專利名稱：一種暖氣智能節(jié)能計量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種暖氣智能節(jié)能計量裝置，可以應(yīng)用于新建筑暖氣 分戶計量系統(tǒng)，或既有建筑暖氣分戶計量、節(jié)能改造等相關(guān)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
能源緊張是現(xiàn)在世界各國需要面對的重大問題，我國則面臨更加 嚴(yán)重的能源短缺的情況。我國北方地區(qū)逐步采用集中供暖的形式供暖， 近幾年來又開始推行分戶安裝熱能表，使收費(fèi)更加合理，也能部分節(jié) 約資源。
但是，依然存在很多問題，因傳統(tǒng)采暖收費(fèi)按面積收費(fèi)，用戶沒有 節(jié)約的積極性，房間無人時照常供暖，房間溫度過高時開窗放熱，也存 在交費(fèi)難的問題。如果某些人想在不使用時關(guān)閉暖氣，只能關(guān)閉現(xiàn)有
的普通手動閥門，無法自動關(guān)閉；室溫?zé)o法設(shè)置；傳統(tǒng)的熱能表存在 計量不準(zhǔn)確、易堵塞的問題，不能關(guān)閉，不能調(diào)溫，不能預(yù)付費(fèi)，只 計量不節(jié)能，用電池作為動力，電弱計量不準(zhǔn)，無電不計量，經(jīng)常更 換電池增大了使用成本。對于傳統(tǒng)順流單管供暖系統(tǒng)、順流雙管供暖 系統(tǒng)采用傳統(tǒng)熱能表要將原管道拆下，重新組裝成分戶環(huán)狀供暖系統(tǒng) 才能安裝使用，破壞原有裝修，擾民。傳統(tǒng)熱能表不能實(shí)現(xiàn)分室控制
和計量o

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是針對上述的不足，提供了一種結(jié)構(gòu)合理、分戶、
分室計量、自動計費(fèi)、用市電不用電池、IC卡預(yù)付費(fèi)、不需要對現(xiàn)有 管路做很大改動的暖氣控制閥控制電路。 一個控制器控制多個控制閥， 可以實(shí)現(xiàn)分戶、分室控制和自動計費(fèi)?？梢越鉀Q傳統(tǒng)順流單管供暖系 統(tǒng)、順流雙管供暖系統(tǒng)、地板采暖系統(tǒng)的分戶、分室計量問題，不用 改動管路，不破壞原有裝修，可節(jié)省大量的改造經(jīng)費(fèi)和施工時間。 一種暖氣智能節(jié)能計量裝置，包括
一微處理器IC1,微處理器連接有時鐘、溫度傳感器、顯示裝置 和至少一個閥門接口，并有電源模塊供電，顯示裝置還連接有IC卡讀
寫模塊；
微處理器IC1用于接收信號、處理數(shù)據(jù)、控制外圍設(shè)備工作； 時鐘提供計時信號，即提供振蕩信號，供微處理器計時用； 溫度傳感器用于檢測溫度，并傳輸給微處理器； 顯示裝置用于顯示信息，IC卡讀寫模塊用于讀出相配合的IC信 息，通過顯示裝置顯示并傳輸給微處理器；
閥門接口用于連接閥門，閥門接收微處理器信號，進(jìn)行開和關(guān)。
4所述閥門包括一電機(jī)M1，用于控制開關(guān)的開和關(guān)， 一微處理器IC， 用于接收信號并驅(qū)動電機(jī)Ml轉(zhuǎn)動， 一超級電容El,存儲電能，斷電 后為電機(jī)M1提供電能；
