專利名稱：用于加油機(jī)的智能防盜油編碼器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種加油裝置產(chǎn)品，尤其涉及一種用于加油機(jī)的智能 防盜油編碼器。
背景技術(shù)：
在當(dāng)今社會(huì)，有一些不法加油公司通it^"加油機(jī)裝置進(jìn)行改造而 設(shè)法改變給交通工具加油的實(shí)際數(shù)量，從而達(dá)到顯示的加油數(shù)量與實(shí) 際的加油數(shù)量嚴(yán)重不符的后果，進(jìn)而逃避稅控部門的監(jiān)管，達(dá)到了偷 稅漏稅的目的，這種對(duì)加油機(jī)的不法改造也造成了汽車消費(fèi)者的利益 損害。
為此，市場(chǎng)上出現(xiàn)了種類繁多的附加裝置，其安裝在加油機(jī)的流 量計(jì)上，用來(lái)監(jiān)控這種不法改良。然而，綜觀這些附加裝置，其效果 不甚理想，或者成本昂貴，或者使用效果差等。
因而，有必要提供一種改良的用于加油才幾的智能防盜油編碼器， 以便克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于加油才幾的智能防盜油編碼器，其成 本低廉、防止不法加油公司對(duì)加油機(jī)進(jìn)行非法改造的效果十分理想，因此具有一定的推廣價(jià)值。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種用于加油^L的智能防盜油編 碼器，包括主傳感器輸入端、對(duì)該主傳感器輸入端的輸入信號(hào)進(jìn)行差 分放大的差分放大器、用于接收來(lái)自差分放大器的放大輸入信號(hào)的微 處理器、用于為微處理器的運(yùn)算提供存儲(chǔ)空間的存儲(chǔ)器、與該微處理 器電性連接的通用串行接口 、與該微處理器電性連接的脈沖輸出端及 同時(shí)與通用串行接口及脈沖輸出端電性連接的系統(tǒng)連接器。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于成本低廉、防止不法加油公司對(duì)加油機(jī)進(jìn)行 非法改造的效果十分理想，具有一定的推廣價(jià)值。
下面將結(jié)合附圖，通過(guò)優(yōu)選實(shí)施例詳細(xì)描述本發(fā)明。


圖1為本發(fā)明提供的用于加油機(jī)的智能防盜油編碼器的功能模 塊圖。
圖2為圖1所示智能防盜油編碼器的局部電路圖。 圖3為圖1所示智能防盜油編碼器的局部電路圖。 圖4顯示了圖2、圖3中電路的波形。
圖5顯示了圖1所示智能防盜油編^5馬器與加油才幾的流量計(jì)之間的 裝配關(guān)系。
圖6為圖5所示結(jié)構(gòu)的剖視圖。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)在參考附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述。
參考圖1,本發(fā)明提供的用于加油機(jī)的智能防盜油編碼器100用
于安裝在加油機(jī)的流量計(jì)的適當(dāng)位置上，從而可以實(shí)現(xiàn)對(duì)加油過(guò)程客
觀地監(jiān)視的目的。所述智能防盜油編碼器100包括主傳感器輸入端 10、對(duì)該主傳感器輸入端10的輸入信號(hào)進(jìn)4于差分放大的差分放大器 20、用于接收來(lái)自差分放大器20的放大輸入信號(hào)的微處理器30、用 于為微處理器30的運(yùn)算提供存儲(chǔ)空間的存儲(chǔ)器，比如EEPROM40、 與該孩i處理器30電性連接的通用串行接口 50、與該孩t處理器30電 性連接的脈沖輸出端60以及同時(shí)與通用串行接口 50及脈沖輸出端 60電性連接的系統(tǒng)連接器70。
此外，所述智能防盜油編碼器IOO可以進(jìn)一步包括冗余傳感器輸 入端80及對(duì)該冗余傳感器輸入端80的輸入信號(hào)進(jìn)行差分放大的差分 放大器90。差分放大的差分放大器90的放大信號(hào)也可以傳送給微處 理器30,以便由微處理器30對(duì)該放大信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)的處理。設(shè)置冗 余傳感器輸入端80及對(duì)該冗余傳感器輸入端80的輸入信號(hào)進(jìn)行差分 放大的差分》支大器90的目的是當(dāng)主傳感器輸入端10工作失效時(shí)，替 代失效的傳感器10，從而確保編碼器100不間斷地工作，進(jìn)而提高 了加油過(guò)程的監(jiān)管力度。所述主傳感器輸入端10、冗余傳感器輸入 端80可以包含磁傳感器，比如可以為MR磁阻元件類型的磁傳感器。
