及八位LED數(shù)碼管組成了本發(fā)明中的顯示器，顯示方式為動態(tài)掃描。光電轉(zhuǎn)換開關(guān)安裝在計數(shù)基表上，構(gòu)成本發(fā)明的計數(shù)傳感器?？紤]到電表需安裝在較高位置，為方便用戶輸入，本發(fā)明的鍵盤由紅外手持鍵盤組成，具體是由附圖3中的手持紅外鍵盤和附圖2中紅外線接收模塊NJL41V328構(gòu)成，其中手持紅外鍵盤由九個鍵、單片機EM78153和紅外線發(fā)射管組成。本發(fā)明中的切斷機構(gòu)由附圖5中的磁保持繼電器及相關(guān)驅(qū)動電路組成。附圖4是本實施例的供電電源電路，圖中PNP三極管9012、3V穩(wěn)壓二極管及相關(guān)電阻組成掉電保護電路，當電壓降低到3.7V時，會產(chǎn)生一個下降沿，接到單片機EM78447中的P70腳，通知單片機進行掉電處理。
在本實施例中，模塊之間的連接是這樣的計數(shù)傳感器光電開關(guān)的輸出連接到單片機EM78447的7腳(/INT)接收手持紅外鍵盤信息的紅外接收模塊NJL41V328的輸出端接到EM78447的21腳(P71)，實時時鐘芯片X1203的5腳SDA、6腳(SCL)、3腳/IRQ分別與EM78447的23腳(P73)、24腳(P74)、22腳(P72)連接，備用電池正極與X1203的7腳(VBACK)連接，顯示器中的MC74HC138A的1(A)、2(B)、3(C)腳連接到EM78447的輸出端口P67、P66、P65，EM78447的輸出端口P50…P57分別與8位LED數(shù)碼管中的a、b、c、d、e、f、g、dp腳連接。EM78447的輸出端口P62、P63連接到附圖5中切斷機構(gòu)中的控制線，其中P62為高電平，P63為低電平時為切斷操作，P82為低電平，P63為高電表時，為恢復(fù)供電操作，P62、P63均為低電平時為保持狀態(tài)。附圖3中，手持紅外鍵盤的9個鍵，分別連接到EM78153中的輸入端口P60…P67以及P50，P51控制紅外二極管的發(fā)射。
本實施例中的具體工作原理是基表每轉(zhuǎn)動一個單位，如一度電，光電轉(zhuǎn)換產(chǎn)生一個TTL脈沖信號，經(jīng)過單片機的中斷口7腳(/INT)向單片機申請中斷，單片機響應(yīng)中斷后，計數(shù)一次。實時時鐘芯片X1203與單片機EM78447之間的通訊，采用標準的I2C總線協(xié)議，單片機在設(shè)置好申報日期后，到了該日期，X1203通過3腳(/IRQ)通知EM78447，EM78447計算出本次應(yīng)申報的用電量，并與相應(yīng)日期和電表編號組合，經(jīng)過加密后，形成申報數(shù)據(jù)，EM78447同時通過附圖1中的發(fā)光二極管和蜂鳴器以聲光方式提示用戶申報交費。用戶操作手持紅外鍵盤，由附圖2中紅外接收模塊接收后，以TTL脈沖組成鍵盤信息信號，輸入至單片機EM78447的P71腳，單片機解碼后，顯示本次申報數(shù)據(jù)。用戶記錄申報數(shù)據(jù)，并通過電話、手機、互聯(lián)網(wǎng)向收費中心申報，收費中心接收、解密，并識別申報數(shù)據(jù)有效性。收費中心計算出用戶應(yīng)交費用，用戶以相應(yīng)的電費充值卡充值交費。交清費用后，用戶得到一個加了密的確認數(shù)據(jù)。用戶把該數(shù)據(jù)用紅外手持鍵盤輸入到電表，電表解密后，識別用戶申報交費情況，退出催費狀態(tài)，取消聲光提示。到申報期結(jié)束后，仍未申報交費的用戶，單片機EM78447通過輸出口P62、P63，輸出切斷信號，經(jīng)附圖5中的驅(qū)動電路驅(qū)動后，控制磁保持繼電器，切斷用戶供電，迫使用戶進行申報交費。
