專利名稱：具有多種計費模式的智能計量表具及其計量方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種智能計量表具及其計量方法，尤其涉及一種具有多種計費模式的智能計量表具及其計量方法。
背景技術：
在現(xiàn)有的預付費或后付費的智能計量表具產品中，不論是全電子式還是機電一體式計量表具，在產品設計之初，根據智能計量表具累計用量的數量單位與充值量和剩余量的數量單位統(tǒng)一與否，對剩余量的運算規(guī)則進行了約定。如在一些預付費電能表的應用中，累計用量的數量單位為kWh，充值量和剩余量的數量單位也為kWh，即這些運算量的數量單位統(tǒng)一，因此預付費電能表的控制器件根據剩余量等于充值量減去累計用量進行計費參量的運算。而在一些預付費水表的應用中，累計用量的計量單位為m3，充值量和剩余量的計量單位為人民幣元，即這些運算量的數量單位不統(tǒng)一，因此預付費水表的控制器件根據剩余量等于充值量減去累計用量與每立方米水單價之積進行計費參量的運算。現(xiàn)有智能計量表具產品的這種設計方案在實際應用中一旦確定一種計費模式后，便不可更改，缺乏靈活性；智能計量表具產品的設計工程師需要根據不同的計費模式開發(fā)不同的控制程序，增加了設計和測試的工作量；同時，不同的設計會產生不同版本的產品，也增加了產品管理和生產管理的工作量。

發(fā)明內容
為了克服現(xiàn)有智能計量表具產品設計中的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種具有多種計費模式的智能計量表具。
就本發(fā)明一方面來說，所提出的智能計量表具包括用量采樣處理單元，用于計算所接收的計量脈沖信號對應的用量數據；系數確定單元，用于根據表具已確定的計費模式來確定相應的運算系數；計費參量生成單元，用于讀取用量采樣處理單元生成的用量數據和系數確定單元確定的運算系數，利用計費參量所對應的運算公式算出當前計費參量的數值并保存。
上述系數確定單元進一步包括當前參比量確定部件，用于根據所述計費模式來確定當前參比量；統(tǒng)計類型系數表存儲器，用于將包括類型劃分和相應運算系數的統(tǒng)計類型系數表與對應的計費模式一起保存；比較判斷部件，用于對當前參比量與統(tǒng)計類型系數表中的類型劃分進行比較，以確定當前參比量所屬的統(tǒng)計類型以及相應的運算系數。
上述計費參量生成單元進一步包括計費參量選擇部件，用于根據所述計費模式來選擇需要計算的計費參量；計費參量運算存儲部件，用于讀取用量采樣處理單元生成的用量數據和系數確定單元確定的運算系數，按照由計費參量選擇部件所選擇的計費參量對應的運算公式算出當前計費參量的數值并保存。
上述計費模式是單費率或分時復費率模式。如果對計費參量進行分時統(tǒng)計，則統(tǒng)計類型系數表中的類型劃分是時間段，而且當前參比量確定部件用于從計時器中讀取當前時刻。
上述計費模式是單費率或階梯復費率模式。如果對計費參量進行階梯統(tǒng)計，則統(tǒng)計類型系數表中的類型劃分是整個結算周期內累計用量的分段區(qū)間，而且當前參比量確定部件用于從計費參量運算存儲部件中讀取當前結算周期內的累計用量。
上述計費模式是預付費或后付費模式。
上述計費參量包括剩余量。
上述計費參量包括累計用量。
就本發(fā)明另一方面來說，所提出的智能計量表具的計量方法包括接收原始的計量脈沖信號，根據預定的運算規(guī)則將計量脈沖信號轉換為相應的用量數據；根據表具已確定的計費模式來確定運算系數；對所獲得的用量數據和運算系數，利用計費參量對應的運算公式算出當前計費參量的數值。
