專利名稱：預(yù)付式遙控控制的計(jì)量表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及水、電、氣計(jì)量裝置，特別是一種預(yù)付式、遙控控制的水、電、氣計(jì)量表。
目前，中國專利文獻(xiàn)上公開了許多預(yù)付式水、電、氣計(jì)量裝置，如IC卡式智能電表、載波抄表裝置等等，它們的不足之處是預(yù)付交易受時(shí)間、空間的限制，數(shù)據(jù)隱密性差，抗干擾能力脆弱，而且每次啟動計(jì)量裝置時(shí)，需要刷卡或通過有線載波進(jìn)行控制，操作不方便。
本實(shí)用新型的目的是設(shè)計(jì)一種能夠無線遙控發(fā)送水、電、氣用量的預(yù)付式遙控控制的計(jì)量表。
為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)解決方案一種預(yù)付式遙控控制的計(jì)量表，它包含遙控裝置、接收控制裝置、執(zhí)行轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)以及計(jì)量單元裝置，其中(1)遙控裝置主要包含有微處理器IC21、數(shù)據(jù)存取器IC23、信號調(diào)制電路IC24、發(fā)射電路Q8、電源控制電路Q11，數(shù)據(jù)存取器IC23的SCL端和SDA端分別與微處理器IC21的IO口相連接，信號調(diào)制電路IC24的輸入端與微處理器IC21的IO口相連接，電源控制電路Q11的輸出端通過隔離二極管D8分兩路分別與按鍵S 3一端及微處理器IC21的IO口相連接，發(fā)射電路Q8輸入端與信號調(diào)制電路IC24的輸出端相連接；(2)接收控制裝置主要包含有干簧管信號傳感器(K1、K2)、微處理器IC25、數(shù)據(jù)接收裝置IC30、執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制電路(Q13-Q16)、數(shù)據(jù)存取器IC29、電源控制電路Q12，干簧管信號傳感器(K1、K2)輸出端A、B分別通過反相器IC27C、IC27D與微處理器IC25的IO口相連接，同時(shí)，干簧管信號傳感器(K1、K2)輸出端A、B還通過反相器IC27A與電源控制電路Q12的控制端相連接，數(shù)據(jù)存取器IC29的SCL端和SDA端分別與微處理器IC25的IO口相連接，數(shù)據(jù)接收裝置IC30輸出端與微處理器IC25的IO口相連接，執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制電路(Q13-Q16)采用橋式放大控制電路，其輸入端C、D分別與微處理器IC25的IO口相連接，輸出端連接執(zhí)行轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)控制端。
按下遙控裝置中的控制開關(guān)，遙控裝置將從公共電話網(wǎng)上下載儲存在數(shù)據(jù)存取器IC23上的數(shù)據(jù)，通過信號調(diào)制電路IC24、發(fā)射電路Q8將數(shù)據(jù)發(fā)送給接收控制裝置，接收控制裝置中的數(shù)據(jù)接收裝置IC30將接收的信號送到微處理器IC25中，由微處理器IC25進(jìn)行分析并作出相應(yīng)處理，并通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制電路(Q13-Q16)輸出信號對計(jì)量裝置執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)其無線遙控發(fā)送用量的目的。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。


圖1為本實(shí)用新型中遙控裝置的電路方框圖。
圖2為本實(shí)用新型中接收控制裝置的電路方框圖圖3為圖1中遙控裝置的電路原理圖。
圖4為圖2中接收控制裝置的電路原理圖。
如圖1、圖2所示，本實(shí)施例包含遙控裝置、接收控制裝置、執(zhí)行轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)以及計(jì)量單元裝置，現(xiàn)就各部份的組成及相互連接關(guān)系和作用闡述如下(1)如圖1、圖3所示，遙控裝置主要包含有微處理器IC21(AT89C2051)、數(shù)據(jù)存取器IC23、信號調(diào)制電路IC24、發(fā)射電路Q8，電源控制電路Q11。數(shù)據(jù)存取器IC23采用帶有卡座的IC卡，其SCL端和SDA端分別與微處理器IC21的P3.3口和P3.4口相連接，信號調(diào)制電路IC24的輸入端與微處理器IC21的P3.1口相連接，電源控制電路Q11的輸出端通過隔離二極管D8分兩路分別與按鍵S3一端及微處理器IC21的P1.1口相連接，發(fā)射電路Q8輸入端與信號調(diào)制電路IC24的輸出端相連接；電源控制電路Q11的輸出端與三極管Q6的集電極相連接，三極管Q6的基極控制端與發(fā)射極分別與微處理器IC21的P3.7口和P3.5口相連接。
