专利名称：智能化低功耗ic卡膜式燃气表的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种IC卡膜式燃气表。
背景技术：
目前，燃气的使用已基本普及，随着燃气使用用户的增加，传统的机械式燃气表由于需要人工计费，导致工作量大、收费时间长、收费困难等问题，智能化差，计费效率非常低，并且传统的燃气表还存在易损坏、易发生故障等缺点。
发明内容
本发明是为了解决现有的机械式燃气表智能化差，以及对燃气的计费效率低的问题，从而提供一种智能化低功耗IC卡膜式燃气表。智能化低功耗IC卡膜式燃气表，它包括控制模块、流量检测模块、IC卡识别模块和电磁燃气阀，所述流量检测模块用于检测通过电磁燃气阀的燃气流量，所述流量检测模块的流量信号输出端与控制模块的流量信号输入端连接；IC卡识别模块的IC卡识别信号输出端与控制模块的IC卡识别信号输入端连接；控制模块的控制信号输出端与电磁燃气阀的控制信号输入端连接。有益效果本发明在使用时，用户将IC卡插入IC卡输入模块，控制模块识别IC卡余额，在IC卡内存在余额时，控制模块发出燃气阀门启动信号，开气供气。当用户取出IC 卡或IC卡内余额不足时，控制模块发出燃气阀门关闭信号，停止供气。本发明智能化强，计
费效率高。
图1是本发明的结构示意图；图2是具体实施方式
二中存储模块的电路连接示意图；图3是本发明中电磁燃气阀的电路连接示意图；图4是IC卡识别模块的电路连接示意图；图5是本发明的供电电源的电路连接示意图；图6是本发明的工作流程示意图。
具体实施例方式具体实施方式
一、结合图1说明本具体实施方式
，智能化低功耗IC卡膜式燃气表， 它包括控制模块1、流量检测模块2、IC卡识别模块3和电磁燃气阀4，所述流量检测模块2 用于检测通过电磁燃气阀4的燃气流量，所述流量检测模块2的流量信号输出端与控制模块1的流量信号输入端连接；IC卡识别模块3的IC卡识别信号输出端与控制模块1的IC 卡识别信号输入端连接；控制模块1的控制信号输出端与电磁燃气阀4的控制信号输入端连接。本实施方式中的流量检测模块2的功能当气体流过时，能准确的检测出气体的流量，采用干簧管计数的功能实现，用户每用0. OOlM3气量，气表计数一次；干簧管为磁灵敏开关型传感器，干簧管由一对磁性材料制造的弹性舌簧组成，密封于玻璃管中。当恒磁铁或线圈产生的磁场施加于舌簧上时，使2个舌簧磁化，产生的磁场吸引力克服了舌簧弹性产生的阻力，舌簧被接触导通。一旦磁场消失，舌簧又重新分开。本实施方式中的控制模块1的功能用于发出控制信号，控制电磁燃气阀4在制动燃气表阀门在正常情况下开启动，在发生欠费、故障、电量不足以及在未插入IC卡的时关闭。本实施方式中的电磁燃气阀4，电路如图3所示，当P6. 3为高电平，P6. 4为低电平时，端口 1为高，端口 2为低，此时驱动开阀；当P6. 3为低电平，P6. 4为高电平时，端口 1为低，端口 2为高，此时驱动关阀。本实施方式中的IC卡识别模块3的功能，为了记录用户信息和数据，系统中需要 IC存储卡，对于IC卡的选型，要求不仅能对其中的数据长时间保存，而且还要实现数据的保密和安全。本设计选用德国西门子公司生产的SLE4442卡。SLE4442卡是一种带有写保护功能和可编程密码(PSC)的256字节EEPROM在存储器卡，电路如图4所示。本实施方式中还包括供电电路，为本实施方式中的各部件提供电能，所述供电电路的电路结构如图5所示。
具体实施方式
二、本具体实施方式
与具体实施方式
一所述的智能化低功耗IC卡膜式燃气表的区别在于，它还包括存储模块6，控制模块1的数据信号输出端与存储模块6 的数据信号输入端连接。本实施方式中的存储模块6可实现加密功能，实现一表一卡，非本表的IC卡卡插入无效。用户第一次使用后，IC卡密码以及用户账号等信息将被记入到基表的存储模块6 中，只有IC卡账号与存储模块6中存储账号一致时，IC卡才有效。当IC卡被认定为有效卡后，系统读取存在于IC卡中的密码，进行密码校验，校验完毕，将用户购气量从IC卡中读取出来，累加到基表存储模块6中。并且本实施方式具有记忆功能基表中记录用户账号，密码以及气量等信息，掉电不丢失。当电压不足时，系统会将当前数据及信息存入EEPROM中保证了系统的可靠性。存储模块6的电路连接如图2所示。
具体实施方式
三、本具体实施方式
与具体实施方式
