专利名称：多用途自动抄表系统的制作方法
技术领域：
本发明是一种涉及电表、水表、煤气表的自动抄表系统，属于抄表专用设备的技术领域。
随着我国城市居民住宅小区化和水、电、煤气一户一表制的推行，现行的人工逐户抄表，再通过键盘将抄录在纸上的数据逐个输入计算机的方法已显露出不足之处，对抄表管理部门来说，一个城市数十万户居民，抄表工作量大且易出差错，如遇居民家中无人还抄不到数据。对用户来说，常有人登门抄表亦感不便，当只有老人或小孩在家时，还须提防假冒“抄表工”的袭击。
目前，电度表的抄表自动化已开始启动，主要有磁卡表、联网集中抄表等的小范围试用。但因价格太高还难以大面积推广应用。水表和煤气表由于许多条件的限制，目前还停留在人工逐户抄表的水平上，因此对水、电、煤气表的自动抄表系统而言，目前尚无有关产品和有关报导。
本发明的目的是提供一种能对水、电、煤气表计自动进行抄表的多用途自动抄表系统。
本发明主要包括自动抄表集中器(1)、信号、电源复用总线(2)、掌上电脑(3)、用户表计(4)、地址可编程红外角位移传感器(5)。地址可编程红外角位移传感器安装在用户表计中，由信号、电源复用总线连接至自动抄表集中器，通过自动抄表集中器中的红外通讯口(1-1)由红外线与掌上电脑进行信号传输。用户表计中的地址可编程红外角位移传感器与自动抄表集中器之间的信号传输方式为时分制二线传输方式。自动抄表集中器包括红外通讯口(1-1)、有线通讯接口(1-2)、存储器(1-3)、微处理器(1-4)、接口(1-5)、不间断电源(1-6)，该自动抄表集中器以微处理器为中心进行数据的采集、处理和传输，接口与信号、电源复用总线相接，接收来自传感器的信号，同时又向传感器部分提供工作电源，有线通讯接口与外部通讯线路相连接，可以通过专用传输线或电话线进行远距离的信号传输抄表，红外通讯口通过发射和接收红外线信号，与掌上电脑进行通讯，完成遥控抄表。
地址可编程红外角位移传感器主要由减法计数器IC1、编码开关K0～K7、红外光电传感器L所组成，编码开关K0～K7的一端分别与计数器IC1的8个信号端相接，K0～K7的另一端分别接电源或地，红外光电传感器L的发射端B直接与IC1的输出端相连接。在机械结构上，地址可编程红外角位移传感器中的红外光电传感器L设置在表计转盘(5-1)外的一侧，距转盘1-10毫米处，在转盘一侧与红外光电传感器L之间设置有黑白相间的光反射薄片(5-2)。K0～K7构成地址编码器，可产生256种地址编码。在工作开始时，并联在总线上的所有IC计数器(即各个表计的IC计数器)在同步信号的作用下置数，并开始对时钟脉冲计数，当计数值等于某一地址可编程红外角位移传感器地址码值时，该传感器产生响应，在两个同步脉冲之间有2n(256)个时钟脉冲，对应的2n个计数传感器依次响应，即构成一个时分制循环检测网络。当地址可编程红外角位移传感器响应时，红外光电传感器L中的红外发射二极管导通，并发射红外线，经固定在表计转盘上黑白相间薄片的反射，在红外光电传感器L中的光敏管中产生电流，当黑色部分面对红外线发射对管时，该电流很小，当白色部分面对红外线发射对管时，该电流增大，电流信号被晶体管T放大，经信号、电源复用总线在自动抄表集中器内被检测，电流大小变化的次数，对应着表计角位移数。自动抄表集中器是一专用微机，其通过总线接口产生同步脉冲和时钟脉冲，检测由传感器产生的信号电流将电流的变化转换为表计的度数进行存贮和数据处理。同时，微处理器经红外通讯口和有线通讯接口查询是否有抄表访问，当有访问时，立即响应，将有关数据通过红外通讯口传输给抄表用的掌上电脑或通过有线通讯接口将数据传送给远方的读表集中器。
采用本发明的多用途自动抄表系统，其优点在于1.该抄表系统可以同时用于多用户的水、电、煤气表计中，达到城市抄表自动化，提高工效数百倍，并大大减轻了劳动强度。
2.可以大大减少人工逐户抄表、微机键盘逐户输入抄表数据等环节造成的差错，提高了数据处理的准确度。
3.方便了用户，同时也方便了抄表人员，且有利于居民区的治安管理，杜绝假冒抄表工的袭击。
4.传感器采用红外传感技术，不影响原表计的磁场阻尼和平衡，能保证原表计的精度。
5.采用时分制二线传输的方式，传输线只有两根，不仅安装布线方便，且设备的总成本也大为减少。
图1是本发明总体的结构示意图。
图2是地址可编程红外角位移传感器的电原理图。
图3是地址可编程红外角位移传感器采用加法计数器的电原理图。
图4是红外光传感器L、转盘、光反射薄片的安装位置示意。
图5是图4的侧视图。
图6是自动抄表集中器的结构示意图。