在遙控裝置中設(shè)有音頻吸收電路，它由極性校正電路B1、市話吸收電路Q9。雙音多頻(DTMF)解碼器IC22(MT8870)構(gòu)成，極性校正電路B1輸出端與市話吸收電路Q9輸入端相連接，市話吸收電路Q9采用交流放大電路Q9，市話吸收電路Q9輸出端通過電容C42與雙音多頻(DIMF)解碼器IC22的輸入端相連接，雙音多頻(DTMF)解碼器IC22的輸出端Q0-Q3與微處理器IC21的P1.7-1.4口相連接，雙音多頻(DTMF)解碼器IC22的SID口通過反相器IC24A(CD4001)與微處理器IC21的P3.1口相連接，微處理器IC21的P1.0口與三極管Q7的基極控制端相連接，三極管Q7的發(fā)射極與電源端相連接，三極管Q7的集電極分別與開關(guān)三極管Q10、Q4的基極控制端相連接，三極管Q10、Q4的集電極分別與市話吸收電路Q9的電源輸入端、雙音多頻(DTMF)解碼器IC22的電源輸入端相連接，三極管Q4集電極接電源端，三極管Q10發(fā)射極接地，同時(shí)，電源控制電路Q11的輸出端再通過隔離二極管D9、D10各分兩路分別與按鍵S2一端、微處理器IC21的P1.2口和按鍵S1一端、微處理器IC21的P1.3口相連接。
當(dāng)用戶需要接收控制密碼或發(fā)送、查詢數(shù)據(jù)時(shí)，按下三個按鍵(S1、S2、S3)其中一個時(shí)，三極管Q11導(dǎo)通，微處理器IC21復(fù)位并開始工作，按下的按鍵松開前，微處理器IC21的P3.7口送出一個高電平，P3.5口送出一個低電平驅(qū)動三極管Q6導(dǎo)通，這樣三極管Q11就可以維持在導(dǎo)通狀態(tài)，繼續(xù)為整個電路提供電源，由于微處理器IC21從復(fù)位到控制三極管Q6的導(dǎo)通時(shí)間(約為二十微秒)遠(yuǎn)小于用戶按下按鍵的時(shí)間(一般情況下不低于100毫秒)，所以這個功能能順利的實(shí)現(xiàn)。直到微處理器IC21將所有的數(shù)據(jù)處理完畢后，P3.7口送出一個低電平，三極管Q6就處在截止?fàn)顟B(tài)，同時(shí)三極管Q11也無法維持導(dǎo)通，整個遙控裝置工作電源就被切斷，直到用戶又按下按鍵為止。這樣，只有當(dāng)用戶按下按鍵時(shí)電源才會被接通。
其中，當(dāng)用戶需要從公共電話網(wǎng)上下載數(shù)據(jù)時(shí)，將遙控裝置連接在用戶的電話線上，用戶按下接收按鈕S2，微處理器IC21被復(fù)位，整個電路開始工作。微處理器IC21的P1.2口電平被拉低，微處理器IC21的P1.0口輸出一個低電平驅(qū)動三極管Q7導(dǎo)通，同時(shí)三極管Q10、Q4也因?yàn)槿龢O管Q7的導(dǎo)通有一個高電平加到它的基極而導(dǎo)通，三極管Q10的導(dǎo)通啟動了市話吸收回路；三極管Q4的導(dǎo)通則是給音頻解碼電路提供了一個工作電源。
包含有用戶本次購買信息的十二位控制密碼，以音頻方式通過市話線經(jīng)音頻吸收電路的吸收、解碼還原為十二位數(shù)字信息被送到微處理器IC21的P1.4-P1.7口。同時(shí)微處理器IC21將接收的十二位控制代碼保存在數(shù)據(jù)存取器IC23(IC卡)中，并隨時(shí)等待將這組數(shù)字以二進(jìn)制數(shù)字信號的方式發(fā)送出去。由于整個控制密碼的信息都是以音頻的方式傳導(dǎo)的，所以數(shù)據(jù)具備很好的隱密性和高可靠性。
(2)如圖2、圖4所示，接收控制裝置主要包含有干簧管信號傳感器(K1、K2)、微處理器IC25(AT89C2051)、數(shù)據(jù)接收裝置IC30、執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制電路(Q13-Q16)、數(shù)據(jù)存取器IC29。干簧管信號傳感器(K1、K2)輸出端A、B分別通過反相器IC27C(CD40106B)、IC27D(CD401068)與微處理器IC25的P3.1口和P3.3口相連接，同時(shí)，干簧管信號傳感器(K1、K2)輸出端A、B還通過反相器IC27A(CD40106B)與電源控制電路Q12的控制端相連接，數(shù)據(jù)存取器IC29采用帶有卡座的IC卡，其SCL端和SDA端分別與微處理器IC25的P1.1口和P1.0口相連接，數(shù)據(jù)接收裝置IC30輸出端與微處理器IC25的P3.0口相連接，數(shù)據(jù)接收裝置IC30的電源端與開關(guān)三極管Q18的集電極相連接，三極管Q18的基極控制端與微處理器IC25的P3.4口相連接，三極管Q12的基極控制端通過積分電路(R62、C50)分別與按鍵S4一端及微處理器IC25的P3.0口相連接。執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制電路(Q13-Q16)采用橋式放大控制電路，其輸入端C、D分別與微處理器IC25的P1.2口和P1.3口相連接，輸出端連接執(zhí)行轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)控制端。
