基于双标签和ic卡的气瓶安全充装控制系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于双标签和IC卡的气瓶安全充装控制系统，包括：车载终端（1）、加气机终端（2）、气瓶识别模块（4）和IC卡（14）；所述的车载终端（1）包括A无线通信模块（5）和串口通信模块（6），A无线通信模块（5）分别与气瓶识别模块（4）、串口通信模块（6）和加气机终端（2）连接；所述的加气机终端（2）包括IC读卡器（15），IC读卡器（15）与IC卡（14）连接。本实用新型在车辆进行初始化时，通过读取气瓶的唯一识别码并与车辆的唯一标识信息封装于车载终端中，实现了气瓶与车辆的一对一绑定。本实用新型有效解决了将合法气瓶非法改装到其他车辆的问题，同时本实用新型有效解决了司机之间随意交换IC卡的问题。
【专利说明】基于双标签和IC卡的气瓶安全充装控制系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种基于双标签和IC卡的气瓶安全充装控制系统，属于气瓶的安全控制【技术领域】。
【背景技术】
[0002]随着我国经济的快速发展和全球性的油价飞涨，汽车油改气的数量与日俱增，市场对各类气瓶的需求量快速增长，气瓶出现供不应求的局面。部分气体充装站为了片面追求经济效益，忽视气瓶安全法规，为漏检、超期服役、外地报废气瓶等各种不合格气瓶充气。部分医用氧气瓶、民用液化石油、煤气、工业用氢气、氯气、氮气、瓦斯气等气瓶也存在着已过安全期或保质期继续使用的隐患。由于加气站、压缩天然气(CNG)汽车改装厂和少数用户受利益驱使，漠视安全，没有或不愿主动淘汰不合格气瓶，特别是加气站，不易杜绝人为因素对气瓶安全使用的干扰。部分天然气汽车改装厂也基于上述原因为用户违规安装各类不合格气瓶。加之气瓶具有流动性强、管理分散、使用危险性大的特点，因此必须对其进行定期检测、限期报废、限制充装次数和控制充装，否则遍布与城乡各地，使用在各个行业的千万只气瓶将有可能成为无数个移动或固定炸弹。关于上述气瓶爆炸的案例经常见诸报端、电视，特别是发生在CNG汽车车载气瓶的爆炸，其情形惨不忍睹。人民的生命财产安全处于一种令人担忧的状态中。
[0003]多年来人们都在积极探索，后来人们想到了利用无线射频识别技术(RFID)来鉴别不合格气瓶。比如申请号为200610021411.4、名称为“气瓶安全充装监控及信息处理系统”的专利申请和申请号为200910014211.X、名称为“车用气瓶安全充装控制方法”的专利申请所公开的就是通过在每一个气瓶上粘贴一枚带有身份信息的电子标签，加气站工作人员利用身份识别器对电子标签进行扫描、控制器对扫描信息进行识别进而控制加气站进行加气。但是上述方案存在以下缺点:
[0004]1、所使用的电子标签均为无源标签，需要工作人员进行手动读取和重新贴换，增加了工作量；而且手持设备的价格也比较昂贵，增加了系统的成本；
[0005]2、读取电子标签的数据后传输至后台服务器，利用后台服务器判断气瓶的合法性及车辆的身份信息，进而控制加气机，其对网络的依赖性较强，响应速度较慢且用户投资大；
[0006]3、均没有解决气瓶与车辆的一对一绑定问题，这样无法完全控制将合法气瓶非法改装到其他车辆，因而不能从根本上杜绝安全隐患；
[0007]4、均无法实现自动判断月检和年检的超期情况；
[0008]5、很多公交公司以及出租车公司无法有效防止司机之间交换自己的IC卡。
实用新型内容
[0009]本实用新型的目的在于，提供一种基于双标签和IC卡的气瓶安全充装控制系统，它可以有效解决现有技术中存在的问题，尤其是无法完全控制将合法气瓶非法改装到其他车辆，不能从根本上杜绝安全隐患且对网络的依赖性较强、响应速度较慢、用户投资较大及无法有效防止司机之间交换自己的IC卡的问题。