上述方法中，根據表具已確定的計費模式來確定運算系數進一步包括根據所述計費模式來確定當前參比量；同時，獲取與所述計費模式對應保存的包括類型劃分和相應運算系數的統(tǒng)計類型系數表；將所述當前參比量與所述統(tǒng)計類型系數表中的類型劃分作比較，以確定當前參比量所屬的統(tǒng)計類型以及相應的運算系數。
上述方法中，對所獲得的用量數據和運算系數利用計費參量對應的運算公式算出當前計費參量的數值進一步包括根據所述計費模式來選擇需要計算的計費參量；讀取用量采樣處理單元生成的用量數據和系數確定單元確定的運算系數，按照所選擇的計費參量對應的運算公式算出當前計費參量的數值。
上述計費模式是單費率或分時復費率模式。如果對計費參量進行分時統(tǒng)計，則統(tǒng)計類型系數表中的類型劃分是時間段，而且當前參比量是當前時刻。
上述計費模式是單費率或階梯復費率模式。如果對計費參量進行階梯統(tǒng)計，則統(tǒng)計類型系數表中的類型劃分是整個結算周期內累計用量的分段區(qū)間，而且當前參比量是當前結算周期內的累計用量。
上述方法中，計費模式是預付費或后付費模式。
上述方法中，計費參量包括剩余量。
上述方法中，計費參量包括累計用量。
本發(fā)明具有以下優(yōu)勢使一個智能計量表具可以在多種計費模式之間靈活轉換，從而能夠實現(xiàn)各種類型計量表具的功能，因此節(jié)省了對計量表具進行重新配置的設計和生產成本。同時將全生命周期管理的理念引入智能計量表具的應用中，配合公用事業(yè)收費改革不斷推進的要求，支持在智能計量全生命周期內靈活調整收費標準。


圖1是本發(fā)明一個實施例所述的智能計量表具的組成結構示意圖；
圖2是圖1的智能計量表具所執(zhí)行的計量方法的流程圖；圖3示出本發(fā)明的智能計量表具在預付費的分時復費率模式下的一個實施例。
具體實施例方式
本發(fā)明的智能計量表具可以為電表、水表、氣表、熱力表等工業(yè)和民用表中任何一種類型的計量表具，每種類型每種型號的計量表具都有其特定的計費模式。本發(fā)明為了使一個表具實現(xiàn)上述所有類型所有型號表具的功能，給智能計量表具配置了多種計費模式。
圖1是按照本發(fā)明一個實施例所述的智能計量表具的組成結構示意圖。該智能計量表具包括用量采樣處理單元、系數確定單元和計費參量生成單元。其中，系數確定單元包括當前參比量確定部件、統(tǒng)計類型系數表存儲器和比較判斷部件；計費參量生成單元包括計費參量選擇部件和計費參量運算存儲部件。
用量采樣處理單元用于接收原始的計量脈沖信號，根據預定的運算規(guī)則將計量脈沖信號轉換為相應的用量數據。系數確定單元用于根據表具已確定的計費模式來確定運算系數。計費參量生成單元，用于讀取用量采樣處理單元生成的用量數據和系數確定單元確定的運算系數，按照計費參量所對應的運算公式來計算當前計費參量的數值并保存。
在上述系數確定單元中，當前參比量確定部件用于根據表具已確定的計費模式來確定當前參比量；統(tǒng)計類型系數表存儲器用于將統(tǒng)計類型系數表與對應的計費模式一起保存，統(tǒng)計類型系數表包括統(tǒng)計類型的劃分和其對應的運算系數；比較判斷部件用于將當前參比量確定單元所確定的當前參比量與統(tǒng)計類型系數表中的類型劃分作比較，以確定當前參比量所屬的類型及相應的運算系數。
在上述計費參量生成單元中，計費參量選擇部件用于根據表具已確定的計費模式來選擇需要計算的計費參量；計費參量運算存儲部件，用于讀取用量采樣處理單元生成的用量數據和系數確定單元確定的運算系數，按照由計費參量選擇單元所選擇的計費參量對應的運算公式來計算當前計費參量的數值。
