專利名稱：智能型干式加密ic卡水表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種計(jì)量自來水用量的水表。
現(xiàn)有的家庭住宅或單位所用的水表大多為機(jī)械式轉(zhuǎn)盤讀數(shù)結(jié)構(gòu)，供水部門需派人上門抄表收費(fèi)，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，不僅誤差大，而且要耗用大量的進(jìn)戶抄表的人工費(fèi)用，還會(huì)因水費(fèi)多少引起用戶之間的矛盾。由于現(xiàn)有水表不具備智能功能，給供水單位的管理及管網(wǎng)布局帶來許多困難，不能實(shí)現(xiàn)宏觀管理和調(diào)控。此外，現(xiàn)有水表均全部浸泡在水中，在環(huán)境溫度較低時(shí)易凍裂水表表面玻璃，使用壽命短。且現(xiàn)有水表由于結(jié)構(gòu)上的缺陷，不能杜絕小流量的非正常用水現(xiàn)象，給國(guó)家造成損失。另現(xiàn)有水表在碰到水管爆裂或忘關(guān)水龍頭時(shí)不能自動(dòng)斷水，往往造成嚴(yán)重后果。
本實(shí)用新型的目的就是為了解決上述問題，提供一種智能化程度高，無需上門抄表收費(fèi)且使用壽命長(zhǎng)的智能型干式加密IC卡水表。
本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案一種智能型干式加密IC卡水表，其特征在于它由單片機(jī)、IC卡讀寫裝置、水流量檢測(cè)裝置、電控閥組成，IC卡讀寫裝置包括有用于插入IC水卡的卡座及IC卡讀寫電路，其IC卡讀寫電路的輸入輸出端與單片機(jī)的輸出輸入口相連，水流量檢測(cè)裝置由帶有進(jìn)、出水口的密封容器和檢測(cè)該密封容器內(nèi)水流量的磁性開關(guān)元件組成，磁性開關(guān)元件的輸出端與單片機(jī)對(duì)應(yīng)輸入輸出口相連，單片機(jī)還接有電控閥，該電控閥安置在水流量檢測(cè)裝置中密封容器的進(jìn)水口或出水口管路上。
本實(shí)用新型首次將水表采用全密封干式結(jié)構(gòu)，并與IC卡采集裝置有機(jī)地結(jié)合在一起，故具有很高的智能化功能，使得水表收費(fèi)可實(shí)現(xiàn)類似于電話費(fèi)的管理，人們用水需先購(gòu)IC水卡，實(shí)現(xiàn)先付費(fèi)后用水，徹底免除了人工上門抄表收費(fèi)的現(xiàn)象，大大減少了進(jìn)戶抄表的人工費(fèi)用，并徹底杜絕了拖欠水費(fèi)的現(xiàn)象。本實(shí)用新型通過IC卡作為信息媒介，了解用戶的用水情況及水表的工作情況，便于供水單位進(jìn)行合理的管網(wǎng)布局及科學(xué)管理。由于本實(shí)用新型為全密封干式結(jié)構(gòu)，故徹底杜絕了低溫凍裂的現(xiàn)象，使用壽命大大增長(zhǎng)。本實(shí)用新型精度高，靈敏度好，可檢測(cè)出小流量非正常用水情況，故杜絕了所有非正常用水現(xiàn)象，對(duì)減少國(guó)家水資源的浪費(fèi)提供了可靠的保證。本實(shí)用新型在遇到水管爆裂或用戶忘關(guān)水龍頭時(shí)，能根據(jù)流量大小及持續(xù)時(shí)間自動(dòng)關(guān)斷水源，可避免許多嚴(yán)重后果。


圖1是本實(shí)用新型的原理框圖2是本實(shí)用新型的原理結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型的電原理圖；圖4是本實(shí)用新型的電控閥中開或關(guān)到位控制機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。
如
圖1-3，本實(shí)用新型由單片機(jī)、IC卡讀寫裝置、水流量檢測(cè)裝置、電控閥組成，IC卡讀寫裝置包括有用于插入IC水卡的卡座1及IC卡讀寫電路，其IC卡讀寫電路的輸入輸出端與單片機(jī)的輸出輸入口相連，水流量檢測(cè)裝置由帶有進(jìn)、出水口2、3的密封容器4和檢測(cè)該密封容器內(nèi)水流量的磁性開關(guān)元件組成，磁性開關(guān)元件的輸出端與單片機(jī)對(duì)應(yīng)輸入輸出口相連，單片機(jī)還接有電控閥6，該電控閥6安置在水流量檢測(cè)裝置中密封容器4的進(jìn)水口2或出水口3管路上。