[0010]为解决上述技术问题，本实用新型采用如下的技术方案:一种基于双标签和IC卡的气瓶安全充装控制系统，包括:车载终端、加气机终端、气瓶识别模块和IC卡；所述的车载终端包括A无线通信模块和串口通信模块，A无线通信模块分别与气瓶识别模块、串口通信模块和加气机终端连接；所述的加气机终端包括IC读卡器，IC读卡器与IC卡连接。
[0011]所述的车载终端和加气机终端的识别距离可以通过调节车载终端和加气机终端的功率进行改变。
[0012]所述的气瓶识别模块与A无线通信模块通过导线连接。
[0013]所述的加气机终端还包括:B无线通信模块和继电器控制模块，B无线通信模块分别与A无线通信模块、继电器控制模块和IC读卡器连接，从而可以自动控制加气机进行加气。
[0014]所述的车载终端还包括:时钟模块，时钟模块与A无线通信模块连接，从而可以对气瓶的下次年检日期、月检日期以及车辆的车检日期自动进行计时。
[0015]前述的车载终端还包括:A电源稳压模块，A电源稳压模块分别与A无线通信模块、串口通信模块和时钟模块连接；所述的加气机终端还包括:B电源稳压模块，B电源稳压模块分别与B无线通信模块和继电器控制模块连接，从而可以保证供电稳定，进而保证系统的稳定性。
[0016]本实用新型中的气 瓶电子标签为有源标签(所述的气瓶电子标签即气瓶识别模块，气瓶识别模块固定于气瓶上，其中存储有气瓶的唯一识别码)，从而避免了人为的粘贴及更换的麻烦。
[0017]所述的系统还包括:上位机和IC卡读卡器，上位机上设有串口接口或USB接口，上位机通过串口接口或USB接口与车载终端上的串口通信模块连接，所述的串口接口可以为RS-232异步传输标准接口 ；IC卡读卡器分别与上位机和IC卡连接。从而可以对车载终端和IC卡进行初始化，对车载终端初始化主要包括设置车牌号、钢瓶号、车检信息、瓶检信息、日期时间等；对IC卡初始化主要包括设置相应车辆的司机信息及车牌号、钢瓶号、车检/[目息、瓶检?目息、日期时间等。
[0018]上述的加气机终端还包括:显示模块，显示模块分别与B无线通信模块和B电源稳压模块连接，从而可以方便查看不能充气原因、瓶检日期及车检日期等信息。
[0019]本实用新型中所述的A无线通信模块和B无线通信模块采用NRF24LE1无线模块，该NRF24LE1无线模块采用Nordic最新的无线和超低功耗技术,在一个极小封装中集成了包括2.4GHz无线传输，集成增强型51 Flash高速单片机以及丰富外设及接口等，是一个综合了性能及成本的完美结合，很适合应用于各种2.4GHz的产品设计；串口通信模块由MAX232芯片电路以及串口接口组成；时钟模块采用DS1302时钟模块，该DS1302时钟模块是一款具有涓细电流充电能力的低功耗实时时钟电路，它可以对年、月、日、周、时、分、秒进行计时，且具有闰年补偿等多种功能；显示模块采用19264液晶模组，19264液晶模组即液晶显示屏是有192*64个点阵组成，19264液晶模组是一种图形点阵液晶显示器，它主要采用动态驱动原理由行驱动一控制器和列驱动器两部分组成了 192 (列)X64 (行)的全点阵液晶显示，此显示器采用了 COB的软封装方式，通过导电橡胶和压框连接LCD，使其寿命长，连接可靠；IC卡采用射频卡，从而可以降低系统成本。
