專利名稱：紅外接口分體式預付費計量儀的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種水費預付費計量儀，特別是涉及一種IC卡與數控邏輯水計量分體式水費預付費計量儀。
背景技術：
淡水是人類生存的寶貴資源，而我國又是一個淡水資源貧乏的國家，節約用水是一項長期的基本國策。雖然我國淡水資源缺乏，但在很多地方一些人對節水意義認識不夠，浪費水資源嚴重，而一些管水行政部門對用水的強制管理方面也存在很多不足之處。例如，我國有不少牛羊肉加工專業戶，他們抽取地下水冷卻機組，用二寸水泵每天工作十幾個小時，浪費大量水資源，有些地方甚至因此造成地下水位的大幅度下降。本來增加幾千元的設備，就能使十幾噸的水循環使用一年，而他們竟消耗了成千上萬噸的地下水，卻無人問津。我們在調查中發現在農村有些村民水龍頭是24小時開放，問他們為什么不關水龍頭，回答是用水收固定費用，多少都是村上管。再如，浴池中的淋浴頭，每個消費者花3-5元錢，不管用多少水，洗多長時間都是這些錢，卻很少有人用完水主動把水門管上，等等。這些問題不僅說明要大力提高全民節水意識，而且要用現代高科技手段對用水進行科學的強制化的管理。
發明內容本發明要解決的技術問題，是提供一種IC卡與數控邏輯水計量二部為分體式的水費預付費計量儀，可用于普通預付費水表上，也可用在大口徑地下水計量控制上的紅外接口分體式預付費計量儀，作到一表一卡或一表多卡。
采用的技術方案是紅外接口分體式預付費計量儀，由數控邏輯水計量部分A和智能顯示部分B兩部分組成。
數控邏輯水計量部分A，包括流量計、集成電路IC1及其外圍電路、水流量取樣裝置、電源。單片機的外圍電路，包括低電壓保護電路和執行電路。低電壓保護電路由電阻R3、二極管D4、電解電容C串聯構成。D4接IC1的28腳，R3接電源E和繼電器JG。控制水泵電機啟動、正轉、反轉、停機或控制電磁閥開、關的執行電路包括三極管BG1、BG2、繼電器JK、JG。BG1的集電極經JK接電源E的正極，同時接水流量取樣器的對應接線端19，BG1的基極接經電阻R2接IC1的18腳。BG1的發射極經電解電容C1接地。BG2的集電極經JG接電源E，同時接電阻R3。BG2的基極經電阻R5接IC1的17腳。水流量取樣裝置的取樣信號輸出、輸入接線端子分別接接點H、F，接點H、F經電阻R7、二極管D6接IC1的8腳，IC1的8腳經電阻R8、電容C7接地。
集成電路IC1及其外圍電路的電器元件設置在電路板上，并固定在殼體內，水流量取樣裝置也固設在同一個殼體內，使數控邏輯水計量部分A成為單獨的全封閉結構。
智能顯示卡B部分，包括電源、卡座和IC卡。IC卡上有四位LED剩余水量顯示器、解鎖按鈕和指示燈。
數控邏輯水計量部分A與智能顯示卡部分B之間通過光電接口連接，進行電信號隔離，光電接口由一組光電耦合器件構成，光電耦合器的信號輸出、輸入端分別接智能顯示卡的卡座的對應接線端子，可通過通訊電纜將數據邏輯水計量部分A與智能顯示卡部分B連接起來，實現雙向信號傳送。IC卡插入卡座上。IC卡與光電耦合器貼接。IC卡由電源E1供電。
本發明的工作原理是每輸出設定的水量如0.1m3(最小工作單位可根據用戶要求設定)，當供水時，水流量取樣裝置向集成電路IC1發出一個特征信號，智能顯示卡開始從卡內水余量中減去0.1m3水，然后智能顯示卡通過光電接口向IC1輸入一特征信號，經過IC1處理確認后，完成一次減計數循環，當IC卡的購水使用余量為0時，則停發回傳特征碼，IC1向電磁閥或水泵電機發出指令，關閉閥門或讓電機停止運轉，用戶一次購水可在1-999m3之間選擇，當IC卡放入卡盒的卡槽時，按解鎖鍵即可令IC1向電磁閥或水源電機發出可工作指令，開閥或啟動電機，與此同時脫運行時賒用的0.1m3水自動從卡中減掉。
本發明的優點一、突破了普通IC卡必須插在單片機的卡座上才能進行數據交換的傳統模式，實現了數控邏輯水計量部分A與智能顯示卡部分B的分離結構，且工作時兩部分始終處于雙向通訊的關系，一旦被破壞都能發出關閥或關機指令，不怕光電接口傳輸線的斷路或短路。