當(dāng)用戶按下啟動鍵S4時(shí)，微處理器IC25的P3.5、P3.7口分別送出一個高電平和一個低電平，維持三極管Q12導(dǎo)通，將電平保持住。同時(shí)P3.1口也檢測到一個低電平，微處理器IC25就能判別出是用戶按下啟動鍵S4還是因?yàn)橛?jì)量用戶使用量引起的。電壓從三極管Q12的集電極輸出送給穩(wěn)壓器IC28(xC62AP)的輸入端，經(jīng)穩(wěn)壓后給接收控制裝置提供一個穩(wěn)定工作電源。同時(shí)，微處理器IC25的P3.4口送出一個高電平，驅(qū)動三極管Q18導(dǎo)通，給數(shù)據(jù)接收裝置IC30提供一個工作電源，用戶發(fā)出的數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)據(jù)接收裝置IC30接收、放大后直接送入微處理器IC25的串口，而后微處理器IC25根據(jù)串口接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的處理，并將該數(shù)據(jù)信息貯存在數(shù)據(jù)存取器IC29(IC卡)中。
當(dāng)微處理器IC25的P1.2、P1.3口送出不同的電平時(shí)，三極管Q13、Q14、Q15、Q16處在不同的導(dǎo)通和截止?fàn)顟B(tài)，使執(zhí)行轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)控制端能得到不同的高、低電平信號，執(zhí)行轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)便能作出開啟和關(guān)閉動作。
平時(shí)用戶的(水、電、氣、熱)計(jì)量單元裝置中的0.1個使用單位固定一個磁鋼，用戶在使用(水、電、氣、熱)時(shí)，字輪帶動磁鋼旋轉(zhuǎn)，當(dāng)磁鋼轉(zhuǎn)到某個位置時(shí)，吸合其中一個干簧管(設(shè)為K1)，同時(shí)啟動電源，微處理器IC25的外中斷入口P3.2口因得到一個低電平信號而進(jìn)入中斷。微處理器IC25把剛吸合的干簧管K1作一個信號標(biāo)志寫入微處理器IC29中。磁鋼繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，吸合另外一個干簧管K2，放開原來的干簧管K1。微處理器IC25的外中斷入口P3.3口也得到一個低電平信號而進(jìn)入中斷，將干簧管K2作為另一個信號標(biāo)志，也寫入數(shù)據(jù)存取器IC29中；當(dāng)磁鋼又旋轉(zhuǎn)到吸合原來的干簧管K1，放開干簧管K2時(shí)，微處理器IC25得到一個重復(fù)K1的標(biāo)志信號。用戶的磁鋼剛好轉(zhuǎn)了一圈，使用一個計(jì)量單位，微處理器IC25將原來的用戶剩余量減一，磁鋼周而復(fù)始的旋轉(zhuǎn)。微處理器IC25不斷地減小用戶剩余使用量，直至用戶的余量為零時(shí)，微處理器IC25輸出信號，通知執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制電路(Q13-Q16)和執(zhí)行轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)作出關(guān)閉動作。
此外，在接收控制裝置中設(shè)有低電壓檢測電路IC26(xC61A)，其輸出端分別與微處理器IC25的P1.4口和三極管Q12的基極相連接，電源端接電源輸入端。當(dāng)接收控制裝置的工作電源的電壓低于微處理器的約定值時(shí)，低電壓檢測電路IC26的第3腳送出一個低電平信號，微處理器IC25的P1.4口檢測到這個電平信號，微處理器作出響應(yīng)后提示用戶更換電池。
綜上所述，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)1、硬件安全，外露設(shè)備很小，可避免各種形式的攻擊。
2、用戶操作方便。
3、與供應(yīng)公司控制系統(tǒng)結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程交易。
4、由于遙控裝置和接收控制裝置都采用活動的IC卡作為數(shù)據(jù)存儲方式，不僅給數(shù)據(jù)更新、維護(hù)帶來方便，而且用戶可以靈活的選擇電話購買和到供應(yīng)部門直接購買，購買更加方便。
