专利名称：流量积算型空调计费器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种计费器，具体涉及一种空调计费器。
在空调建筑中，各个用户必须因使用空调而支付相应的费用，在智能建筑中，冷热计费已纳入国家相关政策。但是现在还没有一种与之相适应的智能空调计费器，而是采用人工估算、费用摊派的方式进行收取或者直接采用租用的方式计费，人为因素和随意性大，原始落后，计费不准，无数据显示和对风机的智能控制。
本实用新型之目的旨在提供一种智能化程度高、计量准确、功能齐全、安装使用极为方便的流量积算型空调计费器。
本实用新型的技术解决方案是这种流量积算型空调计费器由传感器、电源、计费器及其连线组成，传感器包括流量传感器和温度传感器，温度传感器输出信号经信号放大电路放大后变为一定电压值的电压信号，送入A/D模块，变为数字信号，输入CPU芯片，由单片机完成温度信号的采集，流量传感器输出信号也经信号放大电路放大后变为一定电压值的电压信号，经A/D模块变为数字信号，送入CPU芯片，完成流量信号的采集；CPU芯片是本实用新型的核心，将采集到的温度、流量信号和通过载波通讯传来的数据进行处理，借助内置的计费软件，完成用户空调冷热量计费，同时，根据软件要求，CPU芯片输出空调风机的控制信号，信号处理电路将该风机控制信号进行处理后，触发驱动电路的不同接通方式，进而接通相应的继电器，控制空调风机的运行；此外，CPU芯片还将用户数据通过载波通讯模块及电力线上传给上位计算机，完成数据通讯，液晶显示器由CPU芯片控制，采用并行接口连接，按内置固定程序进行数据显示；220V交流电经整流稳压模块整流成直流电源，向信号放大电路、A/D模块、CPU芯片以及信号处理电路、驱动电路、液晶显示器提供直流工作电源。
本实用新型在测量空调机组冷热水流量及温度的基础上，根据专门的计算软件，得到用户逐时和一段时间的空调冷热量，再由与之相连的计费网络，核算该用户的空调冷热量，该计费器还具有空调风机控制功能，由采集的室温自动控制风机转速，使用时可省略专用风机控制器(俗称“开关”)；使风机控制与空调计费功能和硬件一体化，因此，本实用新型智能化程度高、计量准确、功能齐全、设计合理、性能优良，以计费网络形式使用，安装使用极为方便，是一种高科技的产品
图1为本实用新型原理框图图2为本实用新型电路图
以下结合附图对本实用新型作进一步具体说明本实用新型由传感器部分、电源盒、计费器盒及其连线组成。传感器部分包括流量传感器和温度传感器，制作成一体。电源盒完成220V/50HZ交流转换为传感器和集成电路芯片所需直流电压，同时设置了风机控制触点继电器等强电回路。在面板上，有液晶显示区和操作按钮区(包括电源开关按钮、空调运行模式按钮、复位按钮及温度设定按钮等)。液晶区能够显示用户室内外空气温度、水流量、供水温度、回水温度、空调运行模式、风速及运行时间、房间设定温度、空调冷热量、应付费用及故障信号。各种按钮完成相应的操作。空调运行模式按钮在手动方式下将空调风机按供冷或供热模式控制运行，温度设定按钮用于改变房间温度设定值，复位按钮供计费器工作出现不稳定时用。电路板上设置了室温传感器、变送电路、风机运转状态信号采集电路和单片机其它集成电路，并且设置了远传通讯接口，用来与机房的上位机双向传输数据。远传通讯采用了电力载波方式，现场安装计费器时，不需敷设专用通讯电缆。最大传输距离可3km。电路板上还设置了数据保存芯片E2PROM，断电时长时间保存数据。电源盒与计费器盒之间用RVVP型7芯屏蔽电缆。计费器软件主要完成所辖用户的空调冷热量计量及参数显示、传输与通讯，同时包括空调风机运行控制。上位机软件则完成空调系统的计费与收费管理。
参见图1，热每电阻温度传感器经信号放大后变为1～5V电压信号，送入A/D模块，变为数字信号，输入CPU芯片，由单片机完成温度信号的采集。涡轮水流量传感器的脉冲信号经f/V电路转换成电压信号1～5V后，经A/D模块变为数字信号，送入CPU，完成流量信号的采集。信号放大电路所需的5V电源及A/D模块所需的+5V、±12V电源及A/D模块、CPU芯片所需的+5V电源等均由整流稳压模块提供。整流稳压模块将220V交流电经整流成直流后稳压，得到+5V和±12V直流电源。CPU芯片是本产品的大脑，负责将采集到的温度和通过载波通讯传来的数据进行处理，借助内置的计费软件，完成用户空调冷热量计费，同时，根据软件要求，输出空调风机的控制信号，并将用户数据上传给上位计算机。空调风机运行的控制信号为1～5V，信号处理电路将该控制信号进行处理，触发驱动电路的不同接通方式，进而接通相应的接触器，控制空调风机的运行。数据上传由电力载波模块完成。载波模块将数据转换成一定格式的代码上传到上位机，在上位机对这种格式的代码进行翻译即“解码”，完成数据通讯。同样，上位机也将数据下传到各用户计费器。液晶显示器由CPU控制，采用并行接口连接。，按内置固定程序进行数据显示。
