專利名稱：用于簡易cpu卡智能水表的電路模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電路模塊，尤其涉及用于水表的電路模塊，屬于計(jì)量器具領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
智能水表是一種目前在水計(jì)量器具市場上比較流行的一種測量表具，相對(duì)于傳統(tǒng)的機(jī)械表具，智能水表增加了 CPU等能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化、智能運(yùn)算的部件從而實(shí)現(xiàn)了用水計(jì)量管理的智能化，但是已有的智能水表通常會(huì)面臨一種成本與效果的選擇困境普通的IC卡(又稱CPU卡)智能水表僅僅具有簡單的邏輯和存儲(chǔ)電路，無法實(shí)現(xiàn)水表功能的擴(kuò)展，并且由于電路簡單，通常無法有效處理外界的電壓波動(dòng)，容易出現(xiàn)安全故障；高成本的CPU卡不僅使用了 CPU，還增加了專門的ESAM安全芯片用于實(shí)現(xiàn)計(jì)量的安全性和準(zhǔn)確性，這種結(jié)構(gòu)·的水表沒有充分利用現(xiàn)代生產(chǎn)的CPU的運(yùn)算能力，導(dǎo)致了成本的上升，不利于推廣。
發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本實(shí)用新型公開了一種用于CPU卡智能水表的電路模塊，用于支持CPU卡實(shí)現(xiàn)和表具的交互操作，并且能夠有效擴(kuò)展卡的功能，同時(shí)又避免了使用專有的安全芯片，降低了生產(chǎn)成本。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型是通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的用于簡易CPU卡智能水表的電路模塊，所述電路模塊結(jié)構(gòu)包括接口電路、喚醒上電電路、卡電源電路、信號(hào)選通電路、顯示電路、卡頻率信號(hào)電路、卡接口電路、閥門接口電路、采樣接口電路、指示燈電路、在線編程接口電路、電壓檢測電路、穩(wěn)壓電路、閥門驅(qū)動(dòng)電路，上述電路均與主芯片電路電連接。其中，所述接口電路設(shè)有兩個(gè)電源輸入口與外部電源連接，每路電源輸入接口上均設(shè)有二極管。通過采用二極管做隔離，能夠有效防止電源反接，保護(hù)電路不受外部攻擊，提聞電路的安全性。其中，所述的喚醒上電電路用于實(shí)現(xiàn)下述功能CPU卡在沒有任何信號(hào)(例如插卡信號(hào)，采樣信號(hào)，掉電信號(hào)等)來臨時(shí)處于掉電狀態(tài)，功耗為O;當(dāng)有信號(hào)來時(shí)喚醒上電電路給電容充電使電路導(dǎo)通，使得整個(gè)CPU卡單片機(jī)上電，同時(shí)鎖定上電信號(hào)。其中，所述的卡電源電路用于當(dāng)檢測到卡信號(hào)來臨時(shí)給卡供電，CPU主芯片處理完成時(shí)給卡掉電，防止外界攻擊。其中，所述信號(hào)選通電路當(dāng)有信號(hào)來臨時(shí)，通過信號(hào)選通電路來選擇接通主芯片電路(通常稱作單片機(jī))，當(dāng)信號(hào)處理完成時(shí)關(guān)閉信號(hào)與主芯片電路的連接，保證電源的可靠掉電。其中，所述顯示電路與水表表體上的液晶顯示裝置連接，該電路由主芯片電路直接連接并向表體上的顯示裝置推送主芯片電路輸出的顯示內(nèi)容。其中，所述卡頻率信號(hào)電路用于通過對(duì)卡信號(hào)的控制，通過主頻來分給卡，為電路起到整形和放大的功能。[0012]其中，所述卡接口電路與水表表體上的卡座電連接，實(shí)現(xiàn)控制信號(hào)，加上拉電阻。[0013]其中，所述閥門接口電路與水表表體上的控制閥門的閥門電機(jī)電連接，用于測試閥門到位信號(hào)。[0014]其中，所述采樣接口電路直接和水表上的采樣信號(hào)通訊，實(shí)現(xiàn)水表脈沖信號(hào)檢測。