專利名稱:智能燃?xì)獗砑锌刂蒲b置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實(shí)用新型涉及一種城市管道燃?xì)獾挠?jì)量控制裝置。
背景技術(shù):
隨著城市燃?xì)馐聵I(yè)的迅速發(fā)展,在燃?xì)庑袠I(yè)計(jì)量、管理中,收費(fèi)難、管理難的問題日益突出。在現(xiàn)有技術(shù)中,有①傳統(tǒng)式燃?xì)獗?,存在的不足是該表只能?jì)量,管理單位無法控制,收費(fèi)需人工進(jìn)行,工作量大,效率低,盜氣現(xiàn)象嚴(yán)重;②IC卡燃?xì)獗?,雖一定程度地解決了入戶難、收費(fèi)難、管理難的問題,無需上門抄表收費(fèi),但也存在如下不足管理單位對燃?xì)獗淼倪\(yùn)行情況一無所知,有的故障造成電子控制系統(tǒng)部分失效,用戶還能正常用氣;機(jī)械計(jì)量讀數(shù)與電子讀數(shù)常常不一致,易產(chǎn)生糾紛,難以對燃?xì)獗韺?shí)施有效監(jiān)控,盜氣現(xiàn)象仍無法控制;燃?xì)獗淼膽魞?nèi)安裝方式,廚房內(nèi)的水汽對電子控制系統(tǒng)電路腐蝕嚴(yán)重;③分體式IC卡表存在的不足是增加了安裝難度,增加了產(chǎn)品成本,IC卡表的控制部分和電源部分在戶內(nèi),基表及閥門部分在戶外,通過一根電纜連接,若樓層較高,存在信號衰減問題,其開放的讀寫窗口,易受外界攻擊,控制系統(tǒng)失效,難以取證認(rèn)定,易發(fā)生用氣糾紛,可靠性差。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的發(fā)明目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足,提供一種操作使用方便、可靠性強(qiáng)、能有效對各個(gè)用戶燃?xì)獗韺?shí)施監(jiān)控的智能燃?xì)獗砑锌刂蒲b置。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種智能燃?xì)獗砑锌刂蒲b置,包括中央集抄器和多個(gè)表箱集抄器,中央集抄器包括主單片機(jī)、數(shù)據(jù)讀寫裝置、無線通訊模塊,主單片機(jī)用于數(shù)據(jù)讀寫操作,信息顯示、協(xié)調(diào)控制各個(gè)表箱集抄器、通訊處理;表箱集抄器包括副單片機(jī)、數(shù)據(jù)存儲芯片、顯示屏、檢測裝置、閥門驅(qū)動模塊;表箱集抄器主要用于通過信號檢測裝置進(jìn)行燃?xì)庥?jì)量以及在用戶預(yù)存氣量為零時(shí)通過閥門驅(qū)動模塊關(guān)閉燃?xì)獗韮?nèi)的閥門。
智能燃?xì)獗砑锌刂蒲b置的中央集抄器經(jīng)信號線與n個(gè)表箱的表箱集抄器相連,表箱集抄器的副單片機(jī)經(jīng)閥門驅(qū)動模塊及檢測裝置與m個(gè)裝有內(nèi)置閥門和計(jì)量傳感器的燃?xì)獗磉B接;燃?xì)獗淼娜霘饪诮?jīng)氣表連接件與進(jìn)氣支管的出氣孔連接,進(jìn)氣支管與進(jìn)氣主管相連;燃?xì)獗淼某鰵饪谂c用戶相連;燃?xì)獗淼臄?shù)據(jù)經(jīng)燃?xì)獗韮?nèi)的計(jì)量傳感器、表箱集抄器的檢測裝置及副單片機(jī)再經(jīng)信號線傳輸至中央集抄器;中央集抄器由主單片機(jī)、顯示裝置、數(shù)據(jù)讀寫裝置、無線通訊模塊、數(shù)據(jù)存儲芯片和通訊接口組成。