本實(shí)用新型中，單片機(jī)D1可采用常規(guī)單片機(jī)集成電路，如型號(hào)為86P4302、8031等單片機(jī)集成電路。IC卡讀寫裝置亦為現(xiàn)有技術(shù)，其卡座1與現(xiàn)有IC卡電話機(jī)中IC卡卡座相同，其IC卡讀寫電路D2可采用可電擦除非易失性存貯器，型號(hào)可為24LC01B、88SC102等。
本實(shí)用新型的水流量檢測(cè)裝置中，其密封容器4的大小根據(jù)供水量大小而定，容器4的進(jìn)水口2與水源相連，容器的出水口3與用戶供水管相連，容器4內(nèi)對(duì)應(yīng)進(jìn)水口2位置設(shè)有能隨進(jìn)水流動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)的葉片7，它最好為蝸輪葉片，以增大與水的接觸面，并減小對(duì)水的阻力，在葉片7上固設(shè)有磁性開關(guān)元件5的磁性部分8，而磁性開關(guān)元件5的磁感部分9裝置在密封容器4外壁的對(duì)應(yīng)其內(nèi)葉片7的轉(zhuǎn)動(dòng)軌跡位置上，使得葉片7每轉(zhuǎn)一圈，磁感部分9就發(fā)出一個(gè)電脈沖信號(hào)。磁性開關(guān)元件5可采用由干簧管和磁鐵構(gòu)成的開關(guān)元件，也可采用由霍爾開關(guān)和磁鐵構(gòu)成的開關(guān)元件，其中磁性部分8即磁鐵就嵌置在密封容器4內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)葉片7上，磁感部分9即干簧管或霍爾開關(guān)就安置密封容器4的對(duì)應(yīng)外壁上。磁性開關(guān)元件5的磁感部分9最好通過抗干擾電路連接至單片機(jī)D1上。該抗干擾電路采用由電阻R6和電容C3構(gòu)成的積分電路實(shí)現(xiàn)。
本實(shí)用新型的電控閥6可采用直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)閥，也可采用電磁閥，電控閥6的驅(qū)動(dòng)電路可由晶體管V1-V4及電阻R5、R7、R8、R10組成，其中V1和V2的射極連接一起與電源電路的正極輸出相連，V3、V4的射極連接一起與電源電路的負(fù)極(即接地端)相連，V1、V2的集電極分別與V3、V4的集電極相連，并同時(shí)分別與電控閥6的直流電機(jī)(電動(dòng)閥)或電磁鐵繞組(電磁閥)相連，作為電控閥的電源，V1和V2的基極分別通過電阻R10和R8接向?qū)Ψ降募姌O，V3和V4的基極分別通過電阻R7和R5與單片機(jī)D1對(duì)應(yīng)輸入輸出口相連。
本實(shí)用新型的電控閥6設(shè)有開或關(guān)到位控制機(jī)構(gòu)10，以電動(dòng)閥為例，其開或關(guān)到位控制機(jī)構(gòu)10如圖4所示，該機(jī)構(gòu)10由位置蝸輪11、蝸桿12及磁鐵13和兩個(gè)干簧管14組成，蝸桿12與電動(dòng)閥的直流電機(jī)15減速機(jī)構(gòu)中的蝸輪16固定連接，同時(shí)它又與位置蝸輪11嚙合連接，位置蝸輪11上嵌置有磁鐵13，對(duì)應(yīng)電動(dòng)閥全開或全關(guān)的位置在位置蝸輪11一側(cè)分別設(shè)有兩個(gè)干簧管14。這兩只干簧管14并聯(lián)后與單片機(jī)D1對(duì)應(yīng)輸入輸出口相連。這樣單片機(jī)D1就能通過開或關(guān)到位控制機(jī)構(gòu)10來控制電動(dòng)閥的啟停，完成水的開啟或關(guān)閉。對(duì)于電磁閥，其開或關(guān)到位控制機(jī)構(gòu)更簡(jiǎn)單，只需在電磁閥的與其電磁鐵聯(lián)動(dòng)的部件上設(shè)有磁鐵，同時(shí)對(duì)應(yīng)電磁閥全開或全關(guān)的位置設(shè)有兩個(gè)干簧管即可，其工作原理與上述相同。
本實(shí)用新型中，單片機(jī)1還可接有液晶顯示器LCD，型號(hào)可為SP030，它用來顯示水表的總水量和剩余用水量以及工作狀態(tài)等。單片機(jī)D1還可接有由蜂鳴器FMQ、電容C9、電阻R11、三極管V5組成的聲音報(bào)警電路，用于在電池欠壓、IC水卡插錯(cuò)以及下限用水量到達(dá)或水管爆裂時(shí)的報(bào)警。為了存貯用戶的累積用水量、剩余用水量，單片機(jī)D1還接有防掉電存貯器D3，它亦可采用型號(hào)為24LC01B或93LC406A的電可擦除非易失性存貯器。
本實(shí)用新型的電源電路由干電池BATT，電池電壓檢測(cè)電路R14、R12，穩(wěn)壓電路和貯能電路組成，其中穩(wěn)壓電路由二極管V6，三極管V7，電容C6、C10、C12，電阻R19和穩(wěn)壓二極管Z1構(gòu)成，貯能電路由貯能電容C4、C5和電阻R4構(gòu)成，貯能電容C4、C5用于向電控閥6提供能量，即使用戶取出干電池，它也能使電控閥6關(guān)閉斷水。
