專利名稱：Ic卡電腦自動加油設備控制裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種加油設備，特別是汽車用自動加油設備及其控制裝置。
現有油站的加油設備基本上為機械式，僅能以“非定量”方式加油，靠人工控制油機油泵的“起”與“停”，加油后使用現金及油票進行結算。不僅加油方式單一，而且加油方式和支付手段仍停留在手工控制階段，造成了種種的不變，加油時工作效率很低下，同時也不利于自動化的管理，急需用先進的技術手段改變目前的落后面貌。
本實用新型的目的就是為了解決現有技術的以上不足，提供一種智能電腦自動加油設備控制裝置，以將現有的加油設備改造成為電腦自動加油設備，以提高加油效率，并使自動化加油管理成為可能。
本實用新型為實現上述目的的解決方案是一種加油設備，包括有流量計73、電磁閥74、油泵71、油氣分離器72、電動機76，其特征是還包含有控制箱1、電源系統、傳感器3和油槍狀態開關4等；所述控制箱1包含有顯示裝置12、103、主控電路板14、鍵盤17、箱體18、IC卡讀寫裝置11；在所述主控電路板14上的電腦控制電路141通過連接頭與顯示裝置12、103、IC卡讀寫裝置11、電源箱2、鍵盤17等相連，通過通訊接口電路及連接頭與前端PC機5相連。
由于采用了上述解決方案，加油時可以使用IC卡代替油票及現金加油，并實現IC卡結算，同時也保留了原有的現金及油票支付方式。在加油方式上，用戶可根據使用的需要選擇定金額、定油量及高速加油。同時，此種加油設備與前端PC機5實現實時通訊，實現電腦化自動管理。


圖1為本實用新型IC卡自動加油控制裝置的總體結構圖；圖2a、2b分別為控制箱的箱體正面、側面結構圖；圖3為IC卡自動加油控制裝置的接線圖4為IC卡自動加油控制裝置的工作原理框圖；圖5為電腦控制電路141示意圖。
以下結合附圖并通過具體的實施例對本實用新型做進一步詳細的介紹。
實施例一見圖1，為本實用新型IC卡自動加油控制裝置的總體結構圖；本裝置實際上是經原加油機改造而成。其改造的基本方案是在原有油機的基礎上增設控制箱1，包括主控電路板14、顯示系統12、15、16、101、102、103、鍵盤17、IC卡讀寫裝置11等，以控制加油；在原油機的油槍75位置處增設微動開關4，用以判斷油槍75的摘槍與掛槍；在原油機流量計73的傳動部分增設傳感器3，用以采樣流量；增設電源箱2，為控制箱1提供電源；保留原油機的其它部分，包括流量計73、電磁閥74、油泵71、油氣分離器72、電動機76等部分。
見圖1，以上所述IC卡電腦自動加油設備控制裝置，由控制箱1、電源箱2、防爆盒6(用于三相供電的油機，單相油機不用)、傳感器3、油槍狀態開關4組成。防爆盒6內裝有固態繼電器61、光隔離驅動電路62等。電源箱2內裝有整流器21、高頻濾波器22、變壓器23等，為控制箱1提供工作電源，可由幾臺控制器共用一個。見圖2a、2b，控制箱1安裝在原加油機的頂部，由2塊大顯示電路板12、后備電池組13、主控電路板14、指示燈15、狀態液晶顯示窗16、鍵盤1 7、箱體18、防爆盒19、長液晶顯示窗101、短液晶顯示窗102、小顯示電路板103、IC卡讀寫裝置11組成。其中，防爆盒19中裝有電源板100；長、短液晶顯示窗101、102各有2套，裝在控制箱1的前面和后面，分別在2塊大顯示電路板12上，狀態液晶顯示窗16及4個指示燈15在小顯示電路板103上。
見圖3，主控電路板14包括電腦控制電路141、電源監測及復位電路142、傳感器接口斯密特電路143、油槍開關狀態監測電路144和通訊接口電路145等。見圖5，電腦控制電路141由MCS-51單片機1411、程序存儲器1412、數據存儲器1413、時鐘電路1414、輸入輸出接口控制電路1415、輸入輸出接口擴展電路1416、譯碼電路1417組成。通訊接口電路145接至前端PC機5，傳感器接口斯密特電路143接至傳感器3，油槍開關狀態監測電路144接至油槍狀態開關4。
