一種ic卡電腦水錶控制器的製作方法
2023-05-19 01:29:11
專利名稱：一種ic卡電腦水錶控制器的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於流量計量領域，具體涉及一種可以使用IC卡進行水量計量並自動收取水費的電腦水錶的控制器。
水是世間萬物生命的源泉，是人類賴以生存的基本條件之一。地球的淡水資源是非常貧乏的，隨著時代的發展和地球上人口的不斷地增多，人類對水的需求量越來越大。我國的城市70％以上缺水，而需求量仍以10％以上的速度遞增，形勢十分嚴峻。因此，國家已將水資源的可持續利用問題提高到實現四個現代化的戰略高度。但是，長期以來人們的節水意識不強，一方面是水的缺乏嚴重製約工農業生產的發展；另一方面卻是生產、生活中，不斷地給水資源造成的巨大的浪費，致使本來就十分嚴重的水的供需矛盾更加突出。此外，我國現行的用水管理方式，即″先用水後交錢″的傳統管理模式，也不利於增強人們對水的危機感和強化人們的節約意識。解決這一矛盾的關鍵就是要依法管水，一種″先交錢後用水″的管理模式日益為人們所接受。為配合這一″系統工程″的實施，廣大的科技工作者進行了大量的研究開發工作。首先對水錶進行革新、改造，如磁卡水錶就是一例，但這種水錶不能自動收費，用戶需要到自來水公司付費，這種水錶結構複雜，安裝、使用、維護等方面均不方便，而且成本較高，用戶難以接受，如果推廣使用還必須淘汰現用的高達數億隻的機械水錶，勢必造成數百億元的浪費。本發明人曾研製開發了一種IC卡電腦水錶收費控制器，並已經申請了實用新型專利(CN96240707.0)，該種水錶收費控制器可與現行的機械水錶配套使用，可以達到″先收費後用水″的目的，還可以提供各種用水管理基礎數據，而且成本低廉，安裝使用方便，可以有效地提高用水管理水平。但是，經過本發明人的進一步地研究發現，這種IC卡電腦水錶收費控制器在功能上，可靠性上及處理與提供基礎資料和統計資料的能力上尚顯不足，不能根據季節或月份進行收費標準的調整，而且缺少日曆計時功能，因此，難以適應企事業單位等社會集團用水及越來越高的現代化用水管理的要求。
本實用新型的目的在於提供一種線路結構簡單，工作性能穩定可靠，提供的基礎數據及統計數據更為豐富，信息交換能力與整體功能更強的IC卡電腦水錶控制器。
本實用新型是這樣實現的它由檢測部分、控制部分和執行部分所組成，檢測部分包括傳感器和前置放大器，執行部分包括電磁閥及其驅動電路，其控制器部分包括中央處理控制單元、顯示、鍵盤及驅動電路單元和狀態指示、故障檢測與聲光報警單元。中央處理控制單元的核心元件即是單片計算機IC1，IC1的P10、P11口線分別與IC11串行E2PROM的數據線SDA及時鐘線SCL相連，IC1的P12及P13口線分別與IC10數據線SDA及時鐘線SCL相連；流量信號X通過IC15的兩個非門輸入到IC1的T0端；IC8、IC9、IC20組成自動復位電路，IC1的P35口線經IC8非門後與IC9的12腳相連，IC9的2腳與IC20的2腳相連，IC20的3腳經IC8非門後與復位開關F相連。日曆時鐘晶片IC12的5-7腳與IC1的P34口線相連。
顯示、鍵盤及驅動電路單元由IC2、IC17-IC19、數碼管DG1-DG8，鍵盤0-6等組成。IC2與IC1的之間為標準連接，IC2PA口的8條輸出線分別經過非門後與數碼管的a-h段相連，PB口的8條輸出線經過非門後分別與數碼管的陰極相連，PB0-PB2口線同時作為鍵盤的行輸入線，鍵盤的列輸入線分別與PC2、PC3、PC4口線相連。
狀態指示、故障檢測與聲光報警單元以IC3為核心組成。IC3與IC1之間為標準連接；電瓶電壓E經R27後連接IC13的2腳，其輸出端1腳經IC18非門後連接IC3的PC0口；線路故障信號Y經R34與IC13的6腳連接，IC13的7腳經IC15非門後連接IC3的PC1口，IC3輸出口PB1-PB6分別連接LED的負極，輸出PA0口經IC16非門及L10後與T3的基極相連。
