专利名称：红外接口分体式预付费计量仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种水费预付费计量仪，特别是涉及一种IC卡与数控逻辑水计量分体式水费预付费计量仪。
背景技术：
淡水是人类生存的宝贵资源，而我国又是一个淡水资源贫乏的国家，节约用水是一项长期的基本国策。虽然我国淡水资源缺乏，但在很多地方一些人对节水意义认识不够，浪费水资源严重，而一些管水行政部门对用水的强制管理方面也存在很多不足之处。例如，我国有不少牛羊肉加工专业户，他们抽取地下水冷却机组，用二寸水泵每天工作十几个小时，浪费大量水资源，有些地方甚至因此造成地下水位的大幅度下降。本来增加几千元的设备，就能使十几吨的水循环使用一年，而他们竟消耗了成千上万吨的地下水，却无人问津。我们在调查中发现在农村有些村民水龙头是24小时开放，问他们为什么不关水龙头，回答是用水收固定费用，多少都是村上管。再如，浴池中的淋浴头，每个消费者花3-5元钱，不管用多少水，洗多长时间都是这些钱，却很少有人用完水主动把水门管上，等等。这些问题不仅说明要大力提高全民节水意识，而且要用现代高科技手段对用水进行科学的强制化的管理。
发明内容本发明要解决的技术问题，是提供一种IC卡与数控逻辑水计量二部为分体式的水费预付费计量仪，可用于普通预付费水表上，也可用在大口径地下水计量控制上的红外接口分体式预付费计量仪，作到一表一卡或一表多卡。
采用的技术方案是红外接口分体式预付费计量仪，由数控逻辑水计量部分A和智能显示部分B两部分组成。
数控逻辑水计量部分A，包括流量计、集成电路IC1及其外围电路、水流量取样装置、电源。单片机的外围电路，包括低电压保护电路和执行电路。低电压保护电路由电阻R3、二极管D4、电解电容C串联构成。D4接IC1的28脚，R3接电源E和继电器JG。控制水泵电机启动、正转、反转、停机或控制电磁阀开、关的执行电路包括三极管BG1、BG2、继电器JK、JG。BG1的集电极经JK接电源E的正极，同时接水流量取样器的对应接线端19，BG1的基极接经电阻R2接IC1的18脚。BG1的发射极经电解电容C1接地。BG2的集电极经JG接电源E，同时接电阻R3。BG2的基极经电阻R5接IC1的17脚。水流量取样装置的取样信号输出、输入接线端子分别接接点H、F，接点H、F经电阻R7、二极管D6接IC1的8脚，IC1的8脚经电阻R8、电容C7接地。
集成电路IC1及其外围电路的电器元件设置在电路板上，并固定在壳体内，水流量取样装置也固设在同一个壳体内，使数控逻辑水计量部分A成为单独的全封闭结构。
智能显示卡B部分，包括电源、卡座和IC卡。IC卡上有四位LED剩余水量显示器、解锁按钮和指示灯。
数控逻辑水计量部分A与智能显示卡部分B之间通过光电接口连接，进行电信号隔离，光电接口由一组光电耦合器件构成，光电耦合器的信号输出、输入端分别接智能显示卡的卡座的对应接线端子，可通过通讯电缆将数据逻辑水计量部分A与智能显示卡部分B连接起来，实现双向信号传送。IC卡插入卡座上。IC卡与光电耦合器贴接。IC卡由电源E1供电。
本发明的工作原理是每输出设定的水量如0.1m3(最小工作单位可根据用户要求设定)，当供水时，水流量取样装置向集成电路IC1发出一个特征信号，智能显示卡开始从卡内水余量中减去0.1m3水，然后智能显示卡通过光电接口向IC1输入一特征信号，经过IC1处理确认后，完成一次减计数循环，当IC卡的购水使用余量为0时，则停发回传特征码，IC1向电磁阀或水泵电机发出指令，关闭阀门或让电机停止运转，用户一次购水可在1-999m3之间选择，当IC卡放入卡盒的卡槽时，按解锁键即可令IC1向电磁阀或水源电机发出可工作指令，开阀或启动电机，与此同时脱运行时赊用的0.1m3水自动从卡中减掉。
本发明的优点一、突破了普通IC卡必须插在单片机的卡座上才能进行数据交换的传统模式，实现了数控逻辑水计量部分A与智能显示卡部分B的分离结构，且工作时两部分始终处于双向通讯的关系，一旦被破坏都能发出关阀或关机指令，不怕光电接口传输线的断路或短路。
