供熱系統(tǒng)樓棟集中器的ic卡控制終端的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種供熱系統(tǒng)樓棟集中器的IC卡控制終端，它包括中央處理器、RS232串口、復(fù)位電路、萬(wàn)年歷時(shí)鐘模塊、IC卡讀寫模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)比對(duì)模塊、短信提醒模塊、聲光提醒模塊、LCD液晶顯示模塊、電池電壓檢測(cè)模塊.中央處理器分別與RS232串口、復(fù)位電路、萬(wàn)年歷時(shí)鐘模塊、IC卡讀寫模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)比對(duì)模塊、短信提醒模塊、聲光提醒模塊、LCD液晶顯示模塊、電池電壓檢測(cè)模塊相連；RS232串口連有樓棟集中器，該樓棟集中器與數(shù)組熱計(jì)量裝置相連；IC卡讀寫模塊與讀寫器相匹配，且讀寫器與IC卡讀寫模塊均配有相匹配的IC卡；讀寫器與PC機(jī)相連，該P(yáng)C機(jī)通過(guò)GPRS與樓棟集中器相連；LCD液晶顯示模塊外接液晶顯示屏。本實(shí)用新型使供熱系統(tǒng)控制更加靈活可靠。
【專利說(shuō)明】供熱系統(tǒng)樓棟集中器的1C卡控制終端

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及供熱系統(tǒng)自動(dòng)抄表與收費(fèi)管理和控制領(lǐng)域，尤其涉及供熱系統(tǒng)樓 棟集中器的1C卡控制終端。

【背景技術(shù)】
[0002] 近年來(lái)，隨著國(guó)家節(jié)能減排工作的不斷推進(jìn)，我國(guó)北方地區(qū)的新建建筑基本都已 經(jīng)安裝了熱計(jì)量表，既有建筑的熱計(jì)量改造工作也在大力推進(jìn)，并陸續(xù)將以前的按住宅面 積收取暖氣費(fèi)的模式改為按熱計(jì)量表的計(jì)量值進(jìn)行收費(fèi)。對(duì)于住戶來(lái)說(shuō)，多用熱多繳費(fèi)，少 用熱少繳費(fèi)，節(jié)省費(fèi)用；對(duì)于供熱單位來(lái)說(shuō)，節(jié)約了能源消耗，利國(guó)利民。但同時(shí)也帶來(lái)了問(wèn) 題，就是收費(fèi)難的問(wèn)題。
[0003] 目前，供熱公司只能通過(guò)M-BUS總線，將住戶的用熱數(shù)據(jù)抄回來(lái)，但有一些不繳費(fèi) 或拖延繳費(fèi)的用戶，收繳費(fèi)用就成了一個(gè)難題。常用的控制繳費(fèi)的方法有以下四種：⑴在管 道井的進(jìn)戶管道上加裝鎖閉閥，對(duì)不繳費(fèi)的住戶，供熱單位派人將其閥門關(guān)閉，但住戶可以 自行打開閥門。⑵加裝磁性鎖閉閥，只能用專用鑰匙打開，但是，住戶可以配到這種鑰匙自 行打開鎖閉閥。⑶加裝1C卡控制閥，其優(yōu)點(diǎn)是費(fèi)用較低，施工簡(jiǎn)單，而且住戶能直觀地將自 己所購(gòu)熱量充入閥中，安全可靠。但是，這種方法存在以下缺點(diǎn)：第一，由于管道井的門平 時(shí)是上鎖的，當(dāng)某個(gè)住戶需要給閥門充值時(shí)，供熱單位還得派人上門打開管道井門，很不方 便；第二，供熱單位不能直觀了解某住戶的閥門開閉狀態(tài)，當(dāng)某住戶的閥門出現(xiàn)故障無(wú)法關(guān) 閉時(shí)，供熱單位不能及時(shí)知道，會(huì)給供熱單位造成熱能損失；第三，當(dāng)住戶的剩余熱值不足 時(shí)，住戶不能及時(shí)知道，給用戶帶來(lái)不便。⑷第四種方法也是當(dāng)前比較新的方法，如龐可心 和李敏分別在其學(xué)位論文《基于M-BUS總線的嵌入式智能抄表集中器的研究與設(shè)計(jì)》和《熱 量表遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)研究》中論述的以樓宇集中控制器(簡(jiǎn)稱集中器）為核心的抄 表系統(tǒng)，通過(guò)加裝M-BUS總線遠(yuǎn)程控制的熱量閥，供熱單位的主控中心通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)，給設(shè) 在住宅樓內(nèi)的集中器發(fā)指令，控制相應(yīng)的閥門開閉。當(dāng)住戶的熱量消費(fèi)接近預(yù)購(gòu)熱量時(shí)，主 控中心的計(jì)算機(jī)提示供熱單位工作人員，由供熱單位通知住戶盡快充值；供熱單位也可以 遠(yuǎn)程了解每個(gè)住戶的閥門開閉情況。這種方法的主要缺點(diǎn)是操作繁瑣。對(duì)于一個(gè)小區(qū)來(lái)說(shuō)， 還可以正常運(yùn)行，但當(dāng)用戶數(shù)量比較多時(shí)，特別是對(duì)于一個(gè)城市的供熱單位來(lái)說(shuō)，要讓工作 人員對(duì)每一戶的閥門進(jìn)行一次開關(guān)操作，其工作量可想而知。