顯然，對于上述智能計量表具的各個組成部分，可以全部集成在微處理器中；也可以部分集成在微處理器中，剩下的各個組成部分根據實際應用由彼此獨立的功能芯片完成，還可以所有組成部分都由彼此獨立的功能芯片完成。在本發(fā)明中，微處理器可以采用智能計量表具的主控微處理器，也可以采用從屬微處理器，比如智能卡芯片等。上述統(tǒng)計類型系數表存儲器可以位于主控微處理器中，也可以位于從屬微處理器中，還可以是主控微處理器擴展的數據存儲器，比如EEPROM等等。上述各組成部分讀取的各種數據和處理后的結果同樣可以保存在主控微處理器中，也可以保存在從屬微處理器中，還可以保存在主控微處理器擴展的數據存儲器中，比如EEPROM中等等。
圖2是圖1的智能計量表具所執(zhí)行的計量方法的流程圖。在步驟201，用量采樣處理單元接收表具用量采樣裝置產生的計量脈沖信號，根據表具的脈沖常數信息來完成計量脈沖對應的用量運算。在步驟202，當前參比量確定部件和計費參量選擇部件讀取表具確定的計費模式信息。在步驟203，當前參比量確定部件根據計費模式來確定當前參比量。同時在步驟204，計費參量選擇部件根據計費模式來選擇需要計算的計費參量。還同時在步驟205，比較判斷部件從與該計費模式對應的統(tǒng)計類型系數表中讀取類型劃分。在步驟206，比較判斷部件通過對當前參比量和所讀取的類型劃分進行比較，確定當前參比量所屬的統(tǒng)計類型以及相應的運算系數。在步驟207，計費參量運算存儲部件根據所確定的運算系數和所計量的用量數據，通過所選擇的計費參量對應的運算公式完成當前計費參量數值的運算并保存。在這里，計費參量為剩余量和/或累計用量，它們的運算公式為當前剩余量＝上期剩余量-本次計量用量*系數值，當前累計用量＝前期累計用量+本次計量用量*系數值。
同時，還可以根據應用需求進行累計用量的分類統(tǒng)計和存儲。
因為不同表具具有不同的計費模式，所以本發(fā)明內容中所述的“剩余量”和“累計用量”是一個比較寬泛的概念，這些量對于不同計費模式的表具來說可能有不同的數量單位。在預付費表具的初始充值量為預付金額的模式下，剩余量為剩余金額。在后付費表具的表上數值為交費金額的模式下，累計用量為累計用掉的金額。在預付費表具的初始充值量與表具計量用量的數量單位一致的模式下，公式中的剩余量是實際的剩余量。在后付費表具的表上數值與表具計量用量的數量單位一致的模式下，公式中的累計用量是實際的累計用量。
另外，計費模式還可以分為在智能計量表具產品中常用的單費率、分時復費率和階梯復費率三種類型。在分時復費率這類計費模式下，當前參比量為當前時刻；在階梯復費率這類計費模式下，當前參比量為當前結算周期內的累計用量；在單費率這類計費模式下，當前參比量可以沒有，也可以定義為累計用量的最大值，比如0xFFFFFFFF，還可以定義為涵蓋24小時的時間段。
統(tǒng)計類型系數表包括統(tǒng)計類型的劃分和其對應的系數。如果在分時復費率這類計費模式下，統(tǒng)計類型的劃分是時間段；在階梯復費率這類計費模式下，統(tǒng)計類型的劃分是整個結算周期內累計用量的分段區(qū)間；在單費率這類計費模式下，統(tǒng)計類型的劃分或者是時間段或者是整個結算周期內累計用量的分段區(qū)間。
下面參照圖3，說明本發(fā)明的智能計量表具在預付費的分時復費率模式下的一個實施例。在這種情況下，統(tǒng)計類型系數表的范例參見表1
