專利名稱：智能型干式加密ic卡水表的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種計量自來水用量的水表。
現(xiàn)有的家庭住宅或單位所用的水表大多為機械式轉盤讀數(shù)結構，供水部門需派人上門抄表收費，費時費力，不僅誤差大，而且要耗用大量的進戶抄表的人工費用，還會因水費多少引起用戶之間的矛盾。由于現(xiàn)有水表不具備智能功能，給供水單位的管理及管網布局帶來許多困難，不能實現(xiàn)宏觀管理和調控。此外，現(xiàn)有水表均全部浸泡在水中，在環(huán)境溫度較低時易凍裂水表表面玻璃，使用壽命短。且現(xiàn)有水表由于結構上的缺陷，不能杜絕小流量的非正常用水現(xiàn)象，給國家造成損失。另現(xiàn)有水表在碰到水管爆裂或忘關水龍頭時不能自動斷水，往往造成嚴重后果。
本實用新型的目的就是為了解決上述問題，提供一種智能化程度高，無需上門抄表收費且使用壽命長的智能型干式加密IC卡水表。
本實用新型的技術解決方案一種智能型干式加密IC卡水表，其特征在于它由單片機、IC卡讀寫裝置、水流量檢測裝置、電控閥組成，IC卡讀寫裝置包括有用于插入IC水卡的卡座及IC卡讀寫電路，其IC卡讀寫電路的輸入輸出端與單片機的輸出輸入口相連，水流量檢測裝置由帶有進、出水口的密封容器和檢測該密封容器內水流量的磁性開關元件組成，磁性開關元件的輸出端與單片機對應輸入輸出口相連，單片機還接有電控閥，該電控閥安置在水流量檢測裝置中密封容器的進水口或出水口管路上。
本實用新型首次將水表采用全密封干式結構，并與IC卡采集裝置有機地結合在一起，故具有很高的智能化功能，使得水表收費可實現(xiàn)類似于電話費的管理，人們用水需先購IC水卡，實現(xiàn)先付費后用水，徹底免除了人工上門抄表收費的現(xiàn)象，大大減少了進戶抄表的人工費用，并徹底杜絕了拖欠水費的現(xiàn)象。本實用新型通過IC卡作為信息媒介，了解用戶的用水情況及水表的工作情況，便于供水單位進行合理的管網布局及科學管理。由于本實用新型為全密封干式結構，故徹底杜絕了低溫凍裂的現(xiàn)象，使用壽命大大增長。本實用新型精度高，靈敏度好，可檢測出小流量非正常用水情況，故杜絕了所有非正常用水現(xiàn)象，對減少國家水資源的浪費提供了可靠的保證。本實用新型在遇到水管爆裂或用戶忘關水龍頭時，能根據(jù)流量大小及持續(xù)時間自動關斷水源，可避免許多嚴重后果。


圖1是本實用新型的原理框圖2是本實用新型的原理結構示意圖；圖3是本實用新型的電原理圖；圖4是本實用新型的電控閥中開或關到位控制機構結構示意圖。
如
圖1-3，本實用新型由單片機、IC卡讀寫裝置、水流量檢測裝置、電控閥組成，IC卡讀寫裝置包括有用于插入IC水卡的卡座1及IC卡讀寫電路，其IC卡讀寫電路的輸入輸出端與單片機的輸出輸入口相連，水流量檢測裝置由帶有進、出水口2、3的密封容器4和檢測該密封容器內水流量的磁性開關元件組成，磁性開關元件的輸出端與單片機對應輸入輸出口相連，單片機還接有電控閥6，該電控閥6安置在水流量檢測裝置中密封容器4的進水口2或出水口3管路上。
本實用新型中，單片機D1可采用常規(guī)單片機集成電路，如型號為86P4302、8031等單片機集成電路。IC卡讀寫裝置亦為現(xiàn)有技術，其卡座1與現(xiàn)有IC卡電話機中IC卡卡座相同，其IC卡讀寫電路D2可采用可電擦除非易失性存貯器，型號可為24LC01B、88SC102等。
本實用新型的水流量檢測裝置中，其密封容器4的大小根據(jù)供水量大小而定，容器4的進水口2與水源相連，容器的出水口3與用戶供水管相連，容器4內對應進水口2位置設有能隨進水流動而轉動的葉片7，它最好為蝸輪葉片，以增大與水的接觸面，并減小對水的阻力，在葉片7上固設有磁性開關元件5的磁性部分8，而磁性開關元件5的磁感部分9裝置在密封容器4外壁的對應其內葉片7的轉動軌跡位置上，使得葉片7每轉一圈，磁感部分9就發(fā)出一個電脈沖信號。磁性開關元件5可采用由干簧管和磁鐵構成的開關元件，也可采用由霍爾開關和磁鐵構成的開關元件，其中磁性部分8即磁鐵就嵌置在密封容器4內的轉動葉片7上，磁感部分9即干簧管或霍爾開關就安置密封容器4的對應外壁上。磁性開關元件5的磁感部分9最好通過抗干擾電路連接至單片機D1上。該抗干擾電路采用由電阻R6和電容C3構成的積分電路實現(xiàn)。
