射頻卡水錶電路模塊的製作方法
2023-05-15 21:10:11
專利名稱：射頻卡水錶電路模塊的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及水錶電路模塊，尤其涉及具有射頻功能的水錶電路模塊，屬於水錶元件領域。
背景技術：
水錶是在水計量行業常用儀表，用於實現水用量的數據記錄和費用管理，但是已有的水錶都存在一個問題:無法統一的、實時的向外提供水錶內的各種數據，而需要抄表員逐個抄表，把數據記在本子上或者手工輸入到計算機中，嚴重降低了工作效率。
發明內容針對已有的水錶數據輸出方式單一、需要手工抄表、費時費力的問題，本實用新型公開了一種新的水錶電路模塊，具有射頻輸出組件，能夠將水錶內的數據以射頻方式輸出，使得在現場使用時只需要應用射頻接收儀在水錶射頻有效範圍內掃描一下即可接收水錶內的數據，提高了工作效率。為實現上述目的，本實用新型是通過下述技術方案實現的:射頻卡水錶電路模塊，由射頻頭和水錶電路模塊組成的，二者通過接口電路相連接，其中該接口電路一端連接在水錶電路模塊的主晶片電路上，另一端連接在射頻頭的射頻接口電路上。在使用時，通電後水錶電路模塊中讀取的水錶數據會經由接口電路傳到射頻頭編碼為射頻信號經由射頻頭上的天線發射出去。其中，所述射頻頭由支持13.56MHz的Type A非接觸通迅協議的射頻晶片FM1701射頻晶片和射頻接口電路組成，此類射頻晶片依據安裝的天線的規格不同可以在不同範圍內，一般是10cm-20m範圍上實現信號覆蓋，從而便於抄表人員無線接收水錶內的數據，大大提高了工作效率。其中，所述水錶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、卡電源電路、卡電源穩壓電路、閥門接口電路、採樣接口電路、在線編程接口電路、電壓檢測電路、穩壓電路、閥門驅動電路、主晶片電路組成,其中電源接口電路、喚醒上電電路、信號選通電路、顯示電路、卡電源電路、卡電源穩壓電路、閥門接口電路、採樣接口電路、在線編程接口電路、電壓檢測電路、穩壓電路、閥門驅動電路均連接到主晶片電路上，喚醒上電電路與信號選通電路電連接。具體的，所述信號選通電路、喚醒上電電路分別設有相對應的信號接口，用於實現喚醒上電電路的激活；所述信號接口為三組。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:(PU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O ;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，保護電路不受外部攻擊，提高電路的安全性。其中，所述顯示電路與水錶表體上的液晶顯示裝置連接，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，卡電源電路與水錶表體上的IC卡卡座電連接，用於實現IC卡的接入，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，防止外界攻擊。其中，所述卡電源穩壓電路設有穩壓晶片，通過穩壓晶片將卡電源穩定在5V，確保射頻卡與模塊通訊順利進行。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，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，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卡片功能的擴展和更改修訂。其中，所述電壓檢測電路設有用於檢測電壓的比較器和用於檢測兩級電壓的三極體，通過比較器來檢測電源，當電壓低於4.2V時，比較器輸出低電平。通過控制VlO三極體的導通與關閉，可以得出二級電壓檢測。其中，所述穩壓電路設有穩壓電源模塊，在外部電壓高於3V時，穩壓電源模塊使主晶片電路的工作電壓穩定在3.3V。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為本實用新型水錶電路|旲塊的結構連接不意圖；圖2a、2b顯示了射頻頭的射頻接口電路部分、射頻電路的具體電器元件實現圖；圖3為用於連接射頻頭和水錶電路模塊的接口電路元件結構圖；圖4為本實用新型的水錶電路模塊的電路連接結構圖；圖5-圖17依次為電源接口電路、喚醒上電電路、信號選通電路、顯示電路、卡電源電路、卡電源穩壓電路、閥門接口電路、採樣接口電路、在線編程接口電路、電壓檢測電路、穩壓電路、閥門驅動電路、主晶片電路的電路圖。
具體實施方式