[0020]与现有技术相比，本实用新型在车辆进行初始化时，车载终端通过读取气瓶识别模块中的气瓶的唯一识别码并与A无线通信模块中的车辆的唯一标识信息封装于车载终端中，从而实现了气瓶与车辆的一对一绑定；当车辆气瓶进行加气时，获取车载终端中所封装的气瓶的唯一识别码及车辆的唯一标识信息，并与此时气瓶识别模块中的的气瓶标签信息及IC卡中的信息进行匹配，若符合加气要求，则控制加气机加气。本实用新型有效解决了将合法气瓶非法改装到其他车辆的问题，因而可以从根本上杜绝安全隐患，提高燃气车辆的安全保障性能；另外，本实用新型通过直接设计控制部件车载终端，利用车载终端自动判定合法性，从而减少了对网络的依赖，加快了判断的响应速度，同时减少了用户投资，而且本实用新型可以有效解决司机之间随意交换IC卡的问题。据大量数据统计表明，采用本实用新型后，加气机判断能否加气的响应速度提高了 80%。此外，本实用新型通过时钟模块可以自动判断车辆是否按时车检及气瓶是否按时进行安全月检和气瓶年检，根据这些信息控制加气，方便、快捷且成本低，而且可以进一步提高燃气车辆的安全性。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1是本实用新型的一种实施例的结构示意图；
[0022]图2是车载终端的结构示意图；
[0023]图3是加气机终端的结构示意图；
[0024]图4是车载终端的电路原理图；
[0025]图5是加气机终端的电路原理图；
[0026]图6是车载终端的PCB图；
[0027]图7是加气机终端的PCB图。
[0028]附图标记:1_车载终端，2-加气机终端，4-气瓶识别模块，5-A无线通信模块，6-串口通信模块，7-B无线通信模块，8-继电器控制模块，9-时钟模块，IO-A电源稳压模块，Il-B电源稳压模块，12-上位机，13-显示模块，14-1C卡，15-1C读卡器，16-1C卡读卡器。
[0029]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步的说明。
【具体实施方式】
[0030]实施例1:基于双标签和IC卡的气瓶安全充装控制系统，如图1?图7所示，包括:车载终端1、加气机终端2、气瓶识别模块4和IC卡14 ;所述的车载终端I包括A无线通信模块5和串口通信模块6，A无线通信模块5分别与气瓶识别模块4、串口通信模块6和加气机终端2连接；所述的加气机终端2包括IC读卡器15，IC读卡器15与IC卡14连接。所述的加气机终端2还包括:B无线通信模块7和继电器控制模块8，B无线通信模块7分别与A无线通信模块5、继电器控制模块8和IC读卡器15连接。所述的车载终端I还包括:时钟模块9，时钟模块9与A无线通信模块5连接。所述的车载终端I还包括:A电源稳压模块10，A电源稳压模块10分别与A无线通信模块5、串口通信模块6和时钟模块9连接；所述的加气机终端2还包括:B电源稳压模块11，B电源稳压模块11分别与B无线通信模块7和继电器控制模块8连接。所述的系统还包括:上位机12和IC卡读卡器16，上位机12上设有串口接口或USB接口，上位机12通过串口接口或USB接口与车载终端I上的串口通信模块6连接；IC卡读卡器16分别与上位机12和IC卡14连接。所述的A无线通信模块5和B无线通信模块7采用NRF24LE1无线模块；串口通信模块6由MAX232芯片电路以及串口接口组成；时钟模块9采用DS1302时钟模块；IC卡14采用射频卡，如普通的公交卡。所述的系统还包括:上位机12，上位机12上设有串口接口或USB接口，上位机12通过串口接口或USB接口与车载终端上的串口通信模块连接；所述的串口接口为RS-232异步传输标准接口。上述的加气机终端2还包括:显示模块13，显示模块13分别与B无线通信模块7和B电源稳压模块11连接，显示模块13采用19264液晶模组。
