專利名稱：用于大口徑表具的接觸式ic卡智能燃氣表的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種計量氣體用表，尤其是涉及一種接觸式IC卡智能
燃氣表。屬計量器具技術領域。
(二)
背景技術：
接觸式IC卡智能燃氣表是傳統燃氣表技術與當今電子及計算機技術
相結合電子產品。與傳統膜式燃氣表相比，其主要優勢是解決燃氣公司收費難題，實現燃氣使用的預付費控制功能。杜絕欠費，減少燃氣公司損失。該技術性能可靠，使用便捷，配合聯網收費平臺管理系統，實現用戶購氣自動化，售氣管理及用戶數據管理査詢的自動化，成為城市燃氣計量產品智能化的新方向。
早期的接觸式IC卡燃氣表技術由于控制系統在設計上存在一定的缺
陷，這些缺陷表現在以下幾個方面
1、 整體設計功耗大，造成使用者在短期內經常性的更換電池；
2、 IC卡與單片機在交換數據過程中易出現吃卡及IC卡鎖死現象；
3、 IC卡加密方法缺陷，易被相關IC卡復制器復制，造成控制程序紊亂或者表上顯示數值與管理系統充值數值不符現象；
4、 控制系統在電源突然斷電或者在高電壓破壞的情況下出現氣量丟失、程序紊亂現象；
5、 電機閥長時間開啟情況下，易出現當執行關閥動作時不能夠關閥， 造成不關閥現象；
6、 由于用戶惡意破壞表內電機閥，造成控制器不能夠執行關閥動作；
7、 不能夠對磁干擾很有效的防護；
8、 控制系統在特殊環境中容易宕機或者燒毀電路。 以上問題成為近年來接觸式IC卡智能燃氣表技術發展的頑疾，至今沒
有一整套相關行之有效的解決方案。
發明內容
本實用新型的目的在于克服上述背景技術的不足之處，提供一種用于 大口徑表具的接觸式IC卡智能燃氣表，其整體功耗低，使用者在使用過程 中無需頻繁更換電池，不出現控制器程序紊亂、氣量值丟失、IC卡鎖死、 電機閥控制失常、IC卡易被復制及斷電不關閥門現象，并能夠實現溫度及 壓力補償修正功能，電機閥保護功能，磁干擾防護功能。
本實用新型的目的是這樣實現的 一種用于大口徑表具的接觸式IC卡 智能燃氣表，包括單片機，單片機外圍連接數據存儲單元、IC卡讀寫單元、 在線編程單元、脈沖檢測和磁防護單元、液晶屏顯示單元、穩壓電路單元、 電源電壓檢測單元、電源斷電系統復位單元、電機閥驅動單元、聲音提示 單元和溫度及壓力補償修正單元。
與現有技術相比，本實用新型具有的優點和效果如下
本實用新型接觸式IC卡智能燃氣表，其工作電壓低，靜態功耗小，在使用和保存過程中不需要頻繁更換電池，不會出現掉電不關閥、用戶數據 丟失及控制器鎖死現象，并能有效杜絕用戶卡復制而造成的燃氣公司損失 現象。
圖1為本實用新型的電路原理框圖。
具體實施方式
參見圖l，本實用新型用于大口徑表具的接觸式ic卡智能燃氣表，包
括單片機，單片機外圍連接數據存儲單元、IC卡讀寫單元、在線編程單元、
脈沖檢測和磁防護單元、液晶屏顯示單元、穩壓電路單元、電源電壓檢測 單元、電源斷電系統復位單元、電機閥驅動單元、聲音提示單元和溫度及 壓力補償修正單元。所述電機閥驅動單元采用直流電機驅動芯片，電機閥
采用機電一體化雙向無堵轉低電流閥門。所述單片機為FLASH型可編程 單片機。以下對上述各功能單元分別描述如下 1、單片機
單片機是控制系統的核心單元，所有信號的處理、接收、數據運算及 控制指令的發出都由其完成。本系統采用臺灣華邦公司541系列單片機， 此單片機是一個帶LCD驅動的，可以多次燒錄的微功耗、高性能的四位為 控制芯片；它包含一個四位的ALU，兩個八位定時器，在雙時鐘模式下的 兩個分頻器， 一個32x4的LCD的驅動，五個四位的I/0端口；它具有五 個中斷源和八級堆棧；他的工作電流非常低而且有三種省電工作模式，即 單時鐘下的HOLD模式、STOP模式和雙時鐘下的低速模式，這樣可以將功耗降到最低。寬工作電壓范圍(2.4V 5.5V)，工業級環境要求設計，完 全適合IC卡燃氣表產品的設計要求。
2、 數據存儲單元
數據存儲器(EEPROM)是用來存儲IC卡卡號、密碼、氣量值、狀態 標志及相關用戶信息，它通過I2C通訊方式與單片機進行數據傳輸。該系 統選用的EEPROM其工作電壓1.8V-5V可選，可將數據保存100年，可 以有10萬次的寫入和擦除。
3、 IC卡讀寫單元
IC卡是用來保存用戶信息、系統密碼、狀態標志和購買氣量的介質， 其數據傳輸方式也是I2C的通訊方式與單片機進行數據傳輸。本系統選用 的IC卡是西門子公司的邏輯加密卡，該IC卡具有3次誤碼計數限定，數 據保存周期為100年，有效寫入和擦除次數為10萬次，該IC卡對用戶來 說是一表一卡，該系統所使用的IC卡只有一種即用戶卡，該用戶卡將清零、 設置、購氣功能結合在一張卡上。該單元的設計選用長壽命、高可靠的卡 座，其電路采用抗靜電、防攻擊及防抖動技術，有效的適合在復雜環境下 使用。