本實用新型的電控閥6可采用直流電機驅動的電動閥，也可采用電磁閥，電控閥6的驅動電路可由晶體管V1-V4及電阻R5、R7、R8、R10組成，其中V1和V2的射極連接一起與電源電路的正極輸出相連，V3、V4的射極連接一起與電源電路的負極(即接地端)相連，V1、V2的集電極分別與V3、V4的集電極相連，并同時分別與電控閥6的直流電機(電動閥)或電磁鐵繞組(電磁閥)相連，作為電控閥的電源，V1和V2的基極分別通過電阻R10和R8接向對方的集電極，V3和V4的基極分別通過電阻R7和R5與單片機D1對應輸入輸出口相連。
本實用新型的電控閥6設有開或關到位控制機構10，以電動閥為例，其開或關到位控制機構10如圖4所示，該機構10由位置蝸輪11、蝸桿12及磁鐵13和兩個干簧管14組成，蝸桿12與電動閥的直流電機15減速機構中的蝸輪16固定連接，同時它又與位置蝸輪11嚙合連接，位置蝸輪11上嵌置有磁鐵13，對應電動閥全開或全關的位置在位置蝸輪11一側分別設有兩個干簧管14。這兩只干簧管14并聯(lián)后與單片機D1對應輸入輸出口相連。這樣單片機D1就能通過開或關到位控制機構10來控制電動閥的啟停，完成水的開啟或關閉。對于電磁閥，其開或關到位控制機構更簡單，只需在電磁閥的與其電磁鐵聯(lián)動的部件上設有磁鐵，同時對應電磁閥全開或全關的位置設有兩個干簧管即可，其工作原理與上述相同。
本實用新型中，單片機1還可接有液晶顯示器LCD，型號可為SP030，它用來顯示水表的總水量和剩余用水量以及工作狀態(tài)等。單片機D1還可接有由蜂鳴器FMQ、電容C9、電阻R11、三極管V5組成的聲音報警電路，用于在電池欠壓、IC水卡插錯以及下限用水量到達或水管爆裂時的報警。為了存貯用戶的累積用水量、剩余用水量，單片機D1還接有防掉電存貯器D3，它亦可采用型號為24LC01B或93LC406A的電可擦除非易失性存貯器。
本實用新型的電源電路由干電池BATT，電池電壓檢測電路R14、R12，穩(wěn)壓電路和貯能電路組成，其中穩(wěn)壓電路由二極管V6，三極管V7，電容C6、C10、C12，電阻R19和穩(wěn)壓二極管Z1構成，貯能電路由貯能電容C4、C5和電阻R4構成，貯能電容C4、C5用于向電控閥6提供能量，即使用戶取出干電池，它也能使電控閥6關閉斷水。
本實用新型的工作過程如下，首先用戶根據(jù)需要購買一定用水量的IC水卡，然后插入IC卡讀寫裝置中的卡座1內，此時單片機D1就在內部軟件控制下通過IC卡讀寫電路D2讀取IC水卡上的用水量，并存入防掉電存貯器D3內。同時單片機D1又通過IC卡讀寫電路D2將IC水卡內的用水量清零。這樣單片機D1就通過驅動電路V1-V4打開電控閥6，允許用戶用水。當用戶打開水龍頭用水時，水流量檢測裝置開始工作，水源流進密封容器4后即驅動蝸輪葉片7轉動，由于蝸輪葉片7的靈敏度很高(這可通過在蝸輪葉片上增加均勻分布的磁鐵個數(shù)來實現(xiàn)，即蝸輪葉片每轉一圈可發(fā)出多個脈沖信號)，則即使是微小滴漏流量也能被記錄下來，杜絕了小流量非正常用水現(xiàn)象，當蝸輪葉片7隨水流轉動時，則其上的磁性部分8每轉至磁性開關元件5的磁感部分9位置，就會使磁感部分9發(fā)出脈沖電信號，并通過防干擾電路R6、C3輸出至單片機D1，作為單片機D1定量計量用水量的依據(jù)。這樣單片機D1就將用戶累積使用的用水量記錄下來，亦存入防掉電存貯器D3內，并不斷從用戶預購的水量中扣除，直到使用到下限用水量時，單片機D1通過聲音報警電路發(fā)出告警聲，同時液晶顯示器LCD上也顯示出剩余的用水量，提醒用戶及時購水。當剩余用水量為零時，單片機D1就通過電控閥6將水關斷。直到用戶重新購水，才按上述過程重新打開電控閥6。
當出現(xiàn)水管爆裂或用戶忘關水龍頭時，此時出現(xiàn)大流量不正常用水現(xiàn)象，單片機D1在內部設定軟件控制下，依據(jù)用水恒定流量時間判斷出為非正常用水，故控制電控閥6自動關斷水源，同時在液晶顯示器LCD上給出提示，直到用戶按下復位按鈕K即可恢復正常。