本實(shí)用新型的工作過程如下，首先用戶根據(jù)需要購(gòu)買一定用水量的IC水卡，然后插入IC卡讀寫裝置中的卡座1內(nèi)，此時(shí)單片機(jī)D1就在內(nèi)部軟件控制下通過IC卡讀寫電路D2讀取IC水卡上的用水量，并存入防掉電存貯器D3內(nèi)。同時(shí)單片機(jī)D1又通過IC卡讀寫電路D2將IC水卡內(nèi)的用水量清零。這樣單片機(jī)D1就通過驅(qū)動(dòng)電路V1-V4打開電控閥6，允許用戶用水。當(dāng)用戶打開水龍頭用水時(shí)，水流量檢測(cè)裝置開始工作，水源流進(jìn)密封容器4后即驅(qū)動(dòng)蝸輪葉片7轉(zhuǎn)動(dòng)，由于蝸輪葉片7的靈敏度很高(這可通過在蝸輪葉片上增加均勻分布的磁鐵個(gè)數(shù)來實(shí)現(xiàn)，即蝸輪葉片每轉(zhuǎn)一圈可發(fā)出多個(gè)脈沖信號(hào))，則即使是微小滴漏流量也能被記錄下來，杜絕了小流量非正常用水現(xiàn)象，當(dāng)蝸輪葉片7隨水流轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，則其上的磁性部分8每轉(zhuǎn)至磁性開關(guān)元件5的磁感部分9位置，就會(huì)使磁感部分9發(fā)出脈沖電信號(hào)，并通過防干擾電路R6、C3輸出至單片機(jī)D1，作為單片機(jī)D1定量計(jì)量用水量的依據(jù)。這樣單片機(jī)D1就將用戶累積使用的用水量記錄下來，亦存入防掉電存貯器D3內(nèi)，并不斷從用戶預(yù)購(gòu)的水量中扣除，直到使用到下限用水量時(shí)，單片機(jī)D1通過聲音報(bào)警電路發(fā)出告警聲，同時(shí)液晶顯示器LCD上也顯示出剩余的用水量，提醒用戶及時(shí)購(gòu)水。當(dāng)剩余用水量為零時(shí)，單片機(jī)D1就通過電控閥6將水關(guān)斷。直到用戶重新購(gòu)水，才按上述過程重新打開電控閥6。
當(dāng)出現(xiàn)水管爆裂或用戶忘關(guān)水龍頭時(shí)，此時(shí)出現(xiàn)大流量不正常用水現(xiàn)象，單片機(jī)D1在內(nèi)部設(shè)定軟件控制下，依據(jù)用水恒定流量時(shí)間判斷出為非正常用水，故控制電控閥6自動(dòng)關(guān)斷水源，同時(shí)在液晶顯示器LCD上給出提示，直到用戶按下復(fù)位按鈕K即可恢復(fù)正常。
為了防止水垢銹蝕電控閥6的活動(dòng)部位，造成電控閥6控制失靈，本實(shí)用新型在單片機(jī)D1內(nèi)部程序中還設(shè)有定時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)程序，它定時(shí)自動(dòng)開、關(guān)電控閥6的活動(dòng)部分，達(dá)到去除水垢的目的，保證電控閥6的控制靈活性。
本實(shí)用新型工作中，出現(xiàn)的一些故障會(huì)自動(dòng)記錄在IC水卡上。當(dāng)用戶取下IC水卡再去供水部門購(gòu)水時(shí)，這些故障信息會(huì)同時(shí)全部反饋給供水部門，便于供水部門進(jìn)行科學(xué)管理。
權(quán)利要求1.一種智能型干式加密IC卡水表，其特征在于它由單片機(jī)、IC卡讀寫裝置、水流量檢測(cè)裝置、電控閥組成，IC卡讀寫裝置包括有用于插入IC水卡的卡座及IC卡讀寫電路，其IC卡讀寫電路的輸入輸出端與單片機(jī)的輸出輸入口相連，水流量檢測(cè)裝置由帶有進(jìn)、出水口的密封容器和檢測(cè)該密封容器內(nèi)水流量的磁性開關(guān)元件組成，磁性開關(guān)元件的輸出端與單片機(jī)對(duì)應(yīng)輸入輸出口相連，單片機(jī)還接有電控閥，該電控閥安置在水流量檢測(cè)裝置中密封容器的進(jìn)水口或出水口管路上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能型干式加密IC卡水表，其特征在于所述水流量檢測(cè)裝置中，容器的進(jìn)水口與水源相連，容器的出水口與用戶供水管相連，容器內(nèi)對(duì)應(yīng)進(jìn)水口位置設(shè)有能隨進(jìn)水流動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)的葉片，在葉片上固設(shè)有磁性開關(guān)元件的磁性部分，而磁性開關(guān)元件的磁感部分裝置在密封容器外壁的對