專利名稱：預(yù)購(gòu)煤氣電子卡計(jì)費(fèi)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種計(jì)費(fèi)裝置，特別是一種氣體的計(jì)費(fèi)裝置。
目前管道煤氣、天然氣的使用越來(lái)越廣泛，但抄表計(jì)數(shù)工作仍由抄表人員逐戶進(jìn)行，這十分麻煩。為此已有不少的設(shè)想和試驗(yàn)，主要分為三類一是戶外抄表，又分為有線和無(wú)線二種，這一類解決了進(jìn)戶抄表的困難，但需進(jìn)行工程安裝，且仍應(yīng)逐戶抄表；二是電話線遙測(cè)，這類方式可以不用抄表員逐戶抄表，但需每戶有電話，且網(wǎng)絡(luò)連接，系統(tǒng)的可靠度提高比較困難；三是磁卡式煤氣表，由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、容易被復(fù)制，故也未能得到推廣。因此現(xiàn)已逐步趨于采用預(yù)購(gòu)煤氣自動(dòng)計(jì)費(fèi)裝置，如中國(guó)專利ZL93204480.8。但該方案仍存在不足之處1. 煤氣預(yù)購(gòu)卡主要由E2PROM組成，不能有效的防止非法復(fù)制；2. 該計(jì)費(fèi)裝置易被破譯；3. 采用交流電源使計(jì)費(fèi)裝置的電氣絕緣性能要求較高；4. 不能有效地防止用戶利用雙穩(wěn)態(tài)煤氣電磁閥常開(kāi)狀態(tài)時(shí)讓計(jì)費(fèi)裝置斷電，使計(jì)費(fèi)裝置不起作用，從而達(dá)到不交費(fèi)或少交費(fèi)使用煤氣。
本實(shí)用新型的目的是設(shè)計(jì)一種防復(fù)制，防破譯的預(yù)購(gòu)煤氣自動(dòng)計(jì)費(fèi)裝置。
本實(shí)用新型提供的計(jì)費(fèi)裝置是這樣的它包括煤氣預(yù)購(gòu)卡、插座，接口電路，單片機(jī)、開(kāi)啟驅(qū)動(dòng)電路、關(guān)閉驅(qū)動(dòng)電路、雙穩(wěn)態(tài)煤氣電磁閥、遙讀式煤氣表、電壓檢測(cè)電路、電源、音響電路；是在單片機(jī)與遙讀式煤氣表之間設(shè)置取樣電路，從遙讀式煤氣表中取出煤氣計(jì)量電信號(hào)作為該裝置的計(jì)費(fèi)依據(jù)，在關(guān)閉驅(qū)動(dòng)電路處設(shè)置蓄能電容，斷電時(shí)其蓄存的電量供關(guān)閉雙穩(wěn)態(tài)煤氣電磁閥，設(shè)置了顯示器，它通過(guò)設(shè)置的譯碼器與單片機(jī)連接，用以顯示計(jì)費(fèi)裝置的工作狀態(tài)及煤氣預(yù)購(gòu)卡的氣量數(shù)值。
本實(shí)用新型由于煤氣預(yù)購(gòu)卡的芯片為單片機(jī)，具有防破譯程序，當(dāng)用不正確的密碼試圖破譯或修改數(shù)據(jù)時(shí)，它會(huì)將其信息自動(dòng)清除，起到防復(fù)制的效果；由于計(jì)費(fèi)裝置的單片機(jī)對(duì)外只有電源及輸入輸出聯(lián)接，使得破譯和復(fù)制變得非常困難；又由于在關(guān)閉驅(qū)動(dòng)電路處設(shè)置了蓄能電容，當(dāng)電源突然斷電時(shí)，它的電量通過(guò)關(guān)閉驅(qū)動(dòng)電路使雙穩(wěn)態(tài)煤氣電磁閥關(guān)閉，從而實(shí)現(xiàn)斷電就斷氣的效果；本發(fā)明使用的電源是干電池，絕緣性能要求不高。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。


