專利名稱：通過斷電控制透支的水電氣熱及有線電視綜合預收費器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水、電、氣、熱及有線電視預收費裝置，尤其是一種通過斷電控制透支的水、電、氣、熱及有線電視綜合預收費器。
目前，隨著經(jīng)濟水平的提高，一般家庭已經(jīng)使用上了電、自來水、燃氣，有些地區(qū)還實現(xiàn)了集中供熱，越來越多的家庭開始安裝有線電視，從而極大方便了人民群眾的生活，但是，繁雜的、至少每月一次各項的人工收費工作，不但給供應、物業(yè)管理部門造成極大的負擔，同樣也使用戶感到麻煩，并時常因此產(chǎn)生許多矛盾等。由于科技的發(fā)展，現(xiàn)在已有了各種關(guān)于水、電、氣、熱的預收費裝置，但這些裝置均為水、電、氣、熱及的單獨控制的預收費裝置，而控制燃氣或自來水等線路的供應的裝置，從技術(shù)上解決很困難，而且成本較高，結(jié)構(gòu)復雜，維護管理繁雜，并且其產(chǎn)品均需完全取代、廢棄現(xiàn)有的水、電、氣、熱的計量裝置，這不符合我國經(jīng)濟現(xiàn)狀，并且由于其存在功能單一，通用性較差等諸多缺點而沒有得到廣泛地推廣應用。
本發(fā)明的主要目的是提供一種通過斷電控制透支的水電氣熱及有線電視綜合預收費器，其可采用先進的IC卡技術(shù)，利用了現(xiàn)有的水、電、氣、熱計量裝置，而實現(xiàn)水、電、氣、熱以及有線電視綜合預收費的一體化裝置。
本發(fā)明的另一目的是提供一種通過斷電控制透支的水電氣熱及有線電視綜合預收費器，其可通過斷電控制來實現(xiàn)管理電、水、熱及有線電視的透支消費。
本發(fā)明的再一目的是提供一種通過斷電控制透支的水電氣熱及有線電視綜合預收費器，其可消費透支的部分在新預購值輸入收費器時核減。
本發(fā)明的又一目的是提供一種通過斷電控制透支的水電氣熱及有線電視綜合預收費器，其可實現(xiàn)實時用電統(tǒng)計以及峰谷電價控制。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的一種通過斷電控制透支的水電氣熱及有線電視綜合預收費器，它由殼體，IC卡卡座，信號采集電路以及控制電路組成，所述的控制電路由信號采集電路的輸出通過信號線將從各基表上采集的信號，輸入至單片機，單片機接存儲器和IC卡卡座構(gòu)成內(nèi)外數(shù)據(jù)交換電路，單片機接譯碼器和數(shù)碼顯示器組成數(shù)據(jù)顯示電路而構(gòu)成，控制電路的穩(wěn)壓電路接有一由充電電池構(gòu)成的不間斷電源，電表的入戶線通過單片機控制的斷電執(zhí)行機構(gòu)至電表。
所述的信號采集電路由水表、電表、熱水表、煤氣表的旋轉(zhuǎn)圓盤信號讀取裝置讀取信號，并通過各自的比較器接一分頻器而構(gòu)成，有線電視信號讀取裝置由開關(guān)控制的計時定時脈沖發(fā)生器接一比較器組成。
所述的旋轉(zhuǎn)圓盤信號讀取裝置以旋轉(zhuǎn)圓盤作為計數(shù)盤，通過在其上標記或通過在其上穿一小孔或在邊緣開一小口，并對準標記位置或?qū)市】谆蛐】谖恢枚O置發(fā)光和接收二極管構(gòu)成反射式或透射式信號讀取裝置，或?qū)蕵擞浳恢枚O置霍爾電磁元件式的信號讀取裝置。
所述的IC卡卡座可為與控制裝置分離設置，其上包括報警顯示電路，通過相應的信號線與控制電路連接。
所述的控制電路可包括一與單片機相接的串行電路，再接載波或有線或無線通信電路而構(gòu)成遠程通信電路。
所述的信號采集電路中的每根信號線均通過一電阻接一比較器，再通過或門至單片機而構(gòu)成信號線保護電路。
所述的電表的入戶線上帶有環(huán)形封閉的保護線，保護線的電阻通過比較器接至或門，再接至單片機而構(gòu)成入戶線保護電路。
所述的控制電路的電源電路設有輸入至單片機的欠壓監(jiān)測電路和掉電檢測電路。
所述的基表接線端子的信號連接插頭開口D上設有卡口彈簧A和彈簧B，內(nèi)部設有金屬插針C。
所述的斷電執(zhí)行機構(gòu)由單片機控制可控硅，可控硅連接電磁鐵J1、J2，電磁鐵J1通過壓桿G下的彈簧T控制入戶線開關(guān)的開閉，電磁鐵J2可控制保持桿S的左右移動，保持桿S可卡持在電磁鐵J1與壓桿G之間。
所述的壓桿G的底部設有一切電確認裝置。
所述的入戶線開關(guān)上并接有由一壓敏電阻構(gòu)成的滅弧裝置。
