专利名称：预购煤气电子卡计费装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种计费装置，特别是一种气体的计费装置。
目前管道煤气、天然气的使用越来越广泛，但抄表计数工作仍由抄表人员逐户进行，这十分麻烦。为此已有不少的设想和试验，主要分为三类一是户外抄表，又分为有线和无线二种，这一类解决了进户抄表的困难，但需进行工程安装，且仍应逐户抄表；二是电话线遥测，这类方式可以不用抄表员逐户抄表，但需每户有电话，且网络连接，系统的可靠度提高比较困难；三是磁卡式煤气表，由于其结构复杂、成本高、容易被复制，故也未能得到推广。因此现已逐步趋于采用预购煤气自动计费装置，如中国专利ZL93204480.8。但该方案仍存在不足之处1. 煤气预购卡主要由E2PROM组成，不能有效的防止非法复制；2. 该计费装置易被破译；3. 采用交流电源使计费装置的电气绝缘性能要求较高；4. 不能有效地防止用户利用双稳态煤气电磁阀常开状态时让计费装置断电，使计费装置不起作用，从而达到不交费或少交费使用煤气。
本实用新型的目的是设计一种防复制，防破译的预购煤气自动计费装置。
本实用新型提供的计费装置是这样的它包括煤气预购卡、插座，接口电路，单片机、开启驱动电路、关闭驱动电路、双稳态煤气电磁阀、遥读式煤气表、电压检测电路、电源、音响电路；是在单片机与遥读式煤气表之间设置取样电路，从遥读式煤气表中取出煤气计量电信号作为该装置的计费依据，在关闭驱动电路处设置蓄能电容，断电时其蓄存的电量供关闭双稳态煤气电磁阀，设置了显示器，它通过设置的译码器与单片机连接，用以显示计费装置的工作状态及煤气预购卡的气量数值。
本实用新型由于煤气预购卡的芯片为单片机，具有防破译程序，当用不正确的密码试图破译或修改数据时，它会将其信息自动清除，起到防复制的效果；由于计费装置的单片机对外只有电源及输入输出联接，使得破译和复制变得非常困难；又由于在关闭驱动电路处设置了蓄能电容，当电源突然断电时，它的电量通过关闭驱动电路使双稳态煤气电磁阀关闭，从而实现断电就断气的效果；本发明使用的电源是干电池，绝缘性能要求不高。
以下结合附图对本实用新型作进一步说明。
图1是本实用新型的原理框图；图2是图1的电原理图参照图1、图2，显示器1(LCP)为液晶显示器，使用两位显示00-99已足够，用以显示煤气量，也能显示其它信息。译码器2为IC3，其型号为AY0438，也可使用具有类似功能的其他芯片。单片机3为IC2是计费装置的核心，其型号为PIC16C84，共18个脚，脚14接电源正，脚5接地，脚7、8、9为信号线。单片机3也可使用具有类似功能的其他芯片，音响电路4由耦合电容C2、喇叭SP组成，由单片机3控制，用于提醒用户，煤气预购卡11所购气量将用完、电池电压低于工作电压，及其池异常情况的报警。电压检测电路5由三极管T1、二极管D6、D7、电阻R5、R6组成，二极管D6、D7、电阻R5、R6构成分压器，用以检测电池的工作电压，当电源电压高于4.5V时，A点电位大于0.6V，此时三极管T1导通，单片机脚I2为低电位，表示电源正常，当电源电压低于4.5V时，A点电位小于0.5V，三极管T1截止，此时单片机脚12是高电位，表示电源电压不正常，单片机3得到了信号，通过剌叭SP发出音响报警。K1是双稳态煤气电磁阀8的位置开关，用于给单片机3一个工作状态指示，电阻R7为耦合电阻，电容C3、电阻R8是积分防抖动电路，K2是遥读式煤气表15的计数开关，电容C4、C5、电阻R9、R10是两组积分防抖动电路，场效应管T2～T5、二极管D2～D5、双稳态煤气电磁阀8的线圈L组成驱动电路6、7，二极管D2～D5构成防线圈L反电势电路，以防场效应管T2～T5被线圈L反电势击穿，当单片机3的脚1为高电位时，则脚18输出低电位，此时场效应管T3、T4导通，电流从e1经电磁阀线圈L流向e2，这构成开启驱动电路6的通路，使双稳态煤气电磁阀8处于开状态，当单片机3的脚1为低电位时，则脚18为高电位，此时场效应管T2、T5导通，电流从e2经电磁阀圈L流向e1，这构成关闭驱动电路7的通路，使双稳态煤气电磁阀8处于关状态。电容C6为蓄能电容9，是用以当计费装置在任何情况下突然断电时，其蓄存的电量通过场效应管T2、T5释放，电源从e2经电磁阀线圈L流向e1，使双稳态煤气电磁阀8处于关闭状态。二极管D1是防止蓄能电容C6向电源12放电，电容C7是滤波电容，E是电源12，当E突然断电时，电容C7的能量能维持单片机3工作数十毫秒，并发出关闭双稳态煤气电磁阀8的指令，取样电路10由遥读式煤气表15的计数开关K2、电容C4、C5、电阻R9、R10组成，其电容、电阻构成两组积分防抖动电路，它从遥读式煤气表15中取出计量电信号，并由单片机3通过译码器2在显示器1上显示信息，当电池电压低于一定值时，喇叭SP也发出提醒信号，并在显示器1上显示相应的信息，当电池电压低于一定值时，喇叭SP即发出提醒信号，并在显示器1上显示相应信息。