由於本實用新型採用了新的電路結構設計和最新的單片計算機，不僅電路結構簡單，工作性能穩定可靠，提供的基礎數據及統計數據豐富，信息交換能力與整體功能強，而且成本低，耗電少。
以下結合附圖與實施例對本實用新型作進一步的說明。
圖1為本實用新型的面板結構示意圖；圖2為本實用新型的總體結構框圖；圖3為本實用新型之中央控制處理單元電原理圖；圖4為本實用新型之顯示、鍵盤及驅動電路單元電原理圖；圖5為本實用新型之狀態指示、故障檢測與聲光報警單元電原理圖；如圖所示，本實用新型由檢測部分1、控制部分2和執行部分3所組成，檢測部分1包括傳感器和前置放大器，執行部分3包括電磁閥及其驅動電路，其的控制器部分2包括中央處理控制單元、顯示、鍵盤及驅動電路單元，狀態指示、故障檢測與聲光報警單元。
作為一個實施例，本實用新型的中央處理控制單元的核心元件為單片計算機IC1，IC1為AT89C51，IC1的P10、P11口線分別與IC11(AT24C16)串行E2PROM的數據線SDA及時鐘線SCL相連，IC1的P12及P13口線分別與IC10(AT24C16)數據線SDA及時鐘線SCL相連；流量信號X通過IC15的兩個非門輸入到IC1的T0端；IC8(74LS04)、IC9(CD4060)、IC20(NE555)組成自動復位電路，IC1的P35口線經IC8非門後與IC9的12腳相連，IC9的2腳與IC20的2腳相連，IC20的3腳經IC6非門後與復位開關F相連。日曆時鐘晶片IC12為DS1302串行時鐘電路，其5-7腳與IC1的P34口線相連。IC卡採用AT24C16標準卡。執行信號經IC1的P17口通過傳輸線G輸出到執行部分3。
顯示、鍵盤及驅動電路單元由IC2(81C55)、IC17-19、數碼管DG1-DG8，鍵盤0-6及R16-26等組成。IC2為鍵盤及顯示接口晶片，其與IC1的之間為標準連接，IC2PA口的8條輸出線分別經過非門後與數碼管的a-h段相連，PB口的8條輸出線經過非門後分別與數碼管的陰極相連，PB0-PB2口線同時作為鍵盤的行輸出線，鍵盤的列輸入線分別與PC2、PC3、PC4口線相連，按鍵0-6分別對應面板上的查詢、回查、時間、日期、讀卡、寫卡及監測等功能鍵。
狀態指示、故障檢測與聲光報警單元，以IC3(81C55)為核心組成。IC3與IC1之間的連接為標準連接；電瓶電壓E經R27後連接IC13(LM393)的2腳，其輸出端1腳經IC16(74LS04)非門後連接IC3的PC0口；線路故障信號Y經R34與IC18的6腳連接，IC13的7腳經IC15(74LS04)非門後連接IC3的PC1口；IC3輸出口PB1-PB6分別連接L1、L5-9LED的負極；輸出口PA0經IC16非門及L10後與T3的基極相連，通過L10和揚聲器SP輸出聲光報警信號。L1、L2指示秒脈衝和IC卡讀寫狀態，L3、L4指示流量等級，L5-8指示計費類型，L9-11指示報警狀態，L12、L13指示閥門狀態，L14作為電瓶低壓指示。L15作為市電指示。
本實用新型結構簡單，工作性能穩定可靠，提供的基礎數據及統計數據更豐富，信息交換能力與整體功能較現有技術的IC卡電腦水錶控制器更強，而且成本低，耗電少，適合與大口徑的工業水錶配套使用，易於遠程控制。
本實用新型使用的元器件不限於一種型號，具有相同或相近功能的元器件均可替代使用，同樣可以達到本實用新型的目的。
本實用新型的工作原理如下插入IC卡，讀入已存入卡中的有關水費的各種基礎數據，如密碼符合，水費充足，則根據日曆自動運算確定當前月份的收費標準，顯示相應的計費狀態，同時打開電磁閥，進入用水等待狀態。如果用戶用水，傳感器檢測到流量信號，經過前置放大、濾波及整形後，送入單片計算機的T0端進行計數計量，同時進行有關的統計運算與處理，按年月日自動存儲更新有關數據。用戶可以通過功能鍵，查詢有關的統計結果，所有的統計數據可以寫入IC卡存檔。在用水過程中，程序按不同月份，用水總量等情況，自動調整收費標準，並隨時顯示。金額過低則預先報警，如遇無費、電瓶電壓過低、線路故障等情況，則關閥斷水。本控制器的內部程序定時發出信號，送自動復位電路，如遇強烈幹擾使程序飛逸或鎖機時，在3分鐘內可自動復位，恢復正常工作。