所說的讀寫裝置為IC卡或射頻卡或音頻卡或代碼輸入操作的讀寫裝置。
所說的氣表連接件為進(jìn)氣支管上固定的L型緊固件,經(jīng)緊固螺栓與氣表接頭相連,氣表接頭與燃?xì)獗淼娜霘饪谶B接,在氣表接頭的進(jìn)氣口加裝0型橡膠圈,進(jìn)氣支管與進(jìn)氣主管之間裝有球閥,球閥裝于表箱外。所說的副單片機(jī)由多個(gè)燃?xì)獗砉灿?;所說的數(shù)據(jù)讀寫裝置由多個(gè)燃?xì)獗砉灿谩?br>
所說的閥門驅(qū)動模塊由多個(gè)燃?xì)獗砉灿?;所說的檢測裝置由多個(gè)燃?xì)獗砉灿谩?br>
所說的中央集抄器中有接受主單片機(jī)的指令向用戶發(fā)送氣量報(bào)警信息以及接收處理外部數(shù)據(jù)的無線通訊模塊。
所說的副單片機(jī)裝有數(shù)據(jù)存儲芯片。
所說的副單片機(jī)連接一顯示屏。
所說的n個(gè)表箱,其中n≥1;所說的m個(gè)內(nèi)置閥門和計(jì)量傳感器的燃?xì)獗?,其中m≥1。
在本實(shí)用新型中,主單片機(jī)起主控作用,負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)讀寫操作、信息顯示、協(xié)調(diào)控制各表箱集抄器的工作、通訊處理等。各表箱集抄器有各自的單片機(jī)及其外圍電路,獨(dú)立地對各用戶進(jìn)行計(jì)量和控制,只有在需要進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫時(shí),主單片機(jī)才會和有關(guān)的表箱集抄器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。因此即使中央集抄器的主單片機(jī)、顯示裝置和數(shù)據(jù)讀寫裝置等發(fā)生故障,各用戶的計(jì)量仍然照常進(jìn)行,同樣某一表箱集抄器出現(xiàn)故障也不會影響其它的用戶,具有很高的可靠性,各表箱集抄器采用有最小單片機(jī)系統(tǒng),功耗很低。
本實(shí)用新型具有如下功能1、中央集抄器裝有一液晶顯示器(LCD),用于顯示各種數(shù)據(jù),如日歷、時(shí)鐘、用戶編號,用戶剩余氣量、用戶購氣量等。外接一LED,用于高亮度顯示預(yù)存氣量達(dá)限值的用戶報(bào)警信息。
2、可控制用戶燃?xì)獗淼挠?jì)量工作,用戶采用射頻卡(數(shù)據(jù)讀寫的其中一種方式)購氣;氣表正常運(yùn)行時(shí)不顯示,以節(jié)約電能。用戶在數(shù)據(jù)讀寫裝置處輸入數(shù)據(jù)時(shí),可通過顯示裝置顯示總用氣量、剩余氣量、用戶購氣日期時(shí)間、氣表的工作狀態(tài)等。
3、系統(tǒng)設(shè)有用戶卡和管理卡,每個(gè)用戶一張用戶卡,用于購氣等操作。管理卡由管理人員使用,用于燃?xì)獗淼陌惭b、維護(hù)、檢查等。所有的卡都經(jīng)過加密程序,系統(tǒng)在對卡進(jìn)行操作時(shí)要進(jìn)行嚴(yán)格的認(rèn)證,可以防止惡意解密等情況。
4、用戶的購氣量、剩余氣量等數(shù)據(jù)保存在存儲芯片(EEPROM)中,在掉電的情況下也可保護(hù)數(shù)據(jù)100年不變,即使其它電路發(fā)生故障,只要EEPROM芯片不損壞,數(shù)據(jù)也不會丟失。
5、數(shù)據(jù)備份采用冗余方式,即雙重備份(單個(gè)表箱集抄器有數(shù)據(jù)備份,中央集抄器也有),協(xié)調(diào)工作,可達(dá)到非常高的可靠性。