微處理器的P63腳接高電位，并通過下拉電阻R2接地，接地線還 連接有并聯(lián)的開限位開關(guān)Sl和關(guān)限位開關(guān)S2，微處理器的P65腳和 P64腳分別作為0N腳和OFF腳，P60腳連接溫控器控制線；ON腳和OFF 腳之間為電才幾驅(qū)動電^各，包括一電才幾M1、兩個三才及管Ql和Q2、兩個 場效應(yīng)管Q3和Q4，三極管Ql的集電極和場效應(yīng)管Q3的漏極共同連 接到電機(jī)M1的一端，三極管Q2的集電極和場效應(yīng)管Q4的漏極共同連 接到電機(jī)M1的另一端，兩場效應(yīng)管的源極接地，兩三極管的發(fā)射極接 高電位VDD,場效應(yīng)管Q3的柵極與三極管Ql的基極共同連接到OFF 腳，效應(yīng)管Q4的柵極與三極管Q2的基極共同連接到0N腳；上述高電 位VDD通過二極管Dl和限流電阻Rl連接到電源，超級電容El設(shè)置在 高電位VDD和接地之間。
所述微處理器IC1的RST腳連接有一復(fù)位電路，因?yàn)殚y門中有一 超級電容，上電后若干秒內(nèi)充電電流較大，5V電壓是由0V緩慢上升 至5V的，為了電路可靠啟動，由RST腳連接到一三極管Q6的集電極， 其基極通過一穩(wěn)壓二極管ZD1連接到電源。當(dāng)電壓低于3. 6V時，保持 復(fù)位狀態(tài)，電壓達(dá)到3.6V后，復(fù)位完成，系統(tǒng)啟動，開始工作。
所述電源模塊包括一市電接口 Jl，是220V市電接口，市電接口 Jl連接有一變壓器Tl將220V交流電變?yōu)?V交流電，再連接一整流 橋BRG將9V交流電變?yōu)橹绷麟?，再?jīng)過電容濾波，再經(jīng)過穩(wěn)壓器LS1 穩(wěn)壓得到穩(wěn)定的5V直流電，再經(jīng)過二極管和磁珠Z1、 Z2漿數(shù)字電路 與模擬電路隔離以避免千擾，作為電源5V。此電源模塊一般適用于有 一個閥門接口的情況。
當(dāng)有多個閥門接口時，上訴電源模塊功率不夠，此時，電源模塊 包括一市電接口 Jl，市電接口 Jl連接有一開關(guān)電源模塊AC-DC，再經(jīng) 過二極管和磁珠Z1、 Z2將數(shù)字電路與模擬電路隔離，作為電源5V。
所述溫度傳感器包括一溫度傳感器芯片IC2及其外圍電路，當(dāng)溫 度變化時，熱敏電阻的阻值會隨之改變，其振蕩電路的CWD脈沖輸出 頻率也會相應(yīng)改變，熱敏電阻的阻值與這個頻率有穩(wěn)定、固定的對應(yīng) 關(guān)系，此頻率傳輸給微處理器IC1進(jìn)行處理，得到當(dāng)前溫度，這是溫 度傳感器的普通用法，是容易實(shí)現(xiàn)的。
時鐘包括一時鐘芯片IC4, 1HZ腳以1赫茲的頻率送出振蕩信號， 供微處理器IC1計時用。
微處理器IC1連接有至少一閥門接口 ， 5V和GND向閥門提供工作 電源,。用于顯示信息的顯示裝置一般為液晶顯示器，還可以連接有ic卡
讀寫模塊，將現(xiàn)有的IC卡讀寫技術(shù)融入其中，達(dá)到付費(fèi)計時的目的。
還可以設(shè)置有蜂鳴器，作為報警器使用，是容易實(shí)現(xiàn)的。 還可以設(shè)置有按鍵接口，以便輸入相關(guān)數(shù)據(jù)。
還設(shè)置有非易失性存儲器，用于保存工作參數(shù)和IC卡中的費(fèi)用余
額，斷電后數(shù)據(jù)不丟失。
這樣，電源模塊為整個裝置提供5V電源，微處理器IC1連接有時 鐘、溫度傳感器、液晶顯示器、按鍵、至少一閥門接口、存儲器、蜂 鳴器、復(fù)位電路等。
電源模塊供電，復(fù)位電路啟動裝置，時鐘提供即時信號，存儲器 存儲相關(guān)信息，顯示器顯示信息，IC卡讀寫模塊讀出IC卡的費(fèi)用信 息，顯示在顯示器上并傳輸給微處理器IC1,微處理器IC1控制閥門 開和關(guān)，溫度傳感器監(jiān)測周圍溫度，并將信息傳輸給微處理器IC1, 微處理器根據(jù)溫度信息控制閥門的開和關(guān)，達(dá)到設(shè)定溫度的目的。斷 電后，閥門中的超級電容El繼續(xù)為閥門提供電源，帶動電機(jī)關(guān)閉閥門。
本發(fā)明提供的暖氣智能節(jié)能計量裝置具有以下優(yōu)點(diǎn)
