專利名稱：Ic卡自來水表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種智能測量計(jì)量控制裝置，具體為一種IC卡自來水表。
現(xiàn)有的自來水表為純機(jī)械式結(jié)構(gòu)，在水流口內(nèi)安裝有一個旋翼式轉(zhuǎn)子，進(jìn)行流量計(jì)數(shù)，在水表內(nèi)也不具有通斷水閥，因而沒有自動控制功能，甚至水表出現(xiàn)故障仍照常供水，水費(fèi)的收取也是先由人工分散逐戶手動抄寫、統(tǒng)計(jì)，最后逐戶收費(fèi)、上交，需要大量的人力和時間，效率低，甚至一些單位拖欠水費(fèi)嚴(yán)重，使自來水公司水費(fèi)難以收齊，給公司的經(jīng)營管理和資金周轉(zhuǎn)帶來諸多困難和損失，這種原始的設(shè)施和落后的管理極待解決。
本實(shí)用新型之目的旨在提供一種用戶需先交費(fèi)后用水，定量供水、自動控制、提前報警、實(shí)現(xiàn)用水管理智能化、現(xiàn)代化、節(jié)省人力物力、提高經(jīng)濟(jì)效益和辦事效率的IC卡自來水表。
本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是這種IC卡自來水表的機(jī)箱分為電路板室、電動閥安裝室、電池盒室三部分，電路板室安裝有IC卡座、系統(tǒng)電路板、顯示板、操作鍵、流量傳感器，電動閥安裝室內(nèi)安裝有電動機(jī)、減速機(jī)、水閥閥芯旋轉(zhuǎn)軸、水閥室門傳感器，電池盒室內(nèi)安放電池和具有電池盒蓋傳感器，機(jī)箱底部與閥體聯(lián)成整體、閥體兩端連接進(jìn)出水管，閥體內(nèi)安裝水閥芯和旋翼式流量計(jì)數(shù)轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子上端安裝流量傳感器，電路板室內(nèi)其電路以CPU單片計(jì)算機(jī)為核心，同時連接數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)刪除電路、流量檢測電路、隨機(jī)定時顯示電路、驅(qū)動電路和電源電路，數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)刪除電路還與IC卡及IC卡座連接，驅(qū)動電路輸出通過電動機(jī)控制水閥，并具有監(jiān)視電路，電源電路還具電池盒蓋傳感器和電源監(jiān)視電路。
本實(shí)用新型和現(xiàn)有技術(shù)相比，用戶持IC卡先期付款購買水量、然后將IC卡插入本水表，即由水表CPU單片計(jì)算機(jī)對供水量進(jìn)行隨機(jī)控制，這樣，就使自來水供水管理實(shí)現(xiàn)了智能化、現(xiàn)代化，徹底改變了過去那種耗用大量人力、時間的逐戶手動抄表、人工收費(fèi)的原始落后狀況，預(yù)收費(fèi)管理的實(shí)現(xiàn)，必將為公司的資金周轉(zhuǎn)創(chuàng)造良好的條件，經(jīng)濟(jì)效益顯著。


圖1為本實(shí)用新型整體結(jié)構(gòu)示意圖圖2為本實(shí)用新型電路原理框圖圖3為本實(shí)用新型電路圖圖4為本實(shí)用新型電動閥門結(jié)構(gòu)示意圖
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明參見圖1，這種IC卡自來水表其機(jī)箱1為一工程塑料機(jī)殼，底部有多個螺釘安裝孔，通過螺釘與金屬閥體2聯(lián)成整體，機(jī)箱1分為三部分電路板室3、電動閥安裝室4、電池盒室5，電路板室3安裝有IC卡座、系統(tǒng)電路板、顯示板、操作鍵、流量傳感器6，電路板室3上具有面板透明罩7，電動閥安裝室4內(nèi)安裝有電動機(jī)8、減速箱9、水閥閥芯旋轉(zhuǎn)軸10、水閥室門傳感器11，電池盒室5內(nèi)安放電池和具有電池盒蓋傳感器12，金屬閥體2兩端連接進(jìn)、出水管13、14，閥體2內(nèi)安裝水閥芯15和旋翼式流量計(jì)數(shù)轉(zhuǎn)子16，電路板室3內(nèi)其電路結(jié)構(gòu)參見圖2，以CPU單片計(jì)算機(jī)為核心，同時連接數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)刪除電路、流量檢測電路、隨機(jī)定時顯示電路、驅(qū)動電路和電源電路，數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)刪除電路還與IG卡座連接，驅(qū)動電路的輸出通過電動機(jī)控制水閥，并具有監(jiān)視電路，電源電路還具有電源監(jiān)視電路。本IC卡自來水表的CPU單片計(jì)算機(jī)由IC卡輸入購水量數(shù)據(jù)，而流量檢測電路輸入用水量數(shù)據(jù)，四位數(shù)碼管作顯示電路，CPU單片計(jì)算機(jī)帶有驅(qū)動電路，并連接電動機(jī)，進(jìn)而驅(qū)動球形水閥芯，GPU單片機(jī)連接電池盒電源以及聲光報警器、電池盒蓋傳感器。一旦IC卡上存儲的水量用完，水表將自行關(guān)閉閥門，停止供水，但可短期應(yīng)急使用，自行拆卸水表或違章操作，本IC卡水表的電動閥也會關(guān)閉，并只能由供水部門重新開啟水表方可供水。