參考圖1，顯示了水錶電路模塊，射頻頭和水錶電路模塊通過接口電路連接，接口電路一端連接在水錶電路模塊的主晶片電路上，另一端連接在射頻頭的射頻接口電路上。參考圖2a、2b，顯示了 FM1071作為射頻頭時的電路元件結構，其中圖2a為射頻接入電路，與接口電路連接；圖2b為FM1071的主電路，完成信號的編碼和傳輸發射工作，如本領域技術人員所知，TX2為發射口，RX為接收口。參考圖3，顯示了接口電路的結構，在J4-K端與FM1071的射頻接口電路連接，完成主晶片電路的數據輸出。參考圖4，顯示了水錶電路模塊的電路連接結構，其中電源接口電路、喚醒上電電路、信號選通電路、顯示電路、卡電源電路、卡電源穩壓電路、閥門接口電路、採樣接口電路、在線編程接口電路、電壓檢測電路、穩壓電路、閥門驅動電路均連接到主晶片電路上，喚醒上電電路與信號選通電路電連接。參考圖5，為電源接口電路，其上有電源輸入接口 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6,為喚醒上電電路，主板米用掉電方式，在沒有任何信號KA、CAIUCAI2 (包括插卡信號，兩個採樣信號)來臨時，主板處於掉電狀態，主板功耗為0，當有信號來時給電容充電使三極體V80導通，單片機上電，同時通過SD鎖定上電信號。參考圖7，為信號選通電路，當KA、CAI1、CAI2其中一個信號來臨時，就會激活上述喚醒電路，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8，為顯示電路，通過多個屏線針腳與外部的IXD電連接。參考圖9，為卡電源電路，當檢測到卡信號來臨時需要給卡供電，卡片處理完成時給卡片掉電，防止外界攻擊。參考圖10，為卡電源穩定電路，通過穩壓晶片MD7350將卡電源穩定在5V，確保射頻卡與模塊通訊順利進行。參考圖11，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12，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13，為在線編程接口電路，在JZl-ZXBC可以與上位機通訊連接從而賦予新的功能。參考圖14，為電壓檢測電路，通過比較器D5來檢測電源，當電壓低於4.2V時，比較器輸出低電平。通過控制VlO三極體的導通與關閉，可以得出二級電壓檢測。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，從而控制水錶閥門的開關，間接控制用戶用水。參考圖17，為主晶片電路，採用PIC16F946單片機控制其他電路。
權利要求1.頻卡水錶電路模塊，其特徵在於由射頻頭和水錶電路模塊組成的，二者通過接口電路相連接，其中該接口電路一端連接在水錶電路模塊的主晶片電路上，另一端連接在射頻頭的射頻接口電路上。
2.根據權利要求1所述的水錶電路模塊，其特徵在於所述射頻頭由支持13.56MHz的Type A非接觸通迅協議的射頻晶片FM1701射頻晶片和射頻接口電路組成。
3.根據權利要求1所述的水錶電路模塊，其特徵在於所述水錶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、卡電源電路、卡電源穩壓電路、閥門接口電路、採樣接口電路、在線編程接口電路、電壓檢測電路、穩壓電路、閥門驅動電路、主晶片電路組成，其中電源接口電路、喚醒上電電路、信號選通電路、顯示電路、卡電源電路、卡電源穩壓電路、閥門接口電路、採樣接口電路、在線編程接口電路、電壓檢測電路、穩壓電路、閥門驅動電路均連接到主晶片電路上，喚醒上電電路與信號選通電路電連接。
4.根據權利要求3所述的水錶電路模塊，其特徵在於所述信號選通電路、喚醒上電電路分別設有相對應的信號接口，用於實現喚醒上電電路的激活；所述信號接口為三組。
5.根據權利要求3所述的水錶電路模塊，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。
6.根據權利要求3所述的水錶電路模塊，其特徵在於所述顯示電路與水錶表體上的液晶顯示裝置連接。
7.根據權利要求3所述的水錶電路模塊，其特徵在於所述卡電源穩壓電路設有穩壓晶片。
8.根據權利要求3所述的水錶電路模塊，其特徵在於所述閥門接口電路、閥門驅動電路與水錶表體上的控制閥門的閥門電機電連接。
9.根據權利要求3所述的水錶電路模塊，其特徵在於所述電壓檢測電路設有用於檢測電壓的比較器和用於檢測兩級電壓的三極體。
10.根據權利要求3所述的水錶電路模塊，其特徵在於所述穩壓電路設有穩壓電源模塊。
專利摘要本實用新型公開了一種射頻卡水錶電路模塊，是由射頻頭和水錶電路模塊組成的，二者通過接口電路相連接，其中該射頻電路一端連接在水錶電路模塊的主晶片電路上，另一端連接在射頻頭的射頻接口電路上。通過上述結構，採用本實用新型電路模塊的水錶得以實現表內數據的無線收發，能夠實現在不依靠電纜的情況下將本表具的數據傳送給統一的遠程管理主機。
文檔編號G07F15/06GK202929746SQ20122057284
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