6、欠量報(bào)警,當(dāng)預(yù)存氣量到達(dá)設(shè)定值時(shí),通過無線通訊模塊,利用現(xiàn)有公眾網(wǎng)絡(luò),可及時(shí)向用戶發(fā)出氣量不足的短信息,燃?xì)夤就瑫r(shí)也收到同樣的短信息。在沒有任何通訊方式的情況下,若某用戶氣量不足,需要及時(shí)購氣時(shí),中央集抄器外接LED會在每天的設(shè)定時(shí)間內(nèi)滾動閃爍欠量用戶的用戶名和剩余氣量,以提醒過往的用戶注意。
7、防止用戶惡意破壞功能,當(dāng)發(fā)生燃?xì)獗硐溟T被非法打開時(shí),可以記錄發(fā)生的情況和時(shí)間,通過無線通訊模塊及時(shí)向燃?xì)夤景l(fā)出信號。
8、系統(tǒng)耗電很小,僅在用戶數(shù)據(jù)讀寫時(shí)、開關(guān)燃?xì)獗韮?nèi)置閥門時(shí)有一定電能消耗,其它時(shí)候耗電極微。在正常情況下由交流電源供電工作,同時(shí)有備用電源。正常情況下備用電池處于浮充電狀態(tài),交流電源停電后由備用電源供電。
整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為模塊化結(jié)構(gòu),便于維修和功能升級。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本實(shí)用新型采用了一種先進(jìn)的數(shù)據(jù)讀寫方式—射頻卡操作,非常方便,而且較傳統(tǒng)的接觸式IC卡有更高的可靠性。由于多塊燃?xì)獗砉灿蒙漕l卡電路部件、顯示部件和可擴(kuò)展的無線通訊部件,因此有效地降低了每戶的成本,多用戶集中管理模式,能有效對各個(gè)用戶燃?xì)獗韺?shí)施監(jiān)控,閥門掌握在管理者手中,徹底解決“入戶難、收費(fèi)難”問題,同時(shí)降低了安裝成本,便于后期管理及維護(hù),模塊化設(shè)計(jì),安裝簡便。
圖1為本實(shí)用新型的原理圖;圖2為本實(shí)用新型的電路方框圖;圖3為本實(shí)用新型的控制信號流程圖;圖4為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖;圖5為單個(gè)表箱結(jié)構(gòu)示意圖;圖6、圖7、圖8為零件圖。
具體實(shí)施方式
圖1中,主單片機(jī)1分別與數(shù)據(jù)讀寫裝置2、無線通訊模塊3、顯示裝置4、電源26、數(shù)據(jù)存儲芯片27、通訊接口28連接組成一中央集抄器11。主單片機(jī)1通過通訊接口28,經(jīng)信號線5分別與n個(gè)表箱12n內(nèi)表箱集抄器29n的通訊接口30n的副單片機(jī)6n相連,副單片機(jī)6n經(jīng)檢測裝置31n、閥門驅(qū)動模塊7n與m個(gè)裝有內(nèi)置閥門和計(jì)量傳感器的燃?xì)獗?n-m連接。副單片機(jī)6n裝有數(shù)據(jù)存儲芯片10n。副單片機(jī)6n連接一顯示屏9n。所說的讀寫裝置2可以采用IC卡或射頻卡或音頻卡或代碼輸入操作的讀寫裝置,本實(shí)用新型優(yōu)選采用以射頻卡操作的讀寫裝置。
表箱12n內(nèi)有表箱集抄器29n,表箱集抄器29n副單片機(jī)6n經(jīng)檢測裝置31n、閥門驅(qū)動模塊7n與m個(gè)裝有內(nèi)置閥門和計(jì)量傳感器的燃?xì)獗?n-m連接。副單片機(jī)6n裝有數(shù)據(jù)存儲芯片10n,顯示屏9n與副單片機(jī)6n連接。