[0031]实施例2:基于双标签和IC卡的气瓶安全充装控制系统，如图1?图7所示，包括:车载终端1、加气机终端2、气瓶识别模块4和IC卡14 ;所述的车载终端I包括A无线通信模块5和串口通信模块6，A无线通信模块5分别与气瓶识别模块4、串口通信模块6和加气机终端2连接；所述的加气机终端2包括IC读卡器15，IC读卡器15与IC卡14连接。所述的加气机终端2还包括:B无线通信模块7和继电器控制模块8，B无线通信模块7分别与A无线通信模块5、继电器控制模块8和IC读卡器15连接。所述的车载终端I还包括:时钟模块9，时钟模块9与A无线通信模块5连接。所述的车载终端I还包括:A电源稳压模块10，A电源稳压模块10分别与A无线通信模块5、串口通信模块6和时钟模块9连接；所述的加气机终端2还包括:B电源稳压模块11，B电源稳压模块11分别与B无线通信模块7和继电器控制模块8连接。所述的系统还包括:上位机12和IC卡读卡器16，上位机12上设有串口接口或USB接口，上位机12通过串口接口或USB接口与车载终端I上的串口通信模块6连接；IC卡读卡器16分别与上位机12和IC卡14连接。
[0032]实施例3:基于双标签和IC卡的气瓶安全充装控制系统，如图1?图7所示，包括:车载终端1、加气机终端2、气瓶识别模块4和IC卡14 ;所述的车载终端I包括A无线通信模块5和串口通信模块6，A无线通信模块5分别与气瓶识别模块4、串口通信模块6和加气机终端2连接；所述的加气机终端2包括IC读卡器15，IC读卡器15与IC卡14连接。所述的加气机终端2还包括:B无线通信模块7和继电器控制模块8，B无线通信模块7分别与A无线通信模块5、继电器控制模块8和IC读卡器15连接。所述的车载终端I还包括:时钟模块9，时钟模块9与A无线通信模块5连接。
[0033]实施例4:基于双标签和IC卡的气瓶安全充装控制系统，如图1?图7所示，包括:车载终端1、加气机终端2、气瓶识别模块4和IC卡14 ;所述的车载终端I包括A无线通信模块5和串口通信模块6，A无线通信模块5分别与气瓶识别模块4、串口通信模块6和加气机终端2连接；所述的加气机终端2包括IC读卡器15，IC读卡器15与IC卡14连接。所述的加气机终端2还包括:B无线通信模块7和继电器控制模块8，B无线通信模块7分别与A无线通信模块5、继电器控制模块8和IC读卡器15连接。所述的车载终端I还包括:时钟模块9，时钟模块9与A无线通信模块5连接。
[0034]实施例5:基于双标签和IC卡的气瓶安全充装控制系统，如图1、图2、图4所示，包括:车载终端1、加气机终端2、气瓶识别模块4和IC卡14 ;所述的车载终端I包括A无线通信模块5和串口通信模块6，A无线通信模块5分别与气瓶识别模块4、串口通信模块6和加气机终端2连接；所述的加气机终端2包括IC读卡器15，IC读卡器15与IC卡14连接。
[0035]本实用新型的一种实施例的工作原理:当车辆首次安装气瓶后，对车辆进行初始化工作，用串口线将车载终端I的串口通信模块6连接至上位机12，对车载终端I进行设置，设置信息主要有车牌号、车检信息、瓶检信息、日期时间等。气瓶识别模块4上的唯一识别码如钢瓶号与车辆的唯一标识信息如车牌号存储于A无线通信模块5的flash中即进行封装，并且封装后不能改变，从而实现了车辆与气瓶的一一对应。通过上位机12将信息写入IC卡读卡器16，再由IC卡读卡器16写入IC卡14，对IC卡14进行初始化，写入的信息主要是对应车辆司机的信息以及车辆的车牌号、钢瓶号、车检信息、瓶检信息、日期时间等。当进程加气时，车辆驶入加气范围(范围可以通过调节A无线通信模块5和B无线通信模块7的功率来实现)，打开车前端机盖，这时无线信号不会被机盖减弱。车载终端I上的气瓶识别模块4将此气瓶标签信息发送到A无线通信模块5，A无线通信模块5将读取到的该气瓶标签信息与其上封装的气瓶的唯一识别码进行匹配，若一致，则将该匹配信息发送到加气机终端2上的B无线通信模块7，B无线通信模块7直接控制继电器控制模块8进行加气。