[0015]其中，所述指示燈電路用于控制表體上的指示燈的開啟和關(guān)閉，當(dāng)卡處理正確時(shí) LED顯示點(diǎn)亮，其他時(shí)間或者卡運(yùn)算出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)不亮。[0016]其中，所述的在線編程接口電路設(shè)有多個(gè)可以與外界計(jì)算機(jī)或上位機(jī)通訊的電路端子，能夠通過在線編程接口電路實(shí)現(xiàn)對(duì)卡片功能的擴(kuò)展和更改修訂。[0017]其中，所述電壓檢測電路用于外部電壓的檢測。[0018]其中，所述穩(wěn)壓電路用于為主芯片電路提供穩(wěn)定的電壓，為了防止外界電路電壓過高導(dǎo)致的不利影響，所述穩(wěn)壓電路還設(shè)有穩(wěn)壓電源模塊用于穩(wěn)定主芯片電路的電壓。[0019]其中，所述閥門驅(qū)動(dòng)電路與水表表體上的控制閥門的閥門電機(jī)電連接，用于控制閥門電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，從而控制水表閥門的開關(guān)，間接控制用戶用水。[0020]其中，所述主芯片電路用于控制整個(gè)電路模塊工作，尤其可以直接控制液晶的顯示內(nèi)容。[0021]通過上述電路結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型的電路模塊能夠使得CPU卡智能的控制水表，并且能夠?qū)崿F(xiàn)功能的擴(kuò)展，同時(shí)使電路具有很好的安全性。


[0022]圖I為本實(shí)用新型電路模塊的框架示意圖；[0023]圖2-圖16依次為接口電路、喚醒上電電路、卡電源電路、信號(hào)選通電路、顯示電路、卡頻率信號(hào)電路、卡接口電路、閥門接口電路、采樣接口電路、指示燈電路、在線編程接口電路、電壓檢測電路、穩(wěn)壓電路、閥門驅(qū)動(dòng)電路、主芯片電路的元件結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
[0024]參考圖1，顯示了本實(shí)用新型電路模塊的電路結(jié)構(gòu)，其中的接口電路、喚醒上電電路、卡電源電路、信號(hào)選通電路、顯示電路、卡頻率信號(hào)電路、卡接口電路、閥門接口電路、采樣接口電路、指示燈電路、在線編程接口電路、電壓檢測電路、穩(wěn)壓電路、閥門驅(qū)動(dòng)電路均與主芯片電路構(gòu)成電連接。[0025]參考圖2-圖16，顯示了上述電路的一種可行的元件結(jié)構(gòu)圖，其中所用的電路僅作為一種代表性的實(shí)例，并不限制盡可采用該種電路元件，本領(lǐng)域已有多種智能水表CPU卡的電路結(jié)構(gòu)同樣可以實(shí)現(xiàn)上述電路的功能。[0026]參考圖2，為接口電路，采用兩個(gè)電源輸入接口(JD-DY，JDY-DYl)，每個(gè)接口采用二極管(D1、D2)做隔離，防止電源反接，保護(hù)電路不受外部攻擊。[0027]參考圖3，為喚醒上電電路，當(dāng)有信號(hào)來時(shí)給電容(CS1-CS4)充電使三極管V80導(dǎo)通，主芯片電路上電，同時(shí)通過SD鎖定上電信號(hào)。[0028]參考圖4，為卡電源電路，依靠三極管T6S的接通斷開，當(dāng)檢測到卡信號(hào)來臨時(shí)給卡供電，卡處理完成時(shí)給卡掉電，防止外界攻擊。[0029]參考圖5，為信號(hào)選通電路，依靠四組電路上的三極管￥60、￥61、￥62、￥63的作用，當(dāng)有信號(hào)來臨時(shí)，通過信號(hào)選通電路來選擇接通主芯片電路，當(dāng)信號(hào)處理完成時(shí)關(guān)閉信號(hào)與主芯片電路的連接，保證電源的可靠掉電。參考圖6，為顯示電路，通過多個(gè)屏線針腳與外部的IXD電連接。參考圖7，為卡頻率信號(hào)電路，通過2輸入端四與非門74HC02、單體2輸入與非門(Single 2-input NOR gate) 74LVC1G02實(shí)現(xiàn)卡電路中頻率信號(hào)的控制，通過主頻來分給卡，給電路起到整形和放大的功能。