本发明的实施方案如下整个系统包括自动抄表集中器1、信号、电源复用总线2、掌上电脑3、用户表计4、地址可编程红外角位移传感器5，地址可编程红外角位移传感器5安装在用户表计4内(用户表计包括水、电、煤气表)，红外光电传感器L安装在用户表计中转盘(5-1)外的一侧，距转盘1-10毫米处，单独用支架固定，即红外光电传感器L与表计的转盘(5-1)保持非接触方式，在转盘(5-1)上，还粘有黑白相间的光反射薄片(5-2)，当转盘(5-1)转动时，附在其上的光反射薄片(5-2)也随之转动。地址可编程红外角位移传感器(5)有两种结构方式，即采用加法计数器和采用减法计数器的方式。采用减法计数器时，计数器IC1为减法计数器“40103”，其输入端分别与编码器K0～K7的一端相接，其输出端直接与红外光电传感器L中的发光管的B端相接，编码器K0～K7的另一端分别接电源或地，具体Kn(K0～K7)中哪一个接电源或接地，由预先设置的编码而定，接电源的为“1”，接地的为“0”。这种设置可在制作电路板时，由线路的走线直接连接好，也可事后人工设置。当地址可编程红外角位移传感器采用加法计数器时，计数器IC1-1为加法计数器“74HC4040”，其n(4≤n≤15)个输出端分别与反相器IC2的n个输入端相连接，反相器IC2的n个输出端分别与编码器K1～Kn的一端相连接，编码器K1～Kn的另一端分别接与门非电路IC3的输入端，与非门IC3的输出端直接与红外光电传感器L中的发光管的B端相接。其中反相器IC2采用的型号为“74HC04”，与非门IC3采用的型号为“74HC30”。
自动抄表集中器(1)由单片微机系统组成，主要包括微处理器1-4、存贮器1-3、红外通讯口1-1、有线通讯口1-2、接口1-5和不间断电源1-6、该部分的接口与地址可编程红外角位移传感器之间由信号、电源复用总线相连。不间断电源是向整个系统供电的电源。其输入端可接三相电源，其中任何一相或二相断电都不会影响系统的正常工作，当三相电源全部断电时由不间断电源的内部电源供电，确保信息不被丢失。由于本发明中的传感器可以装在电表、水表、煤气表的转盘外，因此可同时对多用户和各种表计进行检测，采集数据，并统一由两根总线将信号传输到控制终端的自动抄表集中器。掌上电脑3即是一台具有存贮功能的红外发射、接收遥控器，采集信号时，只要将掌上电脑对着自动抄表集中器按下信号发出键，自动抄表集中器接收到该信号后，就会发出掌上电脑所要采集的信号，(如电、水、煤气表的数据)，该信号由掌上电脑接收以后，存贮在存贮器里，抄表员将该数据采集后带回，传入收费管理微机进行统一处理。此外，自动抄表集中器也可将采集处理的数据信号由有线通讯接口通过有线传输的方式直接将信号传至费用处理微机进行处理。根据以上所述便可组成本发明的多用途自动抄表系统。
权利要求
1.一种多用途自动抄表系统，由被抄的表计，传感器、信号处理器等所组成，其特征在于该抄表系统包括自动抄表集中器(1)、信号、电源复用总线(2)、掌上电脑(3)、用户表计(4)、地址可编程红外角位移传感器(5)，地址可编程红外角位移传感器(5)安装在用户表计(4)中，由信号、电源复用总线(2)连接至自动抄表集中器(1)，通过自动抄表集中器(1)中的红外通讯口(1-1)由红外线与掌上电脑(3)进行信号传输，用户表计(4)中的地址可编程红外角位移传感器(5)与自动抄表集中器(1)之间的信号传输方式为时分制二线传输方式。
2.根据权利要求1所述的多用途自动抄表系统，其特征在于自动抄表集中器(1)包括红外通讯口(1-1)、有线通讯接口(1-2)、存储器(1-3)、微处理器(1-4)、接口(1-5)、不间断电源(1-6)，该自动抄表集中器以微处理器(1-4)为中心进行数据的采集，处理和传输，接口(1-5)与信号、电源复用总线(2)相接，接收来自传感器的信号，有线通讯接口(1-2)与外部通讯线路相连接，红外通讯口(1-1)通过发射和接收红外线信号，与掌上电脑(3)进行通讯。
3.根据权利要求1或2所述的多用途自动抄表系统其特征在于可编程地址红外角位移传感器(5)主要由减法计数器IC1、编码开关K0～K7、红外光电传感器L所组成，编码开关K0～K7的一端分别与计数器IC1的8个信号端相接，K0～K7的另一端分别接电源或地，红外光电传感器L的发光管的B端直接与IC1的输出端相连接。
4.根据权利要求3所述的多用途自动抄表系统，其特征在于可编程地址红外角位移传感器(5)中编码开关K1～Kn与加法计数器IC1-1之间串接有反相器IC2，编码开关K1～Kn的另一端分别与与非门IC3的输入端相接，IC3的输出端与红外光电传感器L的发光管的B端相接。
5.根据权利要求3所述的多用途自动抄表系统，其特征在于可编程地址红外角位移传感器(5)中的红外光电传感器L设置在表计转盘(5-1)外的一侧，距转盘1-10毫米处，在转盘(5-1)一侧与红外光电传感器L之间设置有黑白相间的光反射薄片(5-2)。
6.根据权利要求4所述的多用途自动抄表系统，其特征在于可编程地址红外角位移传感器(5)中的红外光电传感器L设置在表计转盘(5-1)外的一侧，距转盘1-10毫米处，在转盘(5-1)一侧与红外光电传感器L之间设置有黑白相间的光反射薄片(5-2)。
全文摘要
多用途自动抄表系统是一种用遥控或有线传输的方式抄录水、电、煤气表的装置，该系统由自动抄表集中器、信号、电源复用总线、掌上电脑、用户表计、地址可编程红外角位移传感器所组成，可编程地址红外角位移传感器安装在用户表计内，该部分与自动抄表集中器之间由信号、电源复用总线相连接，自动抄表集中器将采集到的信号经红外通讯口传至掌上电脑或由有线通讯接口通过有线传输的方式直接将信号传输到收费系统的微机。
文档编号G07C3/00GK1128378SQ9511276
公开日1996年8月7日 申请日期1995年11月7日 优先权日1995年11月7日
发明者王小强 申请人:王小强