此外，樓棟集中器是供熱系統(tǒng) 中的關(guān)鍵部件，它要保證熱量表、熱量閥與主控中心之間進(jìn)行正常通信。集中器是數(shù)據(jù)傳輸 的橋梁，既要向主控中心傳輸數(shù)據(jù)，又要執(zhí)行主控中心發(fā)送的控制指令；但是由于GPRS信 號(hào)在傳輸過(guò)程中受到干擾及傳輸距離等因素，會(huì)使通信不穩(wěn)定，在集中器往主控中心上報(bào) 數(shù)據(jù)時(shí)會(huì)出現(xiàn)中斷、延遲甚至錯(cuò)誤，在執(zhí)行主控中心的指令時(shí)，有時(shí)也會(huì)出錯(cuò)，像熱量閥時(shí) ?？刂剖ъ`，很容易產(chǎn)生大面積操作不靈的情況，無(wú)論對(duì)于供熱單位還是住戶，都有可能造 成損失。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0004] 本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種靈活可靠的供熱系統(tǒng)樓棟集中器的 1C卡控制終端。
[0005] 為解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型所述的供熱系統(tǒng)樓棟集中器的1C卡控制終端，其特 征在于：它包括中央處理器、RS232串口、復(fù)位電路、萬(wàn)年歷時(shí)鐘模塊、1C卡讀寫模塊、數(shù)據(jù) 存儲(chǔ)比對(duì)模塊、短信提醒模塊、聲光提醒模塊、LCD液晶顯示模塊、電池電壓檢測(cè)模塊；所述 中央處理器分別與所述RS232串口、所述復(fù)位電路、所述萬(wàn)年歷時(shí)鐘模塊、所述1C卡讀寫模 塊、所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)比對(duì)模塊、所述短信提醒模塊、所述聲光提醒模塊、所述LCD液晶顯示模 塊、所述電池電壓檢測(cè)模塊相連；所述RS232串口連有樓棟集中器，該樓棟集中器與供熱系 統(tǒng)中的數(shù)組熱計(jì)量裝置相連；所述1C卡讀寫模塊與主控中心的讀寫器相匹配，且讀寫器與 所述1C卡讀寫模塊均配有相匹配的1C卡；所述讀寫器與所述主控中心的PC機(jī)相連，該P(yáng)C 機(jī)通過(guò)GPRS與所述樓棟集中器相連；所述LCD液晶顯示模塊外接液晶顯示屏。
[0006] 所述中央處理器通過(guò)I2C總線分別與所述萬(wàn)年歷時(shí)鐘模塊、所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)比對(duì)模 塊相連。
[0007] 所述RS232串口與所述中央處理器中的I/O 口雙向連接。
[0008] 所述樓棟集中器通過(guò)M-BUS總線與供熱系統(tǒng)中的數(shù)組熱計(jì)量裝置相連，該數(shù)組熱 計(jì)量裝置中的每組均包括依次連接的M-BUS熱量閥和熱量表。
[0009] 所述1C卡讀寫模塊包括連接在一起的無(wú)線射頻識(shí)別電路和讀寫天線；所述無(wú)線 射頻識(shí)別電路通過(guò)CAN總線與所述中央處理器相連；其中
[0010] 所述無(wú)線射頻識(shí)別電路包括芯片RC522 U1、第三電阻R3、第十四電阻R14、第十五 電阻R15、第十六電阻R16、第十七電阻R17、第一電容C1、第二電容C2、第三電容C3、第五電 容 C5、晶振 CRY1 ;所述芯片 RC522 U1 的 1腳 IIC、4 腳 DVSS、5 腳 PVSS、10 腳 TVSS、14 腳 TVSS 接低電平；所述芯片RC522 U1的2腳PVDD、3腳DVDD、12腳TVDD、15腳AVDD接高電平；所 述芯片RC522 U1的6腳NRSTH)接所述第三電阻R3并與所述1C卡讀寫模塊中單片機(jī)的輸 出口相連；所述芯片RC522 U1的18腳AVSS、21腳0SCIN、22腳0SC0UT外接所述晶振CRY1， 所述晶振CRY1兩端分別接所述第一電容C1、所述第二電容C2到地；所述芯片RC522 U1的 24腳SDA接所述第十七電阻R17后與所述1C卡讀寫模塊中單片機(jī)的I/O輸出口相連；所 述芯片RC522 U1的29腳SPI_SCK、30腳SPI_M0SI、31腳SPI_MIS0分別連接所述第十六電 阻R16、所述第十五電阻R15、所述第十四電阻R14后與所述1C卡讀寫模塊中單片機(jī)的I/O 輸出口相連；
[0011] 所述讀寫天線包括第一電阻R1、第二電阻R2、第一電感L1、第二電感L2、第三電感 L3、第四電感L4、第四電容C4、第六電容C6、第七電容C7、第八電容C8、第九電容C9、第十電 容C10、第i^一電容C11、第十二電容C12、第十三電容C13 ;所述第一電阻R1的一端接所述 芯片RC522 U1的16腳VMID，其另一端分別與所述芯片RC522 U1的17腳RX、所述第二電 阻R2和所述第四電容C4相接；所述第一電感L1的一端接所述芯片RC522 U1的11腳TX1， 其另一端接所述第六電容C6到地；所述第二電容L2的一端接所述芯片RC522 U1的13腳 TX2,其另一端接所述第七電容C7到地；所述第八電容C8、所述第九電容C9、所述第十二電 容C12、所述第十三電容C13和所述第三電感L3、所述第四電感L4的一端都接地，其另一端 分別與所述第i 電容cii、所述第十電容cio的一端相接；所述第十電容cio的另一端接 所述第六電容C6到地；所述第十一電容C11的另一端接所述第七電容C7到地。
