專利名稱：Ic卡采暖計費控制閥及其采暖計費管理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種采暖領(lǐng)域的計費控制裝置及采暖計費方法，特別是涉及一種使用IC卡預(yù)付費的采暖計費控制閥及其采暖計費方法。
背景技術(shù)：
我國人口眾多，資源相對不足，人均資源占有量不到世界平均水平的一半。近年來隨著國民經(jīng)濟的飛速發(fā)展，能源短缺的問題顯得更加突出，減少環(huán)境污染、節(jié)約能源，已成為我國國民經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。為此，我國政府提出了“建立資源節(jié)約型國民經(jīng)濟體系和資源節(jié)約型社會”的號召，全國許多城市相繼出臺了建立節(jié)約型社會的具體方針和措施。
針對長期以來困擾社會各界的民用、商用建筑集中取暖存在嚴重能源浪費的問題，政策規(guī)定新建住宅必須達到一定的節(jié)能標(biāo)準，對于不符合節(jié)能設(shè)計標(biāo)準65％的建筑不予審批。在集中供暖的條件下，無論是新建建筑或是對舊有住宅的節(jié)能改造，除了“單管加跨越管，加裝溫控閥”以外，還沒有找到更好的方法。舊有住宅的節(jié)能改造，成為我國建筑節(jié)能的“癌癥”。目前主要通過“一戶一表”改造實現(xiàn)分戶取暖計量控制，達到按需分配、以求節(jié)約的目的，但是投資大，成本高，熱力公司難以承擔(dān)或者是根本不愿意承擔(dān)高額的改造投入，顯然讓用戶承擔(dān)這些費用也不盡合理。傳統(tǒng)的取暖計費方法，是按面積分攤收費，存在巨大的弊端，造成巨大的能源浪費，不利于環(huán)境保護。目前常見的比較合理的采暖計費方法，多是使用流量表或熱量表，例如中國發(fā)明專利200310105002.9提出的一種分戶供暖智能化管理方法以及應(yīng)用該方法的裝置，包括幾個階段進入采暖期接通系統(tǒng)電源，系統(tǒng)進行自檢，檢查完畢讀取信息，核實用戶IC卡費用余額進行管理，其優(yōu)點是用戶可隨時購買熱能的使用權(quán)，取消了時間的限制；用戶也可購買任意量的熱能使用權(quán)，取消了量的限制，適用于按面積收費或按熱能收費；在裝置中使用了熱量表。實用新型專利02237727.1的一種可自動控制室溫的IC卡智能熱量表，含有室溫自動控制系統(tǒng)和流量傳感器及電磁控制閥，通過室溫控制器控制供熱和計費的運行狀態(tài)，自動調(diào)節(jié)室溫，節(jié)約能源和熱費。能量表和流量表的最大缺點是成本太高，難以被商家看好和消費方接受，不能很好的應(yīng)用推廣，不利于對舊有取暖管網(wǎng)的升級改造，無法達到節(jié)能降耗的目的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題針對當(dāng)前取暖計費方式不合理，升級改造成本高，投資大的缺點，提出一種基于面積和時間的采暖計費方法及IC卡采暖計費控制閥，實現(xiàn)采暖計費方式科學(xué)、合理的變革，以達到節(jié)約能源的目的。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案一種IC卡采暖計費控制閥，含有安裝在采暖用戶入戶管路中的電動閥，電動閥的執(zhí)行機構(gòu)含有連接電源和控制、驅(qū)動電路的執(zhí)行電機，所述的控制閥還含有帶有讀卡器或讀卡電路的單片機控制處理電路及與其配套使用的非接觸式IC卡，讀卡器或讀卡電路的射頻輸出端連接讀寫天線，讀卡器的數(shù)據(jù)輸入/輸出端口、地址端口和控制端口分別連接單片機程序設(shè)定的相應(yīng)I/O端口和控制端口，執(zhí)行電機控制、驅(qū)動電路的輸入端連接單片機程序設(shè)定的控制輸出端口，控制、驅(qū)動電路的輸出端連接執(zhí)行電機。
