電子卡式電腦用電收費器的製作方法
2023-07-05 09:52:16 2
專利名稱：電子卡式電腦用電收費器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種自動收費器，具體地說明是一種電子卡式電腦用電收費器。
目前用電收費，一般都靠電錶計數，定時由收費員挨家挨戶收取。
本實用新型的目的在於提供一種代替電錶計費的電子卡式電腦用電收費器。
本實用新型是這樣實現的。電子卡式電腦用電收費器，包括電子卡、主機電路及機件外殼，機件外殼上設置一個顯示窗口、一個插接電子卡的窗口、一個檢查按鈕及引線孔。其特徵在於主機電路和電子卡電路具有A.一個由單片微處理集成電路和X1晶振電路組成的控制電路；B.一個通過插接件與控制電路連接的電子卡，電子卡由具有多個隨機存儲器RAM及時鐘的集成電路、晶振和備用電源組成；C.一個分別與220V交流電源、用電設備、控制電路、保護電路、及繼電器接的檢測傳感電路，檢測傳感電路包括乘法器、電壓頻率變換器以及採樣電路；D.一個分別與控制電路、檢測傳感電路相連接的保護電路，保護電路包括過壓保護電路、過流保護電路及報警電路；E.一個與控制電路連接的執行電路，執行電路輸出信號控制繼電器工作；F.一個與控制電路連接的顯示電路，顯示電路包括顯示器、發光管及顯示驅動集成塊，顯示驅動集成塊輸出信號到顯示器；G.一個與控制電路連接的電源電路，220V交流經電容器C3降壓後，輸出交流，經二極體D4－D7全波整流，輸出直流電壓，經電容E1、C3、E2、及C2濾波、穩壓管L3、L2穩壓、輸出±5V。
本實用新型積極效果在於，卡式電腦收費器是一種應用微電子技術，半導體技術開發出來的新型儀表，它不僅具有用電計量的功能，而且還具有先進的用電自動化管理功能，它不僅能替代目前大量使用的電度表，而且還能替代抄表、收費等工作。
以下結合附圖對本實用新型作詳細說明
圖1是本實用新型電路原理方框示意圖；圖2是本實用新型外觀示意圖；圖3是本實用新型主機控制電路原理圖；圖4是本實用新型電子卡電路原理圖；圖5是本實用新型檢測傳感電路原理圖；圖6.1－6.3是本實用新型保護電路原理圖；圖7是本實用新型顯示電路原理圖；圖8是本實用新型電源電路原理圖；圖9是本實用新型工作順序流程示意圖。
如圖1所示，本實用新型電路包括電子卡1、控制電路2、檢測傳感電路3、檢測傳感電路包括乘法器31、電壓頻率變換器32及採樣電路33、電源電路4、執行電路5、保護電路6、保護電路包括過壓保護電路61、過流保護電路62及報警電路63、顯示電路7、繼電器9。
如圖2所示，本實用新型外殼24上設置一個顯示窗口21，顯示電路7輸出各種數據均可在顯示窗口21清楚顯示出來。外殼24上設置插接電子卡1的窗口22，能方便更換電子卡1。外殼上設置按鍵23，是為了方便知道電子卡1的使用情況，按第一下鍵，顯示當前時間，按第二下鍵則會顯示電子卡1所剩的錢數，按第三下顯示正在使用的功率數，按第四下則清除顯示回到初始狀態。
如圖3所示，本實用新型主機的控制電路2是由單片微處理集成電路和X1晶振組成，電路中還設置由C3和R1組成的復位電路。
如圖4所示，本實用新型的電子卡由具有多個存貯器單元和時鐘的集成電路與晶體及電容C4組成，為了保證電子卡中數據不因停電使收費器斷電而引起電子卡內數據丟失，安裝了一個B1後備電池，它能夠使電子卡始終處於「工作狀態」。
如圖5所示，是本實用新型的各部分檢測電路，由於對電的檢測要分兩大部分，一部分電壓檢測，另一部分是電流檢測，而因為要對功率進行檢測，所以有乘法電路。為此我們採用了電錶專用集成電路IC，它將採樣來的交流電壓、電流信號相乘，得到功率信號。然後將它電壓－頻率轉換，輸出的脈衝信號寬度與用電功率成反比將該脈衝送入單片微處理器。為提高系統精確度和一致性，電錶專用集成電路的外圍電路採用厚膜電路HM。
圖6.1為過壓保護電路，P2為調整電位器。
圖6.2為過流保護電路，採樣來的電流信號經AC－DC變換後，送比較器，P1為調整電位器。
圖6.3為報警電路，它是由壓電蜂鳴器同與非門構成的，當發生意外情況，控制系統直接發出指示，給出一個高電平電壓(＋5V)，蜂鳴器即發生「嘀…嘀…」的報警聲。
圖7是本實用新型顯示電路，它由74LS164出來的信號經過限流電阻至顯示器，限流電阻的大小可控制顯示亮度。L1高峰用電時間指示，L2超功率指示，E1和C1是濾波電容，三極體Q1控制顯示器工作。