本實用新型具有以下特點1.採用了九十年代中期最新的單片計算機，使電路結構簡單，工作性能穩定，功能強，而且成本低，耗電少。
2.採用串行E2PROM作為IC卡及存儲器，設置內卡和外卡，兩卡完全對應，方便可靠，有利於存儲和交換數據。
3.採用串行日曆時鐘電路，使電路結構簡潔，成本低廉，應用方便。
4.具有可靠的上電復位、手動復位及自動復位功能，有較強的抗幹擾能力。
5.能按不同季節或月份，分為高價、平價、低價收費，並可自動調整水價，如超計劃用水則加倍收費，餘額低限報警，無費關閥斷水。
6.所有工作方式均可由供水管理部門編程設定，操作方便，簡單明了。
7.具有多種工作狀態指示，設備工作情況一目了然，便於維修。
8.具有交直流供電能力，自動充電，停電自動切換。
9.本控制器不僅操作簡便，而且全年可提供800項統計數據，為用水的現代化管理及宏觀決策提供了可靠的基礎資料。
本實用新型為一個獨立的裝置，與原水錶配合使用，安裝使用方便，用時只需將電磁閥串接於原水錶前或後的管道中即可，即可將現有的機械錶升級為IC卡自動收費水錶。
權利要求1.一種IC卡電腦水錶控制器，包括檢測部分(1)、控制部分(2)和執行部分(3)，檢測部分(1)包括傳感器和前置放大器，執行部分(3)包括電磁閥及其驅動電路，其控制部分(2)包括中央處理控制單元、顯示、鍵盤及驅動電路單元和狀態指示、故障檢測與聲光報警單元，其特徵是a.中央處理控制單元的核心元件即是單片計算機IC1，IC1的P10、P11口線分別與IC11串行E2PROM的數據線SDA及時鐘線SCL相連，IC1的P12及P13口線分別與IC10數據線SDA及時鐘線SCL相連，流量信號X通過IC15的兩個非門輸入到IC1的T0端；IC8、IC9、IC20組成自動復位電路，IC1的P35口線經IC8非門後與IC9的12腳相連，IC9的2腳與IC20的2腳相連，IC20的3腳經IC8非門後與復位開關F相連，日曆時鐘晶片IC12的5-7腳與IC1的P34口線相連；b.顯示、鍵盤及驅動電路單元由IC2、IC17-19、數碼管DG1-DG8，鍵盤0-6等組成，IC2與IC1的之間為標準連接，IC2PA口的8條輸出線分別經過非門後與數碼管的a-h段相連，PB口的8條輸出線經過非門後分別與數碼管的陰極相連，PB0-PB2口線同時作為鍵盤的行輸出線，鍵盤的列輸入線分別與PC2、PC3、PC4口線相連；c.狀態指示、故障檢測與聲光報警單元以IC3為核心組成。IC3與IC1之間為標準連接，電瓶電壓E經R27後連接IC13的2腳，其輸出端1腳經IC16非門後連接IC3的PC0口，線路故障信號Y經R34與IC13的6腳連接，IC13的7腳經IC15非門後連接IC3的PC1口，IC3輸出口PB1-PB6分別連接LED的負極，輸出PA0口經IC16非門及L10後與T3的基極相連。
2.如權利要求1所述的IC卡電腦水錶控制器，其特徵是IC1為89C51，IC2、IC3為81C55，IC10、IC11為AT24C16，IC8、IC15、IC16為74LS04，IC9為CD4060，IC13為LM393，IC20為NE555。
專利摘要本實用新型公開了一種IC卡電腦水錶控制器,它屬於流量計量領域。該控制器包括檢測部分(1)、控制部分(2)和執行部分(3),其控制部分(2)由中央處理控制單元,顯示、鍵盤及驅動電路單元,狀態指示、故障檢測與聲光報警單元等組成。採用最新型的單片計算機作為其核心部件,使電路結構簡單,信息交換能力、數據處理與實時控制功能更強,與現行的水錶配合使用,降低了使用成本,同時可大大提高用水管理水平,達到節水的目的。
文檔編號G07F15/00GK2292305SQ9722394
公開日1998年9月23日 申請日期1997年6月7日 優先權日1997年6月7日
發明者陳國經 申請人:昆明市第一看守所