二、结构简单，安装调试方便。
三、抗干扰能力强集成电路IC1在外界强大的磁场、电场和高压电攻击下可正常工作，它是优于其它单片机的一大优势。
四、应用范围广可以用于普通预付费水表上，还可以用在大口径地下水计量控制，又能用于浴池按用水量计费，等等。只要有计量信号输出就能按您的要求累计、定量开关阀门。
五、示卡数字式用户在卡上直观的看到自己的用水情况，真正做到了“明明白白消费。”还能做到一表一卡和一表多卡的特点。
本系统的应用从根本上杜绝了人情水，关系水和以水谋私的丑恶现象。实现用好水、管好水，合理开发利用水，造福子孙后代。
图1是本发明的一种实施例的结构示意图。图2是该实施例的数控逻辑水计量电路原理图。图3是本发明的第二种实施例控制显示流程框图。
具体实施方式
红外接口分体式预付费计量仪，包括数控逻辑水计量部分A、智能显示卡部分B和光电接口。
数控逻辑水计量部分A，包括流量计10、水流量取样装置11和控制部分12。流量计10为旋翼式冷水表，水流量取样装置11为磁发讯取样脉冲器。控制部分包括集成电路IC1及其外围电路。外围电路，包括低电压保护电路和执行电路。IC1为大规模集成电路OX-2001。
低电压保护电路由电阻R3、二极管D4、电解电容C串联构成。二极管D4的负极接IC1的28脚，R3接电源E(6V电池)的正极。
执行电路包括三极管BG1、BG2、继电器JK、JG。继电器JK并联二极管D5，继电器JG并联二极管D2。JK一端接电源E，同时经电阻R7、二极管D6接IC1的8脚，并经电阻R8、电容C5接地，另一端经二极管D1接BG1的集电极，BG1的基极经电阻R2接IC1的18脚，经R1、电解电容C1接地。JG一端接电源E和R3，另一端接BG2的集电极，BG2的基极经电阻R5接IC1的17脚，并经电阻R4、电解电容C2接地。
磁发讯取样脉器的信号输出、输入接线端子分别与联样接点H、F连接。
智能显示卡B部分，包括电池E1、卡座4和智能显示卡5。智能显示卡5装设在卡座4上，由单个电源E1供电。智能显示卡的面板上有四位LED剩余水量显示器1、解锁接钮2、指示灯3。
光电接口由光电耦合器GO1、GO2、GO3组成，GO1的三极管发射极接IC1的7脚，并经电阻R9接地，GO1的集电极接电源E的正极。GO1的发光二极管的正极接智能显示卡B的卡座4的11脚(卡座有18个脚)发光二极管负极接地。GO2的发光二极管负极接地，正极经电阻R6接IC1的11脚。GO2的三极管集电极接电源正极，发射极接GO3的发光二极管的正极。GO3的发光二极管的负极接智能显示卡B的卡座4的7脚。GO3的三极管的集电极接电池E、三极管的发射极经二极管D3、电阻R12接BG1的基极。
本实施例的控制部分是控制水源电机启动、停止(电机可换为流量计出水管路上的电磁阀)。
IC1采用电池供电。电压3.8-6.5V。电源经R3、D4加到IC1的28脚。IC1的取样信号来源于水流量取样装置，所选用的取样信号，经R7、D6、R8、C5的整形处理后，加于IC1的8脚，是一个幅值和脉宽一定的正脉冲，此时IC的时钟信号被激发，时钟频率通过R10、R11和C6可设定。根据流量仪表取样参数来选择IC1的分频系数。设定IC1的8脚每受到100个正脉冲，11脚即可能输出一个特征信号。经R6加到GO2光耦的发送端，GO2的接收端又将光信号还原成电信号经传输线加到智能显示卡B进行处理，使B内存储数据进行减“1”计量。如减计数正确，B会通过通讯线向A的光电接口GO1回传一个确认码，加到IC1的7脚。这即完成了一次正确减计数计量。如果系统脱卡，卡内余量为0，或者通讯线短路或断路，IC1的7脚都不收到回传特征码，这时IC1的17脚将会有高电平信号输出，使三极管BG2导通，JG线圈通电，接点6、7吸合，电机W停电或关阀。如果由于B欠费，余量为0，则必须将充值卡重新充值(用户持卡到交费处交款，通过微机将购入量写入充值卡中)，插到卡座上按智能显示卡B上的解锁键，B通过通讯线向GO1发出一串编码脉冲，经GO1的电—光—电转换加入IC1的7脚，经IC1的识别确认是正确的解锁码后，18脚则有一个高电平信号输出，这时三极管BG1导通，JK吸合，接点8、9吸合，开阀或启动电机或做其它功能扩展。
