Dcpl網絡預收費智能型水錶終端的製作方法
2023-05-02 08:00:26 1
專利名稱：Dcpl網絡預收費智能型水錶終端的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種網絡預收費智能型水錶終端，尤其涉及一種水錶自動抄收平臺建立DCPL網絡通訊結構的DCPL網絡預收費智能化水錶終端及其表具結構裝置。
背景技術：
在專利號或申請號00135437.X；02218776.6；03132268.9的中國發明專利(或申請)提供了水、電、氣表的網絡自動抄收方法及其設備、網絡全電子式智能型水錶、網絡智能表計量終端的DCPL現場總線及網絡預收費網橋。但還缺少一種適應網絡預收費的智能型水錶終端裝置及其表具機電一體化結構的智能型水錶終端產品。
發明內容
為了滿足水、電、氣表具數據的網絡化管理的需要，本實用新型將提供一種DCPL網絡預收費智能型水錶終端以及表具結構的具體設計。這種設計將儘可能考慮保留傳統的水錶作為一種優良、可靠、耐用的計量器具的優勢。完成將傳統技術以現代微電子技術、計算機技術、網絡技術及軟體技術相結合，形成優良、可靠、耐用、低功耗、安全的DCPL網絡預收費智能型水錶終端的發明任務，提供一種符合我國國情，並為我國水、電、氣自動抄收系統硬體平臺建立DCPL網絡通訊結構的網絡預收費智能化水錶終端及其表具結構裝置。DCPL網絡結構是採用直流供電給網絡預收費智能化水錶終端的同時，也是數據通訊網絡線。本實用新型所述的DCPL網絡預收費智能型水錶終端裝置是一種機電一體化設計的、DCPL網絡現場總線可尋址數字通訊的、水錶計量是機械式計數顯示的、表具閥門可控的、並面向用戶提供簡訊息交互LCD顯示信息窗口的、表具帶有紅外數字通訊窗口的網絡預收費智能型水錶終端裝置。該6點是本實用新型主要特徵之一。
完成上述任務的方案是DCPL網絡預收費智能水錶終端，設有旋葉輪，旋葉輪上連接多位水錶計數輪、標準水錶計數器和標準水錶計數窗，其中計數輪上固定有小磁鋼、對應的位置上設有磁傳感器總成，磁傳感器總成的輸出接入表具中的智能電路系統，表具中的智能電路系統連接DCPL網絡總線、DCPL總線上提供36V或36V以下直流安全電源，其特徵在於磁傳感器晶片接DCPL網絡預收費智能電路系統的總成，電路系統的總成中設有核心微處理器CPU，調製解調通訊電路、數字存儲器、閥門控制電路、LCD顯示電路等。CPU晶片通過通過選用P1.0口、P1.1口形成串行通訊與IC1 DCPL網絡通訊調製解調專用晶片的RXD、TXD相連，在水錶的水路上設有球閥和小電機、小電機通過電機傳動齒輪、球閥傳動齒輪與球閥機械聯結；小電機與核心微處理器及控制電路電信號連接；IC1 DCPL網絡通訊調製解調專用晶片與DCPL總線連接。核心微處理器，主要完成磁傳感器輸出的計數電脈衝特性的判斷採集、數據處理與存儲、雙向數據通信管理、交互信息管理及看門狗控制。需要時，管理部門可以通過網絡啟動小電機打開或關閉球閥，控制水路的通、斷。
本申請的優化方案有以下幾種1、所說的小磁鋼設置在0.0001位水錶計數輪上，磁傳感器總成是安裝在旋翼式機械水錶計數輪0.0001位齒輪下方部位，並通過磁傳感器封頭及壓緊螺栓封裝(防止漏水)，同時所說的磁傳感器為霍爾器件。
2、DCPL網絡通訊調製解調專用晶片的RXD、TXD上並聯有紅外通訊電路及窗口，以增加使用遙控器進行現場手控操作的功能。
DCPL網絡預收費智能型水錶終端能適應我國現有普遍使用的各種規格標準的旋翼式機械民用水錶、旋翼式機械工業水錶。
