專利名稱：智能集群抄表裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及數(shù)據(jù)處理裝置，更具體地涉及一種可對(duì)水、電、煤氣、中央空調(diào)風(fēng)量等遠(yuǎn)傳表具進(jìn)行抄錄的智能集群抄表裝置。
隨著社會(huì)的進(jìn)步和發(fā)展，遠(yuǎn)傳表具已廣泛地用于對(duì)冷水表、熱水表、電、煤氣、中央空調(diào)風(fēng)量等進(jìn)行計(jì)量，而現(xiàn)有的自動(dòng)抄表計(jì)費(fèi)裝置為插卡式的，這種抄表計(jì)費(fèi)裝置只能對(duì)按不同分類用途(如水、電、煤)一個(gè)遠(yuǎn)傳表具進(jìn)行單獨(dú)抄錄計(jì)費(fèi)，不能集中抄表計(jì)費(fèi)；不具有實(shí)時(shí)分時(shí)功能，即在任一時(shí)刻對(duì)任一遠(yuǎn)傳表具的用量進(jìn)行抄表。
為此，本實(shí)用新型的任務(wù)提出一種智能集群抄表裝置，利用該抄表裝置可解決各類民用表具的分類抄表不便的問(wèn)題，且通過(guò)對(duì)遠(yuǎn)傳表具的遠(yuǎn)傳信號(hào)進(jìn)行集中自動(dòng)抄表和集中自動(dòng)實(shí)時(shí)分時(shí)抄錄。
為了完成上述提出的任務(wù)，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案該智能集群抄表裝置內(nèi)包括I/O端口單元、中央處理單元(單片機(jī)，下同)、實(shí)時(shí)時(shí)鐘單元、存貯器單元、電源管理單元、通訊單元，中央處理單元分別與I/O端口單元、實(shí)時(shí)時(shí)鐘單元、存貯器單元、電源管理單元、通訊單元雙向數(shù)據(jù)連接，I/O端口單元接收各分立表具的遠(yuǎn)傳信號(hào)并輸至中央處理單元，中央處理單元對(duì)該遠(yuǎn)傳信號(hào)進(jìn)行處理，處理后的數(shù)據(jù)以及讀取實(shí)時(shí)時(shí)鐘單元的時(shí)間一并存于存貯器單元中，電源管理單元一方面監(jiān)控中央處理單元的工作狀態(tài)，另一方面在系統(tǒng)失電時(shí)，將備用電池切換給實(shí)時(shí)時(shí)鐘單元以保證實(shí)時(shí)時(shí)鐘單元正常工作，通訊單元完成中央處理單元與外部的通訊網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)交換工作。
本實(shí)用新型采用由I/O端口單元、中央處理單元、實(shí)時(shí)時(shí)鐘單元、存貯器單元、電源管理單元、通訊單元構(gòu)成的集群式智能抄表計(jì)費(fèi)裝置，該裝置能集中自動(dòng)實(shí)時(shí)分時(shí)抄錄遠(yuǎn)傳表具的數(shù)據(jù)，而抄表裝置作為下位機(jī)由通訊單元將抄表裝置所抄得的數(shù)據(jù)送至作為網(wǎng)絡(luò)中上位機(jī)的微機(jī)，該裝置可消除現(xiàn)行抄表器只能對(duì)一個(gè)表具進(jìn)行抄錄的諸多不便，還能為水、電、煤氣、中央空調(diào)等的集中分時(shí)抄錄計(jì)費(fèi)奠定基礎(chǔ)，從而較好地解決了在抄表工作中的實(shí)際難題。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型作一詳細(xì)地說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型原理方框示意圖。
圖2為圖1的原理圖。
圖3為本實(shí)用新型另一實(shí)施例原理方框示意圖。
圖4為圖3中的預(yù)處理單元原理圖。