參考圖8，為卡接口電路，在J4-K通過多個(gè)針腳觸點(diǎn)直接和卡座相連，控制信號(hào)加上拉電阻R51、R52、R53。參考圖9，為閥門接口電路，在JDl-JA直接和閥門相連，控制閥門電機(jī)，測試閥門到位信號(hào)。 參考圖10，為采樣接口電路，在JGl-FX直接和采樣信號(hào)相連，檢測水表的脈沖信號(hào)。參考圖11，為指示燈電路，當(dāng)卡處理正確后LED顯示點(diǎn)亮，其他時(shí)間或者卡錯(cuò)時(shí)不売。參考圖12，為在線編程接口電路，可以與上位機(jī)通訊連接從而賦予新的功能。參考圖13，為電壓檢測電路，用于外部電壓的檢測，通過檢測芯片MD7023來檢測，當(dāng)電壓低于2. 3V時(shí)，MD7023輸出低電平。參考圖14，為穩(wěn)壓電路，在外部電壓高于3V時(shí)，采用穩(wěn)壓電源模塊MD7333，使主芯片電路的工作電壓穩(wěn)定在3. 3V。參考圖15，為閥門驅(qū)動(dòng)電路，通過橋式電路來控制閥門電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，從而控制水表閥門的開關(guān)，間接控制用戶用水。參考圖16，為主芯片電路，采用PIC16F94單片機(jī)作為主芯片控制其他電路的功倉泛。
權(quán)利要求1.用于簡易CPU卡智能水表的電路模塊，其特征在于所述電路模塊結(jié)構(gòu)包括接口電路、喚醒上電電路、卡電源電路、信號(hào)選通電路、顯示電路、卡頻率信號(hào)電路、卡接口電路、閥門接口電路、采樣接口電路、指示燈電路、在線編程接口電路、電壓檢測電路、穩(wěn)壓電路、閥門驅(qū)動(dòng)電路，上述電路均與主芯片電路電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電路模塊，其特征在于所述接口電路設(shè)有兩個(gè)電源輸入口與外部電源連接，每路電源輸入接口上均設(shè)有二極管。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電路模塊，其特征在于所述顯示電路與水表表體上的液晶顯示裝置連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電路模塊，其特征在于所述卡接口電路與水表表體上的卡座電連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電路模塊，其特征在于所述閥門接口電路與水表表體上的控制閥門的閥門電機(jī)電連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電路模塊，其特征在于所述穩(wěn)壓電路還設(shè)有穩(wěn)壓電源模塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電路模塊，其特征在于所述閥門驅(qū)動(dòng)電路與水表表體上的控制閥門的閥門電機(jī)電連接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種用于簡易CPU卡智能水表的電路模塊，所述電路模塊結(jié)構(gòu)包括接口電路、喚醒上電電路、卡電源電路、信號(hào)選通電路、顯示電路、卡頻率信號(hào)電路、卡接口電路、閥門接口電路、采樣接口電路、指示燈電路、在線編程接口電路、電壓檢測電路、穩(wěn)壓電路、閥門驅(qū)動(dòng)電路，上述電路均與主芯片電路電連接。本實(shí)用新型公開的電路模塊用于水表中能夠?qū)崿F(xiàn)水表工作流程的自動(dòng)化，并具有很好的安全性和使用壽命。
文檔編號(hào)G07F15/06GK202736179SQ20122042250
公開日2013年2月13日 申請日期2012年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月23日
發(fā)明者王文進(jìn), 常海利 申請人:北京京源水儀器儀表有限公司