专利名称：Ic卡自来水表的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种智能测量计量控制装置，具体为一种IC卡自来水表。
现有的自来水表为纯机械式结构，在水流口内安装有一个旋翼式转子，进行流量计数，在水表内也不具有通断水阀，因而没有自动控制功能，甚至水表出现故障仍照常供水，水费的收取也是先由人工分散逐户手动抄写、统计，最后逐户收费、上交，需要大量的人力和时间，效率低，甚至一些单位拖欠水费严重，使自来水公司水费难以收齐，给公司的经营管理和资金周转带来诸多困难和损失，这种原始的设施和落后的管理极待解决。
本实用新型之目的旨在提供一种用户需先交费后用水，定量供水、自动控制、提前报警、实现用水管理智能化、现代化、节省人力物力、提高经济效益和办事效率的IC卡自来水表。
本实用新型的技术解决方案是这种IC卡自来水表的机箱分为电路板室、电动阀安装室、电池盒室三部分，电路板室安装有IC卡座、系统电路板、显示板、操作键、流量传感器，电动阀安装室内安装有电动机、减速机、水阀阀芯旋转轴、水阀室门传感器，电池盒室内安放电池和具有电池盒盖传感器，机箱底部与阀体联成整体、阀体两端连接进出水管，阀体内安装水阀芯和旋翼式流量计数转子，转子上端安装流量传感器，电路板室内其电路以CPU单片计算机为核心，同时连接数据输入数据删除电路、流量检测电路、随机定时显示电路、驱动电路和电源电路，数据输入数据删除电路还与IC卡及IC卡座连接，驱动电路输出通过电动机控制水阀，并具有监视电路，电源电路还具电池盒盖传感器和电源监视电路。
本实用新型和现有技术相比，用户持IC卡先期付款购买水量、然后将IC卡插入本水表，即由水表CPU单片计算机对供水量进行随机控制，这样，就使自来水供水管理实现了智能化、现代化，彻底改变了过去那种耗用大量人力、时间的逐户手动抄表、人工收费的原始落后状况，预收费管理的实现，必将为公司的资金周转创造良好的条件，经济效益显著。
图1为本实用新型整体结构示意图图2为本实用新型电路原理框图图3为本实用新型电路图图4为本实用新型电动阀门结构示意图
以下结合附图对本实用新型作进一步的详细说明参见图1，这种IC卡自来水表其机箱1为一工程塑料机壳，底部有多个螺钉安装孔，通过螺钉与金属阀体2联成整体，机箱1分为三部分电路板室3、电动阀安装室4、电池盒室5，电路板室3安装有IC卡座、系统电路板、显示板、操作键、流量传感器6，电路板室3上具有面板透明罩7，电动阀安装室4内安装有电动机8、减速箱9、水阀阀芯旋转轴10、水阀室门传感器11，电池盒室5内安放电池和具有电池盒盖传感器12，金属阀体2两端连接进、出水管13、14，阀体2内安装水阀芯15和旋翼式流量计数转子16，电路板室3内其电路结构参见图2，以CPU单片计算机为核心，同时连接数据输入数据删除电路、流量检测电路、随机定时显示电路、驱动电路和电源电路，数据输入数据删除电路还与IG卡座连接，驱动电路的输出通过电动机控制水阀，并具有监视电路，电源电路还具有电源监视电路。本IC卡自来水表的CPU单片计算机由IC卡输入购水量数据，而流量检测电路输入用水量数据，四位数码管作显示电路，CPU单片计算机带有驱动电路，并连接电动机，进而驱动球形水阀芯，GPU单片机连接电池盒电源以及声光报警器、电池盒盖传感器。一旦IC卡上存储的水量用完，水表将自行关闭阀门，停止供水，但可短期应急使用，自行拆卸水表或违章操作，本IC卡水表的电动阀也会关闭，并只能由供水部门重新开启水表方可供水。
参见图3，其电路为流量计数开关脉冲通过霍尔元件从J1送入，通过IC1放大、整形，送至IC2分频，然后输入CPU单片计算机。IC卡存储数据从IC卡座J2输入，通过通讯片IC4进入CPU计算机，CPU单片计算机将流量数据和IC卡输入数据按照软件规定的运算程序，分别送出开阀、水量显示以及给IC卡随机编程(减程序)。IC6为系统提供供电监视，进行反违章操作等的保障，IC8为本系统随机存储器，所有当前数据全部存入，并保证断电数据不丢失。IC5为显示驱动，显示剩余水量，与电池供电并联的IC7提供电压监测信号，低电压时，可令整个系统复位，各集成电路型号如图中标注所示，单片计算机89C2051的1脚RST为强制复位端，从IC674HC00的2、4、6脚来的信号都将令89C2051复位至初始状态，单片机的2、3脚为计数器输入、输出端，它又通过IC475176读或写IC卡，即读IC卡数据和改写IC卡数据，单片机4、5脚为时钟电路输入输出端，8、9脚为T0、T1信号输出端，给电机驱动电路输出T0或T1信号，单片机11脚为P3.7I/O输出口，输出声光报警信号，直接驱动声光电路；单片机的12～15脚为P1.0-P1.4I/O输出口，输出数显编码信号给IC9CD4013选通电路，显示数据，单片机10脚为接地端，20脚为Vcc电源正端，上述的所有I/O口均有双重功能，单片机第7脚为片内精密比较器输入端，流量数据输入第7脚给片内CPU操作运算。
