專利名稱：Ic卡水泵計量控制裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種水泵計量自動控制裝置，尤其是一種采用IC卡控制水泵計量的裝置。
目前，由國內外的統計數據表明，全世界的水資源及其短缺，國內水資源的儲量更是有限，擺在人們面前的首要問題是如何合理地、有效地利用水資源來造福于人類、造福于子孫后代。節約用水，是水資源管理工作中的重中之重，因此，各行各業有必要采用科學的管理手段，依靠現代的科學技術來對水資源進行監控并合理利用。然而，國內目前對水資源的管理及收費所采用的手段仍然是通過傳統的機械式流量儀表進行計量，并由人工上門采集數據進行統計、計算，發放收費通知單，并收取相關的費用，極大地浪費了人力、物力、財力，且工作效率低，再加上傳統的機械式流量儀表存在著易堵塞、在高速水流下易損壞、可維護性差等不足，極易造成大量水資源的無故流失，給國家帶來極大的損失。因此，有必要對現有的水資源利用及管理進行改進。
本發明的目的在于克服現有技術之不足，提供一種先購水，后使用，便于精確計量，統一管理，并自動切斷水泵電源的IC卡水泵計量控制裝置。
本發明能對抽水電動機的任意一相電流或電壓進行采樣，并送入微處理器處理。當電動機停轉時，微處理器會及時采集標準時鐘電路的年、月、日、時、分等信號，并以一年或其它給定值為標志進行存儲；當電動機運轉時，微處理器能及時記錄供水時間；當存儲水量為零時，微處理器能輸出一個控制信號使水泵停止供水。
本發明的具體技術方案是它包括電度表、感應器、觸點開關，其特征在于它還包括微處理器，用于采集、計量用水數據，控制用水量，以及與微處理器電連接的信號采集器，用于采集電度表上的數據，并將其轉換成與微處理器相匹配的信號而輸入其內，和分別與微處理器電連接的用于存取數據的數據存儲器、傳遞信息的IC卡接口、記錄時間的時鐘電路、保護數據的斷電保護器、啟動仃止水泵的控制器、顯示用水量的顯示器。其中，光電采集器1通過電阻R5、電容C7與微處理器3的13腳相連，以便將電度表轉盤上的數字轉換為電壓信號，并將其處理成與微處理器相匹配的電信號輸入其中，經微處理器轉換為水量存入存儲器2中，再由微處理器分析、計算、處理用水量；存儲器2的5腳和6腳分別與微處理器3的4腳和3腳相連，以便存儲數據，再通過時鐘電路信號讀寫數據；IC卡接口4的3腳、6腳分別與微處理器3的6腳、7腳相連接，10腳與電阻R3一端、微處理器3的8腳相連接，8腳與晶體管P1的集電極相連接，用于將IC卡上的數據輸入微處理器中，以便啟動水泵工作，或者將微處理器中的數據讀寫到IC卡上，便于統計管理；時鐘電路5的4-11腳分別與微處理器3的39-32腳相連接，14-13腳分別與微處理器3的30-9腳相連接，用于將時間數據送入微處理器的工作存儲器中；斷電保護器6的16腳與微處理器3的29腳相連接，12腳通過電阻R8與微處理器的2腳相連接，以便在斷電或通電時，強行初始化微處理器中的數據，維持微處理器的供電電壓，使之進入正常、省電、復位等模式，保護其中的數據不損失；水泵控制器7由三極管、繼電器及其觸點開關構成，三極管基極與微處理器3的1腳相連接，繼電器與水泵電連接，以便根據微處理器的信號，通過繼電器及其觸點開關的吸合，控制水泵的啟動或仃止；顯示器8由顯示驅動器及顯示管、三極管構成，三極管基極與微處理器21腳相連，顯示驅動器的1、2腳和8腳分別與微處理器3的10腳和11腳相連，3-6腳、10-13腳分別與數碼管的1-7腳相連接，用于將微處理器中的數據進行顯示碼轉換，并使之顯示出來。
由于上述方案，使發明具有下列優點和積極效果1，通過該裝置，使管理者在簡單的操作中便完成復雜、繁鎖的統計、管理工作，而對于用戶來說，只須一張IC卡便可完成水量的購買、顯示，數據的傳遞，以及對單位用水情況的查詢。
2，由于各種保護功能，使數據不易損失、不會被破壞，具有較高的安全性能。