圖5為圖3中的信號(hào)隔離單元原理圖。
圖6為圖3中的狀態(tài)顯示單元原理圖。
請(qǐng)參閱圖1并結(jié)合圖2所示，該智能集群抄表裝置內(nèi)包括I/O端口單元、中央處理單元、實(shí)時(shí)時(shí)鐘單元、存貯器單元、電源管理單元、通訊單元，中央處理單元分別與I/O端口單元、實(shí)時(shí)時(shí)鐘單元、存貯器單元、電源管理單元、通訊單元雙向數(shù)據(jù)連接，I/O端口單元接收各分立表具的遠(yuǎn)傳信號(hào)并輸至中央處理單元，中央處理單元對(duì)該遠(yuǎn)傳信號(hào)進(jìn)行處理，處理后的數(shù)據(jù)信號(hào)以及讀取實(shí)時(shí)時(shí)鐘單元的時(shí)間一并存于存貯器單元中，電源管理單元一方面監(jiān)控中央處理單元的工作狀態(tài)，另一方面在系統(tǒng)失電時(shí)，將備用電池切換給實(shí)時(shí)時(shí)鐘單元以保證實(shí)時(shí)時(shí)鐘單元正常工作，通訊單元完成中央處理單元與外部的通訊網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)交換工作。各單元所采用的集成塊和功能腳的連接介紹如下I/O端口單元采用型號(hào)為82C55的I/O集成塊U1，集成塊U1的26腳和7腳分別接電源和地，腳1-4、腳10-25、腳37-40分別為輸入端，腳5、腳27-36腳則分別為輸出端。中央處理單元采用型號(hào)為87C51的集成芯片U2，集成芯片U2的腳40、腳20分別接電源和地，腳18與19之間接有晶振X2，腳16-17、腳21-27、腳30、腳32-39均為數(shù)據(jù)地址端口。存貯器單元中的存貯器U4采用型號(hào)為GK1235，鎖存器U3采用型號(hào)為373，存貯器U4的腳28和14分別接電源和地，腳22、27、腳1-13、腳15-19、腳21、腳23-26均為數(shù)據(jù)端口。實(shí)時(shí)時(shí)鐘單元采用型號(hào)為146818的集成塊U5，集成塊U5的腳1、12接地，腳4-11、腳14-15、腳17均為數(shù)據(jù)地址端口，腳13、24與電源管理單元相接。電源管理單元采用型號(hào)為693的集成塊U6，集成塊U6的腳13接至芯片U2的腳1，腳3接電源，腳1通過(guò)后備電池接地。通訊單元包括驅(qū)動(dòng)器和接收器，驅(qū)動(dòng)器采用型號(hào)為174的驅(qū)動(dòng)集成塊U7，集成塊U7的腳2、3分別作為發(fā)信口的正負(fù)端T+、T-腳4和16接電源，腳8接地，腳1通過(guò)電阻R9作為通訊單元的引線TD；接收器采用型號(hào)為175的接收集成塊U8，集成塊U8的腳2、1分別作為收信口的正負(fù)端R+、R-腳4、16接電源，腳8接地，腳3通過(guò)電阻R9作為通訊單元的引線RD。上述所介紹的諸單元均采用已知的單元電路下面請(qǐng)繼續(xù)結(jié)合圖3-圖5所示、在所說(shuō)的I/O端口單元的輸入端還依次接有預(yù)處理單元和信號(hào)隔離單元，預(yù)處理單元對(duì)輸入的遠(yuǎn)傳信號(hào)進(jìn)行整形，經(jīng)整形后的信號(hào)輸出至信號(hào)隔離單元，信號(hào)隔離單元進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)輸入信號(hào)通道的抗干擾與電氣隔離，信號(hào)隔離單元的輸出再接至I/O端口單元。預(yù)處理單元使用一組施密特觸發(fā)器，施密特觸發(fā)器采用型號(hào)為106的集成塊U40，集成塊U40的腳1、腳4分別為輸入端S0和輸出端10，腳16、8分別接電源和地。在本實(shí)用新型中，施密特觸發(fā)器的數(shù)量為24組，則它就有24個(gè)輸入端S0-S23和24個(gè)輸出端I0-I23，可接受24個(gè)遠(yuǎn)傳信號(hào)。信號(hào)隔離單元使用光電耦合隔離，該單元采用型號(hào)為4N25的光電耦合集成塊U50，集成塊U50的腳1通過(guò)一電阻R50作為隔離單元的輸入端，腳2接外地(AGND)，腳3、腳4分別為輸出端和接電源端，信號(hào)隔離單元同樣也采用24個(gè)。
