用於水錶的電路模塊的製作方法
2023-05-15 21:10:16
專利名稱：用於水錶的電路模塊的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及電路模塊，尤其涉及用於水錶的電路模塊。
背景技術：
智能水錶是目前在水計量器具市場上比較流行的一種測量表具，相對於傳統的機械錶具，智能水錶增加了 CPU等能夠實現自動化、智能運算的部件從而實現了用水計量管理的智能化，還增加了專門的ESAM(嵌入式安全控制模塊)安全晶片用於實現計量的安全性和準確性。但是已有的使用了 ESAM安全晶片的水錶或其他普通的水錶均面臨一個問題:無法快速判斷檢測水錶的運行狀態或故障狀態，例如用戶在使用水錶時無法快速知道自己使用的水量是否超過了額定量、售後工程師在水錶出現問題時無法快速定位故障來源，這增加了使用和產品維護上的麻煩。
發明內容針對上述問題，本實用新型公開了一種用於水錶的電路模塊，具有下述的技術進步:1.使用了 ESAM模塊，增加了水錶數據和認證信息的安全性；2.使用了兩級電壓檢測電路、穩壓晶片，保證了表具的電壓檢測範圍和電壓適應性；3.使用了 LED指示燈電路，可以藉由預先定義的LED燈閃爍、顏色、亮度等與水錶狀態的對應關係讓用戶和維修人員一眼即可得知水錶當前的狀態和問題。為實現上述目的，本實用新型是通過下述技術方案實現的:用於水錶的電路模塊，由電源接口電路、喚醒上電電路、信號選通電路、顯示電路、閥門接口電路、閥門驅動電路、在線編程接口電路、採樣接口電路、IC卡接口電路、IC卡電源控制電路、時鐘頻率產生電路、ESAM模塊電路、LED指示燈電路、穩壓電路、兩級電壓檢測電路、時鐘晶片電路、主晶片電路，其中喚醒上電電路與信號選通電路電連接，電源接口電路、喚醒上電電路、信號選通電路、顯示電路、閥門接口電路、閥門驅動電路、在線編程接口電路、採樣接口電路、IC卡接口電路、IC卡電源控制電路、時鐘頻率產生電路、ESAM模塊電路、LED指示燈電路、穩壓電路、兩級電壓檢測電路、時鐘晶片電路均電連接於主晶片電路。其中，所述電源接口電路設有電源輸入口與外部電源連接，電源輸入接口上設有二極體。通過採用二極體做隔離，能夠有效防止電源反接，提高電路的安全性。其中，信號選通電路、喚醒上電電路分別設有三組相對應的信號接口，用於實現喚醒上電電路的激活。兩者的關係為信號選通電路在三路信號中至少一個信號來臨時，會激活上述喚醒上電電路，從而單片機CPU開始工作，然後單片機通過掃描得出當前是哪個信號來臨，再作出相應的處理。當信號處理完成時置低信號選通來斷開信號與單片機的連結，保證電源的可靠掉電；所述的喚醒上電電路用於實現下述功能=CPU卡在沒有任何信號(例如插卡信號，採樣信號，掉電信號等)來臨時處於掉電狀態，功耗為0 ;當有信號來時喚醒上電電路給電容充電使電路導通，使得整個CPU卡單片機上電，同時鎖定上電信號。其中，所述顯示電路與表具上的顯示屏幕連接，該電路由主晶片電路直接連接以程序控制向表體上的顯示裝置推送主晶片電路輸出的顯示內容。其中，閥門接口電路、閥門驅動電路與水錶表體上的控制閥門的閥門電機電連接。閥門接口電路用於測試閥門到位信號，所述閥門驅動電路用於控制閥門電機的正反轉，從而控制水錶閥門的開關，間接控制用戶用水。其中，在線編程接口電路設有多個可以與外界計算機或上位機通訊的電路端子，能夠通過在線編程接口電路實現對表具功能的擴展和更改修訂，同時通過此電路可以定義LED燈與表內數據狀態、元件狀態的對應關係，便於將不同的狀態與LED燈的顏色、亮度、閃爍等對應起來。其中，所述採樣接口電路直接和水錶上的採樣信號通訊，實現水錶脈衝信號檢測。