[0012] 本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0013] 1、本實(shí)用新型通過(guò)RS232串口與樓棟集中器進(jìn)行通訊，由控制終端給樓棟集中器 發(fā)送指令，控制熱量閥開啟或關(guān)閉，控制終端與集中器通過(guò)有線的方式傳輸數(shù)據(jù)，使控制更 加快速、安全、可靠。用戶到主控中心的充值處進(jìn)行1C卡充值，然后在居民樓的控制終端刷 卡來(lái)控制自家熱量的使用狀態(tài)，這樣通過(guò)控制終端把主控中心的單一控制權(quán)分散到每個(gè)樓 棟，使控制更加可靠。
[0014] 2、本實(shí)用新型把一個(gè)城市的供熱控制系統(tǒng)化整為零，以樓棟集中器為單位，由用 戶對(duì)1C卡充值，通過(guò)控制終端進(jìn)行自助繳費(fèi)和熱量閥的開閉控制。通過(guò)這種集散控制方 式，大大減輕了供熱單位的工作量，也給用戶提供了根據(jù)需要消費(fèi)熱能的手段，加上剩余熱 量查詢和提醒等功能，使得供熱管理更加人性化，具有分散控制、集中操作、分級(jí)管理、配置 靈活、組態(tài)方便的優(yōu)點(diǎn)。
[0015] 3、本實(shí)用新型與樓棟集中器、主控中心配合使用，能有效進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)、遠(yuǎn)程遙 控、歷史查詢和異常報(bào)警；解決了現(xiàn)有供熱系統(tǒng)上傳數(shù)據(jù)延遲、錯(cuò)誤和熱量閥控制時(shí)常失靈 的弊端。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016] 下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0017] 圖1為本實(shí)用新型的系統(tǒng)組成圖。
[0018] 圖2為加裝有本實(shí)用新型1C卡控制終端的供熱系統(tǒng)總體框架圖。
[0019] 圖3為本實(shí)用新型終端中1C卡讀寫模塊電路結(jié)構(gòu)圖。
[0020] 圖4為本實(shí)用新型1C卡控制終端的充值和查詢工作流程圖。
[0021] 圖5為本實(shí)用新型1C卡控制終端的日常工作流程圖。
[0022] 圖中：1一中央處理器 2-RS232串口 3-復(fù)位電路 4一I2C總線 5- 萬(wàn)年歷時(shí)鐘模塊6 - CAN總線7 - 1C卡讀寫模塊8-數(shù)據(jù)存儲(chǔ)比對(duì)模塊 9一短信提 醒模塊 1〇-聲光提醒模塊 11一IXD液晶顯示模塊 12-電池電壓檢測(cè)模塊 13 - 1C卡14一熱量表15-熱量閥16-M-BUS總線 17-GPRS 18-樓棟集中器 19一 PC機(jī)20-讀寫器。

【具體實(shí)施方式】
[0023] 如圖1、圖2所示，供熱系統(tǒng)樓棟集中器的1C卡控制終端，它包括中央處理器1、 RS232串口 2、復(fù)位電路3、萬(wàn)年歷時(shí)鐘模塊5、1C卡讀寫模塊7、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)比對(duì)模塊8、短信 提醒模塊9、聲光提醒模塊10、IXD液晶顯示模塊11、電池電壓檢測(cè)模塊12。
[0024] 中央處理器1分別與RS232串口 2、復(fù)位電路3、萬(wàn)年歷時(shí)鐘模塊5、IC卡讀寫模塊 7、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)比對(duì)模塊8、短信提醒模塊9、聲光提醒模塊10、IXD液晶顯示模塊11、電池電壓 檢測(cè)模塊12相連；RS232串口 2連有樓棟集中器18,該樓棟集中器18與供熱系統(tǒng)中的數(shù)組 熱計(jì)量裝置相連；1C卡讀寫模塊7與主控中心的讀寫器20相匹配，且讀寫器20與1C卡讀 寫模塊7均配有相匹配的1C卡13 ;讀寫器20與主控中心的PC機(jī)19相連，該P(yáng)C機(jī)19通 過(guò)GPRS 17與樓棟集中器18相連；IXD液晶顯示模塊11外接液晶顯示屏。
[0025] 中央處理器1通過(guò)I2C總線4分別與萬(wàn)年歷時(shí)鐘模塊5、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)比對(duì)模塊8相連。
[0026] RS232串口 2與中央處理器1中的I/O 口雙向連接。
[0027] 樓棟集中器18通過(guò)M-BUS總線16與供熱系統(tǒng)中的數(shù)組熱計(jì)量裝置相連，該數(shù)組 熱計(jì)量裝置中的每組均包括依次連接的M-BUS熱量閥15和熱量表14。