參見圖3，其電路為流量計(jì)數(shù)開關(guān)脈沖通過霍爾元件從J1送入，通過IC1放大、整形，送至IC2分頻，然后輸入CPU單片計(jì)算機(jī)。IC卡存儲數(shù)據(jù)從IC卡座J2輸入，通過通訊片IC4進(jìn)入CPU計(jì)算機(jī)，CPU單片計(jì)算機(jī)將流量數(shù)據(jù)和IC卡輸入數(shù)據(jù)按照軟件規(guī)定的運(yùn)算程序，分別送出開閥、水量顯示以及給IC卡隨機(jī)編程(減程序)。IC6為系統(tǒng)提供供電監(jiān)視，進(jìn)行反違章操作等的保障，IC8為本系統(tǒng)隨機(jī)存儲器，所有當(dāng)前數(shù)據(jù)全部存入，并保證斷電數(shù)據(jù)不丟失。IC5為顯示驅(qū)動，顯示剩余水量，與電池供電并聯(lián)的IC7提供電壓監(jiān)測信號，低電壓時，可令整個系統(tǒng)復(fù)位，各集成電路型號如圖中標(biāo)注所示，單片計(jì)算機(jī)89C2051的1腳RST為強(qiáng)制復(fù)位端，從IC674HC00的2、4、6腳來的信號都將令89C2051復(fù)位至初始狀態(tài)，單片機(jī)的2、3腳為計(jì)數(shù)器輸入、輸出端，它又通過IC475176讀或?qū)慖C卡，即讀IC卡數(shù)據(jù)和改寫IC卡數(shù)據(jù)，單片機(jī)4、5腳為時鐘電路輸入輸出端，8、9腳為T0、T1信號輸出端，給電機(jī)驅(qū)動電路輸出T0或T1信號，單片機(jī)11腳為P3.7I/O輸出口，輸出聲光報警信號，直接驅(qū)動聲光電路；單片機(jī)的12～15腳為P1.0-P1.4I/O輸出口，輸出數(shù)顯編碼信號給IC9CD4013選通電路，顯示數(shù)據(jù)，單片機(jī)10腳為接地端，20腳為Vcc電源正端，上述的所有I/O口均有雙重功能，單片機(jī)第7腳為片內(nèi)精密比較器輸入端，流量數(shù)據(jù)輸入第7腳給片內(nèi)CPU操作運(yùn)算。
參見圖4，電動閥門結(jié)構(gòu)示意圖，電動機(jī)8和減速箱9為一整體，電機(jī)從電路板的驅(qū)動電路獲得電源，電機(jī)的通電時間、極性、工作電源都受單片機(jī)CPU控制，閥門的主體部分為一個球形通斷水閥，閥芯為球形，閥芯旋轉(zhuǎn)軸10用聯(lián)軸器和電動機(jī)8的轉(zhuǎn)軸聯(lián)結(jié)，電動機(jī)通電旋轉(zhuǎn)，帶動閥芯旋轉(zhuǎn)，以正反向旋轉(zhuǎn)90°的動作，完成閥門的開閉，在閥門的水流輸出口14安裝有一個旋翼式流量計(jì)數(shù)轉(zhuǎn)子16，在旋翼式流量計(jì)數(shù)轉(zhuǎn)子16上安裝一個非磁性材料的圓盤18，圓盤18上卡有一條永久磁條19，與磁條平行處裝有霍爾敏感元件，即流量傳感器6，當(dāng)水流帶動旋翼轉(zhuǎn)動，卡有磁條19的圓盤18也被帶動旋轉(zhuǎn)，每旋轉(zhuǎn)一周，霍爾敏感元件都有一次磁感應(yīng)，這個磁感應(yīng)通過電路轉(zhuǎn)換成電脈沖信號，這個脈沖即是流量計(jì)數(shù)信號，它通過接插件送至單片機(jī)系統(tǒng)，以完成流量計(jì)數(shù)的檢測，閥體2上還安裝有限位塊17，其用途是當(dāng)閥芯旋轉(zhuǎn)到正常角度，到限位塊后，電動機(jī)工作電流會急劇增大過流，單片機(jī)即關(guān)斷驅(qū)動信號。