表1按照本實施例所述的智能計量表具在步驟301開始運行，用量采樣處理單元接收表具用量采樣裝置產生的計量脈沖信號，然后根據表具的脈沖常數信息，計算得到此計量脈沖對應的用量A并發(fā)送給計費參量運算存儲部件。在步驟302，系數確定單元所包括的當前參比量確定部件和比較判斷部件和計費參量生成單元所包括的計費參量選擇部件從擴展的數據存儲器EEPROM中讀出表具已確定的計費模式，在該實施例中為預付費的分時復費率模式。而后，在步驟303比較判斷部件從該計費模式所對應的統(tǒng)計類型系數表中讀出統(tǒng)計類型01所對應的時間段參數00:00-8:30和系數值0.8。同時在步驟304，當前參比量確定部件根據該計費模式從計時器中讀取當前時刻。還同時在步驟305，計費參量選擇部件根據該計費模式選擇剩余量作為需要計算的計費參量。在步驟306，比較判斷部件對從當前參比量確定部件接收的當前時刻是否在參數范圍[00:00-8:30)之間進行判斷，若當前時刻在此時間范圍內，則計費參量運算存儲部件在步驟307獲得運算系數0.8，并根據剩余量的運算公式當前剩余量＝前期剩余量-計量用量A*0.8計算當前剩余量的數值并保存。附加地，計費參量選擇部件可以在步驟305選擇對累計用量進行分類統(tǒng)計，那么計費參量運算存儲部件還要根據累計用量的運算公式01類型當前累計用量＝01類型前期累計用量+計量用量A*0.8計算01類型當前累計用量的數值并保存。計算完成后正常退出。
若當前時刻不在上述時間范圍內，則在步驟308系數確定單元中的比較判斷部件繼續(xù)從擴展的數據存儲器EEPROM內該統(tǒng)計類型系數表中讀取統(tǒng)計類型02所對應的時間段參數8:30-17:45和系數值2.0，然后在步驟309，對當前時刻是否在參數范圍[8:30-17:45)之間進行判斷，若當前時刻在此時間范圍內，則計費參量運算存儲部件在步驟310獲得運算系數2.0并根據剩余量的運算公式當前剩余量＝前期剩余量-計量用量A*2.0計算當前剩余量的數值并保存。如果計費參量選擇部件在步驟305還選擇對累計用量進行分類統(tǒng)計，那么計費參量運算部件還要根據累計用量的運算公式02類型當前累計用量＝02類型前期累計用量+計量用量A*2.0計算02類型當前累計用量的數值并保存。計算完成后正常退出。
若當前時刻不在上述時間范圍內，則在步驟311系數確定單元中的比較判斷部件繼續(xù)從擴展的數據存儲器EEPROM內該統(tǒng)計類型系數表中讀取統(tǒng)計類型03所對應的時間段參數17:45-22:00和系數值1.2，然后在步驟312，對當前時刻是否在參數范圍[17:45-22:00)之間進行判斷，若當前時刻在此時間范圍內，則計費參量運算存儲部件在步驟313獲得運算系數1.2并根據剩余量的運算公式當前剩余量＝前期剩余量-計量用量A*1.2計算當前剩余量的數值并保存。如果計費參量選擇部件在步驟305還選擇對累計用量進行分類統(tǒng)計，那么計費參量運算存儲部件還要根據累計用量的運算公式03類型當前累計用量＝03類型前期累計用量+計量用量A*1.2計算03類型當前累計用量的數值并保存。計算完成后正常退出。
若當前時刻不在上述時間范圍內，則在步驟314系數確定單元中的比較判斷部件繼續(xù)從擴展的數據存儲器EEPROM內該統(tǒng)計類型系數表中讀取統(tǒng)計類型04所對應的時間段參數22:00-24:00和系數值1.0，然后在步驟315，對當前時刻是否在參數范圍[22:00-24:00)之間進行判斷，若當前時刻在此時間范圍內，則計費參量運算存儲部件在步驟316獲得運算系數1.0并根據剩余量的運算公式當前剩余量＝前期剩余量-計量用量A*1.0計算當前剩余量的數值并保存。如果計費參量選擇部件在步驟305還選擇對累計用量進行分類統(tǒng)計，那么計費參量運算存儲部件還要根據累計用量的運算公式04類型當前累計用量＝04類型前期累計用量+計量用量A*1.0計算01類型當前累計用量的數值并保存。計算完成后在步驟317正常退出，否則，在步驟318出錯退出。