圖8為本實用新型電源電路圖的組成，使用一個雙9V變壓器，輸出交流9V電壓，再經過四個二極體全波整流，使之成為直流±9V，利用兩個大的電解電容E1、.E2和瓷片電容C3、C4濾掉一部分雜波後給穩壓管7805、7905供電，使之輸出±5V的工作電壓。
如圖9所示，本實用新型工作流程是這樣的。
首先，收費器上電開始工作，控制系統先檢測卡座上是否有卡插上，無卡則驅動顯示電路通過顯示器顯示「NOCA」；若檢測到有卡，則控制系統對卡的地區代碼進行檢測，若卡中的代碼與收費器中寫入的代碼相同，則開始對卡進行卡檢驗，否則與無卡一樣，不為用戶工作。控制系統對卡的檢驗包括檢測卡中錢數是否為零，各種數據是否被非法改動等等。當這些檢驗都通過後，即卡中數據都合法，則通過執行系統為用戶工作。如果卡中的各項數據不合法，控制系統則不予工作或對用戶進行適當的懲罰。收費器為用戶上電後，開始檢查是否有鍵按下，有則先執行鍵處理程序，用戶可根據自己的需要選擇顯示狀態。然後控制系統通過檢測傳感系統對所需的各項數據進行採樣。此時若有意外情況出現，譬如超壓，則控制系統立即發出報警信號，同時斷電，並在顯示器上顯示「U－－－」；若發生過流，則會報警、斷電，同時顯示出「I－－－」；發生短路時也會有報警，斷電；直至用戶確認問題解決後，按下按鍵，復位使收費器繼續工作。若無這些問題出現，則對採樣來的數據進行分析、傳遞，並對用電量進行累加。若此時所使用的功率超過用電部門規定的瓦數時，則收費器上的超功率顯示燈點亮，以提醒用戶此時正在進行超功率計價；若此時用電處在規定的分時計價時間範圍內，則收費器上的分時計價燈點亮，提醒用戶此時在用電尖峰時間，收費器在進行高峰電價收費，根據上述情況選取不同的電價。當累加器累加到一定數量後，控制系統對卡中的錢數據進行操作首先將錢數據從卡中取出，減去花費的錢數後，再寫回到卡中去，此時即完成一次收費工作，如此循環下去。若控制系統檢測到無卡或其它問題時，則會顯示「NOCA」，系統處於等待狀態，等待卡的插入，重頭開始工作。當卡檢驗完成並認為合法後，再次重複進行檢鍵等一系列收費工作。當用電一段時間後，控制系統檢測到卡中的錢數隻剩下1元時，則會發出「嘀……」的報警聲，以提醒用戶要換卡了，用戶必須按一下按鍵以清除報警。當檢測到卡中的錢為零時，則認為卡不再合法，此時收費器延時三十秒後斷電，用戶可以在這三十秒內換上新卡。整個工作過程中控制系統全部通過密碼對卡進行讀寫，因此保密性好。
權利要求1.一種電子卡式電腦用電收費器，包括電子卡、主機電路及機件外殼，機件外殼上設置一個顯示窗口、一個插接電子卡的窗口、一個檢查按鈕及引線孔，其特徵在於主機電路和電子卡電路具有A.一個由單片微處理集成電路和X1晶振電路組成的控制電路(2)，B.一個通過插接件與控制電路(2)連接的電子卡(1)，電子卡(1)由具有多個隨機存儲器RAM及時鐘的集成電路、晶振和備用電源組成，C.一個分別與220V交流電源、用電設備、控制電路(2)、保護電路(6)、及繼電器(9)連接的檢測傳感電路(3)，檢測傳感電路(3)包括乘法器(31)、電壓頻率變換器(32)以及採樣電路(33)，D.一個分別與控制電路(2)、檢測傳感電路(3)相連接的保護電路(6)，保護電路(6)包括過壓保護電路(61)、過流保護電路(62)及報警電路(63)，E.一個與控制電路(2)連接的執行電路(5)，執行電路(5)輸出信號控制繼電器(9)工作，F.一個與控制電路(2)連接的顯示電路(7)、顯示電路(7)包括顯示器、發光管及顯示驅動集成塊、顯示驅動集成塊輸出信號到顯示器，G.一個與控制電路(2)連接的電源電路(4)、220V交流經電容器C3降壓後、輸出交流、經二極體D4-D7全波整流、輸出直流電壓，經電容E1、C3、E2、及C2濾波、穩壓管L3、L2穩壓、輸出±5V。
專利摘要本實用新型公開了一種電子卡式電腦用電收費器。它由電子卡和主機組成。電子卡與主機配合作為收費載體並完成計量和收費工作。主機包括控制、檢測、保護、執行、顯示及電源電路。從電力線上電信號經採樣、乘法電路後得到功率信號，經電壓頻率轉換後送到控制電路處理，得到數據為功率、時間、電價及金額，由按鍵可選擇顯示。當所剩金額為零或用電處在非常狀態，則執行機構輸出信號斷開電源。電子卡可反覆使用，卡中數據可修改。
文檔編號G07F15/02GK2178368SQ9322673
公開日1994年9月28日 申請日期1993年12月18日 優先權日1993年12月18日
發明者李福良, 李本晏, 張磊, 鄭凱 申請人:李福良