4、 在線編程單元
系統設計的單片機為可多次燒錄的FLASH型單片機，利用此項功能 可以很便捷的對單片機軟件程序進行升級，為產品開發、生產以及售后服 務工作帶來極大的便利。
5、 脈沖檢測及磁防護單元該單元的功能主要是為單片機提供流量脈沖信號和磁防護信號，其信 號的發出是由舌型干簧管的通斷完成，其設計思想包括防抖動技術，消除
信號源的干擾。單片機在接收到磁防護信號后將數據及時保存到EEPROM 后，關閉電機閥，發出報警指令。
6、 、液晶屏顯示單元
該單元采用低功耗LCD顯示器，可直觀顯示9999.99m3的氣量信息和 "剩余"、"故障"、"欠壓""讀卡X、々"、"竊用"、"閥開"、"閥關"等中 文提示信息。液晶顯示屏在單片機休眠狀態下處于關閉狀態以節省系統功 耗，當外部插卡或者有脈沖信號時，液晶顯示屏才處于工作狀態顯示。其 工作電壓通過偏置電容選擇液晶顯示屏的工作電壓，有單片機提供128段 代碼選項寄存器控制。
7、 穩、壓電路單元
該單元主要功能是將外部DC 6V電壓穩壓在3.6V，將3.6V電壓提供 給單片機系統工作。
8、 電源電壓檢測單元
該單元主要功能是檢測外部電池的電壓值，當外部輸入電壓低于系統 檢測設定值時，電壓檢測單元將檢測信號傳輸給單片機，保存EEPROM數 據，執行關閥及提示信息指令。
9、 電源斷電系統復位單元
該單元的主要功能是完成電、源斷電的信號的發出，單片機在接收到有 效信號后，保存數據至EEPROM，同時單片機復位。并且斷電信號傳遞給單獨的關閥電路，完成閥門的關閉。該單元的優勢是在斷電的情況下既能 有效的讓單片機復位和保存數據，同時關閥的動作不受單片機的控制，直 接由硬件關閥，從而避免在關閥的過程中受到外界的干擾。
10、 電機閥驅動單元
該單元的主要功能是接收單片機發出的開關閥門的指令以及在斷電的 情況下由復位單元發出的關閥信號關閥。該單元的優勢是采用集成的直流
電機驅動芯片控制電機閥，其輸出電流達到500mA，且集成度高，比一般 靠分立元件設計的關閥電路可靠。
11、 聲音提示單元
該單元的功能主要是用戶操作或者表具工作時發出提示音，告知用戶 表具的狀態。
12、 溫度及壓力補償修正單元
當該單元應用于家用表具時可以省略。當該單元用于大口徑表具時， 該單元才發揮作用，將檢測出管道氣體的溫度和壓力，將檢測出的信號給 單片機，從而修正脈沖檢測信號的示值誤差。更加精確的計算燃氣的使用
本實用新型的主要技術參數
1、 電源電壓DC 1.5Vx4
2、 閥門工作電壓DC 1.5V-6.5V
3、 閥門工作電流DC 6V時小于200mA
4、 開關閥門時間DC6V時小于5、 靜態工作電流小于lOpA
6、 讀寫卡操作時間小于500mS
7、 讀寫卡電流小于50mA
8、 電源檢測電壓值4.2V、 3.6V
9、 環境溫濕度-40°C~+60°C、大于卯％。
權利要求1、一種用于大口徑表具的接觸式IC卡智能燃氣表，其特征在于所述燃氣表包括單片機，單片機外圍連接數據存儲單元、IC卡讀寫單元、在線編程單元、脈沖檢測和磁防護單元、液晶屏顯示單元、穩壓電路單元、電源電壓檢測單元、電源斷電系統復位單元、電機閥驅動單元、聲音提示單元和溫度及壓力補償修正單元。
2、 根據權利要求1所述的一種用于大口徑表具的接觸式IC卡智能燃氣表，其特征在于所述電機閥驅動單元采用直流電機驅動芯片，電機閥采用機電一體化雙向無堵轉低電流閥門。
3、 根據權利要求1所述的一種用于大口徑表具的接觸式IC卡智能燃氣表，其特征在于所述單片機為FLASH型可編程單片機。
專利摘要本實用新型涉及一種用于大口徑表具的接觸式IC卡智能燃氣表，屬計量器具技術領域。包括單片機，單片機外圍連接數據存儲單元、IC卡讀寫單元、在線編程單元、脈沖檢測和磁防護單元、液晶屏顯示單元、穩壓電路單元、電源電壓檢測單元、電源斷電系統復位單元、電機閥驅動單元、聲音提示單元和溫度及壓力補償修正單元。本實用新型接觸式IC卡智能燃氣表，其工作電壓低，靜態功耗小，在使用和保存過程中不需要頻繁更換電池，不會出現掉電不關閥、用戶數據丟失及控制器鎖死現象，并能有效杜絕用戶卡復制而造成的燃氣公司損失現象。
文檔編號G07F15/06GK201421634SQ200920046310
公開日2010年3月10日 申請日期2009年6月3日 優先權日2009年6月3日
發明者吳恒京, 張煥明 申請人:江蘇中威智能設備有限公司