所述智能防盜油編碼器100適用于加油站內(nèi)加油機(jī)的流量計(jì)量。 主要特點(diǎn)采用磁編碼器和微處理器進(jìn)行流量檢測(cè)、防止反轉(zhuǎn)、防止 盜油，并通過(guò)串口通訊與計(jì)量CPU進(jìn)行命令接收，計(jì)數(shù)返回，并且采用了安全的加密算法進(jìn)行命令認(rèn)證，其防錯(cuò)、糾錯(cuò)能力強(qiáng)，并且通 過(guò)磁場(chǎng)強(qiáng)度檢測(cè)來(lái)防止產(chǎn)品祐人為地拆下來(lái)進(jìn)行偷油。適用于危險(xiǎn)區(qū) 域及非接觸式測(cè)量方式，并且電路部分完全密封于殼體內(nèi)。
此外，編碼器的許多功能是通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)的，比如防反轉(zhuǎn)、防破
壞磁鐵，并且智能地輸出不同分辨率的脈沖的功能。參考圖2-4,磁 傳感器可以為磁阻元件MR,其特點(diǎn)是采用了是雙橋路的設(shè)計(jì)(如圖 2、 3所示)，并且兩者之間成45度擺放。橋臂電阻隨磁場(chǎng)與其夾角a 的變化而變化。R (H) =RO[l+AR/R+Sin2co (H)]。其中，橋1: Voutl=k*Vin*Cos (2a) -kCos (2a )，而橋2: Vout2= kSin (2a )。通 iti支大電路使得Voutl、 Vout2變成幅度值為4v的交流電壓。通過(guò)微 處理器的模數(shù)轉(zhuǎn)換器將Sin (2a)與Cos (2a)進(jìn)4亍邏輯運(yùn)算和處理， 并且找出對(duì)應(yīng)的角度a,其近似關(guān)系為a=l/2arctg(Sin2a/Cos2a)。對(duì) 應(yīng)不同的分辨率而在輸出端口輸出相應(yīng)的脈沖數(shù)。例如，當(dāng)將分辨率 設(shè)定為200PPR時(shí)，每路在旋轉(zhuǎn)一周后輸出200個(gè)脈沖，即每隔1.8 度就輸出一個(gè)脈沖。當(dāng)出現(xiàn)反轉(zhuǎn)情況時(shí)，則將計(jì)數(shù)器進(jìn)行遞減，但不 輸出脈沖。
雙傳感器的運(yùn)行采用了 Sin^+Cos^-常數(shù)的方式來(lái)檢測(cè)各自的 工作狀態(tài)。該常數(shù)在正負(fù)10%內(nèi)變化時(shí)表示工作正常。反之，則測(cè)出 不正常工作的傳感器。
進(jìn)行檢測(cè)非法提高編碼器來(lái)改變磁鐵的方法是軟件對(duì)輸出的 Sin信號(hào)和Cos信號(hào)進(jìn)行才緣轉(zhuǎn)換，判斷Sin有效值是否等于Cos的 有效值。如果相等的話，則表示磁鐵工作不正常，從而報(bào)警?；蛘邫z測(cè)Sin^與Cos^的和是否為常數(shù)，如果不是常數(shù)，則表示磁鐵工作 異常，因此需勤艮警。
參考圖5、 6，所述智能編碼器可安裝于流量計(jì)的上蓋104上， 并且套設(shè)在輸出軸102的上方。磁鐵114通過(guò)安裝在輸出軸102末端 的軸套110而固定在輸出軸102上，從而隨著流量計(jì)的輸出軸102 — 起轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)磁鐵114與輸出軸102—起轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，磁鐵114產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)變 化的磁場(chǎng)。這種旋轉(zhuǎn)變化的磁場(chǎng)被磁編碼器感應(yīng)到，并且輸出的信號(hào) 經(jīng)過(guò)微處理器(參考圖1) 30處理之后，而生成兩路方波脈沖信號(hào)并 且輸出。此外，通過(guò)串行接口 50對(duì)分辨率進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而設(shè)定反轉(zhuǎn) 報(bào)警。程序采用了一定的加密算法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密。自檢程序確保各 部分的電路正常地工作，從而形成了閉環(huán)控制模式。計(jì)量CPU與微 處理器之間采用了串口通信協(xié)議，對(duì)開始加油命令認(rèn)證、對(duì)加油結(jié)束 計(jì)數(shù)值認(rèn)證，同時(shí)發(fā)送報(bào)錯(cuò)、報(bào)警信號(hào)。通過(guò)這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，產(chǎn)品的 主體如果被提高一小 巨離或被拆卸時(shí)，專用的外加強(qiáng)磁場(chǎng)干擾會(huì)對(duì) 磁阻元件的信號(hào)輸出產(chǎn)生影響，通過(guò)檢測(cè)該信號(hào)的變化幅度，從而確 定盜油行動(dòng)的發(fā)生，并且給計(jì)量CPU發(fā)出報(bào)警信號(hào)。
