專利名稱：預(yù)付費(fèi)燃?xì)獗淼闹谱鞣椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種燃?xì)獗?，特別涉及一種預(yù)付費(fèi)燃?xì)獗怼?br> 背景技術(shù)：
目前普遍使用的預(yù)付費(fèi)燃?xì)獗頌镮C卡預(yù)付費(fèi)燃?xì)獗恚吮戆ㄎ⒖刂破?、電源模塊、氣量信號處理單元、閥控驅(qū)動單元以及顯示單元，能自動完成燃?xì)饬髁繑?shù)據(jù)的采集、計量、顯示、閥門控制及提示報警等功能。用戶通過IC卡購置燃?xì)獠⒃诖吮砩鲜褂煤?，就獲得了所購燃?xì)饬康氖褂脵?quán)限；在用戶用氣的過程中，IC卡智能表中的微控制器自動核減剩余 氣量，所購氣量用盡后便會自動關(guān)閥斷氣，用戶需重新購氣方能再次使IC卡燃?xì)獗黹_閥供氣。由于IC卡預(yù)付費(fèi)燃?xì)獗淼倪@種固有特性，使得燃?xì)夤緹o法根據(jù)市場情況及時調(diào)價，在能源價格上漲時造成巨大損失；燃?xì)夤緹o法實時監(jiān)控用戶家中燃?xì)獗淼倪\(yùn)行狀態(tài)及使用情況；在用戶不配合的情況下，燃?xì)夤緹o法對IC卡燃?xì)獗磉M(jìn)行必要控制，這種“入戶抄表難”、“氣費(fèi)收繳難”問題對燃?xì)夤驹斐蓸O大困擾。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種能進(jìn)行實時控制的預(yù)付費(fèi)燃?xì)獗怼１緦嵱眯滦退峁┑倪@種預(yù)付費(fèi)燃?xì)獗?，包含電源檢測單元、氣量信號處理單元、閥門控制單元和液晶顯示單元和一個無線模塊，無線模塊包括微控制器和RF芯片，RF芯片通過無線通信方式與抄表主站或者外部采集終端進(jìn)行控制命令以及數(shù)據(jù)信息的傳輸，微控制器負(fù)責(zé)對電源檢測單元、氣量信號處理單元、閥控驅(qū)動單元和液晶顯示單元實施總控制，并與RF芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，所述電源檢測單元為所述無線模塊供電并將電源掉電或低電檢測信號傳送至所述無線模塊的微控制器，所述氣量信號處理單元將燃?xì)獗沓渲祷蛴脷鈹?shù)據(jù)傳至微控制器，由微控制器將數(shù)據(jù)信號和采集異常狀態(tài)信息傳輸至RF芯片，再通過無線通信方式傳至抄表總站或外部設(shè)備終端，所述無線模塊將接收到的控制信號通過微控制器對所述氣量信號處理單元和閥門控制單元進(jìn)行控制，并對所述液晶顯示單元進(jìn)行輸出顯示控制。所述無線模塊的型號為WFWL470。本實用新型提供的預(yù)付費(fèi)燃?xì)獗砟芘c主站進(jìn)行無線通信，可以通過集中器、掌機(jī)將抄表主站下發(fā)的金額、單價、使用金額下限等數(shù)據(jù)下發(fā)至本實用新型；而本實用新型通過無線通信方式將日、月凍結(jié)數(shù)據(jù)以及表計狀態(tài)數(shù)據(jù)等上傳至抄表主站，并可進(jìn)行實時數(shù)據(jù)抄讀，從而實現(xiàn)階梯收費(fèi)。從此，用戶也可以避免抄表人員每月的上門打擾，并可以自主選擇繳費(fèi)額度及繳費(fèi)時間，省去使用IC卡購氣充氣的麻煩，直接從繳費(fèi)點購置所需氣量，由燃?xì)夤具M(jìn)行無線遠(yuǎn)傳對用戶所用燃?xì)獗沓錃?，這樣用戶可享受非常便捷的生活。同時，燃?xì)夤疽材軐崿F(xiàn)預(yù)收費(fèi)功能、調(diào)價功能、梯度計量功能和遠(yuǎn)程閥門控制功能，從而有效解決了入戶抄表難和收費(fèi)難的問題。