1. 實(shí)現(xiàn)了分戶計量， 一個控制器可以控制多個用戶或多個閥門， 控制更加精確、有效。
2. 采用超級電容代替電源，普通做法都是采用現(xiàn)有電池，由于容 量限制，需要經(jīng)常更換，增加了成本和作業(yè)頻率。
3. 用戶可以自由開關(guān)暖氣閥，房間無人時可以關(guān)閉，停止計費(fèi)， 實(shí)現(xiàn)自動節(jié)能，比現(xiàn)有各種計費(fèi)方式都節(jié)能。
4. 由于有了溫控系統(tǒng)，用戶可以自由設(shè)置室內(nèi)溫度，可縮小室內(nèi) 與室外溫差，當(dāng)室內(nèi)溫度達(dá)到設(shè)定值時，暖氣閥可以自動關(guān)閉，停止 計費(fèi)，節(jié)約能源，降低用戶成本。
5. 當(dāng)室內(nèi)溫度設(shè)定值低時，會在較短時間內(nèi)達(dá)到這一設(shè)定值，暖 氣閥自動關(guān)閉，并停止計費(fèi)。
6.IC卡預(yù)付費(fèi)方式，解決了收費(fèi)難的問題，方便管理。
7. 由其制作的閥門安裝方便，接口和現(xiàn)有接口類似。
8. 可以采用"兩部制收費(fèi)法"國家發(fā)改委、建設(shè)部2007年6月3 曰聯(lián)合發(fā)布的《城市供熱價格管理暫行辦法》，規(guī)定采暖收費(fèi)實(shí)行固定 熱價和計量熱價相結(jié)合的"兩部制熱價"(也稱"兩部制收費(fèi)法")。固 定熱價按照總熱價30%-60%的標(biāo)準(zhǔn)確定，計量熱價按用戶的實(shí)際使用量 計算，用戶所要交納的采暖費(fèi)是固定熱價和計量熱價之和。
9. 電機(jī)功率低，即可以采用小電機(jī)，其功率為2W左右即可，耗能少。
10. 能存儲各種信息，便于以后查閱。
611.具有顯示裝置和輸入按鍵，能夠設(shè)定信息并顯示。


圖l為本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)原理圖； 圖2為本發(fā)明實(shí)施例的電路原理圖； 圖3為本發(fā)明實(shí)施例中閥門的電路原理圖。
具體實(shí)施例方式
下面將對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。
一種暖氣智能節(jié)能計量裝置，如圖1所示，包括包括一微處理器 IC1,微處理器連接有時鐘、溫度傳感器、顯示裝置和至少一個閥門接 口，并有電源模塊供電，顯示裝置還連接有IC卡讀寫模塊；
微處理器IC1用于接收信號、處理數(shù)據(jù)、控制外圍設(shè)備工作；
時鐘提供計時信號，即提供振蕩信號，供微處理器計時用；
溫度傳感器用于檢測溫度，并傳輸給微處理器；
顯示裝置用于顯示信息，IC卡讀寫模塊用于讀出相配合的IC信 息，通過顯示裝置顯示并傳輸給微處理器；
閥門接口用于連接閥門，閥門接收微處理器信號，進(jìn)行開和關(guān)。
具體來說，如圖2所示，本實(shí)施例中微處理器IC1采用AT89S52, 時鐘芯片IC4采用PCF8563,溫度控制器芯片采用5 5 5 ，存儲器采用 AT24C02。而閥門如圖3所示，微處理器IC釆用AT89S53。
具體來說，AT89S52的10腳(即RST腳)連接有復(fù)位電路，復(fù)位 電路即RST腳連接到一三極管Q6的集電極，其基極通過一穩(wěn)壓二極管 ZD1連接到電源，還包括其外圍電路。當(dāng)電壓低于3， 6V時，保持復(fù)位 狀態(tài)，電壓達(dá)到3.6V后，復(fù)位完成，系統(tǒng)啟動，開始工作。
時鐘芯片PCF856 3的1腳和2腳之間有一晶振Y2，其7腳作為1HZ 輸出腳連接到AT89S52的14腳，輸出1赫茲振蕩信號，作為IC1的計 時使用。