[0028] 1C卡讀寫模塊7包括連接在一起的無(wú)線射頻識(shí)別電路和讀寫天線（參見圖3);無(wú) 線射頻識(shí)別電路通過(guò)CAN總線6與中央處理器1相連；其中
[0029] 無(wú)線射頻識(shí)別電路包括芯片RC522 U1、第三電阻R3、第十四電阻R14、第十五電阻 R15、第十六電阻R16、第十七電阻R17、第一電容C1、第二電容C2、第三電容C3、第五電容 C5、晶振 CRY1。芯片 RC522 U1 的 1 腳 IIC、4 腳 DVSS、5 腳 PVSS、10 腳 TVSS、14 腳 TVSS 接低 電平；芯片RC522 U1的2腳PVDD、3腳DVDD、12腳TVDD、15腳AVDD接高電平；芯片RC522 U1的6腳NRSTH)接第三電阻R3并與1C卡讀寫模塊7中單片機(jī)的輸出口相連，通過(guò)單片機(jī) 輸出信號(hào)控制該讀寫芯片的復(fù)位；芯片RC522 U1的18腳AVSS、21腳0SCIN、22腳0SC0UT 外接晶振CRY1，晶振CRY1兩端分別接第一電容C1、第二電容C2到地；芯片RC522 U1的24 腳SDA接第十七電阻R17后與1C卡讀寫模塊7中單片機(jī)的I/O輸出口相連，通過(guò)單片機(jī)輸 出信號(hào)控制芯片的片選；芯片RC522 U1的29腳SPI_SCK、30腳SPI_M0SI、31腳SPI_MIS0 分別連接第十六電阻R16、第十五電阻R15、第十四電阻R14后與1C卡讀寫模塊7中單片機(jī) 的I/O輸出口相連，通過(guò)SPI總線實(shí)現(xiàn)與單片機(jī)的通信。
[0030] 讀寫天線包括第一電阻R1、第二電阻R2、第一電感L1、第二電感L2、第三電感L3、 第四電感L4、第四電容C4、第六電容C6、第七電容C7、第八電容C8、第九電容C9、第十電容 C10、第^-一電容C11、第十二電容C12、第十三電容C13。
[0031] 第一電阻R1的一端接芯片RC522 U1的16腳VMID，其另一端分別與芯片RC522 U1 的17腳RX、第二電阻R2和第四電容C4相接，RC522 U1的16腳VMID產(chǎn)生的VMID電勢(shì)作為 芯片RC522 U1的17腳RX的輸入電勢(shì)與第一電阻R1、第二電阻R2和第四電容C4相連組成 接收電路；第一電感L1的一端接芯片RC522 U1的11腳TX1，其另一端接第六電容C6到地； 第二電容L2的一端接芯片RC522 U1的13腳TX2,其另一端接第七電容C7到地，組成低通 濾波器，實(shí)現(xiàn)芯片RC522 U1的發(fā)送的信號(hào)的低通濾波；第八電容C8、第九電容C9、第十二電 容C12、第十三電容C13和第三電感L3、第四電感L4的一端都接地，其另一端分別與第i^一 電容C11、第十電容C10的一端相接，構(gòu)成濾波網(wǎng)絡(luò)，濾除信號(hào)中高次諧波；第十電容C10的 另一端接第六電容C6到地；第i^一電容C11的另一端接第七電容C7到地。
[0032] 本實(shí)用新型各模塊功能：
[0033] ⑴中央處理器1選用ARM為微處理器，ARM作為中央控制與運(yùn)算處理單元，負(fù)責(zé)整 個(gè)系統(tǒng)的控制、處理與運(yùn)算工作；總線接口電路為ARM處理器與外圍電路提供實(shí)時(shí)通訊，具 體包括RS232串口 2、I2C總線4和CAN總線6及I/O接口；外圍配置電路包括為ARM處理 器提供穩(wěn)定的工作電壓、時(shí)鐘基準(zhǔn)和程序運(yùn)行時(shí)存儲(chǔ)空間的各種電路以及控制終端需要實(shí) 現(xiàn)功能的各種電路。
[0034] ⑵RS232串口 2與中央處理器1的I/O 口雙向連接，完成終端與所控制的樓棟集 中器18之間相互通信；控制終端給樓棟集中器18發(fā)指令，使樓棟集中器18通過(guò)M-BUS總 線16對(duì)熱量表14抄表、讀取熱量閥15狀態(tài)信息，樓棟集中器18內(nèi)有所轄區(qū)域內(nèi)全部用戶 的熱量表14信息和熱量閥15狀態(tài)信息，控制終端通過(guò)RS232串口 2每隔一定時(shí)間讀取樓 棟集中器18的數(shù)據(jù)，并把數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在控制終端內(nèi)。
[0035] ⑶復(fù)位電路3屬于上電復(fù)位，控制終端剛接通電源時(shí)，整個(gè)控制終端系統(tǒng)復(fù)位；同 時(shí)，控制終端出現(xiàn)問(wèn)題重啟時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)復(fù)位，確保系統(tǒng)在出現(xiàn)意外情況重啟后仍能穩(wěn)定正 常工作。
[0036] (4) I2C總線4的作用是提供存儲(chǔ)器、RTC實(shí)時(shí)時(shí)鐘與ARM處理器的通信。I2C總線 4可使控制終端系統(tǒng)中布線得到很大簡(jiǎn)化，通過(guò)減少走線數(shù)量而降低PCB印制電路板的復(fù) 雜性，從而使本實(shí)用新型的終端抗干擾能力強(qiáng)，工作穩(wěn)定。