請(qǐng)?jiān)賲㈤唸D3、圖6所示，所說(shuō)的預(yù)處理單元與通訊單元之間還接有一狀態(tài)顯示單元，預(yù)處理單元和通訊單元均有輸出接至狀態(tài)顯示單元，狀態(tài)顯示單元顯示遠(yuǎn)傳信號(hào)的變化和通訊收發(fā)狀態(tài)。狀態(tài)顯示單元主要采用的4013的單穩(wěn)集成塊U60和型號(hào)為7407的驅(qū)動(dòng)集成塊U61，以及發(fā)光二極管L60，集成塊U60的腳3為顯示單元的輸入端，腳14端接電源，腳7接外地(AGND)，腳1與集成塊U61的腳1相接，腳4通過(guò)電容C60接發(fā)光二極管L60的負(fù)極集成塊U61的腳7同樣接地(AGND)，腳2作為輸出接發(fā)光二極管L60的正極。
請(qǐng)?jiān)賲㈤唸D2所示，在所說(shuō)的通訊單元和中央處理單元之間接有一通訊隔離單元，通訊隔離單元與通訊單元和中央處理單元雙向連接，通訊隔離單元將通訊單元與中央處理單元進(jìn)行隔離。通訊隔離單元采用光電耦合隔離，使用型號(hào)也為4N25的光電耦合集成塊U9，集成塊U9的腳8接電源，腳2、5接外地(AGND)，腳1和腳6為通訊引線端RD和TD，腳4為地，腳3接芯片U2的腳10，腳4通過(guò)電阻R10接芯片U2的腳11，本實(shí)用新型可同時(shí)處理24路遠(yuǎn)傳信號(hào)(也就是24個(gè)用戶表具的信號(hào))，24路信號(hào)，經(jīng)預(yù)處理單元預(yù)處理后一方面送至信號(hào)隔離單元進(jìn)行隔離，輸出的信號(hào)A0～A7、B0-B7、C0～C7共24路分別接并行I/O端口單元的82C55的24路輸入口，另一方面送狀態(tài)顯示單元顯示24路遠(yuǎn)傳信號(hào)的變化狀態(tài)。中央處理單元集中處理自動(dòng)實(shí)時(shí)分時(shí)抄錄各遠(yuǎn)傳表具的數(shù)據(jù)，并按年、月、日、時(shí)存貯于存貯器單元的GK1235中，失電時(shí)已存數(shù)據(jù)可保持10年，狀態(tài)顯示單元可顯示各遠(yuǎn)傳表具的信號(hào)變化和通訊狀態(tài)，并可對(duì)中央處理單元進(jìn)行監(jiān)控，避免本實(shí)用新型在工作中發(fā)生鎖死與程序跳飛現(xiàn)象。
當(dāng)智能集群抄表裝置聯(lián)接于通訊網(wǎng)絡(luò)中，即抄表裝置作為下位機(jī)由通訊單元將抄表裝置所抄得的數(shù)據(jù)送至作為網(wǎng)絡(luò)中上位機(jī)的微機(jī)，通訊周期最長(zhǎng)為50天，無(wú)中繼通訊線路可達(dá)1.2km，中繼通訊距離超過(guò)10km。信號(hào)隔離單元和通訊隔離單元的采用使本裝置具有較強(qiáng)的輸入信號(hào)抗干擾能力的通訊具有高抗干擾能力。該裝置到遠(yuǎn)傳表具的線路可長(zhǎng)至100m，能使用于各類民用建筑中，尤其適應(yīng)于集中抄表計(jì)費(fèi)的小區(qū)，樓群，實(shí)現(xiàn)對(duì)煤氣表、電表、冷水表、熱水表和風(fēng)量表的集中自動(dòng)實(shí)時(shí)分時(shí)抄錄計(jì)費(fèi)，當(dāng)然實(shí)現(xiàn)上述的功能，還必須在中央處理單元內(nèi)固化相應(yīng)的信號(hào)處理及通訊軟件，以支撐硬件進(jìn)行工作。