圖I是本實用新型的電路方框圖。圖2是本實用新型中無線模塊的電路原理圖。
具體實施方式
如圖I所示，本實用新型提供的預(yù)付費(fèi)燃?xì)獗戆娫礄z測單元、氣量信號處理單元、閥門控制單元、液晶顯示單元和無線模塊。該無線模塊整合了微控制器以及RF芯片，并連接有收發(fā)天線。上述功能單元均與該無線模塊上的微控制器相連，并由微控制器對上述功能模塊實施總控制。所述電源檢測單元包括干電池電源盒主電源檢測電路，其功能是為所述無線模塊供電并將電源掉電或低電檢測信號傳送至所述無線模塊的微控制器。所述氣量信號處理單元將燃?xì)獗沓錃饣蛴脷鈹?shù)據(jù)傳至微控制器，再由微控制器與RF芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，然后將數(shù)據(jù)信息和采集異常狀態(tài)信息無線遠(yuǎn)傳至抄表總站或外部采集終端；所述無線模塊將通過無線通信方式接收到的控制信號通過微控制器對所述氣量信號處理單·元和閥門控制單元進(jìn)行控制，并對所述液晶顯示單元進(jìn)行輸出顯示控制。此外，本實用新型的氣量信號處理單元有脈沖計量方式和光電直讀計量方式可供選擇。重要數(shù)據(jù)在EEPROM內(nèi)分區(qū)域多次保存，防止數(shù)據(jù)丟失并有效糾錯。燃?xì)獗頍o線模塊上的RF芯片將氣量、金額數(shù)據(jù)通過采集設(shè)備返回至燃?xì)膺\(yùn)營公司的監(jiān)控中心，此外該RF芯片也可通過相關(guān)設(shè)備接收數(shù)據(jù)和控制命令，傳送給微控制器。所述無線模塊的相關(guān)電路如圖2所示。所述無線模塊的供電部分是電源V3P3通過電容C3、電容C4和極性電容C15并聯(lián)且濾波后，再經(jīng)由與電容并聯(lián)的靜電管Vl生成得至IJ，之后接入所述無線模塊Dl的21腳和22腳為其供電。所述無線模塊Dl的8腳和9腳讀入燃?xì)饣砻}沖采集信號PLUSEO和PLUSEl，并對液晶顯示器實施控制，使其輸出顯示相應(yīng)信息。其14腳輸出直讀式計量接口控制信號VCC_PS_CTRL至MOS管V7的柵極，MOS管V7的漏極接直讀式計量單元電源，MOS管V7的源極接通過電容C2濾波后的電源V3P3，由此實現(xiàn)微控制器對直讀式計量單元的控制。所述無線模塊Dl的7腳將脈沖式計量接口控制信號VCC_PLU_CTRL輸出至脈沖計量單元，其5腳輸出關(guān)閉閥門控制信號M0T0R_CL0SE_CTRL，其I腳輸出打開閥門控制信號M0T0R_0PEN_CTRL。具體地，當(dāng)使用燃?xì)馇沂褂脷饬窟_(dá)到標(biāo)準(zhǔn)計量精度時，燃?xì)饣砻}沖采集信號PLUSEO和PLUSEl依次接收到一個有效氣量信號，微控制器依據(jù)頻率特性判別氣量信息的有效性。當(dāng)采集信號出現(xiàn)異常，微控制器進(jìn)行如下處理若單邊信號異常，則判定為干簧管故障，微控制器讓液晶顯示器顯示“故障”信息，并繼續(xù)進(jìn)行氣量計量；若雙邊信號異常，則判定為磁干擾故障，微控制器讓液晶顯示器顯示“干擾”信息，同時對燃?xì)忾y門執(zhí)行關(guān)閥控制，即輸出關(guān)閉閥門控制信號M0T0R_CL0SE_CTRL，并記錄此條異常信息，直至檢測到的干擾信號消除后，才允許對燃?xì)忾y門發(fā)出開閥控制命令，即輸出打開閥門控制信號M0T0R_0PEN_CTRL，使之繼續(xù)使用。