2、煤氣表、水表、熱能表實施例與電表實施例不同的是，水表、煤氣表、熱能表需由電池供電，在設(shè)計上要求省電。水表、煤氣表、熱能表實施例的電路原理圖一致。
本實施例是這樣組成的附圖6、附圖7構(gòu)成了本發(fā)明在水表、煤氣表、熱能表電路原理圖，附圖6是中央處理部分，也是本實施例中的核心，其中EM78860、X1203分別代表本發(fā)明中的單片機、實時時鐘芯片；本發(fā)明中的顯示器由液晶模塊(LCD)構(gòu)成，9個按鍵分別接至單片機EM78860中的P90-P97及P77I/O口，組成本發(fā)明中的鍵盤，本實施例中的數(shù)據(jù)保存在單片機EM78860 RAM中，取代本發(fā)明中的EEPROM，本實施例中的切斷機構(gòu)與電表實施例相同，兩條輸入控制線分別接到單片機EM78860的I/O口P62、P63。附圖6中安裝在計數(shù)基表上的測量開關(guān)構(gòu)成本發(fā)明中的計數(shù)傳感器。電源采用備用電池和主電池供電，其中備用電池BT1由3.6V鋰電池組成，主電池有4級普通電池組成，主電池可以由用戶更換。附圖5中的一只NPN三級管Q3、一只PNP三級管Q2、兩只二極管和兩只電容組成倍壓電路，EM78860輸出2KHz脈沖，產(chǎn)生8-12V電壓，供給切斷機構(gòu)電源。
本實施例中，各模塊是這樣連接的單片機EM78860的COM0…COM8、SEG0…SEG16依次連接到LCD的COM0…COM8、SEG0…SEG16，由EM78860直接驅(qū)動顯示。實時時鐘芯片X1203的SDA、SCL、/IRQ分別與EM78860的I/O端口P74、P75、P72連接。P54、P55用于控制兩個開關(guān)三極管，產(chǎn)生倍壓電源。EM78860的輸出端口P56、P57，用于控制磁保持電磁閥，其中P56為高電平，P57為低電平時為切斷操作，P56為低電平，P57為高電表時，為恢復(fù)操作，P56、P57均為低電平時為保持狀態(tài)。測量開關(guān)的輸出與EM78860的INT0連接。
本實施例的工作原理與電表實施例相同，具體是基表每轉(zhuǎn)動一個單位，如一噸水，一立方氣，測量頭產(chǎn)生一個TTL脈沖信號，經(jīng)過單片機EM78860的INTO向單片機申請中斷，單片機響應(yīng)中斷后，計數(shù)一次。實時時鐘芯片X1203與單片機EM78860之間的通訊，采用標準的I2C總線協(xié)議，單片機在設(shè)置好申報日期后，到了該日期，X1203通過3腳(/IRQ)通知EM78860，EM78860計算出本次應(yīng)申報的用量，并與相應(yīng)日期和表編號組合，經(jīng)過加密后，形成申報數(shù)據(jù)，用戶操作鍵盤，喚醒單片機，單片機通過LCD顯示本次申報數(shù)據(jù)。用戶記錄該數(shù)據(jù)，并通過電話、手機、互聯(lián)網(wǎng)向收費中心申報，收費中心接收、解密，并識別申報數(shù)據(jù)有效性。收費中心會計算出用戶應(yīng)交費用，用戶以相應(yīng)的電費充值卡充值交費，超過部分作為余額，記入下次交費時。交清費用后，用戶得到一個加了密的確認數(shù)據(jù)。用戶把該數(shù)據(jù)通過鍵盤輸入到電表，水(氣、熱)表解密后，識別確認數(shù)據(jù)有效性，若有效，則退出催費狀態(tài)，否則，到申報期結(jié)束后，仍未申報交費的用戶，單片機EM78860通過P54、P55控制倍壓電路產(chǎn)生8-12V電源，供給切斷裝置，并通過輸出口P56、P57，輸出切斷信號，經(jīng)附圖7中的驅(qū)動電路驅(qū)動后，控制磁保持電子閥，執(zhí)行切斷操作，迫使用戶進行申報交費。