所述的入戶線設有漏電保護檢測電路、短路保護電路、過壓保護電路。
所述的單片機接有一日期時間電路以及一標準時間校正電路。
所述的單片機接有IC卡入卡確認開關(guān)。
所述的單片機接有聲光報警電路。
所述的信號采集電路的輸出通過信號線將從各基表上采集的信號，可通過一編碼電路輸入至單片機。
由于本發(fā)明技術(shù)先進，結(jié)構(gòu)合理，其利用現(xiàn)有的水、電、氣、熱計量裝置，并通過斷電控制來實現(xiàn)水、電、氣、熱以及有線電視的綜合預收費管理，而大大降低了成本，管理、維護十分方便。
下面結(jié)合附圖和具體實施方案對本發(fā)明做進一步的詳細說明。


圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)構(gòu)成示意圖；圖2為本發(fā)明的控制電路原理圖；圖3為本發(fā)明的信號讀取裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明的入戶線控制原理、斷電執(zhí)行機構(gòu)電路原理及結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明的信號基表安裝及結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明的有線電視線路信號讀取裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
參見圖1，本發(fā)明由外殼1，分離式顯示報警插卡控制器2，控制電路板3，入戶線開關(guān)4，大功率電度表計量信號線5，小功率電度表計量信號線6，燃氣表計量信號線7，自來水表計量信號線8，供熱計量信號線9，有線電視計時信號線10，入戶線防竊電信號線11，小功率電度表進線防竊電信號線12，插卡報警控制器電纜13，以及備用可充電池及電源電路14組成。入戶線通過開關(guān)4至電表5、6。
如圖2所示，本發(fā)明控制電路由信號采集電路的輸出通過信號線將從各基表上采集的信號，通過一編碼電路輸入至單片機，單片機接存儲器和IC卡卡座構(gòu)成內(nèi)外數(shù)據(jù)交換電路，單片機接譯碼器和數(shù)碼顯示器組成數(shù)據(jù)顯示電路而構(gòu)成，控制電路的穩(wěn)壓電路接有一由充電電池構(gòu)成的不間斷電源，電表的入戶線通過單片機控制的斷電執(zhí)行機構(gòu)至電表。
圖中AN1為入卡檢測開關(guān)，Y為報警器，與LED顯示同步；IC3與單片機中斷P32口組成多中斷監(jiān)測電路；U1-3和分頻器F1組成大功率電表的計量計數(shù)檢測電路；U1-4和分頻器F2組成小功率電表的計量計數(shù)檢測電路；U2-1和分頻器F3組成燃氣表的計量計數(shù)檢測電路；U2-2和分頻器F4組成自來水表的計量計數(shù)檢測電路；U2-3和分頻器F5組成熱能表的計量計數(shù)檢測電路；U2-4組成有線電視計時計數(shù)檢測電路；U4-1和U4-2組成大功率電表信號線保護電路；UJ4-3和U4-4組成小功率電表信號線保護電路；U5-1和U5-2組成燃氣表信號線保護電路；U5-3和U5-4組成自來水表信號線保護電路；U6-1和U6-2組成熱能表信號線保護電路；
U6-3和U6-4組成有線電視計時器信號線保護電路；U3-1和U3-2組成大功率電表入戶線保護電路；U3-3和U3-4組成小功率電表入戶線保護電路；其中控制電路3是由以下幾部分組成的單片機IC1為中心處理單元；譯碼器IC6和數(shù)碼顯示器IC10組成數(shù)據(jù)顯示電路；加密電擦寫存儲器IC7和IC卡座IC8構(gòu)成內(nèi)外數(shù)據(jù)交換電路；日歷時間芯片IC9和時鐘校正電路IC6組成本裝置時間電路；電源變壓器B3，整流橋Q，大功率穩(wěn)壓電路IC11，電池DC，穩(wěn)壓器IC12，欠壓監(jiān)測電路U1-2，掉電檢測電路U1-1，組成不間斷電源電路；單片機接一串口芯片組成串行遠程傳輸通信電路，可為載波、有線、無限各種方式，用于集中管理的實時數(shù)據(jù)監(jiān)測。