煤气预购卡11由单片机IC1、电容C8、C9、电阻R11～R15、壳体、插头组成，单片机IC1的型号是PIC16C84，共18个脚，脚14接电源正，脚5接地，脚3、4、6为信号线，脚15悬空，其余脚接地，电阻R12～R15为耦合电路，电容C9为滤波电路，电容C8与电阻R11组成振荡电路，其频率f≈1MHE，煤气预购卡11不带电源，但具有失电记忆功能，当把它插入计费装置的插座13时，电源12就向它供电，单片机3通过接口电路14的信号线与它进行数据交换，当它脱离计费装置时，它的信息将自动保存，当预购的气量用完时，可将它送到煤气收费部门，在专用设备中重置预购的煤气量，该卡可重复置气使用。电源12是由普通干电池组成，用于预购煤气自动计费装置的日常供电。接口电路14由电容C1、电阻R1～R4组成，电容C1、电阻R4构成振荡电路，其频率f≈1MHE。
在正常工作状态下，煤气预购卡11插入插座13中，电池电压在额定值4.5V以上时，双稳态煤气电磁阀8处于打开状态，单片机3处于睡眼状态(Seep)。此时预购煤气自动核算装置是低功耗运行，非常省电，4节电池可用半年到10个月。当单片机3通过电压检测电路5测到电池电压低于额定值4.5V时，单片机3仍可工作，喇叭SP报警，显示其电压值，此时应更换干电池，否则经过一段时间延迟后关闭驱动电路7将关闭双稳态煤气电磁阀8。
工作原理当煤气预购卡11插入插座13时单片机3就发出一连串的指令，查询外接煤气预购卡11，并与其单片机IC1建立密码通讯，确认后读出其剩余煤气量，与此同时，它还不断访问取样电路10，每当得到一个煤气采样信号，就在煤气预购卡11上自动减去一个剩余煤气量，同时通过译码器2在显示器1上显示煤气预购卡11上的剩余煤气量，当煤气预购卡11上的煤气量临近用完时，单片机3就通过音响电路4向用户发出提醒信号，同在显示器1上显示出数值。
本实用新型，提供了一套价廉、可靠、防破译和复制的煤气(天然气)计费器，使用本实用新型可以免除进户抄表工作，实现预收费使用煤气，又可杜绝不交费和少交费使用煤气的现象，由于煤气预购卡也用单片机IC1构成，故在卡上留存有大量的用户信息，包括使用次数，断电次数及用户的个人信息，如身份征号码，用户人数等，给煤气部门的统计管理带来极大的方便，该卡可重复使用。又有专门的防破译和复制的程序，使得实际使用从经济上及安全上成为可能。由于计费器是以一片单片机外加部分外围元件构成，故结构简单可靠，成本较低，单片机3对外只有电源及输入输出联接，使得破译和复制变得非常困难。该计费器是按装在煤气表的外部的进气出气口上，只是从遥读式煤气表信号阀上取得计量信号，而该种遥读表，煤气表厂已正式生产使用，生产成本仅增加十元左右。本实用新型只使用4节普通干电池，大约可以使用半年至十个月，既安全经济，也尽可能减少了用户的麻烦，因此本实用新型将会有工业性生产价值。
权利要求1. 一种预购煤气电子卡计费装置，包括煤气预购卡[11]、插座[13]、接口电路[14]、单片机[3]、开启驱动电路[6]、关闭驱动电路[7]、双稳态煤气电磁阀[8]、遥读式煤气表[15]、电压检测电路[5]、电源[12]、音响电路[4]，其特征是在单片机[3]与遥读式煤气表[15]之间设置取样电路[10]，在关闭驱动电路[7]处设置蓄能电容[9]，设置一个显示器[1]，通过设置的译码器[2]与单片机[3]连接。
2. 根据权利要求1所述的预购煤气电子卡计费装置，其特征是所述煤气预购卡[11]是由单片机[IC1]、振荡电路、滤波电路、耦合电路、壳体、插头组成。
3. 根据权利要求1所述的预购煤气电子卡计费装置，其特征是所述电源[12]是普通干电池。
专利摘要一种预购煤气电子卡计费装置，有煤气预购卡、插座、接口电路、单片机、驱动电路、双稳态煤气电磁阀、遥读式煤气表、电压检测电路、电源、音响电路，是在单片机与遥读式煤气表之间设置取样电路，在关闭驱动电路上，设置蓄能电容，设置一个显示器，通过译码器与单片机连接。该计费装置具有防复制、防破译、防窃气及用气情况统计等功能，且具有结构简单、运行可靠、成本低等优点，既适用于管道煤气部门的现代化管理，又便于普及推广。
文档编号G06F19/00GK2217819SQ9422026
公开日1996年1月17日 申请日期1994年8月31日 优先权日1994年8月31日
发明者吴志洪, 周五一 申请人:吴志洪