IC卡智能復費率預付費工業水表制造技術

一種ＩＣ卡智能復費率預付費工業水表，由室外機和室內機組成，兩機之間以一對雙絞線連接進行串行數據通訊，室外機包括有旋翼式工業水表及信號采集器、電動閥門和控制器，控制器以單片計算機為主；并包括其他電路，室內機包括有以單片計算機為主控制器、ＩＣ卡讀寫電路、ＩＣ卡、實時鐘電路、存貯電路、液晶顯示電路，室外機和室內機都設計有電池欠壓檢測電路。本實用新型專利技術設計合理，技術先進、功能齊全、性能優良、應用廣泛。（*該技術在2011年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種工業用水表，具體是指一種IC卡智能工業水表。目前無論工業或民用的水表，都是先用水，后由供水部門定期抄表和收費，這樣做不但手續麻煩，需要投入大量的人力，而且水費的收繳滯后于供水的投入，甚至還經常發生拖欠水費的現象。而我國是水資源缺乏的國家，不少城市都有用水缺乏的現象，節約用水、甚至限制用水以保護水資源成了當務之急。隨著市場經濟改革的深入發展，供水部門迫切需要實行先繳費后用水的管理方式，以加快資金的回籠。在水資源缺乏的地方，尤其迫切需要采用經濟手段節約和限制用水量，以保護水資源。本技術之目的旨在提供一種無需人工抄表、先繳費后定量用水、不同時段不同季節不同費率、科學合理、節約用水、保護水資源、智能化程度高、功能齊全、工作可靠的IC卡智能復費率預付費工業水表。本技術的技術解決方案是這種IC卡智能復費率預付費工業水表包括有室外機和室內機，兩機之間以對雙絞線連接進行串行數據通訊，互相傳送各種數據和信息；室外機包括有在現有旋翼式工業水表計量齒輪外圓周上安裝一小塊永久磁鐵，在計量齒輪的旁邊安裝有采樣干簧管和防磁干簧管組成的信號采集器；電動閥門和控制器，控制器以單片計算機為主，單片計算機通過采樣防磁電路與包含有采樣干簧管和防磁干簧管的信號采集器相連，對用戶用水量進行計量，單片計算機通過雙向電機驅動電路控制電動閥門的開和關，由閥門定位電路確定電動閥門的開、關位置，單片計算機通過串行通訊接口電路及雙絞線與室內機進行各種數據和信息的雙向通訊，單片計算機還通過電池欠壓檢測電路定期檢查鋰電池在一定負荷電流下的電壓降，判斷是否需要更換電池；室內機包括有以單片計算機為主控制器，通過IC卡讀寫電路對IC卡進行讀寫操作，通過讀取實時鐘電路的時間數據結合室外機傳送過來的用水量進行復費率計費，單片計算機將各種數據和信息傳送給液晶顯示電路顯示，并由蜂嗚器電路作出聲響報警，單片計算機把必須保護的數據存放在串行電可改寫只讀存貯器電路，在斷電、欠壓或故障時，數據不會丟失，單片計算機通過串行通訊接口電路及雙絞線與室外機通訊，相互交換各種數據和信息，單片計算機還通過電池欠壓檢測電路定期檢查鋰電池，電壓過低則需要更換電池。本技術運用微電子技術和微計算機技術，將普通旋螺翼式工業水表與IC卡智能控制器結合在一起，可以按復費率或單費率對用戶的用水量進行計量并實現智能控制與管理，這就省去了目前靠人工抄表收費的繁雜手續。并可通過發行IC卡，在供水緊張的地區實行限量供水的計劃管理。采用復費率計費制可以平抑“高峰”用水，鼓勵“低谷”用水，有利于做到均衡用水，以提高供水設備的效率。實行先收費后用水的管理方式，使水真正成為商品。以利于提高經濟效益，又達到節約用水，保護水資源的目的。由于采用了低功耗的單片計算機和集成電路，以及使用實時鐘電路的時鐘初始值及費率參數由IC卡來輸入的技術，省去通常由鍵盤輸入數據的電路元件和麻煩的數據輸入操作，因此可以求得產品的高精度、高可靠性、穩定性。由于采用室內機與室外機的結構方式，并且室外機是完全防水密封的，因此可以適用于各種惡劣潮濕的環境，用戶只需對室內機進行操作即可，方便了用戶的使用和操作。附圖說明圖1為本技術結構原理框圖圖2為本技術室外機信號采集器安裝結構示意圖圖3為本技術室外機電路原理圖圖4為本技術室內機電路原理圖以下結合附圖和實施例對本技術的技術方案作進一步詳細說明由于目前國內的工業用水表絕大部分都是采用旋翼式水表，因此本技術的設計思想，就是通過加裝一個以微計算機為核心的智能控制器和電動閥門，把現有的螺翼式水表改造成為以IC卡做為預付費購水量的傳遞媒介，按供水部門規定的費率進行計費和控制用水量的智能工業水表，以滿足社會的實際需要。由于工業水表通常安裝在室外管道井中，并蓋有厚重的鑄鐵或水泥井蓋，如果把智能控制器與水表都一起安裝在管道井中，勢必給日常的讀寫IC卡及觀察智能水表顯示的各種信息帶來操作上的不便，因此本技術設計時，將智能水表分為室內機和室外機。室外機包括螺翼式工業水表及電動閥門和相應的控制器；室內機僅是一個以單片計算機為核心的控制器。室內機和室外機之間通過一對雙絞線進行數據通訊，相互傳遞各種控制和數據信息。