a、b為電源變壓器B3的初級，上電后通過橋Q整流，電容C1、C2濾波，IC11穩(wěn)壓，即給可充電池DC充電，又給第二穩(wěn)壓器IC12提供電力，一般狀態(tài)下，電池DC處于浮充狀態(tài)，在掉電后，DC繼續(xù)為IC12提供電力，形成不間斷電源，確保設備在停電時仍然能工作，但在停電和電池出現(xiàn)故障同時存在時，為確保數(shù)據(jù)不丟失，由U1-1構(gòu)成掉電檢測電路，使單片機中斷，單片機處理后，將有關(guān)數(shù)據(jù)保存在存儲器。
上電后，單片機先進行復位，口線初始化，等待接收各路計數(shù)信號，由于快速產(chǎn)生的計數(shù)脈沖已經(jīng)通過分頻器處理，因此在P32口出現(xiàn)的中斷頻率不高，如出現(xiàn)中斷，通過P10-P12口是否出現(xiàn)高電平進行查詢區(qū)分中斷對象。
P07口出現(xiàn)中斷，說明有IC卡或其它同類卡進入，單片機通過P20-P23口對IC卡進行讀寫，如果IC卡合法和正確，則將其存儲的數(shù)據(jù)通過單片機和P24-P27口寫入存儲器IC4。
當串口芯片組成串行遠程傳輸通信電路發(fā)出信號后，送給P31口一個啟動信號，單片機則將有關(guān)實時數(shù)據(jù)通過P30口送到串口芯片，再送回控制中心，從而實現(xiàn)實時檢測和計量，以及損耗的實時統(tǒng)計。
圖中的顯示器IC10通過譯碼器IC6譯碼，用來顯示單片機內(nèi)部有關(guān)數(shù)據(jù)，顯示器IC10、報警器Y、入卡檢測開關(guān)AN、IC卡座IC8組成遙控器，并通過電纜線13與電路板3連接，從而實現(xiàn)合理位置對收費器的控制。
單片機IC1所接設的日歷時間芯片IC9和時鐘校正電路IC6組成本裝置時間電路，其中時間校正可通過無線電接收方式來實現(xiàn)，從而實現(xiàn)某時刻的用電統(tǒng)計以及峰谷電價控制。
為防止在信號線上做弊，圖2中的IC4和IC5及連接的有關(guān)比較器組成信號線保護電路，在基表端信號線上設置一個特殊的電阻R，做為比較器的一部分，一旦有人切斷信號線或使信號線短路，都使比較器產(chǎn)生一個高電平輸出，此信號被單片機檢測到后，就會自動切斷供電，并在IC卡中記錄此行為。除信號線被保護外，電力入戶線也采取同樣方式保護。其將保護線纏繞在入戶線上，保護線的一段通過一電阻接比較器，再接或門而至單片機。當保護線被破壞后，比較器產(chǎn)生一個高電平輸出，此信號被單片機檢測到后，就會自動切斷供電，并在IC卡中記錄此行為參見圖3，計數(shù)信號是通過如下方式獲取的，無論電表、氣表還是水表，其上均有旋轉(zhuǎn)的圓盤，可選擇合理轉(zhuǎn)數(shù)的圓盤做為計數(shù)盤，在其上可通過紅外反射、透射、霍爾元件等方式取得轉(zhuǎn)盤信號，圖3示出了四個實用例子。通過在計數(shù)盤上標記，并對準標記位置而設置發(fā)光和接收二極管構(gòu)成反射式信號讀取裝置；或通過在計數(shù)盤上穿一小孔或在邊緣開一小口，并對準小孔或小口位置設置發(fā)光和接收二極管構(gòu)成透射式信號讀取裝置；通過在計數(shù)盤上標記，并對準標記位置而設置霍爾電磁元件式的信號讀取裝置。
無論紅外光電信號，還是霍爾電磁信號，轉(zhuǎn)盤每轉(zhuǎn)動一周，都會輸出一個脈沖，通過信號線傳輸，送到比較器整形，然后分頻，使單片機產(chǎn)生一個中斷，完成一個單位的計數(shù)。
有線電視計時信號是通過圖6所示的計時定時脈沖發(fā)生器產(chǎn)生的，如需要使用付費有線電視，將開關(guān)K1向左推，插頭電視信號線CT與插座CZ接通，電視開始使用線路，同時，聯(lián)動的開關(guān)K2將收費器提供的電源接通，計時定時脈沖發(fā)生器開始工作，每一時間單位給收費器送一計時信號，從而實現(xiàn)有線電視的預付費處理。
至控制電路的信號線可預埋在建筑物內(nèi)，其與基表上采集裝置的信號線的安裝連接如圖5所示，信號連接插頭20上有卡口A和彈簧B，將信號線端插入端子后，內(nèi)部金屬插針C接通，A壓縮彈簧B進入開口D，一次性插入，使之不能被取出，確保信號線不被做弊以及有利于施工和安裝。