本實(shí)用新型中一個(gè)數(shù)據(jù)讀寫裝置、顯示裝置、無線通訊模塊多個(gè)用戶共用,有效地降低了成本,無線通訊模塊可利用公眾網(wǎng)絡(luò)對用戶提供氣量報(bào)警服務(wù)。
整個(gè)系統(tǒng)在不工作時(shí),呈休眠狀態(tài),功耗很低。中央集抄器,一般情況下安裝在室內(nèi),容易外接交流電。
圖2給出了圖1的智能燃?xì)獗砑锌刂蒲b置的一種比較具體的實(shí)施方式。
圖3顯示了圖2中的智能燃?xì)獗砑锌刂蒲b置的工作流程圖。
圖4中,11為中央集抄器,5為信號線,表箱(121122……12n.)表面開有觀察窗13。每一觀察窗13對應(yīng)于各自的燃?xì)獗淼淖州嗭@示位置,便于用戶查驗(yàn)用氣量,又方便燃?xì)夤緦€(gè)燃?xì)獗淼难矙z,了解燃?xì)獗淼倪\(yùn)行情況。
圖5中,裝有內(nèi)置閥門和計(jì)量傳感器的燃?xì)獗?的入氣口經(jīng)氣表連接件14與進(jìn)氣支管15的出氣孔16連接,進(jìn)氣支管15和表箱12外的進(jìn)氣主管17相連,進(jìn)氣主管17和進(jìn)氣支管15之間有球閥18,球閥18裝于表箱12外,便于緊急情況下及時(shí)切斷氣源。燃?xì)獗?的出氣口19與用戶相連,燃?xì)獗?內(nèi)裝有內(nèi)置閥門和計(jì)量傳感器,內(nèi)置閥門和計(jì)量傳感器經(jīng)數(shù)據(jù)連線20與副單片機(jī)6連接,22為電源。氣表連接件14為進(jìn)氣支管15上固定的L型緊固件23經(jīng)緊固螺栓24與氣表接頭25相連而組成,氣表接頭25與燃?xì)獗?的入氣口連接,在氣表接頭25的進(jìn)氣口處加裝O型橡膠圈。
圖6、圖7中,25為氣表接頭。
圖8中,氣表接頭25經(jīng)L型緊固件23與進(jìn)氣支管15連接。
本實(shí)用新型的使用說明數(shù)據(jù)讀寫裝置2連接在主單片機(jī)1上,它檢測到的數(shù)據(jù)不為0時(shí),經(jīng)身份驗(yàn)證,指令顯示裝置4開始工作,如顯示用戶姓名、購氣量等,并通過信號線5,分配到表箱集抄器29用戶數(shù)據(jù)存儲單元上。
副單片機(jī)6在設(shè)定的時(shí)間,備份單個(gè)表箱內(nèi)各個(gè)燃?xì)獗淼臄?shù)據(jù)到數(shù)據(jù)存儲芯片10中。
當(dāng)表箱集抄器29的檢測裝置31檢測到燃?xì)獗淼挠脷鈹?shù)據(jù)達(dá)到設(shè)定的極限值時(shí),向副單片機(jī)6發(fā)送用戶氣量報(bào)警,副單片機(jī)6收到后,經(jīng)信號線5上傳到中央集抄器的主單片機(jī)1,主單片機(jī)1通過無線通訊模塊3連接公眾網(wǎng)絡(luò)向用戶發(fā)送氣量報(bào)警信息,并在主單片機(jī)1設(shè)定的時(shí)間內(nèi),通過顯示裝置4滾動顯示該用戶的姓名及剩余氣量,提醒過往用戶注意。
當(dāng)檢測裝置7檢測到用戶的預(yù)存氣量為零時(shí),表箱集抄器29通過閥門驅(qū)動模塊7關(guān)閉燃?xì)獗?的閥門。
當(dāng)數(shù)據(jù)讀寫裝置2檢測到的數(shù)據(jù)為0時(shí),經(jīng)主單片機(jī)1身份認(rèn)證后,把連接在副單片機(jī)6上的數(shù)據(jù)存儲芯片10中的用戶的購氣記錄、剩余氣量等信息通過顯示裝置4,向用戶顯示。