下面介紹智能編碼器的工作才莫式上電后，智能編碼器ii7v初始 化狀態(tài)，上電自檢程序確保各部分功能正常(軟件、硬件自檢)。
初始化狀態(tài)，對(duì)脈沖計(jì)數(shù)器清零，等待主機(jī)(加油機(jī))的加油開 始命令，如果接收到加油開始命令的話，轉(zhuǎn)入加油流量計(jì)的轉(zhuǎn)動(dòng)檢測(cè)。
進(jìn)行加油流量計(jì)轉(zhuǎn)動(dòng)檢測(cè)狀態(tài)，當(dāng)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，i^/v下一個(gè)計(jì)數(shù) 狀態(tài)。當(dāng)正向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，脈沖計(jì)數(shù)器根據(jù)特定的分辨率i殳定而遞增計(jì)量脈
沖數(shù)，并且輸出脈沖波形(根據(jù)模式設(shè)定A、 B兩路正交方波，或者 兩路反向方波)。當(dāng)遇到反向轉(zhuǎn)動(dòng)或加油停止的狀況時(shí)，進(jìn)入下一個(gè) 狀態(tài)(反轉(zhuǎn)處理，或流量計(jì)轉(zhuǎn)動(dòng)檢測(cè)狀態(tài))。
反轉(zhuǎn)處理，根據(jù)不同的模式設(shè)定，對(duì)反轉(zhuǎn)的脈沖數(shù)iiA處理，當(dāng) 反轉(zhuǎn)的脈沖數(shù)小于設(shè)定的閾值時(shí)，那么僅僅遞減計(jì)量脈沖數(shù)，然后等 待正轉(zhuǎn)脈沖的補(bǔ)償，直到計(jì)數(shù)器重新回復(fù)到原始的正轉(zhuǎn)數(shù)量為止，再 回歸到上一個(gè)正轉(zhuǎn)狀態(tài)。如果反轉(zhuǎn)脈沖數(shù)超過(guò)閾值的話，則報(bào)錯(cuò)并停 止加油。
加油結(jié)束，正常結(jié)束加油動(dòng)作后，將加密的脈沖數(shù)返回到主機(jī)。
下面描述編碼器的運(yùn)行過(guò)程。
狀態(tài)S0:啟動(dòng)初始化狀態(tài)，執(zhí)行開機(jī)自檢。
狀態(tài)S1:將SO的狀態(tài)進(jìn)行初始化，將脈沖計(jì)數(shù)初始化為0，等 待來(lái)自主機(jī)的加油命令，并且在接收到加油命令之后而轉(zhuǎn)變狀態(tài)。
狀態(tài)S2:從S1 ii^來(lái)自主機(jī)的加油命令狀態(tài)，開始轉(zhuǎn)動(dòng)檢測(cè)。
狀態(tài)S3:正向轉(zhuǎn)動(dòng)，脈沖計(jì)數(shù)器以轉(zhuǎn)動(dòng)分辨率遞增，輸出所產(chǎn) 生的脈沖，如果轉(zhuǎn)動(dòng)停止的話則返回S2,或者如果方向改變的話則 轉(zhuǎn)向S4。
狀態(tài)S4:根據(jù)模式而反向流動(dòng)，如果轉(zhuǎn)動(dòng)停止則返回S2，或者 如果方向改變的話則轉(zhuǎn)向S3。
狀態(tài)S5:加油結(jié)束，根據(jù)主機(jī)的請(qǐng)求而發(fā)送脈沖計(jì)數(shù)。 本發(fā)明提供的智能編碼器具有許多明顯的有益效果。采用無(wú)機(jī)械接觸式測(cè)量。磁傳感技術(shù)可靠、無(wú)磨損且抗干擾能力
強(qiáng)。而且環(huán)境適應(yīng)能力也比一般的光電技術(shù)要強(qiáng)。同時(shí)其MTBF也 很長(zhǎng)，比如長(zhǎng)達(dá)10年。通過(guò)檢測(cè)特殊磁鐵的磁場(chǎng)強(qiáng)度變化，內(nèi)置的 磁傳感器能讓微處理器發(fā)現(xiàn)干擾的磁場(chǎng)，并且把編碼器非法提高企圖 偷油的行為將發(fā)出警報(bào)給稅控部門。強(qiáng)壯的軟件和硬件設(shè)計(jì)，各, 有自檢、防錯(cuò)設(shè)計(jì)，從而有效地實(shí)現(xiàn)了內(nèi)置的閉環(huán)系統(tǒng)，也具有掉電 保護(hù)、數(shù)據(jù)恢復(fù)功能。冗余設(shè)計(jì)，采用了兩個(gè)i茲傳感器內(nèi)置技術(shù)。當(dāng) 一個(gè)傳感器正常工作時(shí)，另一個(gè)磁傳感器作為后備傳感器使用，當(dāng)其 中一個(gè)磁傳感器發(fā)生4*溪或損壞時(shí)，則另一個(gè)傳感器仍然能夠正常工 作，并且采用報(bào)警的形式通知用戶更換。靈活的多種分辨率，不同工 作模式的設(shè)定。