二、結構簡單，安裝調試方便。
三、抗干擾能力強集成電路IC1在外界強大的磁場、電場和高壓電攻擊下可正常工作，它是優于其它單片機的一大優勢。
四、應用范圍廣可以用于普通預付費水表上，還可以用在大口徑地下水計量控制，又能用于浴池按用水量計費，等等。只要有計量信號輸出就能按您的要求累計、定量開關閥門。
五、示卡數字式用戶在卡上直觀的看到自己的用水情況，真正做到了“明明白白消費。”還能做到一表一卡和一表多卡的特點。
本系統的應用從根本上杜絕了人情水，關系水和以水謀私的丑惡現象。實現用好水、管好水，合理開發利用水，造福子孫后代。
圖1是本發明的一種實施例的結構示意圖。圖2是該實施例的數控邏輯水計量電路原理圖。圖3是本發明的第二種實施例控制顯示流程框圖。
具體實施方式
紅外接口分體式預付費計量儀，包括數控邏輯水計量部分A、智能顯示卡部分B和光電接口。
數控邏輯水計量部分A，包括流量計10、水流量取樣裝置11和控制部分12。流量計10為旋翼式冷水表，水流量取樣裝置11為磁發訊取樣脈沖器。控制部分包括集成電路IC1及其外圍電路。外圍電路，包括低電壓保護電路和執行電路。IC1為大規模集成電路OX-2001。
低電壓保護電路由電阻R3、二極管D4、電解電容C串聯構成。二極管D4的負極接IC1的28腳，R3接電源E(6V電池)的正極。
執行電路包括三極管BG1、BG2、繼電器JK、JG。繼電器JK并聯二極管D5，繼電器JG并聯二極管D2。JK一端接電源E，同時經電阻R7、二極管D6接IC1的8腳，并經電阻R8、電容C5接地，另一端經二極管D1接BG1的集電極，BG1的基極經電阻R2接IC1的18腳，經R1、電解電容C1接地。JG一端接電源E和R3，另一端接BG2的集電極，BG2的基極經電阻R5接IC1的17腳，并經電阻R4、電解電容C2接地。
磁發訊取樣脈器的信號輸出、輸入接線端子分別與聯樣接點H、F連接。
智能顯示卡B部分，包括電池E1、卡座4和智能顯示卡5。智能顯示卡5裝設在卡座4上，由單個電源E1供電。智能顯示卡的面板上有四位LED剩余水量顯示器1、解鎖接鈕2、指示燈3。
光電接口由光電耦合器GO1、GO2、GO3組成，GO1的三極管發射極接IC1的7腳，并經電阻R9接地，GO1的集電極接電源E的正極。GO1的發光二極管的正極接智能顯示卡B的卡座4的11腳(卡座有18個腳)發光二極管負極接地。GO2的發光二極管負極接地，正極經電阻R6接IC1的11腳。GO2的三極管集電極接電源正極，發射極接GO3的發光二極管的正極。GO3的發光二極管的負極接智能顯示卡B的卡座4的7腳。GO3的三極管的集電極接電池E、三極管的發射極經二極管D3、電阻R12接BG1的基極。
本實施例的控制部分是控制水源電機啟動、停止(電機可換為流量計出水管路上的電磁閥)。
IC1采用電池供電。電壓3.8-6.5V。電源經R3、D4加到IC1的28腳。IC1的取樣信號來源于水流量取樣裝置，所選用的取樣信號，經R7、D6、R8、C5的整形處理后，加于IC1的8腳，是一個幅值和脈寬一定的正脈沖，此時IC的時鐘信號被激發，時鐘頻率通過R10、R11和C6可設定。根據流量儀表取樣參數來選擇IC1的分頻系數。設定IC1的8腳每受到100個正脈沖，11腳即可能輸出一個特征信號。經R6加到GO2光耦的發送端，GO2的接收端又將光信號還原成電信號經傳輸線加到智能顯示卡B進行處理，使B內存儲數據進行減“1”計量。如減計數正確，B會通過通訊線向A的光電接口GO1回傳一個確認碼，加到IC1的7腳。這即完成了一次正確減計數計量。如果系統脫卡，卡內余量為0，或者通訊線短路或斷路，IC1的7腳都不收到回傳特征碼，這時IC1的17腳將會有高電平信號輸出，使三極管BG2導通，JG線圈通電，接點6、7吸合，電機W停電或關閥。如果由于B欠費，余量為0，則必須將充值卡重新充值(用戶持卡到交費處交款，通過微機將購入量寫入充值卡中)，插到卡座上按智能顯示卡B上的解鎖鍵，B通過通訊線向GO1發出一串編碼脈沖，經GO1的電—光—電轉換加入IC1的7腳，經IC1的識別確認是正確的解鎖碼后，18腳則有一個高電平信號輸出，這時三極管BG1導通，JK吸合，接點8、9吸合，開閥或啟動電機或做其它功能擴展。