管理人員,可通過副單片機(jī)6上的操作按鍵,手動控制表箱內(nèi)各個(gè)燃?xì)獗淼拈y門,并可通過顯示屏9,查詢存儲在數(shù)據(jù)存儲芯片10中各個(gè)燃?xì)獗淼挠脷鈹?shù)據(jù)。
報(bào)警正常情況下,當(dāng)用戶的剩余氣量達(dá)到設(shè)定的極限值時(shí),表箱集抄器開始工作,經(jīng)信號線,向中央集抄器發(fā)出該用戶欠量報(bào)警指令,中央集抄器收到欠量報(bào)警后,通過無線通訊模塊利用公眾網(wǎng)絡(luò)向用戶發(fā)出欠量報(bào)警信息。在不具備無線通訊模塊下,可在設(shè)定的時(shí)間內(nèi),利用中央集抄器的顯示裝置,滾動高亮度顯示該用戶的用氣信息,提示過往的用戶注意。
購氣用戶購氣充值后(假設(shè)為射頻卡),把射頻卡放在中央集抄器的讀寫裝置范圍內(nèi),中央集抄器開始工作,顯示裝置顯示用戶代碼、姓名及購氣量,中央集抄器開始把氣量分配到指定的表箱集抄器的數(shù)據(jù)存儲芯片中的用戶氣量預(yù)存單元。如在閥門開的狀態(tài)(還有剩余氣量時(shí))下,控制電路會自動累計(jì)氣量。閥門在關(guān)閉(氣量為0)情況下,會指令控制電路,把閥門打開。
查詢正常情況下,持氣量為0的射頻卡,在中央集抄器的數(shù)據(jù)讀寫裝置的讀寫范圍內(nèi)時(shí),中央集抄器開始工作,顯示裝置會滾動顯示用戶代碼、姓名、剩余氣量、累計(jì)氣量等信息。
權(quán)利要求1.一種智能燃?xì)獗砑锌刂蒲b置,包括中央集抄器和表箱集抄器,其特征在于中央集抄器包括主單片機(jī)(1)、數(shù)據(jù)讀寫裝置(2)、無線通訊模塊(3),主單片機(jī)(1)用于數(shù)據(jù)讀寫操作,信息顯示、協(xié)調(diào)控制各個(gè)表箱集抄器、通訊處理;所說的表箱集抄器包括副單片機(jī)(6)、數(shù)據(jù)存儲芯片(10)、顯示屏(9)、檢測裝置(31)、閥門驅(qū)動模塊(7);表箱集抄器主要用于通過信號檢測裝置(31)對燃?xì)獗?8)進(jìn)行燃?xì)庥?jì)量,以及在用戶預(yù)存氣量為零時(shí)通過閥門驅(qū)動模塊(7)關(guān)閉燃?xì)獗?8)的閥門。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制裝置,其特征在于所說的中央集抄器(11)經(jīng)信號線(5)與n個(gè)表箱(12n)的表箱集抄器(29n)相連,表箱集抄器(29n)的副單片機(jī)(6n)經(jīng)閥門驅(qū)動模塊(7n)及檢測裝置(31n)與m個(gè)裝有內(nèi)置閥門和計(jì)量傳感器的燃?xì)獗?8n-m)連接;燃?xì)獗?8n-m)的入氣口經(jīng)氣表連接件(14)與進(jìn)氣支管(15)的出氣孔連接,進(jìn)氣支管(15)與進(jìn)氣主管(17)相連;燃?xì)獗?8n-m)的出氣口(19)與用戶相連;燃?xì)獗?8n-m)的數(shù)據(jù)經(jīng)燃?xì)獗?8n-m)內(nèi)的計(jì)量傳感器、表箱集抄器(29n)的檢測裝置(31n)及副單片機(jī)(6n)再經(jīng)信號線(5)傳輸至中央集抄器(11);中央集抄器(11)由主單片機(jī)(1)、顯示裝置(4)、數(shù)據(jù)讀寫裝置(2)、無線通訊模塊(3)、數(shù)據(jù)存儲芯片(27)和通訊接口(28)組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制裝置,其特征在于所說的讀寫裝置(2)為IC卡或射頻卡或音頻卡或代碼輸入操作的讀寫裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制裝置,其特征在于所說的氣表連接件(14)為進(jìn)氣支管(15)上固定的L型緊固件(23),經(jīng)緊固螺栓(24)與氣表接頭(25)相連,氣表接頭(25)與燃?xì)獗?8)的入氣口連接,在氣表接頭(25)的進(jìn)氣口加裝O型橡膠圈,進(jìn)氣支管(15)與進(jìn)氣主管(17)之間裝有球閥(18),球閥(18)裝于表箱(12)外。