工作原理本水表對供水量采用隨機(jī)控制，并對水表自身的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視，本水表在通電后，自動進(jìn)行初始化狀態(tài)檢測，89C2051的自檢輸出口會輸出信號，打開電動機(jī)驅(qū)動器，將閥門拖動至關(guān)閉狀態(tài)，將寫有供水量數(shù)據(jù)的IC卡從卡座插入，供水?dāng)?shù)據(jù)輸入單片機(jī)啟動單片機(jī)運(yùn)算程序，單片機(jī)的I/O輸出的驅(qū)動信號使驅(qū)動器得以通電驅(qū)動電機(jī)，帶動球形閥門旋轉(zhuǎn)90°水表既處供水狀態(tài)。此時如有水從閥門流過，將使流量計(jì)的旋翼旋轉(zhuǎn)和旋翼同軸的轉(zhuǎn)盤同步旋轉(zhuǎn)，其上的磁體切割磁感應(yīng)開關(guān)，開關(guān)上將有一個開關(guān)脈沖通過整形電路輸入E2PROM存儲器93C46,89C2051對E2PROM進(jìn)行地址訊問，同時輸入89C2051的計(jì)數(shù)器，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，一路輸出給IC卡用以減除IC卡上的存儲數(shù)據(jù)，另一路傳給顯示解碼電路到接口驅(qū)動數(shù)碼發(fā)光顯示剩余水量，當(dāng)供水量到達(dá)IC卡定量的95％,89C2051的CPU會輸出一個報警脈沖觸發(fā)聲光報警電路，發(fā)出聲光提示告之用戶準(zhǔn)備讀寫IC卡，以保證供水不中斷。報警提示在IC卡定量全部用完前共有3次提示。當(dāng)IC卡上定量全部用完閥門將關(guān)閉停止供水。但本水表還設(shè)有一個應(yīng)急鍵，可應(yīng)急使用0.5M3水，此應(yīng)急用水量將存入E2PROM。在下一次輸入IC卡數(shù)據(jù)時一并減除。本水表采用電池供電，并設(shè)置電平監(jiān)測電路和電池盒倉門傳感器，一旦電力不足，或打開電池盒蓋板，水表會自行關(guān)閉水閥直到供電正常，電池室蓋板蓋好，才能正常開閥供水，由于89C2051和93C46所用存儲器，均為電擦除、所有數(shù)據(jù)既使斷電也不會丟失。
權(quán)利要求1.一種IC卡自來水表，其特征在于機(jī)箱(1)分為電路板(3)、電動閥安裝室(4)、電池盒室(5)，電路板室(3)安裝有IC卡座、系統(tǒng)電路板、顯示板、操作鍵、流量傳感器(6)，電動閥安裝室(4)內(nèi)安裝有電動機(jī)(8)、減速機(jī)(9)、水閥閥芯旋轉(zhuǎn)軸(10)、水閥室門傳感器(11)、電池盒室(5)內(nèi)安放電池和具有電池盒蓋傳感器(12)，機(jī)箱(1)底部與閥體(2)聯(lián)成整體，閥體(2)兩端連接進(jìn)出水管，閥體(2)內(nèi)安裝水閥芯(15)和旋翼式流量計(jì)數(shù)轉(zhuǎn)子(16)，轉(zhuǎn)子(16)上端安裝流量傳感器(6)，電路板室(3)內(nèi)其電路以CPU單片計(jì)算機(jī)為核心，同時連接數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)刪除電路、流量檢測電路、隨機(jī)定時顯示電路、驅(qū)動電路和電源電路，數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)刪除電路還與IC卡及IC卡座連接，驅(qū)動電路輸出通過電動機(jī)控制水閥，并具有監(jiān)視電路，電源電路還具有電池盒蓋傳感器和電源監(jiān)視電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的IC卡自來水表，其特征在于電動閥門的主體部分為一個球形通斷水閥，閥芯(15)為球形，閥芯旋轉(zhuǎn)軸(10)用聯(lián)軸器與電動機(jī)(8)的轉(zhuǎn)軸聯(lián)結(jié)，在閥門的水流輸出口(14)安裝有一個旋翼式流量計(jì)數(shù)轉(zhuǎn)子(16)，在旋翼式流量計(jì)數(shù)轉(zhuǎn)子(16)上安裝一個非磁性材料的圓盤(18)，圓盤(18)上卡有一條永久磁條(19)，與磁條平行處裝有霍爾敏感元件，即流量傳感器(6)。
專利摘要一種IC卡自來水表,機(jī)箱分為電路板室、電動閥安裝室、電池盒室,機(jī)箱底部與閥體聯(lián)成整體,閥體內(nèi)安裝水閥芯和旋翼式流量計(jì)數(shù)轉(zhuǎn)子,電路以CPU單片計(jì)算機(jī)為核心,同時連接數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)刪除電路、流量檢測電路、顯示電路、驅(qū)動電路和電源電路。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)合理,性能先進(jìn),為自來水供水管理提供了一種智能化、現(xiàn)代化的設(shè)備。
文檔編號G01F1/56GK2310312SQ97207919
公開日1999年3月10日 申請日期1997年1月28日 優(yōu)先權(quán)日1997年1月28日
發(fā)明者何建輝, 譚啟明 申請人:何建輝, 譚啟明