[0037] (5)萬(wàn)年歷時(shí)鐘模塊5向終端提供標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘數(shù)據(jù)，由實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路實(shí)現(xiàn)，可以為供 熱單位按不同季節(jié)、不同時(shí)段進(jìn)行不同計(jì)價(jià)收費(fèi)提供時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)。
[0038] (6) CAN總線6負(fù)責(zé)1C卡讀寫模塊7與中央處理器1的通信，其通信接口中集成了 CAN協(xié)議的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層功能，可完成對(duì)通信數(shù)據(jù)的成幀處理，包括位填充、數(shù)據(jù)塊 編碼、循環(huán)冗余檢驗(yàn)、有限判別等功能，能很好地實(shí)現(xiàn)1C卡讀寫功能。
[0039] (7) 1C卡讀寫模塊7完成1C卡13讀取和寫入操作。1C卡讀寫模塊7是基于無(wú)線 射頻系統(tǒng)通信原理，利用無(wú)線射頻信號(hào)的空間耦合（電磁感應(yīng)或電磁傳播）的傳輸特性，實(shí) 現(xiàn)對(duì)1C卡13的自動(dòng)識(shí)別、內(nèi)存數(shù)據(jù)的讀出和寫入操作。1C卡讀寫模塊7完成一個(gè)射頻識(shí) 別的數(shù)據(jù)傳送主要完成兩個(gè)部分的工作：第一，讀寫器20中數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行編碼，編碼后再 調(diào)制成載有數(shù)據(jù)的載波信號(hào)，通過(guò)讀寫天線發(fā)送出去；第二，1C卡13接收到載波信號(hào)后對(duì) 信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，得到編碼的數(shù)據(jù)信息，再經(jīng)過(guò)譯碼得到傳送的原始數(shù)據(jù)。讀寫天線是發(fā)射和 接收射頻載波信號(hào)的裝備，讀寫天線的作用是產(chǎn)生磁通量，為1C卡13提供電源，在讀寫模 塊設(shè)備和1C卡13之間傳送信息；同時(shí)，由射頻處理產(chǎn)生的載波信號(hào)通過(guò)讀寫天線發(fā)射出 去，從1C卡13發(fā)射或者反射回來(lái)的射頻載波也是由讀寫天線接收。
[0040] 讀寫器20讀寫操作主要包括兩方面：第一，電源信號(hào)，主要為1C卡13內(nèi)部芯片供 電；第二，數(shù)據(jù)信號(hào)，指揮芯片完成數(shù)據(jù)修改與存儲(chǔ)。讀寫器20讀寫1C卡13時(shí)一般按以下 過(guò)程操作：復(fù)位應(yīng)答一防重疊一選擇卡片一認(rèn)證操作一讀、寫、增值、減值、存儲(chǔ)、傳送。
[0041] ⑶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)比對(duì)模塊8完成把終端所存儲(chǔ)的用戶剩余熱量值存儲(chǔ)并與從樓棟集 中器18讀取的抄表數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)比對(duì)模塊8中的存儲(chǔ)器用來(lái)存放系統(tǒng)運(yùn)行中 的數(shù)據(jù)和熱量表14數(shù)據(jù)信息、熱量閥15狀態(tài)信息、用戶個(gè)人信息、用戶所用熱量值信息、用 戶剩余熱量值信息和萬(wàn)年歷信息等。控制終端把從樓棟集中器18得到的抄表數(shù)據(jù)存儲(chǔ)并 與剩余熱量數(shù)據(jù)比對(duì)，用戶消費(fèi)熱量值接近所購(gòu)熱量值時(shí)，提醒用戶及時(shí)充值；用戶所剩熱 量值為零時(shí)，控制終端給樓棟集中器18發(fā)指令，關(guān)閉熱量閥15。
[0042] (9)短信提醒模塊9與中央處理器1的I/O 口相連，接收中央處理器1的指令信號(hào)。 當(dāng)用戶剩余熱量不足時(shí)，控制終端進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算處理，把熱量不足信息由RS232接口 2傳送 給樓棟集中器18,樓棟集中器18的GPRS 17通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)以短信形式告知用戶。
[0043] (1Φ聲光提醒模塊10接收中央處理器1的數(shù)據(jù)，用于提示終端的工作狀態(tài)和異常報(bào) 警。通過(guò)指示燈和蜂鳴器提示終端工作狀態(tài)與刷卡成功與否狀態(tài)。主要功能有：第一，給實(shí) 時(shí)時(shí)鐘供電的電池電壓時(shí)，紅色警示燈持續(xù)閃爍，以此來(lái)提醒相關(guān)人員更換電池；第二，終 端向樓棟集中器18抄寫數(shù)據(jù)信息時(shí)綠燈閃爍，說(shuō)明數(shù)據(jù)信息正在傳輸；第三，用戶在控制 終端刷1C卡13時(shí)，綠燈閃爍一次同時(shí)發(fā)出一聲蜂鳴聲，表示讀取1C卡13成功；第四，用戶 在控制終端刷1C卡13后，如果用戶剩余熱量值不足，紅燈閃爍提醒該用戶及時(shí)充值。