所述的IC卡采暖計費控制閥，讀卡器或讀卡電路的讀卡芯片采用MFRC500；中央處理器采用8位的8051系列或8052系列其中的一種單片機，或者采用16位的MC68HC16，或16位的MSP430F147，或16位的MSP430F435單片機，單片機連接有保護、存儲電路X5045，讀卡芯片MF RC500的射頻輸出端連接讀寫天線，讀卡芯片的數(shù)據(jù)輸出端口通過上拉電阻連接CPU的P0端口，其控制端口A0、A1、A2分別連接CPU的P2口的P2.0、P2.1、P2.2，讀卡芯片的讀、寫端口分別對應(yīng)連接CPU的讀、寫端口，其中斷輸出端口IRQ連接CPU的一個外部中斷輸入端口，其地址鎖存使能端口ALE連接CPU的對應(yīng)端口ALE，其復(fù)位端RST連接CPU的一個I/O口；X5045的選通端口CS、串行輸入、輸出端口SI、SO分別連接CPU的一個I/O口，其串行時鐘SCK和復(fù)位端口RST分別連接CPU的T1和RST口，CPU程序設(shè)定的一個I/O控制端口連接電動閥執(zhí)行電機的控制、驅(qū)動電路；同CPU程序設(shè)定的相應(yīng)I/O端口連接有功能按鍵開關(guān)和LED顯示模塊，功能按鍵開關(guān)S1、S2、S3通過高低電平的選擇分別接入CPU的P1.1、P1.2、P1.4口，CPU的P1.0、P1.6、P1.7、T0口連接LED顯示模塊接口；同CPU的串行通訊端口RXD、TXD端口連接有通訊接口。
所述的IC卡采暖計費控制閥，讀卡芯片或者采用MF RC530，或MF RC531，或MF RC632；中央處理器選用AT89C52或者AT89S52單片機，或者采用P89C54BP6或P89C58A，或者MC68HC11A8，或者MC68HC11E9，以及PIC16C877A，或PIC16C876A；讀卡芯片或者采用FM17XX系列的一種讀卡芯片F(xiàn)M1702N，或FM1715，或FM1725；保護、存儲電路或者結(jié)合使用看門狗電路MAX813或IMP813和存儲芯片AT24C04。
所述的IC卡采暖計費控制閥，執(zhí)行電機控制、驅(qū)動電路采用光電耦合隔離電路，光電耦合器的一個輸入端通過電阻連接電源，其另一個輸入端通過限流電阻連接CPU控制輸出端口，光電耦合器的輸出端通過雙向二極管連接執(zhí)行電機工作電源；執(zhí)行電機控制、驅(qū)動電路或采用晶體管開關(guān)電路，晶體管基極連接的偏置電路兩個電阻的接點連接CPU控制輸出端，晶體管的射極輸出端連接執(zhí)行電機工作電源。
所述的IC卡采暖計費控制閥，含有溫度檢測電路，溫度檢測采用數(shù)字溫度傳感器，數(shù)字溫度傳感器的輸出接入中央處理器的一個中斷輸入端口。
一種IC卡預(yù)付費采暖計費管理方法，含有如上所述的IC卡采暖計費控制閥，以一個用戶或一個用戶的每個取暖房間為一個計費單元，每個計費單元設(shè)有一個IC卡計費控制閥，IC卡計費控制閥的電動閥安裝在計費單元的入戶管路中，在IC卡上存儲有計費單元對應(yīng)用戶的姓名、樓號、單元號、取暖面積信息，用戶通過對IC卡充值，購買消費金額，計費控制閥控制處理電路的讀卡器或讀卡電路讀取IC卡信息，傳輸?shù)脚c其連接的中央處理器，計費控制閥控制處理電路的存儲器存儲有采暖計費管理系統(tǒng)，采暖計費管理系統(tǒng)首先判斷IC卡內(nèi)有沒有消費金額，(1)如果IC卡內(nèi)沒有消費金額或余額小于某一定值X0時，電動閥關(guān)閉；(2)在檢測到IC卡內(nèi)有消費金額的情況下，A、在用戶打開電動閥時開始計時，以“每平方面積每小時”的收費單價為計價單位，按照單價乘以對應(yīng)計費單元的取暖面積再乘以采暖時間計費，并將當(dāng)前采暖計費金額從用戶消費金額中扣除，并在用戶關(guān)閉電動閥或采暖計費控制閥時停止計費，B、當(dāng)系統(tǒng)檢測到用戶余額小于某一定值X0時，自動關(guān)閉電動閥。
所述的采暖計費管理方法，采暖計費控制閥連接有溫度檢測元件，溫度檢測元件安裝在計費單元用戶采暖管路中，溫度檢測元件將檢測到的溫度信息傳輸?shù)絀C卡計費控制閥控制電路，(1)當(dāng)用戶采暖管道內(nèi)介質(zhì)的溫度高于設(shè)定溫度T0時，計費控制管理系統(tǒng)處于允許計費狀態(tài)；(2)當(dāng)用戶采暖管道內(nèi)介質(zhì)的溫度低于設(shè)定溫度T0時，計費控制管理處于禁止計費狀態(tài)，不再減少用戶IC卡內(nèi)的消費余額。
一種IC卡預(yù)付費采暖計費管理方法，含有如上所述的IC卡采暖計費控制閥，以一個用戶或一個用戶的每個取暖房間為一個計費單元，每個計費單元設(shè)有一個IC卡計費控制閥，計費控制閥的電動閥安裝在計費單元的入戶管路中，在IC卡上存儲有計費單元對應(yīng)用戶的姓名、樓號、單元號、取暖面積信息，用戶通過對IC卡充值購買消費金額，讀卡器或讀卡電路讀取IC卡信息，傳輸?shù)脚c其連接的中央處理器，計費控制閥控制處理電路的存儲器存儲有采暖計費管理系統(tǒng)，采暖計費管理系統(tǒng)首先判斷IC卡內(nèi)有沒有消費金額，(1)如果IC卡內(nèi)沒有消費金額或余額小于某一定值X0時，電動閥關(guān)閉；(2)在檢測到IC卡內(nèi)有消費金額的情況下，按照計費單元對應(yīng)的用戶的取暖面積，以“每平方面積每小時”的收費單價為計價單位，按照對應(yīng)計費單元的取暖面積，將IC卡內(nèi)消費金額折合成用戶總的使用時間，并且A、在用戶打開電動閥時開始計時，將當(dāng)前采暖計費時間從用戶消費金額對應(yīng)的總的使用時間中扣除，并在用戶關(guān)閉電動閥時停止計費B、當(dāng)用戶剩余使用時間為零或為某一定值時，系統(tǒng)自動關(guān)閉電動閥。