電表的入戶線通過單片機控制的斷電執(zhí)行機構(gòu)至電表。入戶線斷供電執(zhí)行機構(gòu)如圖4所示。其零序互感器B1，入戶線開關(guān)4，電磁線圈J1，J2，比較器U7-1、U7-2，光電藕合器IC13和IC14以及強電電源電路組成繼電、斷電電路。上電時，單片機根據(jù)程序控制可控硅SCR1、SCR2，可控硅觸發(fā)電磁鐵J1、J2的接通，電磁鐵J1通過壓桿G下的彈簧T控制入戶線開關(guān)的開閉，電磁鐵J2可控制保持桿S的左右移動，保持桿S可卡持在電磁鐵J1與壓桿G之間。當P36寫1，電磁鐵J1瞬間吸合，開關(guān)4接通入戶線路，此時電磁鐵DT被保持桿S卡住。當需要切斷用戶供電時，單片機的P37寫1，釋放電磁鐵J2瞬間吸合，S右移，電磁鐵J1的DT釋放，開關(guān)4被切斷。開關(guān)4上并接有壓敏電阻R1，R2，起到開關(guān)動作的滅弧作用。電力入戶線的進線端設有過壓保護電路和短路保護電路，其均為將信號通過三極管T的放大，再通過U7-1、U7-2送至觸發(fā)器SCR1、SCR2而完成相應的機構(gòu)執(zhí)行動作。另外，在壓桿G下接設有切電確認開關(guān)AN2，其接至單但機，以進一步確認實際切電。
斷電執(zhí)行機構(gòu)可與本發(fā)明裝置分離安裝。
當用戶需要用水、電、氣、熱水以及有線電視時，應先將預先記錄了在管理部門購買的使用量的IC卡插入本發(fā)明的IC卡卡座內(nèi)，這時控制電路上的存儲器電路讀入IC卡上的數(shù)據(jù)，輸入給單片機，單片機的內(nèi)部程序判斷正確后，接通用戶電源，用戶方可使用。報警顯示用的數(shù)碼管顯示所用各量的數(shù)量，當某量將使用完畢時，報警揚聲器發(fā)出報警，提醒用戶及時到管理部門購買。否則在使用許可范圍超過后，將切斷用戶的電源。
本發(fā)明由于通過在透支出現(xiàn)后，切斷供電的手段來杜絕透支。在切斷供電后，雖然燃氣或自來水等仍然能使用，由于綜合收費器仍然在工作，所以計量計數(shù)照常進行，當新預購值輸入收費器后會自動核減IC卡上記錄透支部分。預購內(nèi)容可以通過IC卡設置成電子錢包方式，也可設置成按各自計量單位核減的方式，在使用電子錢包方式時，用戶預交的是貨幣金額值，各種收費的計數(shù)脈沖會由程序自動換算成貨幣金額自動核減；如果使用各自計量單位時，在程序中按不同的方式進行計量與核減，電用“度”，氣用“立方米”，水用“噸”，有線電視用“分鐘”等。
在任何一項預付費值為0并且不允許透支的情況下，或電子錢包方式值為0的情況下，收費器將強制切斷用戶供電，從而迫使用戶購買相應的預付費值或續(xù)錢，實現(xiàn)預收費之目的，采用此收費器比分別切斷燃氣或自來水管道等方式大大降低了成本。
另外，當用戶需管理三相電表的自動收費時，可將三相電表分為三個單相的電表，分別采集其上的信號，再送至編碼電路，輸入至單片機即可。
權(quán)利要求
1.一種通過斷電控制透支的水電氣熱及有線電視綜合預收費器，它由殼體，IC卡卡座，信號采集電路以及控制電路組成，其特征在于所述的控制電路由信號采集電路的輸出通過信號線將從各基表上采集的信號，輸入至單片機，單片機接存儲器和IC卡卡座構(gòu)成內(nèi)外數(shù)據(jù)交換電路，單片機接譯碼器和數(shù)碼顯示器組成數(shù)據(jù)顯示電路而構(gòu)成，控制電路的穩(wěn)壓電路接有一由充電電池構(gòu)成的不間斷電源，電表的入戶線通過單片機控制的斷電執(zhí)行機構(gòu)至電表。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通過斷電控制透支的水電氣熱及有線電視綜合預收費器，其特征在于所述的信號采集電路由水表、電表、熱水表、煤氣表的旋轉(zhuǎn)圓盤信號讀取裝置讀取信號，并通過各自的比較器接一分頻器而構(gòu)成，有線電視信號讀取裝置由開關(guān)控制的計時定時脈沖發(fā)生器接一比較器組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的通過斷電控制透支的水電氣熱及有線電視綜合預收費器，其特征在于所述的旋轉(zhuǎn)圓盤信號讀取裝置以旋轉(zhuǎn)圓盤作為計數(shù)盤，通過在其上標記或通過在其上穿一小孔或在邊緣開一小口，并對準標記位置或?qū)市】谆蛐】谖恢枚O置發(fā)光和接收二極管構(gòu)成反射式或透射式信號讀取裝置，或?qū)蕵擞浳恢枚O置霍爾電磁元件式的信號讀取裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通過斷電控制透支的水電氣熱及有線電視綜合預收費器，其特征在于所述的IC卡卡座可為與控制裝置分離設置，其上包括報警顯示電路，通過相應的信號線與控制電路連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通過斷電控制透支的水電氣熱及有線電視綜合預收費器，其特征在于所述的控制電路可包括一與單片機相接的串行的載波或有線或無線通信電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通過斷電控制透支的水電氣熱及有線電視綜合預收費器，其特征在于所述的信號采集電路中的每根信號線均通過一電阻接一比較器，再通過或門至單片機而構(gòu)成信號線保護電路。