IC卡讀寫裝置11具有自動鎖卡及電控自動彈出功能。
見圖3，各電路板之間以及電路板與其它部分之間通過接插頭(J101～J501)和各種電纜線連接主控電路板14分別與2塊大顯示電路板12、后備電池組13、小顯示電路板103、IC卡讀寫裝置11、前端PC機5、油槍狀態開關4、傳感器3、電源板100連接；小顯示電路板103與鍵盤17連接；電源板100接至電源箱2的輸出接頭及防爆盒6中的固態繼電器61；電源箱2的輸入接至工頻220V電源。
本裝置的優點在于實現IC卡加油收費結算，保密度和安全性極高；IC卡加油時，加油及收費一次完成，提高了工作效率，減少了勞動強度，同時，為了方便用戶操作，也保留了原有的現金、油票及記帳等支付方式，便于一般油機到IC卡電腦自動加油機的合理過渡；可選擇進行定量、定金額或高速加油，操作靈活；與前端PC機5聯網，實現加油過程的實時監控，控制嚴密；有液晶顯示及指示燈提示，提示油機的工作狀態及加油信息，便于用戶操作。
整個控制裝置從功能上劃分，由以下7個部分構成，各部分的功能如下1、電腦控制系統主要是電腦控制電路141，位于主控電路板14上，是整個控制裝置的核心，其主要作用是控制和協調各部分電路的正常工作，進行數據存取、運算、邏輯判斷等。
2、顯示系統包括2塊大顯示電路板12、1塊小顯示電路板103及狀態液晶顯示窗16、長液晶顯示窗101、短液晶顯示窗102、指示燈15等，其主要作用是將加油機控制器的各種工作狀態(如系統故障、IC卡的合法性等信息)和加油過程中的油價、油量、金額、卡余額、加油總量等數據以及一些操作信息(如由鍵盤17輸入的各種數據、參量等)通過液晶顯示器提示操作者。
3、IC卡讀寫裝置11實現對IC卡(凡符合ISO7816標準的任何同步、異步卡)的任何操作。
4、鍵盤17其作用是輸入操作指令、加油數據以及密碼等。
5、通訊電路145位于主控電路板14上，其作用是提供一個接口與前端PC機5進行數據交換。
6、傳感器及檢測電路包括傳感器3、傳感器接口電路143、油槍開關狀態檢測電路144，用于油的流量采樣和油槍狀態開關的狀態檢測，傳感器3通過光電效應與流量計相互作用而采樣流量。其中，傳感器接口電路143、油槍開關狀態檢測電路144位于主控板14上。
7、電源系統包括電源箱2、后備電池13和防爆盒19內的電源板100。其作用是將工頻220V的交流電變換成穩定可靠的6V直流電供給控制裝置，以維持各部分電路的正常工作。
整個控制裝置的工作原理為，見圖41、使用加油IC卡加油主控電路板14上電后先進行自檢，將自檢的結果通過J102-J301、J302-J401傳至小顯示電路板103，在狀態液晶顯示窗16上顯示，并通過J107傳到前端PC機5以便前端PC機5監控。
待機狀態下，主控板14內的單片機1411通過J106及J107，不斷地查詢IC卡讀寫裝置11和通訊接口，看是否有卡操作或前端PC機5是否有通訊要求。
當IC卡插入讀寫裝置11后，其內的到位檢測開關就會給出一個狀態信號，通過J106發給單片機1411，同時IC卡讀寫裝置11內的閉鎖機構據此會立即將卡鎖死，此時人工已無法將卡取出。單片機1411收到信息后會立即從程序存儲器1412中調入程序，然后通過J106發出指令給IC卡讀寫裝置11。讀寫裝置11收到指令后給卡加電，并開始讀卡。卡中資料被讀出后，通過J106送入數據存儲器1413，單片機1411調入數據進行密匙運算，判斷卡的合法性，同時卡也判斷控制器的合法性，運算完畢，單片機1411將讀出的信息(卡內余額或非法信息)通過J102-J301、J302-J401傳至小顯示電路板103，在狀態液晶顯示窗16上顯示。