3，一改傳統的先用水后交費，不易管理等落后狀況，使用戶先購水后使用，有利于計劃用水，節約用水，并實施科學管理。
4，數據采集、統計精確，用水情況的監測、控制靈敏，查詢方便、快速。


圖1為本發明之電路方框圖；圖2為本發明之具體實施例電路結構圖。
下面結合附圖對本發明做進一步描述。
圖1中，1為信號采集器，2為存儲器，3為微處理器，4為IC卡接口，5為時鐘電路，6為斷電保護器，7為水泵控制器，8為顯示器，9為電源。
圖2中，信號采集器1為3PIN光電采樣器，置于電度表內，它的3腳與電源VCC相連接，2腳與地相連接，1腳與電阻R5、電容C7一端相連接并接于微處理器3的13腳，電阻R5、電容C7的另一端與地相連接。存儲器2由兩塊AT24C64集成電路U2和U6構成，它們的5腳均與微處理器U0的4腳相連接，它們的6腳均與微處理器U0的3腳相連接，它們的7腳分別與地相連接，U2的1腳與電源VCC相接，2腳、3腳與地相接，U5的1腳、2腳與電源VCC相接，3腳與地相接。微處理器3采用AT89C51集成電路U0。IC卡接口電路4由集成電路U6和三極管P1組成，U6的1腳、9腳與地相連接，3腳、6腳分別與微處理器U0的6腳、7腳相連接，10腳與電阻R3一端、微處理器U0的8腳相連接，8腳與晶體管P1的集電極相連接，該管的基極經電阻R2與微處理器U0的5腳相連接，發射極與電源VCC相連接，電阻R3的另一端與電源VCC相連接。時鐘電路5為帶電磁的通用型標準時鐘電路，能實時產生標準時間，該電路中的集成電路U1采用DDS12887B集成電路，其4-11腳分別與微處理器U0的39-32腳相連接，14、17、16、13腳分別與微處理器U0的30、17、16、9腳相連接，18腳分別與電阻R11、電容C13的一端相連接，電阻R11的另一端與電源VCC相連接，電容C13的另一端與集成電路U1的1腳相連并與地相接。斷電保護器6即看門狗電路，采用MC14060BCPP集成電路U3，U3的15腳與二極管D9的正極相連接，二極管D9的負極與電解電容器C8的負極、電阻R4的一端相連并接于微處理器U0的28腳，電解電容器C8的正極與電源VCC相連接，電阻R4的一另端與地相連接，集成電路U3的11、10、9腳分別與電阻R6、R7、電容C2的一端相接，電阻R6、R7、電容C2的另一端相連接，集成電路U3的12腳與電阻R9、電容C3與電阻R8相串聯后的一端相連接，電阻R9的另一端與地相連接，電容C3與電阻R8相串聯后的另一端與微處理器U0的2腳相連接。水泵控制電路7也即阻斷器電路中的繼電器JD線圈的一端與二極管D1的負極相連并與電源VDD相連接，繼電器JD線圈的另一端與二極管D1的正極相連并與晶體管N1的集電極相連接，晶體管N1的基極與電阻R22的一端相連并與微處理器U0的1腳相連接，電阻R22的另一端與電源VCC相連接，晶體管N1的發射極與地相連接，繼電器JD的常開觸點的兩端串接于水泵主控電源電路之中。顯示器8采用SNC74HC164N集成電路U4，該電路是把微處理器中的數據處理信號經BCD(七段碼)碼轉換，實時顯示出當前的用水情況，以便及時處理，該電路中，晶體管N2-N7的基極分別與微處理器U0的26-21腳相連接，各晶體管的集電極分別與電源VCC相連接，各晶體管的發射極分別與數碼器L1-L6相連接，顯示驅動器U4的3-6腳、10-13腳分別與BCD碼(七段碼)一至七腳相連，1、2腳和8腳分別與微處理器3的10腳和11腳相連，從微處理器11腳、10腳中送入的數據進行顯示碼轉換，分別送入要顯示的顯示位中進行顯示。電源9由TRR變壓器、整流二極管、穩壓電路組成，其工作原理是把220伏交流電，通過變壓器變壓、整流、濾波、穩壓轉換為5伏直流電源送入微處理器的12腳，以便為各單元提供工作電源。