圖1是本實(shí)用新型的原理框圖；圖2是圖1的電原理圖參照?qǐng)D1、圖2，顯示器1(LCP)為液晶顯示器，使用兩位顯示00-99已足夠，用以顯示煤氣量，也能顯示其它信息。譯碼器2為IC3，其型號(hào)為AY0438，也可使用具有類似功能的其他芯片。單片機(jī)3為IC2是計(jì)費(fèi)裝置的核心，其型號(hào)為PIC16C84，共18個(gè)腳，腳14接電源正，腳5接地，腳7、8、9為信號(hào)線。單片機(jī)3也可使用具有類似功能的其他芯片，音響電路4由耦合電容C2、喇叭SP組成，由單片機(jī)3控制，用于提醒用戶，煤氣預(yù)購(gòu)卡11所購(gòu)氣量將用完、電池電壓低于工作電壓，及其池異常情況的報(bào)警。電壓檢測(cè)電路5由三極管T1、二極管D6、D7、電阻R5、R6組成，二極管D6、D7、電阻R5、R6構(gòu)成分壓器，用以檢測(cè)電池的工作電壓，當(dāng)電源電壓高于4.5V時(shí)，A點(diǎn)電位大于0.6V，此時(shí)三極管T1導(dǎo)通，單片機(jī)腳I2為低電位，表示電源正常，當(dāng)電源電壓低于4.5V時(shí)，A點(diǎn)電位小于0.5V，三極管T1截止，此時(shí)單片機(jī)腳12是高電位，表示電源電壓不正常，單片機(jī)3得到了信號(hào)，通過(guò)剌叭SP發(fā)出音響報(bào)警。K1是雙穩(wěn)態(tài)煤氣電磁閥8的位置開(kāi)關(guān)，用于給單片機(jī)3一個(gè)工作狀態(tài)指示，電阻R7為耦合電阻，電容C3、電阻R8是積分防抖動(dòng)電路，K2是遙讀式煤氣表15的計(jì)數(shù)開(kāi)關(guān)，電容C4、C5、電阻R9、R10是兩組積分防抖動(dòng)電路，場(chǎng)效應(yīng)管T2～T5、二極管D2～D5、雙穩(wěn)態(tài)煤氣電磁閥8的線圈L組成驅(qū)動(dòng)電路6、7，二極管D2～D5構(gòu)成防線圈L反電勢(shì)電路，以防場(chǎng)效應(yīng)管T2～T5被線圈L反電勢(shì)擊穿，當(dāng)單片機(jī)3的腳1為高電位時(shí)，則腳18輸出低電位，此時(shí)場(chǎng)效應(yīng)管T3、T4導(dǎo)通，電流從e1經(jīng)電磁閥線圈L流向e2，這構(gòu)成開(kāi)啟驅(qū)動(dòng)電路6的通路，使雙穩(wěn)態(tài)煤氣電磁閥8處于開(kāi)狀態(tài)，當(dāng)單片機(jī)3的腳1為低電位時(shí)，則腳18為高電位，此時(shí)場(chǎng)效應(yīng)管T2、T5導(dǎo)通，電流從e2經(jīng)電磁閥圈L流向e1，這構(gòu)成關(guān)閉驅(qū)動(dòng)電路7的通路，使雙穩(wěn)態(tài)煤氣電磁閥8處于關(guān)狀態(tài)。電容C6為蓄能電容9，是用以當(dāng)計(jì)費(fèi)裝置在任何情況下突然斷電時(shí)，其蓄存的電量通過(guò)場(chǎng)效應(yīng)管T2、T5釋放，電源從e2經(jīng)電磁閥線圈L流向e1，使雙穩(wěn)態(tài)煤氣電磁閥8處于關(guān)閉狀態(tài)。二極管D1是防止蓄能電容C6向電源12放電，電容C7是濾波電容，E是電源12，當(dāng)E突然斷電時(shí)，電容C7的能量能維持單片機(jī)3工作數(shù)十毫秒，并發(fā)出關(guān)閉雙穩(wěn)態(tài)煤氣電磁閥8的指令，取樣電路10由遙讀式煤氣表15的計(jì)數(shù)開(kāi)關(guān)K2、電容C4、C5、電阻R9、R10組成，其電容、電阻構(gòu)成兩組積分防抖動(dòng)電路，它從遙讀式煤氣表15中取出計(jì)量電信號(hào)，并由單片機(jī)3通過(guò)譯碼器2在顯示器1上顯示信息，當(dāng)電池電壓低于一定值時(shí)，喇叭SP也發(fā)出提醒信號(hào)，并在顯示器1上顯示相應(yīng)的信息，當(dāng)電池電壓低于一定值時(shí)，喇叭SP即發(fā)出提醒信號(hào)，并在顯示器1上顯示相應(yīng)信息。