本實用新型所述DCPL網絡預收費管理型的智能終端面向用戶信息交互的主要內容有●水計量機械式累加計數顯示●水計量電子採集計數顯示●網絡傳輸用戶水使用量信息顯示●網絡傳輸用戶購買充值水量信息顯示●網絡傳輸用戶水使用量結算信息顯示●網絡傳輸用戶水使用餘量信息顯示●用戶水使用量警界顯示與告警●網絡傳輸水錶控制關閥顯示與告警●網絡傳輸水錶控制開閥顯示●紅外數字通訊窗口能在現場進行表具基礎數據的裝定、維護信息的查驗本申請是一種機電一體化設計的、DCPL網絡現場總線可尋址數字通訊的、表具閥門可控的、並面向用戶提供簡訊息交互LCD顯示信息窗口的網絡預收費智能水錶終端裝置，水錶終端同時設有機械計數顯示與LCD顯示，使用戶讀取數據十分方便，並可消除用戶讀取數據與網絡讀取數據之間的誤差。本設計的網絡預收費智能水錶終端裝置是採用標準的旋翼溼式機械水錶機芯，保持了傳統水錶優良、可靠、耐用的優勢，同時可完成表具與網絡之間的雙向數字通訊與遠程管理。由於在直流供電線路上疊加了FSK(頻移鍵控)數位訊號，因而，本申請的模擬和數字通訊可以在一條網絡線上同時進行。這就保證了網絡上每個智能水錶終端電源供給與數字通訊系統可以兼容，可以在一根雙絞線上連接多臺現場智能水錶終端。當用戶欠費時，上位管理計算機經網絡可以通過小電機實現遠程控制切斷或打開水路。
圖1-1、1-2為本實用新型實施例1網絡預收費智能水錶終端裝置結構裝配圖；圖2為DCPL網絡預收費智能水錶終端裝置磁傳感器總成安裝放大結構圖；圖3為實施例的一種電路原理圖；圖4為DCPL網絡預收費智能水錶終端與預收費網橋、管理計算機數據通訊結構示意圖；圖5為實施例的一種電路原理框圖。
具體實施方式
實施例1，DCPL網絡預收費智能型水錶終端，本裝置是一種機電一體化設計的、DCPL網絡現場總線可尋址數字通訊的、水錶計量是機械式計數顯示的、表具閥門可控的、並面向用戶提供簡訊息交互LCD顯示信息窗口的、表具帶有紅外數字通訊窗口的網絡預收費智能型水錶終端裝置，是本實用新型主要特徵之一。參照圖1、圖2；機械式計數顯示與LCD顯示的網絡預收費智能水錶終端裝置包括防塵罩1、水錶殼2、葉輪盒3、標準水錶計數器4、橡膠密封圈5、玻璃窗6、水錶銅罩7、計數輪8(0.0001位)、小磁鋼9、磁傳感器晶片10、磁傳感器封頭11、LCD窗12、LCD顯示器13、LCD蓋板14、電路板15、DCPL總線接頭16、旋葉輪17、球閥18、球閥傳動齒輪19、水錶機械計數窗20、傳動齒輪21、電機傳動齒輪22、小電機23、DCPL網絡24、紅外通訊窗口所組成的一體化結構裝置25。
以下對本實用新型的各個主題分別說明。
DCPL網絡預收費智能型水錶終端能適應我國現有普遍使用的各種規格標準的旋翼式機械民用水錶、旋翼式機械工業水錶。
如圖1-1、1-2所示，在本實用新型所述機械式計數顯示與LCD顯示的預收費網絡預收費智能水錶終端裝置中帶有電動球閥裝置的一種實施例是由防塵罩1、水錶殼2、葉輪盒3、標準水錶計數器4、橡膠密封圈5、玻璃窗6、水錶銅罩7、計數輪0.0001位8、小磁鋼9、磁傳感器晶片10、磁傳感器封頭11、LCD窗12、LCD顯示器13、LCD蓋板14、電路板15、DCPL總線接頭16、旋葉輪17、球閥18、球閥傳動齒輪19、標準水錶計數窗20、傳動齒輪21、電機傳動齒輪22、小電機23、DCPL總線24、紅外通訊窗口25所組成的一體化結構裝置。