所述的采暖計費管理方法，采暖計費控制閥連接有溫度檢測元件，溫度檢測元件安裝在計費單元用戶采暖管路中，溫度檢測元件將檢測到的溫度信息傳輸?shù)絀C卡計費控制閥控制處理電路，(1)如果用戶采暖管道內(nèi)介質(zhì)的溫度高于設(shè)定溫度T0時，計費控制管理系統(tǒng)處于允許計費狀態(tài)；
(2)如果用戶采暖管道內(nèi)介質(zhì)的溫度低于設(shè)定溫度T0時，計費控制管理系統(tǒng)處于禁止計費狀態(tài)，不再減少用戶IC卡內(nèi)的消費余額。
一種IC卡預(yù)付費采暖計費管理方法，含有如上所述的IC卡采暖計費控制閥，以一個用戶為一個計費單元，每個計費單元設(shè)有一個總的IC卡計費控制閥，IC卡上存儲有用戶的姓名、樓號、單元號、各房間取暖面積信息，IC卡計費控制閥的電動閥安裝在計費單元的入戶管路中，用戶通過IC卡購買消費金額，讀卡器或讀卡電路讀取IC卡信息，傳輸?shù)脚c其連接的中央處理器，計費控制閥控制處理電路的存儲器存儲有采暖計費管理系統(tǒng)，同一用戶的各個不同房間分別設(shè)有控制閥門，反映各控制閥門狀態(tài)的開關(guān)量信號輸入計費控制閥處理電路，采暖計費管理系統(tǒng)首先判斷IC卡內(nèi)有沒有消費金額，(1)如果IC卡內(nèi)沒有消費金額或余額小于某一定值X0時，電動閥關(guān)閉；(2)在檢測到IC卡內(nèi)有消費金額的情況下，在用戶打開電動閥時開始計時，以“每平方面積每小時”的收費單價為計價單位，按照用戶所有房間的取暖面積乘以采暖計時時間再乘以單價計費，將當(dāng)前取暖計費金額從用戶消費金額中扣除，當(dāng)用戶關(guān)閉對應(yīng)房間的控制閥時，按對應(yīng)房間的取暖面積和計時時間返還不應(yīng)扣除的消費金額，當(dāng)計費管理系統(tǒng)檢測到用戶消費余額小于某一定值X0時，自動關(guān)閉電動閥；或者(3)在檢測到IC卡內(nèi)有消費金額的情況下，在用戶打開對應(yīng)房間的控制閥時開始計時，以“每平方面積每小時”的收費單價為計價單位，按照單價乘以對應(yīng)房間的取暖面積再乘以計時時間計費，將當(dāng)前計費金額從用戶消費金額中扣除，在用戶關(guān)閉對應(yīng)房間的控制閥門時停止計費，當(dāng)計費管理系統(tǒng)檢測到用戶消費余額小于某一定值X0時，自動關(guān)閉電動閥。
所述的采暖計費管理方法，采暖計費控制閥連接有溫度檢測元件，溫度檢測元件安裝在計費單元用戶采暖管路中，溫度檢測元件將檢測到的溫度信息傳輸?shù)絀C卡計費控制閥控制電路，(1)當(dāng)用戶采暖管道內(nèi)介質(zhì)的溫度高于設(shè)定溫度T0時，計費控制管理系統(tǒng)處于允許計費狀態(tài)；(2)當(dāng)用戶采暖管道內(nèi)介質(zhì)的溫度低于設(shè)定溫度T0時，計費控制管理處于禁止計費狀態(tài)，不再減少用戶IC卡內(nèi)的消費余額。
所述的采暖計費管理方法，同一用戶內(nèi)，IC卡計費控制閥分別或同時按照對應(yīng)房間的取暖面積和計時時間計費。
本發(fā)明的積極有益效果1、提出一種新的比較合理、切實可行的取暖計量計費方法。本發(fā)明IC卡采暖計費方法，沿用了傳統(tǒng)按面積收費的基本概念，并將其衍生為“平方/小時”作為基本收費單位，突破傳統(tǒng)按面積收費、吃大鍋飯的弊端，實現(xiàn)了分戶采暖的“按需計費”，可以節(jié)約家庭開支，有利于提高用戶的節(jié)約能源和環(huán)保意識，具有長遠的社會綜合效益。假如某城市有住宅面積11741萬平方米，參照國家十五計劃的建筑采暖能耗標(biāo)準(每平方米建筑面積12.5公斤標(biāo)準煤)計算，在改造成IC卡預(yù)付費供熱方式后，居民在上班時間或在家時只開部分取暖閥采暖，如果將采暖的時間和范圍縮小40％，將減少40％的能耗，每個采暖季節(jié)將節(jié)約標(biāo)準煤58.7萬噸；減少能源消耗的同時也緩解了鐵路、公路的運輸壓力，降低了運輸燃油的消耗，同時產(chǎn)生巨大的環(huán)保效應(yīng)。