参见图2，本实用新型主控器采用89C52单片机，通过ADC0809A/D转换芯片，将温度、流量等模拟信号转换成数字信号，在CPU中进行处理后，一方向由SMG019254A液晶显示芯片将有关量显示出来另一方面由电力载波芯片CW-2000将有关信息传送至上位机，整个装置设计如下A/D转换模块单片机89C52P0口(P00-P07引脚为39-32)为地址、数据复用口，在ALE的下降沿出现地址信号，因此需用一片373锁存器把地址信息锁存起来。373锁存器3脚、18脚、8脚、14脚、17脚、4脚、13脚、7脚分别与89C52的39～32脚相接，其11脚接30脚(ALE信号)。373锁存器的1、10脚接地，373锁存器输出2脚、19脚、9脚分别与0809芯片25脚、24脚和23脚相接。采用74LS74双D触发器对ALE信号2分频，得到频率为500KHZ信号送0809芯片10脚作其时钟信号；0809芯片数据线D0～D7，引脚号分别为17、14、15、8、18、19、20、21，分别与单片机39-32脚相连。89C52写信号(16脚)接74LS02芯片1脚，读信号接74LS02芯片5脚，89C52的28脚和74LS02的2、4脚相接，74LS02的3脚和0809的6、22脚相接，作0809的启动控制信号；74LS02的6脚接0809的9脚；0809的7脚接74LS02的9脚，74LS02的8脚接地，74LS02的10脚接89C52的13脚。A/D转换后，单片机用查询方式读转换后的数据。
液晶显示模块由89C52的RD、WR和P2-7脚经三个与非门SN619254A的VO，RS，CSB，R/W相连，产生控制信号，以使SMG19254A产生相应操作，8位数据通过P0口与SMG19254A的DB0-DB7相连，14、15脚提供+5V电源，20、19脚提供+4.2V背光电源。
电力载波模块采用电力载波芯片CW-2000，8，9脚与89C52的TxD、RxD相连，使之与CPU进行通讯，1，2脚与220V单相电力线直接相连，用以载波。7脚与89C52P1.5相连，为片选线，3-6脚分别接地和+5V，-5V电源。
外围串行E2PROM模块采用93C46芯片，1脚与P1.3相连，用于片选。4，2，3与P1.0-P1.2相连，进行制和读写。5～7接地，8脚接+5V电源。
物理信号采集、变送，放大模块温度传感器采用AD590，其一端接OP07放大器反相输入端2，其通向输入端3经一电阻接地，OP07设计成反相器，温度在0-100度变化时，输出电压0-5V，输出信号接0809的27脚；流量信号经f/v变送器后变为0-5V信号的26脚，由程序完成对模拟信号的采集与处理电源模块该电路利用光耦以及外围电阻组成逻辑输出模拟调节电压。
当P1.6＝0，P17＝0时，输出3V左右当P1.6＝0，P17＝1时，输出6V左右当P1.6＝1，P17＝0时，输出9V左右当P1.6＝1，P17＝1时，输出12V左右另外，内部Vcc(+5V)电压由LM239输出。
开关，晶振模块由P32-P35与外部开关相连，以进行外部控制，外部提供6M时钟频率。
权利要求1.一种流量积算型空调计费器，其特征在于由传感器、电源、计费器及其连线组成，传感器包括流量传感器和温度传感器，温度传感器输出信号经信号放大电路放大后变为一定电压值的电压信号，送入A/D模块，变为数字信号，输入CPU芯片，由单片机完成温度信号的采集，流量传感器输出信号也经信号放大电路放大后变为一定电压值的电压信号，经A/D模块变为数字信号，送入CPU芯片，完成流量信号的采集；CPU芯片是本实用新型的核心，将采集到的温度、流量信号和通过载波通讯传来的数据进行处理，借助内置的计费软件，完成用户空调冷热量计费，同时，根据软件要求，CPU芯片输出空调风机的控制信号，信号处理电路将该风机控制信号进行处理后，触发驱动电路的不同接通方式，进而接通相应的继电器，控制空调风机的运行；此外，CPU芯片还将用户数据通过载波通讯模块及电力线上传给上位计算机，完成数据通讯，液晶显示器由CPU芯片控制，采用并行接口连接，按内置固定程序进行数据显示；220V交流电经整流稳压模块整流成直流电源，向信号放大电路、A/D模块、CPU芯片以及信号处理电路、驱动电路、液晶显示器提供直流工作电源。
专利摘要一种流量积算型空调计费器,由传感器、电源、计费器及其连线组成,传感器信号经信号放大、A/D转换,输入CPU芯片,与通过载波通讯传来的数据一起由CPU进行处理,借助软件,完成空调计费,CPU还将用户数据通过载波通讯传给上位计算机,并且CPU输出控制信号控制空调风机。本实用新型设计合理、功能齐全、智能化程度高、计量准确、安装使用方便。
文档编号G01D4/00GK2472196SQ0121378
公开日2002年1月16日 申请日期2001年4月4日 优先权日2001年4月4日
发明者胡益雄, 成新明 申请人:胡益雄, 成新明