所述機械式計數顯示與LCD顯示的預收費網絡預收費智能水錶終端裝置是採用標準的旋翼溼式機械水錶機芯；專門設計帶有電動球閥裝置的一體化水錶本體；以及帶有LCD顯示的內製式DCPL網絡預收費智能電路系統的總成。特別指出的磁傳感器晶片10、磁傳感器封頭11是通過水錶外殼經標準水錶計數器安裝在計數輪0.0001位齒輪的下方，而0.0001位齒輪鑲有小磁鋼，0.0001位齒輪每旋轉一周，磁傳感器感應輸出電脈衝。
特別指出磁傳感器總成是安裝在旋翼溼式機械水錶計數輪0.0001位齒輪下方部位，並通過磁傳感器封頭11及壓緊螺栓封裝，防止漏水。參看圖2所示的放大的裝配圖。
特別指出所述帶有電動球閥裝置的一體化水錶本體，是指能安裝國家標準的旋翼溼式機械水錶機芯；本體內可安裝小電機及齒輪傳動機構，能開啟、閉合球閥；本體內可安裝LCD顯示的內製式DCPL網絡預收費智能電路系統以及水錶機芯計數傳感器頸部安裝方式的水錶結構本體。DCPL網絡預收費智能型水錶終端的電路原理圖，參看圖3；在電路原理圖中主要器件採用微功耗晶片，其中IC2為CPU晶片是該電路的核心微處理器、IC1為低功耗DCPL網絡通訊調製解調晶片、IC3為LCD顯示器驅動電路、IC4為數字存儲器、T9為磁傳感器、MG為閥門電機及紅外通訊電路等。
電路原理框圖參看附圖5圖中的CPU晶片是P89LPC932(或MSP430)系列微處理器，該核心微處理器，主要完成T9磁傳感器輸出的計數電脈衝特性的判斷採集、數據處理與存儲、雙向數據通信管理、交互信息管理及看門狗控制。CPU晶片通過選用P1.0口、P1.1口形成串行通訊與IC1 DCPL網絡通訊調製解調專用晶片的RXD、TXD相連。IC1是DCPL網絡通訊調製解調晶片UST7538BJG，CPU晶片的通過選用P1.0口、P1.1口形成串行通訊與DCPL網絡通訊調製解調晶片的RXD、TXD進行數據讀寫操作，P2.0為收發R/T控制，CD為模擬調製信號檢測端，並通過無極性的MBU 12、MBU 13將符合ITU-TV2.3標準的模擬調製信號耦合到DCPL網絡線上，DCPL網絡線功能是一方面作為網絡通訊，另一方面作為電力提供線路。圖中MG為閥門開、閉驅動減速小電機，驅動電路由T1-T7、R1-R8、T11、W2、TV4、RV11、C1、C10等所組成。
所述的DCPL網絡通訊是指網橋通過DCPL網絡線，向DCPL網絡預收費智能型水錶終端提供電力為36VDC以下安全電壓的直流電源，同時也是網橋與DCPL網絡預收費智能型水錶終端進行數字通訊的網絡線。DCPL網絡是一種新型低價格、低功耗的現場總線。
由於DCPL網絡是在直流供電線路上疊加了FSK(頻移鍵控)數位訊號，因而，模擬和數字通訊可以同時進行。這就保證了網絡上每個智能水錶終端電源供給與數字通訊系統可以兼容，可以在一根雙絞線上連接多臺現場智能水錶終端。是為解決適應網絡預收費智能水錶終端、網絡預收費智能家庭用戶配電終端及網絡預收費智能煤氣表終端的現場總線，是尋求安全電壓、兩線制、低功耗、低成本現場總線的解決方案。
在本實用新型所述的DCPL網絡預收費智能型水錶終端自動抄收系統裝置是採用DCPL網絡數字通訊，36VDC以下安全電壓直流供電電源的DCPL網絡及DCPL網絡預收費智能型水錶終端、DCPL網絡預收費網橋所組成的自動抄收系統裝置及網絡化自動抄收方法。它不是一般所說的220VAC電力(電感、電容耦合)載波通訊技術。DCPL網絡現場總線工作原理在中國專利號或申請號03132268.9已進行說明。