非易失性存儲器AT24C02,其7腳連接AT89S52的29腳作為WP 腳，用于保存工作參數(shù)和IC卡中的費(fèi)用余額，斷電后數(shù)據(jù)不丟失。
本例中電源采用普通電源，即包括一市電接口 n,是220V市電接 口 ，市電接口 Jl連接有一變壓器Tl將220V交流電變?yōu)?V交流電， 再連接一整流橋BRG將9V交流電變?yōu)橹绷麟?，再?jīng)過電容濾波，再經(jīng) 過穩(wěn)壓器LSI穩(wěn)壓得到穩(wěn)定的5V直流電，再經(jīng)過二極管和磁珠Zl、 Z2漿數(shù)字電路與模擬電路隔離以避免干擾，作為電源5V。
J2、 J6、 J7、 J8為閥門接口，分別連接有閥門，閥門電路如圖3 所示，包括 一電機(jī)M1，用于控制開關(guān)的開和關(guān)， 一微處理器IC，微 處理器采用AT系列，如本例采用AT8PS53,用于接收信號并驅(qū)動電機(jī) Ml轉(zhuǎn)動， 一超級電容E1，存儲電能，斷電后為電機(jī)M1提供電能。微處理器IC的P63腳接高電位，并通過下拉電阻R2接地，接地 線還連接有并聯(lián)的開限位開關(guān)Sl和關(guān)限位開關(guān)S2,微處理器IC的P65 腳和P64腳分別作為0N腳和OFF腳，P60腳連接溫控器控制線。
ON腳和OFF腳之間為電機(jī)驅(qū)動電路，包括一電機(jī)M1、兩個三極管 Ql和Q2 (采用8550型號)、兩個場效應(yīng)管Q3和Q4 (采用NDS335N型 號)，三極管Ql的集電極和場效應(yīng)管Q3的漏極共同連接到電機(jī)Ml的 一端，三極管Q2的集電極和場效應(yīng)管Q4的漏極共同連接到電機(jī)Ml的 另一端，兩場效應(yīng)管的源極接地，兩三極管的發(fā)射極接高電位VDD, 場效應(yīng)管Q3的柵極與三極管Ql的基極共同連接到0FF腳，效應(yīng)管Q4 的柵極與三極管Q2的基極共同連接到0N腳。
上述高電位VDD通過二才及管Dl和限流電阻Rl連4妻到電源，超級 電容El設(shè)置在高電位VDD和接地之間。
上述孩i處理器IC的P61腳作為0PN腳，P62作為CLS腳，并分別 通過上拉電阻連接到電源VCC。
上述孩t處理器IC的VDD腳為電源VCC腳，電源VCC腳和P63腳之 間還設(shè)置有穩(wěn)壓源電路，保證微處理器有穩(wěn)定電源，具體為電源VCC 腳通過并聯(lián)連接的法拉電容E2和電容Cl接地，法拉電容E2的正極還 通過二極管D2接P63腳高電位。
上述超級電容El采用1F，所述法拉電容E2為0. 22F。是為了保證 斷電后能關(guān)閉閥門，利用其存儲的電能推動電機(jī)關(guān)閥，El在關(guān)閥過程 中隨著電量消耗，電壓會降低，這時，就需要E2作為穩(wěn)壓。并用二極 管D1將E1與電源隔離，防止反向送點(diǎn)，確保IC監(jiān)測電源掉電，Rl 作為限流電阻，防止向E1充電電流過大，損壞電源；二極管D2作為 電容E2的保護(hù)。
"為液晶顯示模塊接口，連接有液晶顯示器，這是容易實(shí)現(xiàn)的。 J3為按鍵接口 ，其1-5腳作為5個按鍵分別連接到AT89S52的9 腳、11腳、13腳、18腳、19腳。
J5為IC卡電路接口，與AT89S52連接，這是容易實(shí)現(xiàn)的。
權(quán)利要求