2、本發(fā)明充分考慮了我國現(xiàn)行的供熱收費制度和舊有供熱系統(tǒng)的水質(zhì)量，符合居民傳統(tǒng)消費習(xí)慣，取不取暖、何時取暖由消費者決定，并以巧妙的方法實現(xiàn)按量收費，容易被供需雙方所接受，成本也不高，容易推廣實施，尤其適用于舊有住宅采暖系統(tǒng)的分戶控制和節(jié)能改造，有望從根本上杜絕我國目前建筑能源浪費的主要根源。
3、本發(fā)明IC卡采暖計費控制閥采用IC卡預(yù)付費，通過中央處理器進行智能計費管理和控制，用戶可根據(jù)情況自行決定消費金額和控制采暖時間，安裝使用方便，含有通訊接口，能夠?qū)崿F(xiàn)綜合管理，降低管理成本。
四

圖1IC卡采暖計費方法計費管理系統(tǒng)方框圖之一圖2IC卡采暖計費方法計費管理系統(tǒng)方框圖之二圖3IC卡采暖計費方法計費管理系統(tǒng)方框圖之三圖4IC卡采暖計費控制閥結(jié)構(gòu)方框5IC卡采暖計費控制閥控制處理電路原理圖五具體實施例方式
實施例一參見圖4IC卡采暖計費控制閥結(jié)構(gòu)方框圖。本發(fā)明IC卡采暖計費控制閥，含有安裝在采暖用戶入戶管路中的電動閥，電動閥執(zhí)行機構(gòu)的執(zhí)行電機連接電源和控制、驅(qū)動電路，所述的控制閥還含有單片機控制處理電路，單片機控制處理電路含有讀卡器或讀卡電路的及與其配合使用的非接觸式IC卡，讀卡器或讀卡電路的射頻輸出端連接讀寫天線，讀卡器的數(shù)據(jù)輸入/輸出端口、地址端口和控制端口分別連接單片機程序設(shè)定的相應(yīng)I/O端口和控制端口，執(zhí)行電機控制、驅(qū)動電路的輸入端連接單片機程序設(shè)定的控制輸出端口，控制、驅(qū)動電路的輸出端連接執(zhí)行電機。
圖5為本發(fā)明IC卡采暖計費控制閥控制處理電路原理圖讀卡芯片采用PHILIPS公司的MF RC500；中央處理器可采用8位的51或52系列單片機，如選用AT89C52或AT89S52，或P89C54BP6或P89C58A單片機等，也可以采用16位的MC68HC16或MSP430F147或MSP430F435單片機。
讀卡芯片MF RC500的射頻輸出端TX1、TX2連接電感L001、L002、L1、L2，電容C001、C002、C011、C022、C2、C3組成的讀寫天線發(fā)射電路，其RX通過電阻R21、電容C4連接L2，其WMID通過電容C5接地，同時通過電阻R22和RX端連接；讀卡芯片的數(shù)據(jù)輸出端口D0～D8通過上拉電阻連接CPU的P0端口，其控制端口A0、A1、A2分別連接CPU的P2口的P2.0、P2.1、P2.2，讀卡芯片的讀、寫端口分別對應(yīng)連接CPU的讀、寫端口，其中斷輸出端口IRQ連接CPU的一個外部中斷輸入端口INT1，其地址鎖存使能端口ALE連接CPU的相應(yīng)端口ALE，這兩個端口分別通過電阻R23、R24接電源，其復(fù)位端RST連接CPU的P2.4口，其時鐘口XOUT、XIN連接晶振；中央處理器連接有保護、存儲電路，集成電路芯片X5045的選通端口CS、串行輸入、輸出端口SI、SO分別連接CPU的I/O口P1.0、P1.5、P1.3，其串行時鐘SCK和復(fù)位端口分別連接CPU的T1和RST口；同CPU程序設(shè)定的相應(yīng)I/O端口連接有功能按鍵開關(guān)和LED顯示模塊，功能按鍵開關(guān)S1、S2、S3通過高低電平的選擇分別接入CPU的P1.1、P1.2、P1.4口，CPU的P1.0、P1.6、P1.7、T0口連接LED顯示模塊接口；CPU程序設(shè)定的一個I/O控制端口連接電動閥執(zhí)行電機的控制、驅(qū)動電路；同CPU的串行通訊端口RXD、TXD端口連接有通訊接口。
本發(fā)明IC卡采暖計費控制閥，讀卡芯片或者采用PHILIPS公司的MFRC530，或MF RC531，或MF RC632；中央處理器或者MC68HC11A8，或者MC68HC11E9，以及PIC16C877A，或PIC16C876A；讀卡芯片或者采用復(fù)旦微電子股份有限公司的FM17XX讀卡專用芯片F(xiàn)M1702N，或FM1715，或FM1725；保護、存儲電路或者結(jié)合使用看門狗電路MAX813或IMP813和存儲芯片AT24C04。
本實施例IC卡采暖計費控制閥，執(zhí)行電機控制、驅(qū)動電路采用光電耦合隔離電路，光電耦合器的一個輸入端通過電阻連接電源，其另一個輸入端通過限流電阻連接CPU控制輸出端口P2.7，光電耦合器的輸出端通過雙向二極管連接執(zhí)行電機工作電源。