其中，所述IC卡接口電路、IC卡電源控制電路與水錶表具上的IC卡卡座電連接，IC卡接口電路用於實現IC卡的接入，IC卡電源控制電路用於當檢測到卡信號來臨時給卡供電，CPU主晶片處理完成時給卡掉電。其中，時鐘頻率產生電路、時鐘晶片電路為表具上的IC卡、ESAM模塊等提供時鐘信號。其中的時鐘晶片電路用於利用時鐘晶片與單片機之間的通信，使單片機獲得標準的實時時鐘信息；其中的時鐘頻率產生電路用於向IC卡、ESAM提供時鐘信號，時鐘信號的實際頻率範圍在復位應答期間可以為不同的頻率，例如通常所用的是I 5MHz的時鐘頻率。其中，ESAM模塊電路為表具增加了加密認證能力，該模塊固定安裝在卡表內部，存儲卡表運行過程中的所有重要參數，通過水錶內ESAM模塊和用戶卡進行相互認證及信息交換，市場上有多家廠商提供了多種規格的此類模塊，均可用於本實用新型，例如常見的北京握奇數據的此類產品。其中，LED指示燈電路與水錶表具上的LED燈電連接，根據主晶片電路發出的指令控制LED的發光。其中，穩壓電路用於為主晶片電路提供穩定的電壓，為了防止外界電路電壓過高導致的不利影響，所述穩壓電路設有穩壓電源模塊用於穩定主晶片電路的電壓。在外部電壓高於3V的情況下，穩壓電源模塊使單片機的工作電壓穩定在3.3V。其中，所述兩級電壓檢測電路設有電壓檢測晶片檢測電壓，設有三極體獲得兩級電壓檢測。其中，主晶片電路，又稱單片機、CPU等，用於控制整個電路模塊工作，尤其可以直接控制液晶的顯示內容。
圖1為本實用新型電路模塊的結構圖；圖2-圖18為電源接口電路、喚醒上電電路、信號選通電路、顯示電路、閥門接口電路、閥門驅動電路、在線編程接口電路、採樣接口電路、IC卡接口電路、IC卡電源控制電路、時鐘頻率產生電路、ESAM模塊電路、LED指示燈電路、穩壓電路、兩級電壓檢測電路、時鐘晶片電路、主晶片電路的元件結構圖。
具體實施方式
參考圖1，本實用新型的電路模塊，電源接口電路、喚醒上電電路、信號選通電路、顯示電路、閥門接口電路、閥門驅動電路、在線編程接口電路、採樣接口電路、IC卡接口電路、IC卡電源控制電路、時鐘頻率產生電路、ESAM模塊電路、LED指示燈電路、穩壓電路、兩級電壓檢測電路、時鐘晶片電路均電連接到主晶片電路,其中喚醒上電電路電連接信號選通電路。參考圖2，為電源接口電路，採用電源輸入接口 JDY-DY1，接口上設有採用二極體D2(型號IN5819)做隔離，防止電源反接。參考圖3，為喚醒上電電路，當有信號來時給電容(CS81、C82、C83)充電使三極體V80導通，主晶片電路上電，同時通過SD鎖定上電信號。參考圖4，為信號選通電路，當KA、CAI1、CAI2中的一個信號來臨時，就會激活上述喚醒上電電路，從而單片機開始工作，然後單片機置高XHK，通過掃描KW、CA1、CA2得出當前是哪個信號來臨，再作出相應的處理。當信號處理完成時置低信號選通XHK來斷開信號與單片機的連結，保證電源的可靠掉電。參考圖5，為顯示電路，通過多個屏線針腳與外部顯示屏電連接。參考圖6，為閥門接口電路，在JDl-JA直接和閥門相連，控制閥門電機，測試閥門到位信號。參考圖7，為閥門驅動電路，通過橋式電路來控制閥門電機的正反轉，從而來控制水錶閥門的開關，間接控制用戶用水。參考圖8，為在線編程接口電路，可以與上位機通訊連接從而賦予新的功能，接口部分位於JZ1-ZXBC。參考圖9，為採樣接口電路，在JGl-FX直接和採樣信號相連，檢測水錶的脈衝信號。參考圖10，為IC卡接口電路，在J4-K通過多個針腳觸點直接和卡座相連，控制信號加上拉電阻R51、R52、R53.[0031]參考圖11，為IC卡電源控制電路，依靠三極體T68接通斷開，當檢測到卡信號來臨時給卡供電，卡處理完成時給卡掉電。