由上述實施例可以看出，單片機、顯示器、鍵盤、實時時鐘芯片構(gòu)成了本發(fā)明的核心。由于申報數(shù)據(jù)和確認數(shù)據(jù)，均經(jīng)過加密處理，加密算法可以采用DES(數(shù)據(jù)加密標準)或IDEA(國際數(shù)據(jù)加密算法)，因此，數(shù)據(jù)可靠性是可以保證，用戶中途修改申報數(shù)據(jù)或者試圖輸入確認數(shù)據(jù)，幾乎不可能成功。
本發(fā)明的使用，可以將有關(guān)部門的抄表工作由用戶自己申報代替，并且申報、交費一次完成，既方便了有關(guān)部門的管理工作，也大大方便了用戶交費。與其他類似系統(tǒng)相比，低成本，高可靠使得本發(fā)明具有較高的實用價值。
本發(fā)明采用的充值卡與移動話費充值卡，電倍200、201、IP電話卡相差不大?？ㄉ峡梢杂∮邢嚓P(guān)標志和名稱，包括卡的面值，使用方法，使用期限，以及系列號和密碼，密碼用可刮除的黑色物質(zhì)覆蓋，達到保密目的。充值卡的采用，就是要把“水”、“電”、“氣”、“熱”這些商品與其他大眾商品一樣，具體價值量化，便于在市場上流通和銷售。與IC卡相比，可大大降低制作成本。
權(quán)利要求
1.一種自申報交費控制裝置，其特征在于單片機輸入端口線接安裝在基表上的計數(shù)傳感器、鍵盤，單片機輸出端口線接切斷執(zhí)行機構(gòu)、顯示器，且輸入、輸出端口線還接有實時時鐘芯片和存放數(shù)據(jù)的串行EEPROM。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制裝置，其特征在于鍵盤可以是直接接入單片機輸入端口線，也可以是由安裝在單片機輸入端口的接收模塊和通過紅外線、無線電波等載體傳輸按鍵信息的手持無線鍵盤匹配而成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制裝置，其特征在于實時時鐘芯片可以是專用實時時鐘芯片，也可以由單片機通過軟件方式實現(xiàn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制裝置，其特征在于顯示器可以是LCD，也可以是LED數(shù)碼管。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制裝置，其特征在于切斷執(zhí)行機構(gòu)可以是磁保持繼電器或者是磁保持電磁閥。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制裝置，其特征在于計數(shù)傳感器可以是安裝在計數(shù)基表撥盤上的光電轉(zhuǎn)換開關(guān)、霍爾開關(guān)，或干簧管。
全文摘要
本發(fā)明涉及電力、自來水、燃氣、供熱等領(lǐng)域收費控制技術(shù),尤其是一種利用電子技術(shù)由用戶自申報交費的控制裝置,單片機輸入端口線接安裝在基表上的計數(shù)傳感器、鍵盤,單片機輸出端口線接切斷執(zhí)行機構(gòu)、顯示器,且輸入、輸出端口線還接有實時時鐘芯片和存放數(shù)據(jù)的串行EEPROM,它不用電力載波來采集數(shù)據(jù),而是定期由用戶自己申報,申報數(shù)據(jù)經(jīng)過本裝置的加密處理。用戶可以通過電話、手機、互聯(lián)網(wǎng)申報,同時購買相應(yīng)充值卡進行充值交費。
文檔編號G06F13/00GK1344996SQ0112904
公開日2002年4月17日 申請日期2001年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月6日
發(fā)明者樂志明 申請人:樂志明