實施例二參見圖5，本實施例IC卡采暖計費控制閥電路結(jié)構(gòu)基本同實施例一，不同的是含有溫度檢測電路，溫度檢測采用數(shù)字溫度傳感器，數(shù)字溫度傳感器的輸出接入中央處理器的一個中斷輸入端口INT0；執(zhí)行電機控制、驅(qū)動電路或采用晶體管開關(guān)電路，晶體管基極連接的偏置電路兩個電阻的接點連接CPU控制輸出端，晶體管的射極輸出端連接執(zhí)行電機工作電源?？墒褂玫膯纹瑱C還有，臺灣義隆公司生產(chǎn)的EM78系列，如EM78P447；華邦公司的W77、W78系列，如E78C52D，E78E58B等，具體電路連接不再詳述。
實施例三參見圖1，本發(fā)明IC卡預(yù)付費采暖計費管理方法，以一個用戶或一個用戶的每個取暖房間為一個計費單元，每個計費單元設(shè)有一個IC卡計費控制閥，IC卡計費控制閥的電動閥安裝在計費單元的入戶管路中，在IC卡上存儲有計費單元對應(yīng)用戶的姓名、樓號、單元號、取暖面積信息，用戶通過對IC卡充值，購買消費金額，計費控制閥控制處理電路的讀卡器或讀卡電路讀取IC卡信息，傳輸?shù)脚c其連接的中央處理器，計費控制閥控制處理電路的存儲器存儲有采暖計費管理系統(tǒng)，采暖計費管理系統(tǒng)首先判斷IC卡內(nèi)有沒有消費金額，(1)在用戶IC卡內(nèi)沒有消費金額或余額不足(小于某一設(shè)定值)的情況下，電動閥處于關(guān)閉狀態(tài)，用戶不能通過手動開啟；(2)在檢測到IC卡內(nèi)有消費金額的情況下，A、在用戶打開電動閥時開始計時，以“每平方面積每小時”的收費標(biāo)準為計費單價，按照對應(yīng)計費單元的取暖面積和計時時間和該計費單價的乘積計費，并將當(dāng)前計費金額從用戶消費金額中扣除，并在用戶關(guān)閉電動閥或采暖計費控制閥時停止計費，B、當(dāng)系統(tǒng)檢測到用戶消費余額不足時，系統(tǒng)在控制電路作用下，自動將電動閥關(guān)閉。
實施例四參見圖2，本實施例采暖計費管理方法基本同實施例三，其不同之處是采暖計費控制閥連接有溫度檢測元件，溫度檢測元件安裝在計費單元用戶采暖管路中，檢測元件輸出連接數(shù)字溫度傳感器，將檢測到的溫度信息傳輸?shù)絀C卡計費控制閥控制處理電路，通過下述步驟實現(xiàn)有效果計費，既(1)當(dāng)控制管理系統(tǒng)檢測到用戶采暖管道內(nèi)介質(zhì)的溫度高于設(shè)定溫度T0時，計費控制管理系統(tǒng)處于允許計費狀態(tài)；(2)當(dāng)用戶采暖管道內(nèi)介質(zhì)的溫度低于設(shè)定溫度T0時，計費控制管理處于禁止計費狀態(tài)，不再減少用戶IC卡內(nèi)的消費余額。
實施例五、六分別參見圖1、圖2，本兩實施例IC卡預(yù)付費采暖計費管理方法，其實施方法基本同實施例三、四，其不同之處在于系統(tǒng)在檢測到IC卡內(nèi)有消費金額的情況下，按照計費單元對應(yīng)的用戶的取暖面積，以“每平方面積每小時”的收費標(biāo)準為計價單位，按照對應(yīng)計費單元的取暖面積，將IC卡內(nèi)消費金額折合成用戶總的使用時間，A、在用戶打開電動閥時開始計時，將當(dāng)前計費時間從用戶消費金額對應(yīng)的總的使用時間中扣除，并在用戶關(guān)閉電動閥時停止計費B、當(dāng)計費管理系統(tǒng)檢測到用戶使用時間為零時，通過采暖計費控制閥控制電路自動關(guān)閉電動閥。
實施例七參見圖3，本發(fā)明IC卡預(yù)付費采暖計費管理方法，以一個用戶為一個計費單元，每個計費單元設(shè)有一個總的IC卡計費控制閥，IC卡上存儲有用戶的姓名、樓號、單元號、各房間取暖面積信息，IC卡計費控制閥的電動閥安裝在計費單元的入戶管路中，用戶通過IC卡購買消費金額，讀卡器或讀卡電路讀取IC卡信息，傳輸?shù)脚c其連接的中央處理器，計費控制閥控制處理電路的存儲器存儲有采暖計費管理系統(tǒng)，同一用戶的各個不同房間分別設(shè)有控制閥門，反映各控制閥門狀態(tài)、并對應(yīng)其所在房間的取暖面積的開關(guān)量信號輸入控制處理電路，采暖計費管理系統(tǒng)首先判斷IC卡內(nèi)有沒有消費金額，(1)如果IC卡內(nèi)沒有消費金額或余額不足，禁止用戶開啟電動閥；(2)在檢測到IC卡內(nèi)有消費金額的情況下，在用戶打開對應(yīng)房間的控制閥時開始計時，以“每平方面積每小時”的收費單價為計價單位，按照單價乘以對應(yīng)房間的取暖面積再乘以計時時間計費，將當(dāng)前計費金額從用戶消費金額中扣除，在用戶關(guān)閉對應(yīng)房間的控制閥門時停止計費，當(dāng)計費管理系統(tǒng)檢測到用戶消費余額小于某一定值X0時，自動關(guān)閉電動閥。