以下分別按室外機和室內機來敘述本技術的設計方案和工作原理。參見圖1、圖2所示的本技術室內、外機的結構方框圖和信號采集器結構示意圖。室外機的設計方案如下它由現有的普通旋翼式工業水表(11)和新設計的控制器(12至111)兩大部分組合而成。參見圖2，在現有工業水表(11)的10升(或100升)計量齒輪靠近外圓周的位置安裝了一小塊永久磁鐵(14)，在10升(或100升)計量齒輪的旁邊安裝有采樣干簧管和防磁干簧管組成的信號采集器(15)，防磁干簧管應比采樣干簧管距磁鐵稍遠些，使10升(或100升)計量齒輪每轉一周，采樣干簧管就吸合一次，而防磁干簧管并不吸合。采樣干簧管和防磁干簧管的兩極用導線連接到控制器的采樣防磁電路(16)，將工業水表的用水量及防磁信號變成脈沖數字信號，這些脈沖數字信號分別傳輸到單片計算機(13)的兩個輸入I/O口，由單片計算機(13)進行用水量或防磁信號的數據處理。防磁干簧管的作用是當有人試圖以磁鐵靠近采樣干簧管使采樣干簧管不能正常通斷時，緊靠著采樣干簧管的防磁干簧也將吸合，單片計算機3接收到防磁干簧管的吸合信號后，將關閉閥門，停上止供水，并記錄和發出警報信息，這樣就可以防止有人試圖竊水。單片計算機(13)每采集到一定量的用水數據后，就把用水量數據通過串行通信接口電路(111)傳送到室內機，由室內機進行數據處理，當用戶用完所購水量由室內機發出關閥信號經串行通訊接口電路(111)傳送給單片機(13)，單片機通過雙向電機驅動電路(18)控制電動閥門(19)關閉閥門停止供水。雙向電機驅動電路(18)是雙向驅動電路，可控制電動閥門(19)的關和開，電動閥開、關到位時,由閥門定位電路(110)輸出開、關閥到位信號到單片機(13)，由單片機(13)停止雙向電機驅動電路(18)的工作。室外機設計成低功耗型電路，靜態時的工作電流只有幾個微安，這樣就可由鋰電池作為整機的電源(12)給室外機供電，為了判斷鋰電池(12)的電容量是否快用完，設計了電池欠壓檢測電路(17)可以定期檢測電池在一定的負載電流下電池電壓是否過低，如電池電壓過低，則關閉電動閥門，并將欠壓信息傳送給室內機，顯示更換電池信息，一般電池可用8-10年。室內機的結構和工作原理參見圖1中室內機結構框圖，室內機的電源(21)為鋰電池，它給整機供電，以單片計算機(22)為主控制器，由IC卡讀寫電路(24) 作為IC卡(23)與單片機(22)的接口，單片機通過IC卡讀寫電路(24)實現對IC卡(23)上所載數據的讀寫，這些數據包括密碼信息，用戶識別信息，購水量信息，費率信息，和調試及參數設定信息，為了實現多費率計費，室外機設計了實時鐘電路(25)，單片可以隨時讀取實時鐘的年、月、日、時、分、秒信息，并可設置定時中斷信號 喚醒單片機進行周期性的各項工作。室內機還設有串行電可改寫只讀存貯器(E2PROM)電路(26)，可以在電池欠壓或更換電池時寄存必要的數據。室外機的各種工作狀態和剩余水量本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種ＩＣ卡智能復費率預付費工業水表，其特征在于包括有室外機和室內機，兩機之間以一對雙絞線連接進行串行數據通訊，互相傳送各種數據和信息；室外機包括有：在現有旋翼式工業水表計量齒輪外圓周上安裝一小塊永久磁鐵，在計量齒輪的旁邊安裝有采樣干簧管 和防磁干簧管組成的信號采集器；電動閥門和控制器，控制器以單片計算機為主，單片計算機通過采樣防磁電路與包含有采樣干簧管和防磁干簧管的信號采集器相連，對用戶用水量進行計量，單片計算機通過雙向電機驅動電路控制電動閥門的開和關，由閥門定位電路確定電動閥門的開、關位置，單片計算機通過串行通訊接口電路及雙絞線與室內機進行各種數據和信息的雙向通訊，單片計算機還通過電池欠壓檢測電路定期檢查鋰電池在一定負荷電流下的電壓降，判斷是否需要更換電池；室內機包括有：以單片計算機為主控制器，通過ＩＣ 卡讀寫電路對ＩＣ卡進行讀寫操作，通過讀取實時鐘電路的時間數據結合室外機傳送過來的用水量進行復費率計費，單片計算機將各種數據和信息傳送給液晶顯示電路顯示，并由蜂鳴器電路作出聲響報警，單片計算機把必須保護的數據存放在串行電可改寫只讀存貯器電路，在斷電、欠壓或故障時，數據不會丟失，單片計算機通過串行通訊接口電路及雙絞線與室外機通訊，相互交換各種數據和信息，單片計算機還通過電池欠壓檢測電路定期檢查鋰電池，電壓過低則需要更換電池。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：宋其新，左立標，楊超，郭平，楊梁開，肖建如，
申請(專利權)人：長沙杰盛科技發展有限公司，
類型：實用新型
國別省市：43[中國|湖南]