另外，可通過改變IC1的“1”腳電平來設定賒水量(B內余量為0時還可得到供水量當1腳按高電平可賒用1立水，按0電平可賒用96立水。賒用量在用后插卡按解鎖鍵時，IC1的11腳會發出賒用量信息碼經GO2的電—光—電轉換，沖減B中的存量。
權利要求
1.紅外接口分體式預付費計量儀，包括數控邏輯水計量部分(A)和智能顯示部分(B)，其特征在于數控邏輯水計量部分(A)和智能顯示部分(B)為二個獨立的單體結構，分別由獨立的直流電源供電數控邏輯水計量部分(A)的信號輸出、輸入端通過由一組光電耦合器構成的光電接口和通訊電纜與智能顯示部分(B)的對應信號輸出、輸入端連接。
2.根據權利要求1所述的紅外接口分體式預付費計量儀，其特征在于一、所述的數控邏輯水計量部分A，包括流量計(10)、水流量取樣裝置(11)和控制部分(12)，控制部分包括集成電路IC1及其外圍電路，所述的外圍電路，包括執行電路，執行電路包括三極管BG1、BG2、繼電器JK、JG，繼電器JK一端接電源E，同時經電阻R7、二極管D6接IC1的8腳，并經電阻R8、電容C5接地，另一端經二極管D1接BG1的集電極，BG1的基極經電阻R2接IC1的18腳，JG一端接電源E和IC1的28腳，另一端接三極管BG2的集電極，BG2的基極經電阻R5接IC1的17腳，并經電阻R4、電解電容C2接地；水流量取樣裝置(11)的信號輸出、輸入接線端子分別與取樣接點H、F連接；二、所述的智能顯示卡部分B，包括電池E1、卡座(4)和智能顯示卡(5)，智能顯示卡(5)裝設在卡座(4)上，由單個電源E1供電，智能顯示卡的面板上有四位LED剩余水量顯示器(1)、解鎖接鈕(2)、指示燈(3)；三、所述的光電接口由光電耦合器GO1、GO2、GO3組成，GO1的三極管發射極接IC1的7腳，并經電阻R9接地，GO1的集電極接電源E的正極，GO1的發光二極管的正極接智能顯示卡B的卡座(4)的11腳，發光二極管負極接地，GO2的發光二極管負極接地，正極經電阻R6接IC1的11腳，GO2的三極管集電極接電源正極，發射極接GO3的發光二極管的正極，GO3的發光二極管的負極接智能顯示卡B的卡座(4)的7腳，GO3的三極管的集電極接電池E、三極管的發射極經二極管D3、電阻R12接BG1的基極。
3.根據權利要求2所述的紅外接口分體式預付費計量儀，其特征在于所述的IC1的外圍電路包括一個抵電壓保護電路，低電壓保護電路由電阻R3、二極管D4、電解電容C串聯構成，二極管D4的負極接IC1的28腳，R3接電源E的正極。
4.根據權利要求2所述的紅外接口分體式預付費計量儀，其特征在于所述的IC1為集成電路OX-2001，所述的流量計(10)為旋翼式冷水表，所述的水流量取樣裝置為磁發訊取樣脈沖器。
全文摘要
紅外接口分體式預付費計量儀，包括數控邏輯水計量部分A和智能顯示部分B，其特征在于數控邏輯水計量部分A和智能顯示部分B為二個獨立的單體結構，分別由獨立的直流電源供電；數控邏輯水計量部分A的信號輸出、輸入端通過由一組光電耦合器構成的光電接口和通訊電纜與智能顯示部分B的對應信號輸出、輸入端連接。本發明實現了數控邏輯水計量部分A與智能顯示卡部分B的分離結構，一旦被破壞都能發出關閥或關機指令，不怕光電接口傳輸線的斷路或短路。且具有結構簡單，安裝調試方便、抗干擾能力強、應用范圍廣等優點。本系統的應用從根本上杜絕了人情水、關系水和以水謀私的丑惡現象，實現用好水、管好水，合理開發利用水，造福子孫后代。
文檔編號G01F15/06GK1584512SQ0313411
公開日2005年2月23日 申請日期2003年8月18日 優先權日2003年8月18日
發明者蔡亮, 孔雪艷, 鮑麗欣, 馬奎, 郎福山, 楊榮波, 盧亮, 楊繼卿, 王樹柏, 呂德祥 申請人:遼寧豐源節水技術設備有限公司