煤氣預(yù)購(gòu)卡11由單片機(jī)IC1、電容C8、C9、電阻R11～R15、殼體、插頭組成，單片機(jī)IC1的型號(hào)是PIC16C84，共18個(gè)腳，腳14接電源正，腳5接地，腳3、4、6為信號(hào)線，腳15懸空，其余腳接地，電阻R12～R15為耦合電路，電容C9為濾波電路，電容C8與電阻R11組成振蕩電路，其頻率f≈1MHE，煤氣預(yù)購(gòu)卡11不帶電源，但具有失電記憶功能，當(dāng)把它插入計(jì)費(fèi)裝置的插座13時(shí)，電源12就向它供電，單片機(jī)3通過(guò)接口電路14的信號(hào)線與它進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，當(dāng)它脫離計(jì)費(fèi)裝置時(shí)，它的信息將自動(dòng)保存，當(dāng)預(yù)購(gòu)的氣量用完時(shí)，可將它送到煤氣收費(fèi)部門，在專用設(shè)備中重置預(yù)購(gòu)的煤氣量，該卡可重復(fù)置氣使用。電源12是由普通干電池組成，用于預(yù)購(gòu)煤氣自動(dòng)計(jì)費(fèi)裝置的日常供電。接口電路14由電容C1、電阻R1～R4組成，電容C1、電阻R4構(gòu)成振蕩電路，其頻率f≈1MHE。
在正常工作狀態(tài)下，煤氣預(yù)購(gòu)卡11插入插座13中，電池電壓在額定值4.5V以上時(shí)，雙穩(wěn)態(tài)煤氣電磁閥8處于打開(kāi)狀態(tài)，單片機(jī)3處于睡眼狀態(tài)(Seep)。此時(shí)預(yù)購(gòu)煤氣自動(dòng)核算裝置是低功耗運(yùn)行，非常省電，4節(jié)電池可用半年到10個(gè)月。當(dāng)單片機(jī)3通過(guò)電壓檢測(cè)電路5測(cè)到電池電壓低于額定值4.5V時(shí)，單片機(jī)3仍可工作，喇叭SP報(bào)警，顯示其電壓值，此時(shí)應(yīng)更換干電池，否則經(jīng)過(guò)一段時(shí)間延遲后關(guān)閉驅(qū)動(dòng)電路7將關(guān)閉雙穩(wěn)態(tài)煤氣電磁閥8。
工作原理當(dāng)煤氣預(yù)購(gòu)卡11插入插座13時(shí)單片機(jī)3就發(fā)出一連串的指令，查詢外接煤氣預(yù)購(gòu)卡11，并與其單片機(jī)IC1建立密碼通訊，確認(rèn)后讀出其剩余煤氣量，與此同時(shí)，它還不斷訪問(wèn)取樣電路10，每當(dāng)?shù)玫揭粋€(gè)煤氣采樣信號(hào)，就在煤氣預(yù)購(gòu)卡11上自動(dòng)減去一個(gè)剩余煤氣量，同時(shí)通過(guò)譯碼器2在顯示器1上顯示煤氣預(yù)購(gòu)卡11上的剩余煤氣量，當(dāng)煤氣預(yù)購(gòu)卡11上的煤氣量臨近用完時(shí)，單片機(jī)3就通過(guò)音響電路4向用戶發(fā)出提醒信號(hào)，同在顯示器1上顯示出數(shù)值。