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通過斷電控制透支的水電氣熱及有線電視綜合預收費器，其特征在于所述的電表的入戶線上帶有環(huán)形封閉的保護線，保護線的電阻通過比較器接至或門，再接至單片機而構(gòu)成入戶線保護電路。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通過斷電控制透支的水電氣熱及有線電視綜合預收費器，其特征在于所述的控制電路的電源電路設有輸入至單片機的欠壓監(jiān)測電路和掉電檢測電路。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通過斷電控制透支的水電氣熱及有線電視綜合預收費器，其特征在于所述的基表接線端子的信號連接插頭開口D上設有卡口彈簧A和彈簧B，內(nèi)部設有金屬插針C。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通過斷電控制透支的水電氣熱及有線電視綜合預收費器，其特征在于所述的斷電執(zhí)行機構(gòu)由單片機控制可控硅，可控硅連接電磁鐵J1、J2，電磁鐵J1通過壓桿G下的彈簧T控制入戶線開關(guān)的開閉，電磁鐵J2可控制保持桿S的左右移動，保持桿S可卡持在電磁鐵J1與壓桿G之間。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的通過斷電控制透支的水電氣熱及有線電視綜合預收費器，其特征在于所述的壓桿G的底部設有一切電確認裝置。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的通過斷電控制透支的水電氣熱及有線電視綜合預收費器，其特征在于所述的入戶線開關(guān)上并接有由一壓敏電阻構(gòu)成的滅弧裝置。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通過斷電控制透支的水電氣熱及有線電視綜合預收費器，其特征在于所述的入戶線設有漏電保護檢測電路、短路保護電路、過壓保護電路。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通過斷電控制透支的水電氣熱及有線電視綜合預收費器，其特征在于所述的單片機接有一日期時間電路以及一標準時間校正電路。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通過斷電控制透支的水電氣熱及有線電視綜合預收費器，其特征在于所述的單片機接有IC卡入卡確認開關(guān)。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通過斷電控制透支的水電氣熱及有線電視綜合預收費器，其特征在于所述的單片機接有聲光報警電路。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通過斷電控制透支的水電氣熱及有線電視綜合預收費器，其特征在于所述的信號采集電路的輸出通過信號線將從各基表上采集的信號，可通過一編碼電路輸入至單片機。
全文摘要
一種通過斷電控制透支的水電氣熱及有線電視綜合預收費器，其控制電路的信號采集電路的輸出通過信號線將從各基表上采集的信號，輸入至單片機，單片機接存儲器和IC卡卡座構(gòu)成內(nèi)外數(shù)據(jù)交換電路，單片機接譯碼器和數(shù)碼顯示器組成數(shù)據(jù)顯示電路，電表的入戶線通過單片機控制的斷電執(zhí)行機構(gòu)至電表，本裝置利用現(xiàn)有的水、電、氣、熱計量裝置，集水、電、氣、熱及有線電視預收費為一體，大大降低了成本，管理、維護十分方便。
文檔編號G01D4/00GK1140835SQ9610704
公開日1997年1月22日 申請日期1996年7月10日 優(yōu)先權(quán)日1996年7月10日
發(fā)明者邢偉華 申請人:邢偉華