参见图4，电动阀门结构示意图，电动机8和减速箱9为一整体，电机从电路板的驱动电路获得电源，电机的通电时间、极性、工作电源都受单片机CPU控制，阀门的主体部分为一个球形通断水阀，阀芯为球形，阀芯旋转轴10用联轴器和电动机8的转轴联结，电动机通电旋转，带动阀芯旋转，以正反向旋转90°的动作，完成阀门的开闭，在阀门的水流输出口14安装有一个旋翼式流量计数转子16，在旋翼式流量计数转子16上安装一个非磁性材料的圆盘18，圆盘18上卡有一条永久磁条19，与磁条平行处装有霍尔敏感元件，即流量传感器6，当水流带动旋翼转动，卡有磁条19的圆盘18也被带动旋转，每旋转一周，霍尔敏感元件都有一次磁感应，这个磁感应通过电路转换成电脉冲信号，这个脉冲即是流量计数信号，它通过接插件送至单片机系统，以完成流量计数的检测，阀体2上还安装有限位块17，其用途是当阀芯旋转到正常角度，到限位块后，电动机工作电流会急剧增大过流，单片机即关断驱动信号。
工作原理本水表对供水量采用随机控制，并对水表自身的工作状态进行监视，本水表在通电后，自动进行初始化状态检测，89C2051的自检输出口会输出信号，打开电动机驱动器，将阀门拖动至关闭状态，将写有供水量数据的IC卡从卡座插入，供水数据输入单片机启动单片机运算程序，单片机的I/O输出的驱动信号使驱动器得以通电驱动电机，带动球形阀门旋转90°水表既处供水状态。此时如有水从阀门流过，将使流量计的旋翼旋转和旋翼同轴的转盘同步旋转，其上的磁体切割磁感应开关，开关上将有一个开关脉冲通过整形电路输入E2PROM存储器93C46,89C2051对E2PROM进行地址讯问，同时输入89C2051的计数器，进行数据处理，一路输出给IC卡用以减除IC卡上的存储数据，另一路传给显示解码电路到接口驱动数码发光显示剩余水量，当供水量到达IC卡定量的95％,89C2051的CPU会输出一个报警脉冲触发声光报警电路，发出声光提示告之用户准备读写IC卡，以保证供水不中断。报警提示在IC卡定量全部用完前共有3次提示。当IC卡上定量全部用完阀门将关闭停止供水。但本水表还设有一个应急键，可应急使用0.5M3水，此应急用水量将存入E2PROM。在下一次输入IC卡数据时一并减除。本水表采用电池供电，并设置电平监测电路和电池盒仓门传感器，一旦电力不足，或打开电池盒盖板，水表会自行关闭水阀直到供电正常，电池室盖板盖好，才能正常开阀供水，由于89C2051和93C46所用存储器，均为电擦除、所有数据既使断电也不会丢失。
权利要求1.一种IC卡自来水表，其特征在于机箱(1)分为电路板(3)、电动阀安装室(4)、电池盒室(5)，电路板室(3)安装有IC卡座、系统电路板、显示板、操作键、流量传感器(6)，电动阀安装室(4)内安装有电动机(8)、减速机(9)、水阀阀芯旋转轴(10)、水阀室门传感器(11)、电池盒室(5)内安放电池和具有电池盒盖传感器(12)，机箱(1)底部与阀体(2)联成整体，阀体(2)两端连接进出水管，阀体(2)内安装水阀芯(15)和旋翼式流量计数转子(16)，转子(16)上端安装流量传感器(6)，电路板室(3)内其电路以CPU单片计算机为核心，同时连接数据输入数据删除电路、流量检测电路、随机定时显示电路、驱动电路和电源电路，数据输入数据删除电路还与IC卡及IC卡座连接，驱动电路输出通过电动机控制水阀，并具有监视电路，电源电路还具有电池盒盖传感器和电源监视电路。
2.根据权利要求1所述的IC卡自来水表，其特征在于电动阀门的主体部分为一个球形通断水阀，阀芯(15)为球形，阀芯旋转轴(10)用联轴器与电动机(8)的转轴联结，在阀门的水流输出口(14)安装有一个旋翼式流量计数转子(16)，在旋翼式流量计数转子(16)上安装一个非磁性材料的圆盘(18)，圆盘(18)上卡有一条永久磁条(19)，与磁条平行处装有霍尔敏感元件，即流量传感器(6)。
专利摘要一种IC卡自来水表,机箱分为电路板室、电动阀安装室、电池盒室,机箱底部与阀体联成整体,阀体内安装水阀芯和旋翼式流量计数转子,电路以CPU单片计算机为核心,同时连接数据输入数据删除电路、流量检测电路、显示电路、驱动电路和电源电路。本实用新型设计合理,性能先进,为自来水供水管理提供了一种智能化、现代化的设备。
文档编号G01F1/56GK2310312SQ97207919
公开日1999年3月10日 申请日期1997年1月28日 优先权日1997年1月28日
发明者何建辉, 谭启明 申请人:何建辉, 谭启明