為了防止水垢銹蝕電控閥6的活動部位，造成電控閥6控制失靈，本實用新型在單片機D1內部程序中還設有定時自動啟動程序，它定時自動開、關電控閥6的活動部分，達到去除水垢的目的，保證電控閥6的控制靈活性。
本實用新型工作中，出現(xiàn)的一些故障會自動記錄在IC水卡上。當用戶取下IC水卡再去供水部門購水時，這些故障信息會同時全部反饋給供水部門，便于供水部門進行科學管理。
權利要求1.一種智能型干式加密IC卡水表，其特征在于它由單片機、IC卡讀寫裝置、水流量檢測裝置、電控閥組成，IC卡讀寫裝置包括有用于插入IC水卡的卡座及IC卡讀寫電路，其IC卡讀寫電路的輸入輸出端與單片機的輸出輸入口相連，水流量檢測裝置由帶有進、出水口的密封容器和檢測該密封容器內水流量的磁性開關元件組成，磁性開關元件的輸出端與單片機對應輸入輸出口相連，單片機還接有電控閥，該電控閥安置在水流量檢測裝置中密封容器的進水口或出水口管路上。
2.根據(jù)權利要求1所述的智能型干式加密IC卡水表，其特征在于所述水流量檢測裝置中，容器的進水口與水源相連，容器的出水口與用戶供水管相連，容器內對應進水口位置設有能隨進水流動而轉動的葉片，在葉片上固設有磁性開關元件的磁性部分，而磁性開關元件的磁感部分裝置在密封容器外壁的對應其內葉片的轉動軌跡位置上，使得葉片每轉一圈，磁感部分就發(fā)出一個電脈沖信號。
3.根據(jù)權利要求1所述的智能型干式加密IC卡水表，其特征在于所述磁性開關元件采用由干簧管和磁鐵構成的開關元件，或者采用由霍爾開關和磁鐵構成的開關元件，其中磁性部分即磁鐵就嵌置在密封容器內的轉動葉片上，磁感部分即干簧管或霍爾開關就安置密封容器的對應外壁上；磁性開關元件的磁感部分應通過抗干擾電路連接至單片機上。
4.根據(jù)權利要求3所述的智能型干式加密IC卡水表，其特征在于所述抗干擾電路采用由電阻R6和電容C3構成的積分電路。
5.根據(jù)權利要求1所述的智能型干式加密IC卡水表，其特征在于所述電控閥采用直流電機驅動的電動閥，或采用電磁閥，電控閥的驅動電路可由晶體管V1-V4及電阻R5、R7、R8、R10組成，其中V1和V2的射極連接一起與電源電路的正極輸出相連，V3、V4的射極連接一起與電源電路的負極相連，V1、V2的集電極分別與V3、V4的集電極相連，并同時分別與電控閥的直流電機或電磁鐵繞組相連，作為電控閥的電源，V1和V2的基極分別通過電阻R10和R8接向對方的集電極，V3和V4的基極分別通過電阻R7和R5與單片機D1對應輸入輸出口相連。
6.根據(jù)權利要求5所述的智能型干式加密IC卡水表，其特征在于所述電動閥設有開或關到位控制機構，該機構由位置蝸輪、蝸桿及磁鐵和兩個干簧管組成，蝸桿與電動閥的直流電機減速機構中的蝸輪固定連接，同時它又與位置蝸輪嚙合連接，位置蝸輪上嵌置有磁鐵，對應電動閥全開或全關的位置在位置蝸輪一側分別設有兩個干簧管，這兩只干簧管并聯(lián)后與單片機D1對應輸入輸出口相連。
7.根據(jù)權利要求5所述的智能型干式加密IC卡水表，其特征在于所述電磁閥的開或關到位控制機構是在電磁閥的與其電磁鐵聯(lián)動的部件上設有磁鐵，同時對應電磁閥全開或全關的位置設有兩個干簧管，兩干簧管并聯(lián)后與單片機D1對應輸入輸出口相連。
8.根據(jù)權利要求1所述的智能型干式加密IC卡水表，其特征在于所述單片機D1還接有防掉電存貯器D3，它采用電可擦除非易失性存貯器。
專利摘要本實用新型涉及一種計量自來水用量的水表,它由單片機、IC卡讀寫裝置、水流量檢測裝置、電控閥組成,IC卡讀寫裝置包括有用于插入IC水卡的卡座及IC卡讀寫電路,其IC卡讀寫電路的輸入輸出端與單片機的輸出輸入口相連,水流量檢測裝置由密封容器和檢測該容器內水流量的磁性開關元件組成,磁性開關元件的輸出端與單片機對應輸入輸出口相連,單片機還接有電控閥,該電控閥安置在水流量檢測裝置中密封容器的進水口或出水口管路上。
文檔編號G07F15/06GK2369299SQ99229040
公開日2000年3月15日 申請日期1999年7月26日 優(yōu)先權日1999年7月26日
發(fā)明者徐勇, 汪立森 申請人:南京華特靈電子儀表實業(yè)有限公司