[0036]此外，A无线通信模块5还可能读取时钟模块9的信息，对气瓶的月检、年检日期及车检日期进行判断，并将判断结果信息发送到B无线通信模块7，B无线通信模块7根据要求，进一步综合以上信息控制继电器控制模块8进行加气。另外，司机将自己的IC卡14插入到加气机终端2的IC读卡器15上，加气机终端2读取IC卡14的信息，将车辆信息与IC卡14信息进行比较，进一步判断是否符合加气要求；另外B无线通信模块7将信息如日期时间等写入IC读卡器15，IC读卡器15再写入IC卡14中。同时，A无线通信模块5还会将气瓶的下次月检、年检日期及车辆的下次车检日期发送到显示模块13进行显示，如果不能加气，还会显示不能加气的原因如“气瓶非法”、“车检超期”及“司机信息与车辆信息不符”。
[0037]为了保证车载终端I和加气机终端2的稳定性，分别在车载终端I和加气机终端2上连接A电源稳压模块10和B电源稳压模块11。
【权利要求】
1.一种基于双标签和IC卡的气瓶安全充装控制系统，其特征在于，包括:车载终端(I)、加气机终端(2)、气瓶识别模块(4)和IC卡(14);所述的车载终端(I)包括A无线通信模块(5 )和串口通信模块(6 )，A无线通信模块(5 )分别与气瓶识别模块(4 )、串口通信模块(6)和加气机终端(2)连接；所述的加气机终端(2)包括IC读卡器(15)，IC读卡器(15)与IC卡(14)连接。
2.根据权利要求1所述的基于双标签和IC卡的气瓶安全充装控制系统，其特征在于，所述的加气机终端(2)还包括:B无线通信模块(7)和继电器控制模块(8)，B无线通信模块(7)分别与A无线通信模块(5)、继电器控制模块(8)和IC读卡器(15)连接。
3.根据权利要求2所述的基于双标签和IC卡的气瓶安全充装控制系统，其特征在于，所述的车载终端(I)还包括:时钟模块(9 )，时钟模块(9 )与A无线通信模块(5 )连接。
4.根据权利要求3所述的基于双标签和IC卡的气瓶安全充装控制系统，其特征在于，所述的车载终端(I)还包括:A电源稳压模块(10)，A电源稳压模块(10)分别与A无线通信模块(5)、串口通信模块(6)和时钟模块(9)连接；所述的加气机终端(2)还包括:B电源稳压模块(11)，B电源稳压模块(11)分别与B无线通信模块(7)和继电器控制模块(8)连接。
5.根据权利要求4所述的基于双标签和IC卡的气瓶安全充装控制系统，其特征在于，所述的系统还包括:上位机(12)和IC卡读卡器(16)，上位机(12)上设有串口接口或USB接口，上位机(12)通过串口接口或USB接口与车载终端(I)上的串口通信模块(6 )连接；IC卡读卡器(16)分别与上位机(12)和IC卡(14)连接。
6.根据权利要求3?5任一所述的基于双标签和IC卡的气瓶安全充装控制系统，其特征在于，所述的A无线通信模块(5)和B无线通信模块(7)采用NRF24LE1无线模块；串口通信模块(6)由MAX232芯片电路以及串口接口组成；时钟模块(9)采用DS1302时钟模块；IC卡(14)采用射频卡。
【文档编号】F17C13/02GK203384637SQ201320365900
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2013年6月24日 优先权日:2013年6月24日
【发明者】王和兴, 高军, 王翠荣, 廖知岳, 王聪 申请人:东北大学