參考圖12，為時鐘頻率產生電路，通過74HC02晶振生成兩路頻率輸出。參考圖13，為ESAM電路模塊，用於加密表具內的數據。參考圖14，為LED指示燈電路，用於控制位於水錶表具上的LED (D100)的點亮和發光。參考圖15，為穩壓電路，外部電壓高於3V時用穩壓電源模塊MD7333使單片機的工作電壓穩定在3.3V。參考圖16，為兩級電壓檢測電路，用於檢測外部電壓，通過檢測晶片MD7024來檢測，當電壓低於2.4V時，MD7024輸出低電平。BJl通過控制三極體開關可獲得兩級電壓檢測。參考圖17，為時鐘晶片電路PCF8573，用於IC卡與主晶片電路的實時數據交互。參考圖18，為主晶片電路，採用PIC16F946單片機控制其他電路。
權利要求1.關於水錶的電路模塊，其特徵在於由電源接口電路、喚醒上電電路、信號選通電路、顯示電路、閥門接口電路、閥門驅動電路、在線編程接口電路、採樣接口電路、IC卡接口電路、IC卡電源控制電路、時鐘頻率產生電路、ESAM模塊電路、LED指示燈電路、穩壓電路、兩級電壓檢測電路、時鐘晶片電路、主晶片電路，其中喚醒上電電路與信號選通電路電連接，電源接口電路、喚醒上電電路、信號選通電路、顯示電路、閥門接口電路、閥門驅動電路、在線編程接口電路、採樣接口電路、IC卡接口電路、IC卡電源控制電路、時鐘頻率產生電路、ESAM模塊電路、LED指示燈電路、穩壓電路、兩級電壓檢測電路、時鐘晶片電路均電連接於王晶片電路。
2.根據權利要求1所述的電路模塊，其特徵在於所述電源接口電路設有電源輸入口與外部電源連接，電源輸入接口上設有二極體。
3.根據權利要求1所述的電路模塊，其特徵在於所述信號選通電路、喚醒上電電路分別設有三組相對應的信號接口，用於實現喚醒上電電路的激活。
4.根據權利要求1所述的電路模塊，其特徵在於所述顯示電路與水錶表具上的顯示屏眷連接。
5.根據權利要求1所述的電路模塊，其特徵在於所述閥門接口電路、閥門驅動電路與水錶表具上的控制閥門的閥門電機電連接。
6.根據權利要求1所述的電路模塊，其特徵在於所述IC卡接口電路、IC卡電源控制電路與水錶表具上的IC卡卡座電連接。
7.根據權利要求1所述的電路模塊，其特徵在於所述LED指示燈電路與水錶表具上的LED燈電連接。
8.根據權利要求1所述的電路模塊，其特徵在於所述穩壓電路設有穩壓電源模塊。
9.根據權利要求1所述的電路模塊，其特徵在於所述兩級電壓檢測電路設有電壓檢測晶片檢測電壓，設有三極體獲得兩級電壓檢測。
專利摘要本實用新型公開了一種用於水錶的電路模塊，由電源接口電路、喚醒上電電路、信號選通電路、顯示電路、閥門接口電路、閥門驅動電路、在線編程接口電路、採樣接口電路、IC卡接口電路、IC卡電源控制電路、時鐘頻率產生電路、ESAM模塊電路、LED指示燈電路、穩壓電路、兩級電壓檢測電路、時鐘晶片電路、主晶片電路，其中喚醒上電電路與信號選通電路電連接，電源接口電路、喚醒上電電路、信號選通電路、顯示電路、閥門接口電路、閥門驅動電路、在線編程接口電路、採樣接口電路、IC卡接口電路、IC卡電源控制電路、時鐘頻率產生電路、ESAM模塊電路、LED指示燈電路、穩壓電路、兩級電壓檢測電路、時鐘晶片電路均電連接於主晶片電路。本實用新型公開的電路模塊具有下述幾個特點1.廣泛的電壓檢測；2.快速指示水錶運行狀態或可能存在的故障問題；3.方便進行功能定義和擴充。
文檔編號G07F15/06GK202929744SQ201220572830
公開日2013年5月8日 申請日期2012年11月2日 優先權日2012年11月2日
發明者王文進, 常海利 申請人:北京京源水儀器儀表有限公司