1.一種暖氣智能節(jié)能計量裝置，其特征在于包括一微處理器(IC1)，微處理器連接有時鐘、溫度傳感器、顯示裝置和至少一個閥門接口，并有電源模塊供電，顯示裝置還連接有IC卡讀寫模塊；微處理器(IC1)用于接收信號、處理數(shù)據(jù)、控制外圍設(shè)備工作；時鐘提供計時信號，即提供振蕩信號，供微處理器計時用；溫度傳感器用于檢測溫度，并傳輸給微處理器；顯示裝置用于顯示信息，IC卡讀寫模塊用于讀出相配合的IC信息，通過顯示裝置顯示并傳輸給微處理器；閥門接口用于連接閥門，閥門接收微處理器信號，進(jìn)行開和關(guān)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的暖氣智能節(jié)能計量裝置，其特征在于 所述閥門包括一電機(jī)(Ml),用于控制開關(guān)的開和關(guān)；一微處理器(IC)，用于接收信號并驅(qū)動電機(jī)(Ml)轉(zhuǎn)動； 一超級電容(E1),存儲電能，斷電后為電機(jī)(M1)提供電能； 微處理器的P63腳接高電位，并通過下拉電阻(R2 )接地，接地 線還連接有并聯(lián)的開限位開關(guān)(Sl)和關(guān)限位開關(guān)(S2),微處理器的 P65腳和P64腳分別作為0N腳和OFF腳，P60腳連接溫控器控制線；ON腳和OFF腳之間為電機(jī)驅(qū)動電路，包括一電機(jī)(M1)、兩個三 極管(Ql和Q2 )、兩個場效應(yīng)管(Q3和Q4),三極管(Ql )的集電極和 場效應(yīng)管(Q3)的漏極共同連接到電機(jī)(M1)的一端，三極管(Q2)的 集電極和場效應(yīng)管(Q4)的漏極共同連接到電機(jī)(Ml)的另 一端，兩場 效應(yīng)管的源極接地，兩三極管的發(fā)射極接高電位(VDD),場效應(yīng)管(Q3) 的柵極與三極管(Ql)的基極共同連接到0FF腳，效應(yīng)管(Q4)的柵 極與三極管(Q2)的基極共同連接到ON腳；上述高電位(VDD)通過二極管(Dl)和限流電阻(Rl)連接到電 源，超級電容(El)設(shè)置在高電位(VDD)和接地之間。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的暖氣智能節(jié)能計量裝置，其特征在于 所述微處理器(IC1)的RST腳連接有一復(fù)位電路，即RST腳連接到一三 極管(Q6)的集電極，其基極通過一穩(wěn)壓二極管(ZD1)連接到電源。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所迷的暖氣智能節(jié)能計量裝置，其特 征在于所述電源模塊包括一市電接口 (Jl),市電接口 (Jl)連接有 一變壓器(T1),再連接一整流橋(BRG),再經(jīng)過電容濾波，再經(jīng)過穩(wěn) 壓器(LS1)穩(wěn)壓，再經(jīng)過二極管和磁珠(Zl、 Z2)作為電源(5V)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的暖氣智能節(jié)能計量裝置，其特征在于所述電源模塊包括一市電接口 ( Jl ),市電接口(J1)連接有一開關(guān)電源模塊AC-DC,再經(jīng)過二極管和磁珠(Zl、 Z2 )作為電源(5V)。
全文摘要
一種暖氣智能節(jié)能計量裝置，包括一微處理器(IC1)，微處理器連接有時鐘、溫度傳感器、顯示裝置和至少一個閥門接口，并有電源模塊供電，顯示裝置還連接有IC卡讀寫模塊。本發(fā)明提供的暖氣智能節(jié)能計量裝置結(jié)構(gòu)新穎、分戶或分室計量、能自由設(shè)置溫度、自由開關(guān)，具有很好的推廣應(yīng)用價值。
文檔編號G07F15/06GK101567105SQ200910015378
公開日2009年10月28日 申請日期2009年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月27日
發(fā)明者宋海洋 申請人:濟(jì)南雪山節(jié)能科技有限公司