權利要求1.一種DCPL網絡預收費智能水錶終端，設有旋葉輪，旋葉輪上連接多位水錶計數輪、標準水錶計數器和標準水錶計數窗，其中計數輪上固定有小磁鋼、對應的位置上設有磁傳感器總成，磁傳感器總成的輸出接入表具中的智能電路系統，表具中的智能電路系統連接DCPL網絡總線，DCPL總線上提供36V或36V以下直流安全電源，其特徵在於磁傳感器晶片接DCPL網絡預收費智能電路系統的總成，智能電路系統的總成中設有核心微處理器CPU，調製解調通訊電路、數字存儲器、閥門控制電路、LCD顯示電路接CPU，在水錶的水路上設有球閥和小電機、小電機通過電機傳動齒輪、球閥傳動齒輪與球閥機械聯結，小電機與核心微處理器及控制電路電信號連接，IC1 DCPL網絡通訊調製解調專用晶片與DCPL總線連接。
2.按照權利要求1所述的DCPL網絡預收費智能水錶終端裝置，其特徵在於DCPL網絡預收費智能水錶終端是一種機電一體化設計的、DCPL網絡現場總線可尋址數字通訊的、水錶計量是機械式計數顯示的、網絡可控表具閥門的、並面向用戶提供簡訊息交互LCD顯示信息窗口的、表具帶有紅外數字通訊窗口的網絡預收費智能型水錶終端裝置。
3.按照權利要求1或2所述的DCPL網絡預收費智能水錶終端裝置，其特徵在於所說的小磁鋼設置在0.0001位水錶計數輪上、磁傳感器總成是安裝在旋翼溼式機械水錶計數輪0.0001位齒輪的下方部位，並通過磁傳感器封頭及壓緊螺栓封裝，同時所說的磁傳感器是霍爾器件。
4.按照權利要求3所述的DCPL網絡預收費智能水錶終端裝置，其特徵在於電路中主要器件採用微功耗晶片，其中IC2為CPU晶片是該電路的核心微處理器、IC1為低功耗DCPL網絡通訊調製解調晶片、IC3為LCD顯示器驅動電路、IC4為信息存儲器、T9為磁傳感器及紅外通訊電路，電路中MG為球閥開、閉驅動減速小電機，驅動電路由T1-T7、R1-R8、T11、W2、TV4、RV11、C1、C10組成。
5.按照權利要求3所述的DCPL網絡預收費智能水錶終端裝置，其特徵在於所述的CPU晶片是P89LPC932或MSP430系列微處理器，該核心微處理器，CPU晶片通過選用P1.0口、P1.1口形成串行通訊與IC1 DCPL網絡通訊調製解調專用晶片的RXD、TXD相連，同時並聯紅外通訊電路，IC1 DCPL網絡通訊調製解調專用晶片也同DCPL網絡連接。
6.按照權利要求4所述的DCPL網絡預收費智能水錶終端裝置，其特徵在於所述的CPU晶片是P89LPC932或MSP430系列微處理器，該核心微處理器，CPU晶片通過選用P1.0口、P1.1口形成串行通訊與IC1 DCPL網絡通訊調製解調專用晶片的RXD、TXD相連，同時並聯紅外通訊電路，IC1 DCPL網絡通訊調製解調專用晶片也同DCPL網絡連接。
專利摘要DCPL網絡預收費智能水錶終端設有旋葉輪、計數輪，計數輪上設有小磁鋼、對應有磁傳感器總成，總成的輸出接智能電路，智能電路連接DCPL網絡總線，總線上提供36V直流電源，特徵是磁傳感器晶片接智能電路，智能電路設有CPU，調製解調通訊電路、數字存儲器、閥門控制電路、LCD顯示電路接CPU，水錶水路上設有球閥和小電機、小電機通過齒輪與球閥聯結，並與控制電路電連接，調製解調晶片與DCPL總線連接。本實用新型是機電一體化設計的、DCPL網絡現場總線可尋址數字通訊的、機械式計數顯示的、表具閥門可控的、面向用戶提供簡訊息交互LCD顯示信息窗口的、表具帶有紅外數字通訊窗口的網絡預收費智能型水錶終端裝置。
文檔編號G07F15/06GK2646675SQ03279499
公開日2004年10月6日 申請日期2003年9月24日 優先權日2003年9月24日
發明者郭建國, 王清高 申請人:郭建國