所述的采暖計費管理方法，同樣通過在計費單元用戶采暖管路中安裝溫度檢測元件的方法，實現(xiàn)“有效果”計費的目的，即只有在管道內(nèi)傳熱介質(zhì)具備取暖條件的情況下，用戶開啟采暖控制閥計費管理系統(tǒng)才計費，(1)當(dāng)用戶采暖管道內(nèi)介質(zhì)的溫度高于設(shè)定溫度T0時，計費控制管理系統(tǒng)處于允許計費狀態(tài)；(2)當(dāng)用戶采暖管道內(nèi)介質(zhì)的溫度低于設(shè)定溫度T0時，計費控制管理處于禁止計費狀態(tài)，不再減少用戶IC卡內(nèi)的消費余額。
本發(fā)明還實現(xiàn)了在同一用戶內(nèi)，由用戶根據(jù)需要開啟或關(guān)閉取暖控制閥，IC卡計費控制閥分別或同時按照對應(yīng)房間的取暖面積和計時時間計費。
實施例八參見圖3，本實施例IC卡預(yù)付費采暖計費管理方法，其計費管理方式基本同實施例七，只是達到發(fā)明目的計量方式正好相反即系統(tǒng)在檢測到IC卡內(nèi)有消費金額的情況下，在用戶打開IC卡計費控制閥的電動閥或即使只有一個房間的分控閥打開的情況下，即開始以該用戶所有房間的取暖面積和取暖計時時間計費，將當(dāng)前取暖計費金額從用戶消費金額中扣除，如果用戶關(guān)閉某一房間的分控閥時，從這一時刻開始計時，按所對應(yīng)房間的取暖面積和計時時間乘以計費單價，返還不應(yīng)扣除的對應(yīng)房間的消費金額，并在用戶消費余額不足或小于某一定值時，通過控制電路關(guān)閉電動閥。
權(quán)利要求
1.一種IC卡采暖計費控制閥，含有安裝在采暖用戶入戶管路中的電動閥，電動閥的執(zhí)行機構(gòu)含有連接電源和控制、驅(qū)動電路的執(zhí)行電機，其特征是所述的控制閥還含有帶有讀卡器或讀卡電路的單片機控制處理電路及與其配套使用的非接觸式IC卡，讀卡器或讀卡電路的射頻輸出端連接讀寫天線，讀卡器的數(shù)據(jù)輸入/輸出端口、地址端口和控制端口分別連接單片機程序設(shè)定的相應(yīng)I/O端口和控制端口，執(zhí)行電機控制、驅(qū)動電路的輸入端連接單片機程序設(shè)定的控制輸出端口，控制、驅(qū)動電路的輸出端連接執(zhí)行電機。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的IC卡采暖計費控制閥，其特征是讀卡器或讀卡電路的讀卡芯片采用MF RC500；中央處理器采用8位的8051系列或8052系列其中的一種單片機，或者采用16位的MC68HC16，或16位的MSP430F147，或16位的MSP430F435單片機，單片機連接有保護、存儲電路X5045，讀卡芯片MF RC500的射頻輸出端連接讀寫天線，讀卡芯片的數(shù)據(jù)輸出端口通過上拉電阻連接CPU的P0端口，其控制端口A0、A1、A2分別連接CPU的P2口的P2.0、P2.1、P2.2，讀卡芯片的讀、寫端口分別對應(yīng)連接CPU的讀、寫端口，其中斷輸出端口IRQ連接CPU的一個外部中斷輸入端口，其地址鎖存使能端口ALE連接CPU的對應(yīng)端口ALE，其復(fù)位端RST連接CPU的一個I/O口；X5045的選通端口CS、串行輸入、輸出端口SI、SO分別連接CPU的一個I/O口，其串行時鐘SCK和復(fù)位端口RST分別連接CPU的T1和RST口，CPU程序設(shè)定的一個I/O控制端口連接電動閥執(zhí)行電機的控制、驅(qū)動電路；同CPU程序設(shè)定的相應(yīng)I/O端口連接有功能按鍵開關(guān)和LED顯示模塊，功能按鍵開關(guān)S1、S2、S3通過高低電平的選擇分別接入CPU的P1.1、P1.2、P1.4口，CPU的P1.0、P1.6、P1.7、T0口連接LED顯示模塊接口；同CPU的串行通訊端口RXD、TXD端口連接有通訊接口。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的IC卡采暖計費控制閥，其特征是讀卡芯片或者采用MF RC530，或MF RC531，或MF RC632；中央處理器選用AT89C52或者AT89S52單片機，或者采用P89C54BP6或P89C58A，或者MC68HC11A8，或者MC68HC11E9，以及PIC16C877A，或PIC16C876A；讀卡芯片或者采用FM17XX系列的一種讀卡芯片F(xiàn)M1702N，或FM1715，或FM1725；保護、存儲電路或者結(jié)合使用看門狗電路MAX813或IMP813和存儲芯片AT24C04。