如果一個智能計量表具，從按照上述實施例采用預付費的分時復費率運算模式的電表轉換成按照另一個實施例采用后付費的單費率運算模式的水表，那么類似地，用量采樣處理單元接收表具用量采樣裝置產生的計量脈沖信號，然后根據表具的脈沖常數信息，計算得到此計量脈沖對應的用量B并發(fā)送給計費參量運算存儲部件。系數確定單元和計費參量選擇部件從擴展的數據存儲器EEPROM中讀出表具已確定的計費模式，在該實施例中為后付費的單費率模式。而后，系數確定單元讀出該計費模式所對應的系數。同時，計費參數選擇部件根據該計費模式選擇累計用量作為需要計算的計費參量。計費參量運算存儲部件在獲得用量數據和運算系數之后，根據累計用量的運算公式當前累計用量＝前期累計用量+計量用量B*系數計算當前累計用量的數值。附加地，計費參量選擇部件可以選擇剩余量作為需要計算的計費參量，那么計費參量運算存儲部件還要還可以根據剩余量的運算公式當前剩余量＝前期剩余量-計量用量B*系數算出當前剩余量的數值。
或者/而且附加地，計費參量選擇部件可以選擇對累計用量進行分時統(tǒng)計。本實施例所述的單費率水表的分時統(tǒng)計方式與參照圖3所述的實施例中分時復費率電表的累計量統(tǒng)計方式相似，但在統(tǒng)計類型系數表中各時段參數對應的運算系數應該設置為統(tǒng)一的數值。按照結合圖3所述的實施例的方法，找出當前時刻所屬時段及該時段對應的統(tǒng)計類型，然后對該類型的當前累計用量進行數值計算。計算完成后正常退出，否則，出錯退出。
顯然，本領域的技術人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權利要求及其等同技術的范圍之內，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內。
權利要求
1.一種具有多種計費模式的智能計量表具，包括用量采樣處理單元，用于計算所接收的計量脈沖信號對應的用量數據；其特征在于，還包括系數確定單元，用于根據表具已確定的計費模式來確定相應的運算系數；計費參量生成單元，用于讀取用量采樣處理單元生成的用量數據和系數確定單元確定的運算系數，利用計費參量所對應的運算公式算出當前計費參量的數值并保存。
2.如權利要求1所述的表具，其特征在于系數確定單元進一步包括當前參比量確定部件，用于根據所述計費模式來確定當前參比量；統(tǒng)計類型系數表存儲器，用于將包括類型劃分和相應運算系數的統(tǒng)計類型系數表與對應的計費模式一起保存；比較判斷部件，用于對當前參比量與統(tǒng)計類型系數表中的類型劃分進行比較，以確定當前參比量所屬的統(tǒng)計類型以及相應的運算系數。
3.如權利要求1所述的表具，其特征在于計費參量生成單元進一步包括計費參量選擇部件，用于根據所述計費模式來選擇需要計算的計費參量；計費參量運算存儲部件，用于讀取用量采樣處理單元生成的用量數據和系數確定單元確定的運算系數，按照由計費參量選擇部件所選擇的計費參量對應的運算公式算出當前計費參量的數值并保存。
4.如權利要求1所述的表具，其特征在于計費模式是單費率或分時復費率模式。