另外，當(dāng)出現(xiàn)系統(tǒng)規(guī)定的情況，如主站系統(tǒng)遠(yuǎn)程控制、預(yù)付金額達(dá)到透支下限、電池掉電、電池低電等情況時，微控制器也執(zhí)行關(guān)閥操作。上述問題解決后，通過按鍵操作，微控制器執(zhí)行開閥操作。所述無線模塊Dl的10腳輸出液晶屏驅(qū)動電源控制信號LCD_VCC，其16腳輸出液晶數(shù)據(jù)信號LCD_SDA，其15腳輸出液晶時鐘信號LCD_SCL，其6腳讀入按鍵信號KEYl。用戶通過按鍵操作，可喚醒LCD顯示，查詢余額、當(dāng)前燃?xì)鈱崟r單價、總用氣量，工程人員可查詢程序版本號、燃?xì)獗淼刂贰Ｋ鰺o線模塊Dl的20腳讀入閥門到位檢測信號M0T0_AD，其19腳讀入電源檢測信號VCC_DET，其18腳輸出程序下載時鐘信號DC，其17腳讀入程序下載數(shù)據(jù)信號DD，其13腳讀入生產(chǎn)備用按鍵信號BAKEUP，其12腳通過電阻R31輸出發(fā)送數(shù)據(jù)信號TXD，同時電阻R31另一端串聯(lián)電容ClO濾波后接地，其11腳通過電阻R30讀入接收數(shù)據(jù)信號RXD，同時電阻R30另一端串聯(lián)電容C9濾波后接地，其3腳和4腳接地，其2腳通過電阻R2接電源V3P3，電阻R2另一端串聯(lián)電容Cl后接地。使用時，本實用新型采用低功耗模式，設(shè)定周期喚醒，當(dāng)探測到主站下發(fā)數(shù)據(jù)時，將下發(fā)的數(shù)據(jù)保存在本實用新型存儲單元內(nèi)。通過脈沖采集方式或者直讀方式計量，通過無線通訊方式接收充值金額等信息，并根據(jù)實時價格參數(shù)實現(xiàn)自動扣費(fèi)。當(dāng)剩余金額少于透支金額下限時，自動關(guān)閥，并具有氣價調(diào)整策略。當(dāng)出現(xiàn)電池掉電、低電或雙邊干簧管干擾等影響用氣量計量情況下，微控制器對閥門進(jìn)行關(guān)閥操作。 本實用新型利用微功率無線與集中器或采集器通訊實現(xiàn)自動組網(wǎng)，也可以通過手持無線終端的方式由人工定期到樓棟或單元采集燃?xì)獗頂?shù)據(jù)。本實用新型接收外部無線設(shè)備信號，唯一通訊地址被動喚醒抄表，根據(jù)短距離無線通信協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。抄表主站下發(fā)的金額、單價、使用金額下限等數(shù)據(jù)通過集中器、掌機(jī)下發(fā)至本實用新型，本實用新型上傳日、月凍結(jié)數(shù)據(jù)、表計狀態(tài)等信息至抄表主站，實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)的抄讀，燃?xì)夤究捎纱藢崿F(xiàn)階梯收費(fèi)。本實用新型的微控制器根據(jù)主站下發(fā)的數(shù)據(jù)實時處理居民用氣數(shù)據(jù)、剩余金額，當(dāng)用戶燃?xì)庥嬃砍霈F(xiàn)異常狀態(tài)時，可將此異常狀態(tài)上傳至抄表主站系統(tǒng)，這時燃?xì)夤究杀Ａ糇C據(jù)或者通過遠(yuǎn)程控制直接對特定用戶執(zhí)行關(guān)閥操作。本實用新型采用型號為WFWL470的無線模塊，能滿足各模塊功能的設(shè)計要，有效實現(xiàn)所述功能。