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制裝置,其特征在于所說的副單片機(jī)(6n)由多個(gè)燃?xì)獗?8n-m)共用;所說的數(shù)據(jù)讀寫裝置(2)由多個(gè)燃?xì)獗?8n-m)共用。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制裝置,其特征在于所說的閥門驅(qū)動模塊(7)由多個(gè)燃?xì)獗?8n-m)共用;所說的檢測裝置(31)由多個(gè)燃?xì)獗?8n-m)共用。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制裝置,其特征在于所說的中央集抄器(11)中設(shè)有接受主單片機(jī)的指令向用戶發(fā)送氣量報(bào)警信息以及接收處理外部數(shù)據(jù)的無線通訊模塊(3)。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制裝置,其特征在于所說的副單片機(jī)(6n)裝有數(shù)據(jù)存儲芯片(10n)。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制裝置,其特征在于所說的副單片機(jī)(6n)連接一顯示屏(9n)。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制裝置,其特征在于所說的n個(gè)表箱(12),其中n≥1;所說的m個(gè)內(nèi)置閥門和計(jì)量傳感器的燃?xì)獗?8),其中m≥1。
專利摘要一種智能燃?xì)獗砑锌刂蒲b置,包括中央集抄器和多個(gè)表箱集抄器,中央集抄器包括主單片機(jī)、數(shù)據(jù)讀寫裝置、無線通訊模塊,中央集抄器經(jīng)信號線與n個(gè)表箱的表箱集抄器相連,表箱集抄器的副單片機(jī)經(jīng)閥門驅(qū)動模塊及檢測裝置與m個(gè)裝有內(nèi)置閥門和計(jì)量傳感器的燃?xì)獗磉B接;燃?xì)獗淼娜霘饪诮?jīng)氣表連接件與進(jìn)氣支管的出氣孔連接,進(jìn)氣支管與進(jìn)氣主管相連;燃?xì)獗淼某鰵饪谂c用戶相連;燃?xì)獗淼臄?shù)據(jù)經(jīng)燃?xì)獗韮?nèi)的計(jì)量傳感器、表箱集抄器的檢測裝置及副單片機(jī)再經(jīng)信號線傳輸至中央集抄器。本實(shí)用新型采用多用戶集中管理模式,能有效對各個(gè)用戶燃?xì)獗韺?shí)施監(jiān)控,閥門掌握在管理者手中,徹底解決“入戶難、收費(fèi)難”問題,同時(shí)降低了安裝成本,便于后期管理及維護(hù)。
文檔編號G08C17/02GK2700977SQ20042008785
公開日2005年5月18日 申請日期2004年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月23日
發(fā)明者陳圣勇, 鄒建軍, 李斌 申請人:陳圣勇, 鄒建軍, 李斌