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的IC卡采暖計費控制閥，其特征是執(zhí)行電機控制、驅(qū)動電路采用光電耦合隔離電路，光電耦合器的一個輸入端通過電阻連接電源，其另一個輸入端通過限流電阻連接CPU控制輸出端口，光電耦合器的輸出端通過雙向二極管連接執(zhí)行電機工作電源；執(zhí)行電機控制、驅(qū)動電路或采用晶體管開關(guān)電路，晶體管基極連接的偏置電路兩個電阻的接點連接CPU控制輸出端，晶體管的射極輸出端連接執(zhí)行電機工作電源。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的IC卡采暖計費控制閥，其特征是含有溫度檢測電路，溫度檢測采用數(shù)字溫度傳感器，數(shù)字溫度傳感器的輸出接入中央處理器的一個中斷輸入端口。
6.一種IC卡預(yù)付費采暖計費管理方法，含有權(quán)利要求1所述的IC卡采暖計費控制閥，以一個用戶或一個用戶的每個取暖房間為一個計費單元，每個計費單元設(shè)有一個IC卡計費控制閥，IC卡計費控制閥的電動閥安裝在計費單元的入戶管路中，在IC卡上存儲有計費單元對應(yīng)用戶的姓名、樓號、單元號、取暖面積信息，用戶通過對IC卡充值，購買消費金額，計費控制閥控制處理電路的讀卡器或讀卡電路讀取IC卡信息，傳輸?shù)脚c其連接的中央處理器，計費控制閥控制處理電路的存儲器存儲有采暖計費管理系統(tǒng)，其特征是采暖計費管理系統(tǒng)首先判斷IC卡內(nèi)有沒有消費金額，(1)如果IC卡內(nèi)沒有消費金額或余額小于某一定值X0時，電動閥關(guān)閉；(2)在檢測到IC卡內(nèi)有消費金額的情況下，A、在用戶打開電動閥時開始計時，以“每平方面積每小時”的收費單價為計價單位，按照單價乘以對應(yīng)計費單元的取暖面積再乘以采暖時間計費，并將當(dāng)前采暖計費金額從用戶消費金額中扣除，并在用戶關(guān)閉電動閥或采暖計費控制閥時停止計費，B、當(dāng)系統(tǒng)檢測到用戶余額小于某一定值X0時，自動關(guān)閉電動閥。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的采暖計費管理方法，其特征是采暖計費控制閥連接有溫度檢測元件，溫度檢測元件安裝在計費單元用戶采暖管路中，溫度檢測元件將檢測到的溫度信息傳輸?shù)絀C卡計費控制閥控制電路，(1)當(dāng)用戶采暖管道內(nèi)介質(zhì)的溫度高于設(shè)定溫度T0時，計費控制管理系統(tǒng)處于允許計費狀態(tài)；(2)當(dāng)用戶采暖管道內(nèi)介質(zhì)的溫度低于設(shè)定溫度T0時，計費控制管理處于禁止計費狀態(tài)，不再減少用戶IC卡內(nèi)的消費余額。
8.一種IC卡預(yù)付費采暖計費管理方法，含有權(quán)利要求1所述的IC卡采暖計費控制閥，以一個用戶或一個用戶的每個取暖房間為一個計費單元，每個計費單元設(shè)有一個IC卡計費控制閥，計費控制閥的電動閥安裝在計費單元的入戶管路中，在IC卡上存儲有計費單元對應(yīng)用戶的姓名、樓號、單元號、取暖面積信息，用戶通過對IC卡充值購買消費金額，讀卡器或讀卡電路讀取IC卡信息，傳輸?shù)脚c其連接的中央處理器，計費控制閥控制處理電路的存儲器存儲有采暖計費管理系統(tǒng)，其特征是采暖計費管理系統(tǒng)首先判斷IC卡內(nèi)有沒有消費金額，(1)如果IC卡內(nèi)沒有消費金額或余額小于某一定值X0時，電動閥關(guān)閉；(2)在檢測到IC卡內(nèi)有消費金額的情況下，按照計費單元對應(yīng)的用戶的取暖面積，以“每平方面積每小時”的收費單價為計價單位，按照對應(yīng)計費單元的取暖面積，將IC卡內(nèi)消費金額折合成用戶總的使用時間，并且A、在用戶打開電動閥時開始計時，將當(dāng)前采暖計費時間從用戶消費金額對應(yīng)的總的使用時間中扣除，并在用戶關(guān)閉電動閥時停止計費B、當(dāng)用戶剩余使用時間為零或為某一定值時，系統(tǒng)自動關(guān)閉電動閥。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的采暖計費管理方法，其特征是采暖計費控制閥連接有溫度檢測元件，溫度檢測元件安裝在計費單元用戶采暖管路中，溫度檢測元件將檢測到的溫度信息傳輸?shù)絀C卡計費控制閥控制處理電路，(1)如果用戶采暖管道內(nèi)介質(zhì)的溫度高于設(shè)定溫度T0時，計費控制管理系統(tǒng)處于允許計費狀態(tài)；(2)如果用戶采暖管道內(nèi)介質(zhì)的溫度低于設(shè)定溫度T0時，計費控制管理系統(tǒng)處于禁止計費狀態(tài)，不再減少用戶IC卡內(nèi)的消費余額。
