具有射頻卡的水錶電路模塊的製作方法
2023-10-11 23:21:34 2
專利名稱：具有射頻卡的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，尤其涉及具有射頻卡的水錶電路模塊。
背景技術：
水錶是在水量測量中最常見的一種用具，用於實現家用或工業用水量的測量和計費工作，但是已有的水錶具有一個問題就是必須依靠外部電源進行供電，一旦出現全網性的電路中斷故障，水錶會停止工作同時中斷相關水路的管理供應，導致在緊急停電事故下給用戶帶來了很大的麻煩。同時，已有的水錶在需要查詢表內數據的時候，無法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。並且即便出現了一些遠程管理系統，也是依靠電纜來連接多個表具的，安全性不高，布線麻煩。
發明內容針對現有技術的缺陷，本實用新型公開了一種具有射頻卡的水錶電路模塊，一方面，通過使用射頻卡實現了表內數據的無線發射和接收，方便實現表具的遠程控制和數據讀取；另一方面，通過改進電源接口電路，表具可以在外部電源和內部電池之間切換供電，保證了表具在全網斷電情形下的可用性。為實現上述目的，本實用新型是通過下述技術方案實現的:具有射頻卡的水錶電路模塊，包括電源接口電路、喚醒上電電路、卡電源電路、信號選通電路、顯示電路、射頻卡電路、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、內電啟用及檢測電路、主晶片電路，其中電源接口電路、喚醒上電電路、卡電源電路、信號選通電路、顯示電路、射頻卡電路、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、內電啟用及檢測電路連接到主晶片電路上，喚醒上電電路電連接信號選通電路。其中，所述射頻卡電路由射頻卡發送電路和射頻卡接收電路組成，其中的發送電路用於將表內數據編碼後以射頻形式發送出去，而接收電路則可以接受管理系統發出的無線指令等操作；本實用新型並不限制具體的射頻卡的類型，如本領域技術人員所知目前市場上存在多種不同頻率規格的射頻元件，優選的，用於本實用新型的射頻卡是T5557，為美國Atmel公司生產的多功能非接觸式R/W辨識集成電路，適用於125KHz頻率範圍。天線和晶片一起構成感應卡片，用於執行射頻功能。其中，所述電源接口電路採用兩個電源輸入接口，每個接口採用二極體做隔離，防止電源反接，保護電路不受外部攻擊。通過採用雙路電源接入，可以分別連接到外部電源和內部電池上,實現雙路電源供應。其中，所述信號選通電路、喚醒上電電路分別設有四組相對應的信號接口，用於實現喚醒上電電路的激活。具體的互動關係是:主板採用掉電方式，在沒有任何信號(包括插卡信號，兩個採樣信號，一個外電掉電信號)來臨時，喚醒上電電路使得主板處於掉電狀態，主板功耗為O，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；當四路信號中至少一個信號來臨時，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。其中，所述卡電源電路電連接位於表具上的卡座，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。其中，所述顯示電路電連接位於表具上的屏幕顯示裝置，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，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，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。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，所述電壓檢測電路設有檢測晶片用於檢測外部電壓。其中，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，所述內電啟用及檢測電路設有三極體用於切換內部可換電池或外部供電作為電源。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模塊的結構示意圖；圖2-圖15依次為電源接口電路、喚醒上電電路、卡電源電路、信號選通電路、顯示電路、射頻卡電路、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、內電啟用及檢測電路、主晶片電路的元件分布圖。
具體實施方式
參考圖1，顯示了本實用新型所述電路的結構，其中電源接口電路、喚醒上電電路、卡電源電路、信號選通電路、顯示電路、射頻卡電路、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、內電啟用及檢測電路均電連接到主晶片電路上，並且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，採用兩個電源輸入接口 JDY-WD、JDY-ND，每個接口上相應的採用二極體D1、D2做隔離，防止電源反接，保護電路不受外部攻擊。參考圖3，為喚醒上電電路，在以、0411、0麼12、￥001均無信號時，主板採用掉電方式，在沒有任何信號(包括插卡信號，兩個米樣信號，一個外電掉電信號)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4，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5，為信號選通電路，當KA、CAIU CAI2, VDDl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、CAU CA2、INTA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6，為顯示電路，通過多個針腳直接連接到外部顯示屏幕的驅動板。參考圖7，為射頻卡電路，由兩部分電路組合而成，圖中的上半部分為發送電路，負責將射頻信號發送出去；下半部分為接收電路，負責接受射頻信號。在圖中為了示意方便因此分成上下兩部分繪圖，實際上整個電路是在一塊板子上的。參考圖8，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11，為電壓檢測電路，檢測外部電壓，通過檢測晶片MD7024A來檢測，當電壓低於2.4V時，MD7024輸出低電平。參考圖12,為穩壓電路,外部電壓高於3V時依靠穩壓電源模塊MD5333,使單片機的工作電壓穩定在3.3V。參考圖13，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14，為內電啟用及檢測電路，當外電VDD斷開後，T3立即導通，VDDl會觸發外電掉電檢測電路,從而知道外電斷開。參考圖15，為主晶片電路，採用PIC16F946單片機控制其他電路。
權利要求1.有射頻卡的水錶電路模塊，其特徵在於包括電源接口電路、喚醒上電電路、卡電源電路、信號選通電路、顯示電路、射頻卡電路、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、內電啟用及檢測電路、主晶片電路，其中電源接口電路、喚醒上電電路、卡電源電路、信號選通電路、顯示電路、射頻卡電路、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、內電啟用及檢測電路連接到主晶片電路上，喚醒上電電路電連接信號選通電路。
2.據權利要求1所述的水錶電路模塊，其特徵在於所述射頻卡電路由射頻卡發送電路和射頻卡接收電路組成。
3.據權利要求1所述的水錶電路模塊，其特徵在於所述電源接口電路採用兩個電源輸入接口，每個接口採用二極體做隔離。
4.據權利要求1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四組相對應的信號接口，用於實現喚醒上電電路的激活。
5.據權利要求1所述的水錶電路模塊，其特徵在於所述卡電源電路電連接位於表具上的卡座。
6.據權利要求1所述的水錶電路模塊，其特徵在於所述顯示電路電連接位於表具上的屏幕顯示裝置。
7.據權利要求1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具上的控制閥門的閥門電機電連接。
8.據權利要求1所述的水錶電路模塊，其特徵在於所述電壓檢測電路設有檢測晶片用於檢測外部電壓。
9.據權利要求1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。
10.據權利要求1所述的水錶電路模塊，其特徵在於所述內電啟用及檢測電路設有三極體用於切換內部可換電池或外部供電作為電源。
專利摘要本實用新型公開了一種具有射頻卡的水錶電路模塊，包括電源接口電路、喚醒上電電路、卡電源電路、信號選通電路、顯示電路、射頻卡電路、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、內電啟用及檢測電路、主晶片電路，其中電源接口電路、喚醒上電電路、卡電源電路、信號選通電路、顯示電路、射頻卡電路、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、內電啟用及檢測電路連接到主晶片電路上。本實用新型的水錶電路模塊，不僅能夠將表內的數據信息以射頻的方式發射出去，而且可以採用外部電源或電池作為電源，增強了水錶在斷電等意外情況的下可用性。
文檔編號G07F15/06GK202929749SQ20122057610
公開日2013年5月8日 申請日期2012年11月5日 優先權日2012年11月5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