[0044] (11) IXD液晶顯示模塊11接收中央處理器1的數(shù)據(jù)，顯示控制終端與用戶的交互信 息。這些信息主要包括用戶個(gè)人信息、用戶所用熱量值信息、用戶所剩熱量值信息、萬(wàn)年歷 時(shí)鐘信息、給內(nèi)部芯片供電電池的電壓信息及熱量閥15開閉狀態(tài)信息等。
[0045] (12)電池電壓檢測(cè)模塊12用于檢測(cè)給控制終端內(nèi)部芯片供電電池的電壓；當(dāng)電壓 低于門限值時(shí)，發(fā)出報(bào)警信息，提醒相關(guān)人員更換電池，以保證控制終端正常工作。
[0046] 下面結(jié)合附圖2來(lái)說(shuō)明加裝有本實(shí)用新型1C卡控制終端的供熱系統(tǒng)：
[0047] 居民樓用戶的熱量表14和熱量閥15通過(guò)M-BUS總線16與樓棟集中器18建立聯(lián) 系，樓棟集中器18讀取用戶熱量值和熱量閥15開關(guān)狀態(tài)，樓棟集中器18中有所轄區(qū)域用 戶的全部熱量表14和熱量閥15信息。熱量表14計(jì)量用戶實(shí)際所用熱量值，同時(shí)作為采集 終端采集熱量值數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)通過(guò)M-BUS總線16上傳到樓棟集中器18 ;熱量閥15控制用戶 的供暖打開與關(guān)閉，熱量閥15的開與閉狀態(tài)也通過(guò)M-BUS總線16上傳到樓棟集中器18。
[0048] 本實(shí)用新型的1C卡控制終端每隔數(shù)小時(shí)(可以設(shè)定為6小時(shí)）讀取一次樓棟集中 器18的熱量表14和熱量閥15信息，并把讀取的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在控制終端內(nèi)。用戶在控制終端 刷卡時(shí)，不管設(shè)定的時(shí)間是否達(dá)到，控制終端都會(huì)給樓棟集中器18發(fā)指令讓其讀取該用戶 的熱量表14和熱量閥15信息，然后控制終端從樓棟集中器18讀取該用戶最新的熱量值和 熱量閥15數(shù)據(jù)。在控制終端內(nèi)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)比對(duì)模塊8讀取樓棟集中器18的最新抄表數(shù)據(jù) 并進(jìn)行存儲(chǔ)，然后與終端存儲(chǔ)的各用戶剩余熱量數(shù)據(jù)比對(duì)，當(dāng)有用戶消費(fèi)熱量接近所購(gòu)熱 量時(shí)，通過(guò)短信提醒用戶及時(shí)充值，當(dāng)有用戶所剩熱量值為零時(shí)，控制終端給樓棟集中器18 發(fā)指令，關(guān)閉該用戶的熱量閥15。同時(shí)，通過(guò)控制終端的外接液晶顯示屏顯示控制終端與用 戶的交互信息。
[0049] 下面結(jié)合附圖4來(lái)說(shuō)明本實(shí)用新型1C卡控制終端的充值和查詢工作流程：
[0050] ⑴開始：1C卡13控制終端開始工作。
[0051] ⑵1C卡識(shí)別：用戶在終端刷卡時(shí)，控制終端的1C卡讀寫模塊7對(duì)1C卡13進(jìn)行識(shí) 另IJ，確認(rèn)讀取1C卡13成功，并識(shí)別出該用戶的具體信息。
[0052] ⑶充值卡/查詢卡：控制終端根據(jù)1C卡13的信息，判斷是充值卡還是查詢卡。充 值卡的含義是用戶到主控中心的充值中心進(jìn)行充值，主控中心把所購(gòu)的熱量值數(shù)據(jù)寫入到 1C卡13內(nèi)；充值完成后用戶到樓棟內(nèi)的控制終端刷1C卡13,控制終端判斷是充值卡后，把 充值卡里所購(gòu)的熱量值信息寫入到控制終端內(nèi)，也就是更新終端存儲(chǔ)單元的熱量值信息。 查詢卡的含義是用戶充值的1C卡13已經(jīng)在控制終端刷過(guò)，也就是1C卡13所購(gòu)的熱量值 信息已經(jīng)寫入過(guò)控制終端存儲(chǔ)單元中，此時(shí)的1C卡13只是起到查詢的功能。
[0053] ⑷充值卡：控制終端判定用戶所刷的1C卡13是充值卡。
[0054] (5)顯示用戶信息及1C卡13所購(gòu)熱量信息：當(dāng)控制終端識(shí)別出是充值卡后，終端首 先通過(guò)LCD液晶顯示模塊11顯示用戶的信息及該用戶在充值中心所購(gòu)買的熱量值信息。
[0055] (6)將1C卡13所購(gòu)熱量值扣除，存入控制終端存儲(chǔ)單元：此時(shí)的過(guò)程也就是把用戶 在充值中心所購(gòu)的熱量值信息更新到終端內(nèi)，把1C卡13里所購(gòu)熱量值信息扣除，修改終端 存儲(chǔ)單元內(nèi)該用戶的熱量值信息，此時(shí)控制終端內(nèi)所存儲(chǔ)的是用戶以前剩余熱量值加上剛 剛從1C卡13里更新到的熱量值相加的總熱量值。