一或二所述的智能化低功耗IC 卡膜式燃气表的区别在于，它还包括电压检测模块5，电压检测模块5用于检测供电电压， 所述电压检测模块5的电压检测信号输入端与控制模块1的电压检测信号输出端连接。本实施方式中，电压检测模块5自动检测供电电源电量，当电量不足时，保护数据信息，关闭阀门，并提示欠压，系统可靠性高。当低于额定值时，电压检测模块会检测出来， 传送到控制模块1做出响应，防止电压过低对其他模块供电不正常，造成数据丢失或对备用电源造成损坏。本发明利用7050芯片，当电压低于一定值时，将在P2.0 口产生中断。此时，系统将关闭阀门，并将数据保存到EEPROM中，并显示及报警。电源部分电路如图6所示，B_1为电池接口，P_1为备用的电源接口。当只使用电池时，电压通过7133芯片稳压，为系统提供电源。而此时7050用来检测是否欠压，一旦欠压，VOUT端会产生一个低电平中断，以便程序处理。当由一个电源为其供电时，二极管D4将处于截止状态，电池电路不会工作，从而利用外部电源供电。需要指出的是，外部电源的电压是一定比电池电压高的。电路中的大电容是为了防止电路突然掉电，加入大电容，以便更稳定的处理好欠压时的保护工作。D5的作用是为了防止VOUT端电压高于VDD，使电流在芯片中倒流而烧毁芯片。
具体实施方式
四、本具体实施方式
与具体实施方式
三所述的智能化低功耗IC卡膜式燃气表的区别在于，它还包括显示模块7，控制模块1的显示信号输出端与显示模块7 的显示信号输入端连接。本实施方式中的显示模块7，可以显示剩余气量，总用气量，购买气量，以及欠压、 余额不足、出错故障等提示信息。
具体实施方式
五、本具体实施方式
与具体实施方式
一、二或四所述的智能化低功耗IC卡膜式燃气表的区别在于，它还包括警示模块8，警示模块8的警示信号输入端与控制模块1的警示信号输出端连接。本实施方式中的警示模块8在发生下列情况时发出报警提示A、当用户剩余气体不足时；B、当电源电量不足时；C、当插入非法卡时；D、当外界使用非法手段进行破坏时。
具体实施方式
六、本具体实施方式
与具体实施方式
五所述的智能化低功耗IC卡膜式燃气表的区别在于，它还包括强磁检测模块9，强磁检测模块9用于检测燃气表所在环境下的磁场强度，所述强磁检测模块9的磁场强度检测信号输出端与控制模块1的磁场强度检测信号输入端连接。本实施方式中，当有外界有强磁干扰时，系统将关闭燃气阀门，停止供气，并报警提示。
具体实施方式
七、本具体实施方式
与具体实施方式
一、二、四或六所述的智能化低功耗IC卡膜式燃气表的区别在于，控制模块1采用MCU实现。本实施方式中，控制模块1采用16位超低功耗单片机MSP430f449。芯片大部分时间处于低功耗(LPM3模式)待机状态，采用32768低频晶振以及内部DC0(数字控制振荡器)作为时钟源，以降低功耗。所有处理事宜均可由中断唤醒，进入正常工作模式，处理如欠压保护，流量计量，插卡充值等功能。中断唤醒，CPU工作频率为1MHz，采用内部DCO作为时钟源，大大降低了系统的功耗，提高了电池使用寿命。
具体实施方式
八、本具体实施方式
与具体实施方式
一、二、四或六所述的智能化低功耗IC卡膜式燃气表的区别在于，控制模块1采用型号为MSP430的单片机实现。本实施方式中采用超低功耗的MSP430单片机作为主控芯片，并且在无外部事务处理时，处于休眠模式，降低功耗，延长了待机时间和电池的使用寿命。
具体实施方式
九、本具体实施方式
与具体实施方式
八所述的智能化低功耗IC卡膜式燃气表的区别在于，显示模块7为液晶显示模块。本实施方式中，显示模块7为液晶显示模块，功耗更低。
具体实施方式
十、本具体实施方式
与具体实施方式
一、二、四、六或九所述的智能化低功耗IC卡膜式燃气表的区别在于，报警模块8为蜂鸣器。结合图6说明本实施方式的工作流程1、系统初始化系统初始化部分设置了主控芯片各引脚的输入输出状态以及高低电平。另外， 由于系统对实时性要求不高，因此设置普通模式下，系统时钟源采用芯片内部DC0，频率为 1. 048576MHz，这样既可以降低功耗，又可以较快速地做出反应。采用32768HZ手表晶振并进行256分频作为IXD显示驱动频率。