(duì)應(yīng)其內(nèi)葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)軌跡位置上，使得葉片每轉(zhuǎn)一圈，磁感部分就發(fā)出一個(gè)電脈沖信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能型干式加密IC卡水表，其特征在于所述磁性開關(guān)元件采用由干簧管和磁鐵構(gòu)成的開關(guān)元件，或者采用由霍爾開關(guān)和磁鐵構(gòu)成的開關(guān)元件，其中磁性部分即磁鐵就嵌置在密封容器內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)葉片上，磁感部分即干簧管或霍爾開關(guān)就安置密封容器的對(duì)應(yīng)外壁上；磁性開關(guān)元件的磁感部分應(yīng)通過抗干擾電路連接至單片機(jī)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的智能型干式加密IC卡水表，其特征在于所述抗干擾電路采用由電阻R6和電容C3構(gòu)成的積分電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能型干式加密IC卡水表，其特征在于所述電控閥采用直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)閥，或采用電磁閥，電控閥的驅(qū)動(dòng)電路可由晶體管V1-V4及電阻R5、R7、R8、R10組成，其中V1和V2的射極連接一起與電源電路的正極輸出相連，V3、V4的射極連接一起與電源電路的負(fù)極相連，V1、V2的集電極分別與V3、V4的集電極相連，并同時(shí)分別與電控閥的直流電機(jī)或電磁鐵繞組相連，作為電控閥的電源，V1和V2的基極分別通過電阻R10和R8接向?qū)Ψ降募姌O，V3和V4的基極分別通過電阻R7和R5與單片機(jī)D1對(duì)應(yīng)輸入輸出口相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的智能型干式加密IC卡水表，其特征在于所述電動(dòng)閥設(shè)有開或關(guān)到位控制機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)由位置蝸輪、蝸桿及磁鐵和兩個(gè)干簧管組成，蝸桿與電動(dòng)閥的直流電機(jī)減速機(jī)構(gòu)中的蝸輪固定連接，同時(shí)它又與位置蝸輪嚙合連接，位置蝸輪上嵌置有磁鐵，對(duì)應(yīng)電動(dòng)閥全開或全關(guān)的位置在位置蝸輪一側(cè)分別設(shè)有兩個(gè)干簧管，這兩只干簧管并聯(lián)后與單片機(jī)D1對(duì)應(yīng)輸入輸出口相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的智能型干式加密IC卡水表，其特征在于所述電磁閥的開或關(guān)到位控制機(jī)構(gòu)是在電磁閥的與其電磁鐵聯(lián)動(dòng)的部件上設(shè)有磁鐵，同時(shí)對(duì)應(yīng)電磁閥全開或全關(guān)的位置設(shè)有兩個(gè)干簧管，兩干簧管并聯(lián)后與單片機(jī)D1對(duì)應(yīng)輸入輸出口相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能型干式加密IC卡水表，其特征在于所述單片機(jī)D1還接有防掉電存貯器D3，它采用電可擦除非易失性存貯器。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種計(jì)量自來水用量的水表,它由單片機(jī)、IC卡讀寫裝置、水流量檢測(cè)裝置、電控閥組成,IC卡讀寫裝置包括有用于插入IC水卡的卡座及IC卡讀寫電路,其IC卡讀寫電路的輸入輸出端與單片機(jī)的輸出輸入口相連,水流量檢測(cè)裝置由密封容器和檢測(cè)該容器內(nèi)水流量的磁性開關(guān)元件組成,磁性開關(guān)元件的輸出端與單片機(jī)對(duì)應(yīng)輸入輸出口相連,單片機(jī)還接有電控閥,該電控閥安置在水流量檢測(cè)裝置中密封容器的進(jìn)水口或出水口管路上。
文檔編號(hào)G07F15/06GK2369299SQ99229040
公開日2000年3月15日 申請(qǐng)日期1999年7月26日 優(yōu)先權(quán)日1999年7月26日
發(fā)明者徐勇, 汪立森 申請(qǐng)人:南京華特靈電子儀表實(shí)業(yè)有限公司