10.一種IC卡預(yù)付費采暖計費管理方法，含有權(quán)利要求1所述的IC卡采暖計費控制閥，以一個用戶為一個計費單元，每個計費單元設(shè)有一個總的IC卡計費控制閥，IC卡上存儲有用戶的姓名、樓號、單元號、各房間取暖面積信息，IC卡計費控制閥的電動閥安裝在計費單元的入戶管路中，用戶通過IC卡購買消費金額，讀卡器或讀卡電路讀取IC卡信息，傳輸?shù)脚c其連接的中央處理器，計費控制閥控制處理電路的存儲器存儲有采暖計費管理系統(tǒng)，其特征是同一用戶的各個不同房間分別設(shè)有控制閥門，反映各控制閥門狀態(tài)的開關(guān)量信號輸入計費控制閥處理電路，采暖計費管理系統(tǒng)首先判斷IC卡內(nèi)有沒有消費金額，(1)如果IC卡內(nèi)沒有消費金額或余額小于某一定值X0時，電動閥關(guān)閉；(2)在檢測到IC卡內(nèi)有消費金額的情況下，在用戶打開電動閥時開始計時，以“每平方面積每小時”的收費單價為計價單位，按照用戶所有房間的取暖面積乘以采暖計時時間再乘以單價計費，將當(dāng)前取暖計費金額從用戶消費金額中扣除，當(dāng)用戶關(guān)閉對應(yīng)房間的控制閥時，按對應(yīng)房間的取暖面積和計時時間返還不應(yīng)扣除的消費金額，當(dāng)計費管理系統(tǒng)檢測到用戶消費余額小于某一定值X0時，自動關(guān)閉電動閥；或者(3)在檢測到IC卡內(nèi)有消費金額的情況下，在用戶打開對應(yīng)房間的控制閥時開始計時，以“每平方面積每小時”的收費單價為計價單位，按照單價乘以對應(yīng)房間的取暖面積再乘以計時時間計費，將當(dāng)前計費金額從用戶消費金額中扣除，在用戶關(guān)閉對應(yīng)房間的控制閥門時停止計費，當(dāng)計費管理系統(tǒng)檢測到用戶消費余額小于某一定值X0時，自動關(guān)閉電動閥。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的采暖計費管理方法，其特征是采暖計費控制閥連接有溫度檢測元件，溫度檢測元件安裝在計費單元用戶采暖管路中，溫度檢測元件將檢測到的溫度信息傳輸?shù)絀C卡計費控制閥控制電路，(1)當(dāng)用戶采暖管道內(nèi)介質(zhì)的溫度高于設(shè)定溫度T0時，計費控制管理系統(tǒng)處于允許計費狀態(tài)；(2)當(dāng)用戶采暖管道內(nèi)介質(zhì)的溫度低于設(shè)定溫度T0時，計費控制管理處于禁止計費狀態(tài)，不再減少用戶IC卡內(nèi)的消費余額。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的采暖計費管理方法，其特征是同一用戶內(nèi)，IC卡計費控制閥分別或同時按照對應(yīng)房間的取暖面積和計時時間計費。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種IC卡預(yù)付費的采暖計費控制閥及其采暖計費方法。IC卡采暖計費控制閥含有安裝在采暖用戶入戶管路中的電動閥以及帶有讀卡器的單片機控制處理電路及與其配套的IC卡，讀卡器(電路)的射頻輸出端連接讀寫天線，其數(shù)據(jù)端口、地址端口和控制端口分別連接單片機的相應(yīng)I/O端口和控制端口，執(zhí)行電機控制、驅(qū)動電路的輸入端連接單片機設(shè)定的控制端口，控制、驅(qū)動電路的輸出端連接執(zhí)行電機。本發(fā)明IC卡采暖計費方法，沿用傳統(tǒng)按面積收費的基本概念并將其衍生為“平方/小時”作為計量單價，突破傳統(tǒng)按面積收費、吃大鍋飯的弊端，實現(xiàn)了分戶采暖的“按需、按量計費”，可以節(jié)約家庭開支，提高用戶的節(jié)約能源和環(huán)保意識，具有長遠的社會綜合效益。
文檔編號G07F15/06GK1821639SQ20061001751
公開日2006年8月23日 申請日期2006年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月10日
發(fā)明者楊東, 李玉琴 申請人:鄭州春泉暖通節(jié)能設(shè)備有限公司