[0056] (7)顯示充值成功信息和用戶當(dāng)前熱量值：控制終端存儲(chǔ)單元的熱量值信息更新 后，通過(guò)LCD液晶顯示模塊11顯示充值成功信息和該用戶當(dāng)前熱量值，也就是用戶剩余的 總熱量值，此時(shí)的充值過(guò)程實(shí)際上是給控制終端充值。
[0057] (8)查詢卡：控制終端判定用戶所刷的1C卡13是查詢卡。
[0058] (9)顯示用戶信息、當(dāng)前熱量值、熱量閥15的開閉狀態(tài)：終端判別出是查詢卡后，用 戶的信息通過(guò)LCD液晶顯示模塊11顯示出來(lái)；終端接收到刷1C卡13成功后，根據(jù)該用戶 的信息，發(fā)指令給樓棟集中器18,樓棟集中器18根據(jù)指令，通過(guò)M-BUS總線16讀取該用戶 的熱量表14數(shù)據(jù)和熱量閥15狀態(tài)，然后終端讀取樓棟集中器18抄表數(shù)據(jù)和熱量閥15狀 態(tài)信息，熱量表14數(shù)據(jù)和熱量閥15狀態(tài)信息通過(guò)終端的LCD液晶顯示模塊11顯示出來(lái)。
[0059] (1Φ 1秒鐘連續(xù)刷卡2次則通過(guò)樓棟集中器18打開或關(guān)閉熱量閥15 :當(dāng)用戶外出 時(shí)，為了節(jié)約能源和節(jié)省消費(fèi)，用戶可以選擇暫時(shí)關(guān)閉自家熱量閥15,停止供熱，回來(lái)后，再 打開熱量閥15,開啟供熱。開啟和關(guān)閉熱量閥15操作過(guò)程是用戶在終端上刷過(guò)1C卡13顯 示用戶信息和熱量閥15狀態(tài)無(wú)誤后，接著再在終端的刷卡處1秒鐘連續(xù)刷卡2次，改變用 戶熱量閥15當(dāng)前開閉狀態(tài)，也即由開變成閉，或者由閉變成開。
[0060] (11)結(jié)束：控制終端的充值和1C卡查詢工作流程結(jié)束。
[0061] 下面結(jié)合附圖5來(lái)說(shuō)明本實(shí)用新型1C卡控制終端的日常工作流程：
[0062] ⑴開始：控制終端連接好線路，檢查無(wú)誤后供電，系統(tǒng)開始工作。
[0063] ⑵控制終端初始化：控制終端上電后首先進(jìn)行復(fù)位操作，也就是對(duì)控制終端的初 始化。
[0064] ⑶抄表獲取最新熱量表14數(shù)據(jù)：控制終端剛上電工作后，首先給樓棟集中器18發(fā) 指令，讓樓棟集中器18通過(guò)M-BUS總線16讀取所下掛的所有用戶熱量表14數(shù)據(jù)和熱量閥 15狀態(tài)，然后控制終端把樓棟集中器18得到的信息讀取到終端內(nèi)的存儲(chǔ)單元，控制終端更 新存儲(chǔ)單元，獲得用戶最新的熱量表14數(shù)據(jù)和熱量閥15狀態(tài)。
[0065] ⑷休眠等待：為了省電和低功耗，系統(tǒng)進(jìn)入休眠等待，直到有新的指令后系統(tǒng)重新 進(jìn)入工作狀態(tài)。
[0066] (5)抄表時(shí)間到：判斷抄表時(shí)間是否到達(dá)，本實(shí)用新型設(shè)定抄表時(shí)間為6小時(shí)。
[0067] (6)樓棟集中器18抄表：如果設(shè)定時(shí)間到，控制終端發(fā)指令給樓棟集中器18,樓棟 集中器18進(jìn)行抄表，如果設(shè)定的時(shí)間沒(méi)到，終端進(jìn)入到休眠等待狀態(tài)。
[0068] (7)讀取樓棟集中器18的抄表數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)比對(duì)：終端把樓棟集中器18抄表的數(shù)據(jù) 讀取到存儲(chǔ)單元內(nèi)存儲(chǔ)，并把抄表得到的數(shù)據(jù)與各用戶所剩余的熱量值比對(duì)。
[0069] (8)剩余熱量值低于提醒值：把用戶剩余熱量值與設(shè)定值比對(duì)，比較剩余熱量是否 低于設(shè)定的提醒值。
[0070] ⑶提醒用戶及時(shí)充值：如果判定的結(jié)果是剩余熱量低于提醒值，則通過(guò)短信形式 提醒用戶及時(shí)充值，如果判定結(jié)果為否，則系統(tǒng)進(jìn)入休眠等待狀態(tài)。
[0071] (1Φ剩余熱量值為零：剩余熱量值低于提醒值時(shí)，繼續(xù)判定用戶熱量值是否為零，如 果是零，終端給樓棟集中器18發(fā)指令，樓棟集中器18通過(guò)M-BUS總線16關(guān)閉該用戶的熱 量閥15 ;如果剩余熱量值不為零，重新進(jìn)入到休眠等待狀態(tài)。
[0072] (11)關(guān)閉熱量閥15 :通過(guò)相關(guān)操作關(guān)閉剩余熱量值為零用戶的熱量閥15。
[0073] (12)結(jié)束：控制終端日常工作流程的結(jié)束。
【權(quán)利要求】