5.如權利要求4所述的表具，其特征在于如果對計費參量進行分時統(tǒng)計，則統(tǒng)計類型系數表中的類型劃分是時間段，而且當前參比量確定部件用于從計時器中讀取當前時刻。
6.如權利要求1所述的表具，其特征在于計費模式是單費率或階梯復費率模式。
7.如權利要求6所述的表具，其特征在于如果對計費參量進行階梯統(tǒng)計，則統(tǒng)計類型系數表中的類型劃分是整個結算周期內累計用量的分段區(qū)間，而且當前參比量確定部件用于從計費參量運算存儲部件中讀取當前結算周期內的累計用量。
8.如權利要求1所述的表具，其特征在于計費模式是預付費或后付費模式。
9.如權利要求1所述的表具，其特征在于所述的計費參量包括剩余量。
10.如權利要求1所述的表具，其特征在于所述的計費參量包括累計用量。
11.一種具有多種計費模式的智能計量表具的計量方法，包括接收原始的計量脈沖信號，根據預定的運算規(guī)則將計量脈沖信號轉換為相應的用量數據；根據表具已確定的計費模式來確定運算系數；對所獲得的用量數據和運算系數，利用計費參量對應的運算公式算出當前計費參量的數值。
12.如權利要求11所述的方法，其特征在于根據表具已確定的計費模式來確定運算系數進一步包括根據所述計費模式來確定當前參比量；同時，獲取與所述計費模式對應保存的包括類型劃分和相應運算系數的統(tǒng)計類型系數表；將所述當前參比量與所述統(tǒng)計類型系數表中的類型劃分作比較，以確定當前參比量所屬的統(tǒng)計類型以及相應的運算系數。
13.如權利要求11所述的方法，其特征在于對所獲得的用量數據和運算系數利用計費參量對應的運算公式算出當前計費參量的數值進一步包括根據所述計費模式來選擇需要計算的計費參量；讀取用量采樣處理單元生成的用量數據和系數確定單元確定的運算系數，按照所選擇的計費參量對應的運算公式算出當前計費參量的數值。
14.如權利要求11所述的方法，其特征在于計費模式是單費率或分時復費率模式。
15.如權利要求14所述的方法，其特征在于如果對計費參量進行分時統(tǒng)計，則統(tǒng)計類型系數表中的類型劃分是時間段，而且當前參比量是當前時刻。
16.如權利要求11所述的方法，其特征在于計費模式是單費率或階梯復費率模式。
17.如權利要求16所述的方法，其特征在于如果對計費參量進行階梯統(tǒng)計，則統(tǒng)計類型系數表中的類型劃分是整個結算周期內累計用量的分段區(qū)間，而且當前參比量是當前結算周期內的累計用量。
18.如權利要求11所述的方法，其特征在于計費模式是預付費或后付費模式。
19.如權利要求11所述的方法，其特征在于所述的計費參量包括剩余量。
20.如權利要求11所述的方法，其特征在于所述的計費參量包括累計用量。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有多種計費模式的智能計量表具及其計量方法。用量采樣處理單元計算所接收的計量脈沖信號對應的用量數據；系數確定單元根據表具已確定的計費模式來確定相應的運算系數；計費參量生成單元讀取用量采樣處理單元生成的用量數據和系數確定單元確定的運算系數，利用計費參量所對應的運算公式算出當前計費參量的數值并保存。因此，本發(fā)明使一個智能計量表具可以在多種計費模式之間靈活轉換，從而能夠實現(xiàn)各種類型計量表具的功能，節(jié)省了對計量表具進行重新配置的設計和生產成本。
文檔編號G01D4/00GK1912548SQ20051009018
公開日2007年2月14日 申請日期2005年8月11日 優(yōu)先權日2005年8月11日
發(fā)明者陳大才, 李勇, 王國榮 申請人:北京握奇數據系統(tǒng)有限公司