權(quán)利要求1.一種預(yù)付式遙控控制的計(jì)量表，它包含遙控裝置、接收控制裝置、執(zhí)行轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)以及計(jì)量單元裝置，其特征在于(1)遙控裝置主要包含有微處理器IC21、數(shù)據(jù)存取器IC23、信號調(diào)制電路IC24、發(fā)射電路Q8，電源控制電路Q11，其中，數(shù)據(jù)存取器IC23的SCL端和SDA端分別與微處理器IC21的IO口相連接，信號調(diào)制電路IC24的輸入端與微處理器IC21的IO口相連接，電源控制電路Q11的輸出端通過隔離二極管D8分兩路分別與按鍵S3一端及微處理器IC21的IO口相連接，發(fā)射電路Q8輸入端與信號調(diào)制電路IC24的輸出端相連接；(2)接收控制裝置主要包含有干簧管信號傳感器(K1、K2)、微處理器IC25、數(shù)據(jù)接收裝置IC30、執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制電路(Q13-Q16)、數(shù)據(jù)存取器IC29、電源控制電路Q12，干簧管信號傳感器(K1、K2)輸出端A、B分別通過反相器IC27C、IC27D與微處理器IC25的IO口相連接，同時(shí)，干簧管信號傳感器(K1、K2)輸出端A、B還通過反相器IC27A與電源控制電路Q12的 控制端相連接，數(shù)據(jù)存取器IC29的SC1端和SDA端分別與微處理器IC25的IO口相連接，數(shù)據(jù)接收裝置IC30輸出端與微處理器IC25的IO口相連接，執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制電路(Q13-Q16)采用橋式放大控制電路，其輸入端C、D分別與微處理器IC25的IO口相連接，輸出端連接執(zhí)行轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)控制端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)付式遙控控制的計(jì)量表，其特征在于電源控制電路Q11的輸出端與三極管Q6的集電極相連接，三極管Q6的基極控制端與發(fā)射極分別與微處理器IC21的IO口相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的預(yù)付式遙控控制的計(jì)量表，其特征在于在遙控裝置中設(shè)有音頻吸收電路，它由極性校正電路B1、市話吸收電路Q9，雙音多頻(DTMF)解碼器IC22構(gòu)成，極性校正電路B1輸出端與市話吸收電路Q9輸入端相連接，市話吸收電路Q9采用交流放大電路Q9，市話吸收電路Q9輸出端通過電容C42與雙音多頻(DTMF)解碼器IC22的輸入端相連接，雙音多頻(DTMF)解碼器IC22的輸出端Q0-Q3與微處理器IC21的IO口相連接，雙音多頻(DTMF)解碼器IC22的SID口通過反相器IC24A與微處理器IC21的IO口相連接，微處理器IC21的IO口與三極管Q7的基極控制端相連接，三極管Q7的發(fā)射極與電源端相連接，三極管Q7的集電極分別與開關(guān)三極管Q10、Q4的基極控制端相連接，三極管Q10、Q4的集電極分別與市話吸收電路Q9的電源輸入端，雙音多頻(DTMF)解碼器IC22的電源輸入端相連接，三極管Q4集電極接電源端，三極管Q10發(fā)射極接地，同時(shí)，電源控制電路Q11的輸出端再通過一隔離二極管D9分兩路分別與按鍵S2一端及微處理器IC21的IO口相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的預(yù)付式遙控控制的計(jì)量表，其特征在于數(shù)據(jù)接收裝置IC30的電源端與開關(guān)三極管Q18的集電極相連接，三極管Q18的基極控制端與微處理器IC25的IO口相連接，三極管Q12的基極控制端E通過積分電路(R62、C50)分別與按鍵S4一端及微處理器IC25的IO口相連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的預(yù)付式遙控控制的計(jì)量表，其特征在于在接收控制裝置中設(shè)有低電壓檢測電路IC26，其輸出端分別與微處理器IC25的IO口和三極管Q12的基極相連接，電源端接電源輸入端。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的預(yù)付式遙控控制的計(jì)量表，其特征在于遙控裝置中的數(shù)據(jù)存取器IC23和接收控制裝置中的數(shù)據(jù)存取器IC23都采用帶有卡座的IC卡。
專利摘要本實(shí)用新型涉及水、電、氣計(jì)量裝置,特別是一種預(yù)付式、遙控控制的水、電、氣計(jì)量表。它包含遙控裝置、接收控制裝置、執(zhí)行轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)以及計(jì)量單元裝置,其目的是設(shè)計(jì)一種能夠無線遙控發(fā)送水、電、氣用量的計(jì)量表。與現(xiàn)有技術(shù)相比,本實(shí)用新型具有硬件安全,用戶操作方便;與供應(yīng)公司控制系統(tǒng)結(jié)合,可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程交易等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號G08C19/00GK2515656SQ0127388
公開日2002年10月9日 申請日期2001年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月14日
發(fā)明者潘挺宇 申請人:潘挺宇