2、主函数系统初始化后，程序将检测供电电压，当电压不足时，关闭阀门，保护系统数据，并提示欠压。系统处于休眠状态，等待用户更换电池。如果电量充足，程序将从EEPROM中读取气量信息，如果余额为0，则直接关闭阀门，并提示充值，打开IC卡充值中断，随后进入休眠状态，直到用户插入IC卡充值后，系统才重新工作。如果基表中还有余额，程序将检测余额是否不足，如果余额不足(剩余气量小于5M3)，程序在用户每用IM3后提示一次，并打开 IC卡充值中断，但不关闭阀门，允许用户继续使用，直到余额为0。如果余额充足，则程序直接检测流量，并进行处理。MCU主控芯片大部分时间处于休眠状态，靠中断唤醒来处理外部事件，以使系统的功耗降到最低。3、中断程序由于MSP430的P1、P2端口是多元中断，所以程序通过检测标志位Plire、P2ITO来检测中断源。A、流量检测中断用户每使用0.001M3，齿轮传动机构的齿轮转一圈，干簧管吸合一次，在Pl. 1 口触发一个下降沿中断，程序检测到后，将总使用流量加1个单位，剩余流量减1个单位。B、IC卡插入中断当IC卡插入后，会在Pl. 5 口产生下降沿中断，会唤醒CPU，使CPU退出休眠状态， 跳回主程序，进入IC卡处理程序。C、外部破坏检测中断当外部试图用铁磁性物质破坏基表时，用于检测的干簧管会触发Pl. 3端口的下降沿中断，系统自动关闭阀门并保护数据，禁止用气。D、掉电中断当电源掉电时，会在P2.0 口产生一个下降沿中断，程序会将当前数据传送给 EEPR0M,以防止数据丢失，并关闭阀门，提高安全性。4、IC卡充值处理程序当插入IC卡后，程序会检测插入的IC卡与基表账户名和密码是否一致，从而保证了一表一卡，非本表卡插入无效。如果账户密码正确，则会将IC卡中的充值气量存到基表中，并将IC卡清零，完成充值处理程序。
权利要求
1.智能化低功耗IC卡膜式燃气表，其特征是它包括控制模块(1)、流量检测模块 O)、IC卡识别模块C3)和电磁燃气阀G)，所述流量检测模块( 用于检测通过电磁燃气阀(4)的燃气流量，所述流量检测模块O)的流量信号输出端与控制模块(1)的流量信号输入端连接；IC卡识别模块(3)的IC卡识别信号输出端与控制模块(1)的IC卡识别信号输入端连接；控制模块(1)的控制信号输出端与电磁燃气阀的控制信号输入端连接。
2.根据权利要求1所述的智能化低功耗IC卡膜式燃气表，其特征在于它还包括存储模块(6)，控制模块(1)的数据信号输出端与存储模块(6)的数据信号输入端连接。
3.根据权利要求1或2所述的智能化低功耗IC卡膜式燃气表，其特征在于它还包括电压检测模块(5)，电压检测模块( 用于检测供电电压，所述电压检测模块(5)的电压检测信号输入端与控制模块(1)的电压检测信号输出端连接。
4.根据权利要求3所述的智能化低功耗IC卡膜式燃气表，其特征在于它还包括显示模块(7)，控制模块(1)的显示信号输出端与显示模块(7)的显示信号输入端连接。
5.根据权利要求1、2或4所述的智能化低功耗IC卡膜式燃气表，其特征在于它还包括警示模块(8)，警示模块(8)的警示信号输入端与控制模块(1)的警示信号输出端连接。
6.根据权利要求5所述的智能化低功耗IC卡膜式燃气表，其特征在于它还包括强磁检测模块(9)，强磁检测模块(9)用于检测燃气表所在环境下的磁场强度，所述强磁检测模块 (9)的磁场强度检测信号输出端与控制模块(1)的磁场强度检测信号输入端连接。
7.根据权利要求1、2、4或6所述的智能化低功耗IC卡膜式燃气表，其特征在于控制模块(1)采用MCU实现。
8.根据权利要求1、2、4或6所述的智能化低功耗IC卡膜式燃气表，其特征在于控制模块(1)采用型号为MSP430的单片机实现。
9.根据权利要求8所述的智能化低功耗IC卡膜式燃气表，其特征在于显示模块(7)为液晶显示模块。
10.根据权利要求1、2、4、6或9所述的智能化低功耗IC卡膜式燃气表，其特征在于报警模块( 为蜂鸣器。
全文摘要
智能化低功耗IC卡膜式燃气表，涉及一种IC卡膜式燃气表。本发明解决了现有的机械式燃气表智能化差，以及对燃气的计费的问题。它的流量检测模块用于检测通过电磁燃气阀的燃气流量，所述流量检测模块的流量信号输出端与控制模块的流量信号输入端连接；IC卡识别模块的IC卡识别信号输出端与控制模块的IC卡识别信号输入端连接；控制模块的控制信号输出端与电磁燃气阀的控制信号输入端连接。本发明适用于燃气的使用和计费过程中。
文档编号G07F15/06GK102298807SQ201110177370
公开日2011年12月28日 申请日期2011年6月28日 优先权日2011年6月28日
发明者徐基鑫, 李志强, 王建民, 王欢, 谢应东, 高贞 申请人:哈尔滨理工大学