權(quán)利要求1.一種智能集群抄表裝置，其特征在于該抄表計(jì)費(fèi)裝置內(nèi)包括I/O端口單元、中央處理單元、實(shí)時(shí)時(shí)鐘單元、存貯器單元、電源管理單元、通訊單元，中央處理單元分別與I/O端口單元、實(shí)時(shí)時(shí)鐘單元、存貯器單元、電源管理單元、通訊單元雙向數(shù)據(jù)連接，I/O端口單元接收各分立表具的遠(yuǎn)傳信號(hào)并輸至中央處理單元，中央處理單元對(duì)該遠(yuǎn)傳信號(hào)進(jìn)行處理，處理后的數(shù)據(jù)以及讀取實(shí)時(shí)時(shí)鐘單元的時(shí)間一并存于存貯器單元中，電源管理單元一方面監(jiān)控中央處理單元的工作狀態(tài)，另一方面在系統(tǒng)失電時(shí)，將備用電池切換給實(shí)時(shí)時(shí)鐘單元以保證實(shí)時(shí)時(shí)鐘單元正常工作，通訊單元完成中央處理單元與外部的通訊網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)交換工作。
2.如權(quán)利要求1所述的智能集群抄表裝置，其特征在于在所說(shuō)的I/O端口單元的輸入端還依次接有預(yù)處理單元和信號(hào)隔離單元，預(yù)處理單元對(duì)輸入的遠(yuǎn)傳信號(hào)進(jìn)行整形，經(jīng)整形后的信號(hào)輸出至信號(hào)隔離單元，信號(hào)隔離單元進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)輸入信號(hào)通道的抗干擾與電氣隔離，信號(hào)隔離單元的輸出再接至I/O端口單元。
3.如權(quán)利要求2所述的智能集群抄表裝置，其特征在于所說(shuō)的預(yù)處理單元與通訊單元之間還接有一狀態(tài)顯示單元，預(yù)處理單元和通訊單元均有輸出接至狀態(tài)顯示單元，狀態(tài)顯示單元顯示遠(yuǎn)傳信號(hào)的變化和通訊收發(fā)狀態(tài)。
4.如權(quán)利要求1或3所述的智能集群抄表裝置，其特征在于在通訊單元和中央處理單元之間接有一通訊隔離單元，通訊隔離單元與通訊單元和中央處理單元雙向連接，通訊隔離單元將通訊單元與中央處理單元進(jìn)行隔離。
5.如權(quán)利要求1或2或3所述的智能集群抄表裝置，其特征在于所說(shuō)的中央處理單元內(nèi)固化有信號(hào)處理與通訊軟件。
6.如權(quán)利要求4所述的智能集群抄表裝置，其特征在于；所說(shuō)的中央處理單元內(nèi)固化有信號(hào)處理與通訊軟件。
專利摘要一種智能集群抄表裝置，包括I/O端口單元、中央處理單元、實(shí)時(shí)時(shí)鐘單元、存貯器單元、電源管理單元、通訊單元、中央處理單元分別與I/O端口單元、實(shí)時(shí)時(shí)鐘單元、存貯器單元、電源管理單元、通訊單元雙向數(shù)據(jù)連接。該裝置能集中自動(dòng)實(shí)時(shí)分時(shí)抄錄遠(yuǎn)傳表具的數(shù)據(jù)，所抄得的數(shù)據(jù)送至作為網(wǎng)絡(luò)中上位機(jī)的微機(jī)，可消除現(xiàn)行抄表計(jì)費(fèi)器只能對(duì)一個(gè)表具進(jìn)行抄表計(jì)費(fèi)的諸多不便。
文檔編號(hào)G06F19/00GK2354182SQ9822529
公開(kāi)日1999年12月15日 申請(qǐng)日期1998年10月8日 優(yōu)先權(quán)日1998年10月8日
發(fā)明者徐達(dá)石 申請(qǐng)人:徐達(dá)石