若卡片非法或無效，單片機1411會在狀態液晶顯示窗16上顯示相應錯誤標志，提示操作者。特別是卡為黑名單卡(丟失卡)時，單片機1411會發出指令給IC卡讀寫裝置11，立即將卡鎖死，直至從鍵盤17輸入正確的解除報警密碼，鍵值通過J501-J402、J403-J105傳至主控板14，單片機1411從數據存儲器1413調入相應數據與鍵值核對無誤后，通過J110-J203發出卡座驅動信號給電源板100。電源板100經主控板14驅動讀寫裝置11退卡。
若卡上設置了用戶密碼，單片機1411判斷卡為有效卡后發出“輸入密碼”指令，經J102-J301、J302-J401傳至小顯示電路板，在狀態液晶顯示窗16上指示，提示操作者輸入密碼。密碼經鍵盤17輸入后，傳至主控板14，單片機1411比較此密碼與從卡中讀出的信息相同時，狀態液晶顯示窗16上會顯示卡內余額，可進行下一步的操作；若密碼不符，系統提示重輸密碼，若三次密碼輸錯，卡將被鎖住。
若卡片為合法有效卡，液晶顯示窗16上會顯示出卡內余額。此時通過鍵盤17輸入選擇“定金額”、“定油量”、“高速”中的任一種加油方式，所輸入信息傳至主控板14上的單片機1411。單片機1411接收信息后，將按不同模式控制加油，同時將相應信息通過J401-J404傳至小顯示電路板103，點亮相應的指示燈15，提示操作者。
若選擇“定量加油”或“定金額加油”，用戶還需于鍵盤17輸入一定的油量或金額數值，經J501-J402、J403-J105傳至主控板14，儲存到數據存儲器1413中。
此時，可摘下油槍75加油。油槍75被摘下時，觸動油槍狀態開關4閉合，此信號經J108傳至主控板14，單片機1411收到信號后發出加油命令，經J111-J202傳至電源板，并經J204將此信號傳至防爆盒6內，經光電隔離電路(防止強電信號對弱電信號產生干擾)，再經固態繼電器61將弱電信號轉換成強電信號，從而驅動高電壓大功率的電動機76及電磁閥74，使油從油庫中流出。
在加油過程中，當油槍75出油時，流量計73隨油的流動而旋轉，從而帶動流量計轉軸上的光柵圓盤旋轉，當光柵通過傳感器上的對射式紅外光電頭時，發射管的紅外光就會照射到接收光電管，產生電脈沖，通過J109送到主控板14。單片機1411通過對脈沖的計數達到對油量的計算。同時，實際所加油量及所用金額(經單片機1411計算)、卡內余額等信息經J101-J3011、J102-J301、J302-J401傳至大、小顯示板，在液晶顯示窗上實時顯示。
如果是“定量加油”或“定金額加油”，當單片機1411計量出加油量已經達到欲加油量時，立即發出“停止加油”信號，經J111-J202傳至電源板100，固態繼電器61斷開，切斷電動機76電源，加油停止。單片機1411將實際的卡內余額信息經J106傳至IC卡讀寫裝置11，寫入IC卡內，然后發出退卡指令，經J110-J203傳至電源板100，電源板100經主控板14驅動讀寫裝置11退卡，加油結束。
加油過程中，若直接掛油槍75，油槍狀態開關4斷開，經J108傳至主控板14，單片機1411收到信號后發出“停止加油”命令，經J111-J202傳至電源板100，固態繼電器61斷開，切斷電動機76電源，加油停止。單片機1411將實際的卡內余額寫入IC卡內，然后發出退卡指令，電源板100接到信號后驅動讀寫裝置11退卡，加油完成。
2、使用管理IC卡加油
除用戶所持的加油IC卡外，還可使用加油工所持的管理IC卡加油，其加油原理與“加油IC卡”相同。在此種加油方法下，用戶可選擇“現金”、“油票”、“記帳”這三種支付方式中的任一種。