另外，可通过改变IC1的“1”脚电平来设定赊水量(B内余量为0时还可得到供水量当1脚按高电平可赊用1立水，按0电平可赊用96立水。赊用量在用后插卡按解锁键时，IC1的11脚会发出赊用量信息码经GO2的电—光—电转换，冲减B中的存量。
权利要求
1.红外接口分体式预付费计量仪，包括数控逻辑水计量部分(A)和智能显示部分(B)，其特征在于数控逻辑水计量部分(A)和智能显示部分(B)为二个独立的单体结构，分别由独立的直流电源供电数控逻辑水计量部分(A)的信号输出、输入端通过由一组光电耦合器构成的光电接口和通讯电缆与智能显示部分(B)的对应信号输出、输入端连接。
2.根据权利要求1所述的红外接口分体式预付费计量仪，其特征在于一、所述的数控逻辑水计量部分A，包括流量计(10)、水流量取样装置(11)和控制部分(12)，控制部分包括集成电路IC1及其外围电路，所述的外围电路，包括执行电路，执行电路包括三极管BG1、BG2、继电器JK、JG，继电器JK一端接电源E，同时经电阻R7、二极管D6接IC1的8脚，并经电阻R8、电容C5接地，另一端经二极管D1接BG1的集电极，BG1的基极经电阻R2接IC1的18脚，JG一端接电源E和IC1的28脚，另一端接三极管BG2的集电极，BG2的基极经电阻R5接IC1的17脚，并经电阻R4、电解电容C2接地；水流量取样装置(11)的信号输出、输入接线端子分别与取样接点H、F连接；二、所述的智能显示卡部分B，包括电池E1、卡座(4)和智能显示卡(5)，智能显示卡(5)装设在卡座(4)上，由单个电源E1供电，智能显示卡的面板上有四位LED剩余水量显示器(1)、解锁接钮(2)、指示灯(3)；三、所述的光电接口由光电耦合器GO1、GO2、GO3组成，GO1的三极管发射极接IC1的7脚，并经电阻R9接地，GO1的集电极接电源E的正极，GO1的发光二极管的正极接智能显示卡B的卡座(4)的11脚，发光二极管负极接地，GO2的发光二极管负极接地，正极经电阻R6接IC1的11脚，GO2的三极管集电极接电源正极，发射极接GO3的发光二极管的正极，GO3的发光二极管的负极接智能显示卡B的卡座(4)的7脚，GO3的三极管的集电极接电池E、三极管的发射极经二极管D3、电阻R12接BG1的基极。
3.根据权利要求2所述的红外接口分体式预付费计量仪，其特征在于所述的IC1的外围电路包括一个抵电压保护电路，低电压保护电路由电阻R3、二极管D4、电解电容C串联构成，二极管D4的负极接IC1的28脚，R3接电源E的正极。
4.根据权利要求2所述的红外接口分体式预付费计量仪，其特征在于所述的IC1为集成电路OX-2001，所述的流量计(10)为旋翼式冷水表，所述的水流量取样装置为磁发讯取样脉冲器。
全文摘要
红外接口分体式预付费计量仪，包括数控逻辑水计量部分A和智能显示部分B，其特征在于数控逻辑水计量部分A和智能显示部分B为二个独立的单体结构，分别由独立的直流电源供电；数控逻辑水计量部分A的信号输出、输入端通过由一组光电耦合器构成的光电接口和通讯电缆与智能显示部分B的对应信号输出、输入端连接。本发明实现了数控逻辑水计量部分A与智能显示卡部分B的分离结构，一旦被破坏都能发出关阀或关机指令，不怕光电接口传输线的断路或短路。且具有结构简单，安装调试方便、抗干扰能力强、应用范围广等优点。本系统的应用从根本上杜绝了人情水、关系水和以水谋私的丑恶现象，实现用好水、管好水，合理开发利用水，造福子孙后代。
文档编号G01F15/06GK1584512SQ0313411
公开日2005年2月23日 申请日期2003年8月18日 优先权日2003年8月18日
发明者蔡亮, 孔雪艳, 鲍丽欣, 马奎, 郎福山, 杨荣波, 卢亮, 杨继卿, 王树柏, 吕德祥 申请人:辽宁丰源节水技术设备有限公司