權(quán)利要求1.一種預(yù)付費(fèi)燃?xì)獗?，包括電源檢測單元、氣量信號處理單元、閥門控制單元和液晶顯示單元，其特征在于，還包括一個無線模塊，無線模塊通過其模數(shù)轉(zhuǎn)換ADC管腳與電源檢測單元相連；該模塊通過其主機(jī)輸入從機(jī)輸出MISO管腳和通用輸入輸出GPIO管腳與氣量信號處理單元相連，同時該模塊通過其脈寬調(diào)制PWM管腳和主機(jī)輸出從機(jī)輸入MOSI管腳與閥門控制單元相連，該模塊通過其片選CSn管腳、設(shè)備類型DEV_TYPE管腳和網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)NET_STATE管腳與液晶顯示單元相連，所述無線模塊包括微控制器和RF芯片。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的預(yù)付費(fèi)燃?xì)獗?，其特征在于，所述無線模塊(Dl)的21腳和22腳與電源(V3P3)相連，同時靜電管(VI)、第三電容(C3)、第四電容(C4)和極性電容(C15)并聯(lián)后接于所述電源(V3P3)和地之間；其20腳讀入閥門到位檢測信號(M0T0_AD)，其18腳輸出程序下載時鐘信號(DC)，其17腳讀入程序下載數(shù)據(jù)信號(DD)，其14腳輸出直讀式計量接口控制信號(VCC_PS_CTRL)至MOS管(V7)的柵極，其漏極與直讀式計量單元電源(VCC_PS)相連，其源極與經(jīng)由第二電容(C2)濾波后的電源(V3P3)相連，第一電阻(Rl)接于其柵極與源極之間，該無線模塊的13腳讀入生產(chǎn)備用按鍵信號(BAKEUP)，其12腳通過第四電阻(R31)輸出發(fā)送數(shù)據(jù)信號(TXD)，同時第四電阻(R31)另一端串聯(lián)第六電容(ClO)濾波后接地，其11腳通過第三電阻(R30)讀入接收數(shù)據(jù)信號(RXD)，同時第三電阻(R30)另一端串聯(lián)第五電容(C9)濾波后接地，其8腳讀入燃?xì)饣淼诙}沖采集信號(PLUSEl)，其9腳讀入燃?xì)饣淼谝幻}沖采集信號(PLUSEO)，其6腳讀入按鍵信號(KEYl)，其3腳和4腳接地，其2腳通過第二電阻(R2)接電源(V3P3)，第二電阻(R2)另一端串聯(lián)第一電容(Cl)后接地；所述無線模塊的11腳與串口接插件(XS2)的I腳相連，其12腳與該接插件的2腳相連，MOS管(V7)的漏極與該接插件的3腳相連，該接插件的4腳接地。
專利摘要本實用新型公開了一種預(yù)付費(fèi)燃?xì)獗?，包含電源檢測單元、氣量信號處理單元、閥門控制單元、液晶顯示單元和無線模塊。無線模塊整合了微控制器和RF芯片并連接有收發(fā)天線，并且通過無線通信方式與抄表主站或者外部采集終端進(jìn)行控制命令以及數(shù)據(jù)信息的傳輸。無線模塊上的微控制器負(fù)責(zé)對電源檢測單元、氣量信號處理單元、閥控驅(qū)動單元和液晶顯示單元實施總控制。從此，用戶可以避免抄表人員每月的上門打擾，并可以自主選擇繳費(fèi)額度及繳費(fèi)時間；而燃?xì)夤疽材軐崿F(xiàn)預(yù)收費(fèi)功能、調(diào)價功能、梯度計量功能和遠(yuǎn)程閥門控制功能，從而有效解決了入戶抄表難和收費(fèi)難的問題。
文檔編號G07F15/06GK202795578SQ20122043735
公開日2013年3月13日 申請日期2012年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月31日
發(fā)明者朱仙子, 劉利方, 黃志強(qiáng), 石英春 申請人:湖南威銘能源科技有限公司