通過(guò)串行接口 ，可在出廠前根據(jù)客戶的需求進(jìn)行設(shè)定，從而滿足 不同的需求。防反轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)，切合實(shí)際的加油機(jī)狀況，對(duì)由于油管的膨 脹而導(dǎo)致的反轉(zhuǎn)信號(hào)而進(jìn)行識(shí)別，從而有效地區(qū)分故意的偷油行為和 自然狀態(tài)下的反轉(zhuǎn)。脈沖發(fā)生器(編碼器)與加油機(jī)的CPU采用了 加密的通訊數(shù)據(jù)形式，并且以特定的協(xié)議而互相傳輸數(shù)據(jù)并互相認(rèn) 證，這種加密算法難以被破解，從而有效地防止偷油行為的發(fā)生。采 用串口信號(hào)線對(duì)各種狀態(tài)下發(fā)生的錯(cuò)誤以特定編碼的形式顯示于加 油機(jī)的控制面板的顯示器上，從而提示用戶檢查錯(cuò)誤或報(bào)警。本產(chǎn)品 的EMC符合相應(yīng)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。
以上所揭露的僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，當(dāng)然不能以此來(lái)限 定本發(fā)明^^又利范圍，因此依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍所作的等同變化，仍屬本發(fā)明所涵蓋的范圍
權(quán)利要求
1.一種用于加油機(jī)的智能防盜油編碼器，其特征在于包括主傳感器輸入端、對(duì)該主傳感器輸入端的輸入信號(hào)進(jìn)行差分放大的差分放大器、用于接收來(lái)自差分放大器的放大輸入信號(hào)的微處理器、用于為微處理器的運(yùn)算提供存儲(chǔ)空間的存儲(chǔ)器、與該微處理器電性連接的通用串行接口、與該微處理器電性連接的脈沖輸出端及同時(shí)與通用串行接口及脈沖輸出端電性連接的系統(tǒng)連接器。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于加油機(jī)的智能防盜油編碼器，其 特征在于所述存儲(chǔ)器為EEPROM。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于加油機(jī)的智能防盜油編碼器，其 特征在于所述智能防盜油編碼器進(jìn)一步包括冗余傳感器輸入端及對(duì) 該冗余傳感器輸入端的輸入信號(hào)進(jìn)行差分^L大的差分》文大器，差分放 大的差分放大器的放大信號(hào)傳送給微處理器，以便由微處理器對(duì)該放 大信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)的處理。
4.
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于加油機(jī)的智能防盜油編碼器，其特征在于所述磁傳感器為MR;茲阻元件類型的磁傳感器。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于加油機(jī)的智能防盜油編碼器，其 特征在于所述冗余傳感器輸入端包含》茲傳感器。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于加油機(jī)的智能防盜油編碼器，其 特征在于所述磁傳感器為MR^磁阻元件類型的,茲傳感器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于加油機(jī)的智能防盜油編碼器，包括主傳感器輸入端、對(duì)該主傳感器輸入端的輸入信號(hào)進(jìn)行差分放大的差分放大器、用于接收來(lái)自差分放大器的放大輸入信號(hào)的微處理器、用于為微處理器的運(yùn)算提供存儲(chǔ)空間的存儲(chǔ)器、與該微處理器電性連接的通用串行接口、與該微處理器電性連接的脈沖輸出端及同時(shí)與通用串行接口及脈沖輸出端電性連接的系統(tǒng)連接器。智能防盜油編碼器的成本低廉、防止不法加油公司對(duì)加油機(jī)進(jìn)行非法改造的效果十分理想，具有一定的推廣價(jià)值。
文檔編號(hào)G01F1/56GK101319926SQ20081002775
公開日2008年12月10日 申請(qǐng)日期2008年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月29日
發(fā)明者邁克·沃爾茲克 申請(qǐng)人:精量電子(深圳)有限公司