本實(shí)用新型，提供了一套價(jià)廉、可靠、防破譯和復(fù)制的煤氣(天然氣)計(jì)費(fèi)器，使用本實(shí)用新型可以免除進(jìn)戶抄表工作，實(shí)現(xiàn)預(yù)收費(fèi)使用煤氣，又可杜絕不交費(fèi)和少交費(fèi)使用煤氣的現(xiàn)象，由于煤氣預(yù)購(gòu)卡也用單片機(jī)IC1構(gòu)成，故在卡上留存有大量的用戶信息，包括使用次數(shù)，斷電次數(shù)及用戶的個(gè)人信息，如身份征號(hào)碼，用戶人數(shù)等，給煤氣部門的統(tǒng)計(jì)管理帶來(lái)極大的方便，該卡可重復(fù)使用。又有專門的防破譯和復(fù)制的程序，使得實(shí)際使用從經(jīng)濟(jì)上及安全上成為可能。由于計(jì)費(fèi)器是以一片單片機(jī)外加部分外圍元件構(gòu)成，故結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，成本較低，單片機(jī)3對(duì)外只有電源及輸入輸出聯(lián)接，使得破譯和復(fù)制變得非常困難。該計(jì)費(fèi)器是按裝在煤氣表的外部的進(jìn)氣出氣口上，只是從遙讀式煤氣表信號(hào)閥上取得計(jì)量信號(hào)，而該種遙讀表，煤氣表廠已正式生產(chǎn)使用，生產(chǎn)成本僅增加十元左右。本實(shí)用新型只使用4節(jié)普通干電池，大約可以使用半年至十個(gè)月，既安全經(jīng)濟(jì)，也盡可能減少了用戶的麻煩，因此本實(shí)用新型將會(huì)有工業(yè)性生產(chǎn)價(jià)值。
權(quán)利要求1. 一種預(yù)購(gòu)煤氣電子卡計(jì)費(fèi)裝置，包括煤氣預(yù)購(gòu)卡[11]、插座[13]、接口電路[14]、單片機(jī)[3]、開(kāi)啟驅(qū)動(dòng)電路[6]、關(guān)閉驅(qū)動(dòng)電路[7]、雙穩(wěn)態(tài)煤氣電磁閥[8]、遙讀式煤氣表[15]、電壓檢測(cè)電路[5]、電源[12]、音響電路[4]，其特征是在單片機(jī)[3]與遙讀式煤氣表[15]之間設(shè)置取樣電路[10]，在關(guān)閉驅(qū)動(dòng)電路[7]處設(shè)置蓄能電容[9]，設(shè)置一個(gè)顯示器[1]，通過(guò)設(shè)置的譯碼器[2]與單片機(jī)[3]連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)購(gòu)煤氣電子卡計(jì)費(fèi)裝置，其特征是所述煤氣預(yù)購(gòu)卡[11]是由單片機(jī)[IC1]、振蕩電路、濾波電路、耦合電路、殼體、插頭組成。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)購(gòu)煤氣電子卡計(jì)費(fèi)裝置，其特征是所述電源[12]是普通干電池。
專利摘要一種預(yù)購(gòu)煤氣電子卡計(jì)費(fèi)裝置，有煤氣預(yù)購(gòu)卡、插座、接口電路、單片機(jī)、驅(qū)動(dòng)電路、雙穩(wěn)態(tài)煤氣電磁閥、遙讀式煤氣表、電壓檢測(cè)電路、電源、音響電路，是在單片機(jī)與遙讀式煤氣表之間設(shè)置取樣電路，在關(guān)閉驅(qū)動(dòng)電路上，設(shè)置蓄能電容，設(shè)置一個(gè)顯示器，通過(guò)譯碼器與單片機(jī)連接。該計(jì)費(fèi)裝置具有防復(fù)制、防破譯、防竊氣及用氣情況統(tǒng)計(jì)等功能，且具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、成本低等優(yōu)點(diǎn)，既適用于管道煤氣部門的現(xiàn)代化管理，又便于普及推廣。
文檔編號(hào)G06F19/00GK2217819SQ9422026
公開(kāi)日1996年1月17日 申請(qǐng)日期1994年8月31日 優(yōu)先權(quán)日1994年8月31日
發(fā)明者吳志洪, 周五一 申請(qǐng)人:吳志洪