于IC卡讀寫裝置11中插入管理IC卡，系統判為合法卡后，用戶在鍵盤17上輸入三種支付方式(“現金”、“油票”、“記帳”)中的任一種，所輸信息傳至主控板14，再經J102-J301、J302-J401傳至小顯示電路板103，在狀態液晶顯示窗16上顯示，提示操作者當前的支付方式。此時，即可同用加油IC卡操作一樣，進行不同方式(“定金額”、“定油量”、“高速”)下的加油，加油結束后，狀態液晶顯示窗16上顯示加油所用金額數值，用戶按此值交付現金、油票或記帳。
工頻220V的市電接至電源箱2，經過高頻濾波器22去除網中不穩定的脈動電壓信號，再經過變壓器23將220V高壓降壓為2路10V交流，然后送入防爆盒19，分別經整流濾波得到兩路脈動直流，經穩壓后再經防爆盒19內電源板100上的安全柵電路穩壓限流(保證所有的電路為本質安全)，然后接至主控電路板14。另有一組后備電池13，當控制裝置發生斷電時能夠續流，以維持控制系統可靠保存斷電時系統的參數以及維持給時鐘電路1414繼續供電。
前端PC機5與控制裝置14之間通過RS-485接口驅動電路來建立網絡的物理連接，采用半雙工方式進行點對多點的實時通訊，前端PC機5隨時監控加油機的工作狀態。
權利要求1.一種加油設備，包括有流量計(73)、電磁閥(74)、油泵(71)、油氣分離器(72)、電動機(76)，其特征是還包含有控制箱(1)、電源系統、傳感器(3)、油槍狀態開關(4)；上述控制箱(1)包含有顯示裝置(12)、(103)、主控電路板(14)、鍵盤(17)、箱體(18)、IC卡讀寫裝置(11)；在所述主控電路板(14)上的電腦控制電路(141)通過連接頭與顯示裝置(12)、(103)、IC卡讀寫裝置(11)、電源箱(2)、鍵盤(17)等相連，通過通訊接口電路(145)及連接頭與前端PC機(5)相連。
2.如權利要求1所述的加油設備，其特征是所述傳感器(3)通過傳感器接口電路(143)與電腦控制電路(141)相連，并通過光電效應與流量計(73)相互作用；所述油槍狀態開關(4)通過油槍狀態開關檢測電路(144)與電腦控制電路(141)相連；所述傳感器接口電路(143)和油槍狀態開關檢測電路(144)位于主控電路板(14)上。
3.如權利要求1或2所述的加油設備，其特征是還包含有防爆盒(6)，該防爆盒6內裝有電動機驅動固態繼電器(61)、光隔離驅動電路(62)；所述電源系統包括電源箱(2)、后備電池(13)、防爆盒(19)及防爆盒(19)內的電源板(100)；電源板(100)通過連接頭接至電源箱(2)的輸出接頭及防爆盒(6)中的固態繼電器(61)。
4.如權利要求1或2所述的加油設備，其特征是所述電腦控制電路(141)包括單片機(1411)、程序存儲器(1412)、數據存儲器(1413)、時鐘電路(1414)、輸入輸出接口控制電路(1415)、輸入輸出擴展電路(1416)和譯碼電路(1417)。
5.如權利要求3所述的加油設備，其特征是所述電源箱包括整流器(21)、高頻濾波器(22)和變壓器(23)。
專利摘要本實用新型公開一種加油設備,包括流量計等,還包含有控制箱、電源系統、傳感器、油槍狀態開關等;控制箱包含有顯示裝置、主控電路板、鍵盤、箱體、IC卡讀寫裝置;在主控電路板上的電腦控制電路通過連接頭與顯示裝置、IC卡讀寫裝置、電源箱、鍵盤等相連,通過通訊接口電路及連接頭與前端PC機5相連。本裝置使加油時實現IC卡結算,并可實現電腦化自動管理。可廣泛用于加油站、汽修廠等。
文檔編號G07F15/00GK2341203SQ9821355
公開日1999年9月29日 申請日期1998年3月20日 優先權日1998年3月20日
發明者王德銀, 張天仁, 蔣永立, 李龍, 鄧勇輝, 麥向陽 申請人:深圳市現代計算機有限公司