1. 供熱系統(tǒng)樓棟集中器的1C卡控制終端，其特征在于：它包括中央處理器（1)、RS232 串口（ 2)、復(fù)位電路（3)、萬(wàn)年歷時(shí)鐘模塊（5)、1C卡讀寫模塊（7)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)比對(duì)模塊（8)、 短信提醒模塊（9)、聲光提醒模塊（10)、IXD液晶顯示模塊（11)、電池電壓檢測(cè)模塊（12); 所述中央處理器（1)分別與所述RS232串口（2)、所述復(fù)位電路（3)、所述萬(wàn)年歷時(shí)鐘模塊 (5)、所述1C卡讀寫模塊（7)、所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)比對(duì)模塊（8)、所述短信提醒模塊（9)、所述聲光 提醒模塊（10)、所述IXD液晶顯示模塊（11)、所述電池電壓檢測(cè)模塊（12)相連；所述RS232 串口（2)連有樓棟集中器（18)，該樓棟集中器（18)與供熱系統(tǒng)中的數(shù)組熱計(jì)量裝置相連； 所述1C卡讀寫模塊（7)與主控中心的讀寫器（20)相匹配，且讀寫器（20)與所述1C卡讀寫 模塊（7)均配有相匹配的1C卡（13);所述讀寫器（20)與所述主控中心的PC機(jī)（19)相連， 該P(yáng)C機(jī)（19 )通過(guò)GPRS (17 )與所述樓棟集中器（18 )相連；所述IXD液晶顯示模塊（11)外 接液晶顯示屏。
2. 如權(quán)利要求1所述的供熱系統(tǒng)樓棟集中器的1C卡控制終端，其特征在于：所述中央 處理器（1)通過(guò)I2C總線（4)分別與所述萬(wàn)年歷時(shí)鐘模塊（5)、所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)比對(duì)模塊（8) 相連。
3. 如權(quán)利要求1所述的供熱系統(tǒng)樓棟集中器的1C卡控制終端，其特征在于：所述 RS232串口（2)與所述中央處理器（1)中的I/O 口雙向連接。
4. 如權(quán)利要求1所述的供熱系統(tǒng)樓棟集中器的1C卡控制終端，其特征在于：所述樓棟 集中器（18)通過(guò)M-BUS總線（16)與供熱系統(tǒng)中的數(shù)組熱計(jì)量裝置相連，該數(shù)組熱計(jì)量裝置 中的每組均包括依次連接的M-BUS熱量閥（15)和熱量表（14)。
5. 如權(quán)利要求1所述的供熱系統(tǒng)樓棟集中器的1C卡控制終端，其特征在于：所述1C卡 讀寫模塊（7)包括連接在一起的無(wú)線射頻識(shí)別電路和讀寫天線；所述無(wú)線射頻識(shí)別電路通 過(guò)CAN總線（6 )與所述中央處理器（1)相連；其中 所述無(wú)線射頻識(shí)別電路包括芯片RC522 U1、第三電阻R3、第十四電阻R14、第十五電阻 R15、第十六電阻R16、第十七電阻R17、第一電容C1、第二電容C2、第三電容C3、第五電容 C5、晶振 CRY1 ;所述芯片 RC522 U1 的 1 腳 IIC、4 腳 DVSS、5 腳 PVSS、10 腳 TVSS、14 腳 TVSS 接低電平；所述芯片RC522 U1的2腳PVDD、3腳DVDD、12腳TVDD、15腳AVDD接高電平；所 述芯片RC522 U1的6腳NRSTH)接所述第三電阻R3并與所述1C卡讀寫模塊（7)中單片機(jī) 的輸出口相連；所述芯片RC522 U1的18腳AVSS、21腳OSCIN、22腳OSCOUT外接所述晶振 CRY1，所述晶振CRY1兩端分別接所述第一電容C1、所述第二電容C2到地；所述芯片RC522 U1的24腳SDA接所述第十七電阻R17后與所述1C卡讀寫模塊（7)中單片機(jī)的I/O輸出口 相連；所述芯片RC522 U1的29腳SPI_SCK、30腳SPI_MOSI、31腳SPI_MISO分別連接所述 第十六電阻R16、所述第十五電阻R15、所述第十四電阻R14后與所述1C卡讀寫模塊（7)中 單片機(jī)的I/O輸出口相連； 所述讀寫天線包括第一電阻R1、第二電阻R2、第一電感L1、第二電感L2、第三電感L3、 第四電感L4、第四電容C4、第六電容C6、第七電容C7、第八電容C8、第九電容C9、第十電容 C10、第i^一電容C11、第十二電容C12、第十三電容C13 ;所述第一電阻R1的一端接所述芯 片RC522 U1的16腳VMID，其另一端分別與所述芯片RC522 U1的17腳RX、所述第二電阻 R2和所述第四電容C4相接；所述第一電感L1的一端接所述芯片RC522 U1的11腳TX1， 其另一端接所述第六電容C6到地；所述第二電容L2的一端接所述芯片RC522 U1的13腳 TX2,其另一端接所述第七電容C7到地；所述第八電容C8、所述第九電容C9、所述第十二電 容C12、所述第十三電容C13和所述第三電感L3、所述第四電感L4的一端都接地，其另一端 分別與所述第i 電容cii、所述第十電容cio的一端相接；所述第十電容cio的另一端接 所述第六電容C6到地；所述第十一電容C11的另一端接所述第七電容C7到地。
【文檔編號(hào)】G05B19/418GK203870798SQ201420105585
【公開日】2014年10月8日 申請(qǐng)日期:2014年3月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月10日
【發(fā)明者】張引龍, 何博俠, 張廷江, 楊洪鋒, 薛蓉, 劉若琳, 李春雷 申請(qǐng)人:蘭州華方智能科技有限公司