本發明的工作過程如下起動水泵，電流互感器工作，電度表轉動，光電采樣器采集電度表轉盤上光電信號，光電采樣器1腳將光電信號送到微處理器13腳，微處理器接到開泵信號，首先判斷是否存有水量，若無水量，微處理器1腳發出控制信號，該信號電頻為零，此時，阻斷器(控制電路)不工作，繼電器觸點斷開，水泵不能工作；若有水量，微處理器1腳發出控制電壓信號，使控制電路工作，繼電器觸點吸合，水泵工作。其工作順序如下1、初始化，通過IC卡把密碼、戶號、水量參數輸入微處理器，微處理器把數據存入存儲器中，供以后讀出對比。
2、購水，同樣把水量輸入微處理器，再把水量存入存儲器中，并由顯示器顯示。此時，控制電路工作，水泵可以啟動。
3、時鐘電路，通過數據線把時鐘電路產生的時鐘信號送入微處理器中的寄存器供微處理器隨時調用。
4、數據存儲器，當開泵或停泵時、發卡購水時，微處理器把相應寄存器中的數據送入存儲器當中，由存儲器存儲備用。
5、看門狗，當通電或斷電時，通過看門狗電路復位微處理器即把相應的初始化數據調入微處理器中。
6、顯示器，把微處理器的寄存器中數據實時掃描顯示出來。
權利要求
1，一種IC卡水泵計量控制裝置，包括電度表、感應器、觸點開關，其特征在于它還包括微處理器，用于采集、計量用水數據，控制用水量，以及與微處理器電連接的信號采集器，用于采集電度表上的數據，并將其轉換成與微處理器相匹配的信號而輸入其內，和分別與微處理器電連接的用于存取數據的數據存儲器、傳遞信息的IC卡接口、記錄時間的時鐘電路、保護數據的斷電保護器、啟動或仃止水泵的水泵控制器、顯示用水量的顯示器。
2，根據權利要求1所述的裝置，其特征在于光電采集器1通過電阻R5、電容C7與微處理器3的13腳相連，用于采集電度表上的數據，并將其轉換成與微處理器相匹配的信號而輸入微處理器內。
3，根據權利要求1所述的裝置，其特征在于存儲器2的5腳和6腳分別與微處理器3的4腳和3腳相連，以便存儲數據，并通過時鐘電路提供的信號讀寫數據。
4，根據權利要求1所述的裝置，其特征在于IC卡接口4的3腳、6腳分別與微處理器3的6腳、7腳相連接，10腳通過電阻R3與微處理器3的8腳相連接，8腳與晶體管P1的集電極相連接，用于將IC卡上的數據輸入微處理器中，以便啟動水泵工作，或者將微處理器中的數據讀寫到IC卡上，便于統計管理。
5，根據權利要求1所述的裝置，其特征在于時鐘電路5的4-11腳分別與微處理器3的39-32腳相連接，14-13腳分別與微處理器3的30-9腳相連接，用于將時間數據送入微處理器的工作存儲器中。
6，根據權利要求1所述的裝置，其特征在于斷電保護器6的16腳與微處理器3的28腳相連接，12腳通過電阻R8與微處理器的2腳相連接，用于在斷電或通電時，強行初始化微處理器中的數據，維持微處理器的供電電壓，使之進入正常、省電、復位等模式，保護其中的數據不損失。
7，根據權利要求1所述的裝置，其特征在于水泵控制器7的三極管基極與微處理器3的1腳相連接，繼電器與水泵電連接，用于根據微處理器的指令控制水泵的啟、斷。
8，根據權利要求1所述的裝置，其特征在于顯示器8的三極管基極與微處理器21腳相連，顯示驅動器的1、2腳和8腳分別與微處理器3的10腳和11腳相連，3-6腳、10-13腳分別與數碼管的1-7腳相連接，用于顯示用戶用水情況。
全文摘要
本發明提供一種IC卡水泵計量控制裝置,包括電度表、感應器、觸點開關,其特征在于它還包括微處理器,與微處理器電連接并設于電度表中的信號采集器,以及分別與微處理器電連接的數據存儲器、IC卡接口、時鐘電路、斷電保護器、水泵控制器、顯示器。能使用戶先購水后使用,有利于計劃用水,節約用水,使管理者在簡單的操作中便完成復雜、繁瑣的統計、管理工作,且監測、控制靈敏,查詢方便、快速,有效實施了科學管理。
文檔編號G01F1/00GK1269502SQ99114770
公開日2000年10月11日 申請日期1999年4月1日 優先權日1999年4月1日
發明者黃長春, 王玉榮, 李永列 申請人:黃長春, 王玉榮, 李永列