专利名称：大容量远程抄表集中控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及通信和自动控制应用技术领域，特别是一种用于城镇自来水、供热和煤气等公用能源公司远程抄表和控制的自控装置。
公用能源用户查表收费和管理一直是个难题，原来的手工查表收费和人工管理成本高、困难大、周期长、效率低，给用户和管理部门带来极大的不便。现在出现的远、程自动抄表和自控系统虽能解决上述问题，但由于要给每个用户都提供一个自动采集和控制终端，成本相当高，而且象自来水、供热、煤气等要求在停电时能保证用户一定的使用时间，这就需要配备充足的后备能源。有些系统通过将多个用户集中管理虽然部分解决了成本问题，但由于控制电路设计不合理，使功耗问题解决不了，同时集中控制数量有限。
本实用新型的目的是克服上述现有技术的不足之处，提供一种集中控制的用户数量能达到96户以上，极大地降低了各用户分摊的成本和自控系统功耗的大容量远程抄表集中控制器。
本实用新型是通过以下措施实现的大容量远程抄表集中控制器包括单片机控制单元、液晶显示单元、远程通信接口单元、时钟单元、键盘接口单元、信号检测单元和电磁阀驱动单元等，该控制器还包括一用于分时检测多用户的计量表的计量信号和分时驱动各用户电磁阀的逻辑控制接口单元，该逻辑控制接口单元由译码集成电路U5、U14和电子开关集成电路U15～U23构成，由单片机控制单元直接控制译码集成电路U5、U14来选通电子开关集成电路U15～U23。从而确定相应的表与阀。
译码集成电路U5的A、B、C、D端分别接单片机控制单元U1的P4.4～P4.7端，U14的A、B、C、D端和电子开关集成电路U15的A、B、C、D端接U1的P4.0～P4.3端，U5的Y0～Y5端分别接阀接口板VALVE1～VALVE6,Y8～Y13端分别接表接口板METER1～METER6,U15的I00～I015分别接表接口CON_METER的J1～J16,U14的Y0～Y15端分别接U16～U23，U16～U23各自的A端分别接阀接口CON V的J1～J16，单片机U1通过U5的译码选择不同的阀或表接口板，通过译码器U14选择电子开关U16～23以选通不同的电磁阀，通过电子开关电路U15选通各自的表。
本实用新型的优点在于该抄表集中控制器设置逻辑控制接口单元，并通过译码集成电路和开关电路切换来完成信号检测和电磁阀控制，使本实用新型的电路大大简化，相应的功耗降低且控制用户数量能达到96户以上，因而也降低了各用户的分摊成本，使远程自动抄表和控制系统在实际应用中具有很大的市场潜力。
图1是本实用新型的电路方框示意图；图2是本实用新型的电原理图；图3是本实用新型表接口电路图；图4是本实用新型电磁阀接口电路图。
以下结合附图对本实用新型做进一步的详述大容量远程抄表集中控制器包括单片机控制单元1、液晶显示单元2、远程通信接口单元3、时钟单元4、键盘接口单元5、信号检测单元7和电磁阀驱动单元8。该控制器过包括一用于分时检测多用户计量表的计量信号和分时驱动各用户电磁阀的逻辑控制接口单元6，该逻辑控制接口单元由译码集成电路(U5、U14)和电子开关集成电路(U15～U23)构成。
单片机控制单元1由单片机U1(P80C552)、锁存器U2(74HC373)、程序存储器U3(27C512)、数据存储器U4(62256)、译码器U13(74HC138)和C6、C7、Y4(6MHz)组成，U1的P0口(P00～P07)与U2的1D～8D接口，ALE接U2的第11脚；U2的1Q～8Q接U3、U4的A0～A7；U1的P2口(P20～P27)接到U3、U4的A8～A15,U1的P0口(P00～P07)接U3的DQ1～DQ8和U4的D0～D7,U3的第20、22脚接U1的PSEN；U4的CS接到U1的P2.7，WE接U1的WR,OE接到U1的RD；U13的A、B、C、D、G1、G2A、G2B接U1的A8、A9、A10、A15、A13、A14。单片机U1具有5个端口P0～P5。内部有256字节动态存储器用来存储动态数据，单片机具有A/D转换功能，可用来检测仪表提供的模拟信号，外部程序存储器U3可以存储的最大程序量为64K字节，数据存储器U4可以存储32K字节的数据，U13为地址译码器分配外路数据地址。
液晶显示单元2由双向驱动器U8(74HC245)和液晶显示模块LCM组成，U8的A1～A8按U1的P0口(P00～P07)，G脚接U13的Y4,DIR端接U1的RD；LCM的D0～D7端接U8的B1～B8端，LCMDI端接U1的P1.3,U8的主要作用是增强数据驱动能力。
远程通信接口单元3由调制解调器芯片U7(TSC73K222AL)、远放U9(LM2902)、Y2(11MHz)、C2、C3、C8、C11、C12、C14、C18、C20、C19、C24、T1、L1、R10、R17、R11、R16、R21、R22、R23、R15、R12、R13、R19、R24、R27、Q1、RY1、D3、RV1组成，U1的AD0～AD7端按U1的P0口(P00～P07)，ALE接U1的ALE端，WR接U1的WR端，RD接U1的RD端，CS接U13的Y3端，TXD接U1的TXD端，RXD接U1的RXD端；Q1的基极通过R27接到U1的P1.4端，U7具有远程数据发送的调制功能和远程数据接收解调功能。
时钟单元4由时钟芯片U12(PCF85937)、Y1组成，U12的INT、SCL、SDA端接U1的P3.2、P1.6、P1.7端，时钟芯片U12为系统的定时传送数据和其它定时操作提供时钟，它与单片机U1之间通过IIC接口连接。
键盘接口单元5由驱动器U10(74HC244)、锁存器U11(74HC377)和4X4键盘组成，U10的A1～A4端和U11的1Q～4Q端接键盘，U10的Y1～Y4端和U11的1D～8D端接U1的P0口(P00～P07)，U10的1G端接U1的RD端，2G端接U13的Y0端，U11的CLK端接U1的WR端，G端接U13的Y1端，单片机发出的扫描信号通过锁存器U11提供给键盘，接收的扫描信号通过驱动器U10传送到单片机控制单元1。
逻辑控制接口单元6由程序控制译码集成电路U5、U14和电子开关集成电路U15、U16～U23、R17组成，U5的A、B、C、D端分别接单片机U1的P4.4～P4.7端，U14的A、B、C、D端和U15的A、B、C、D端接单片机U1的P4.0～P4.3端，U5的Y0～Y5端分别按阀接口板VALVE1～VALVE6,Y8～Y13端分别接表接口板METER1～METER6,U15的I00～I015端分别按表接口CON_METER的J1～J16,U14的Y0～Y15端分别接U16～U23,U16～U23各自的A端分别接到阀接口CON-V的J1～J16，单片机通过U5的译码选择不同的阀和表接口板，通过译码器U14选择电子开关U16～U23以选通不同的电磁阀。通过电子开关电路U15选通不同的表。
信号检测单元7由R33、C32组成，模拟量电流信号通过R33转换接到U1的P5.0端。
电磁阀驱动单元8由U6(UDN2993)构成，U6的ENABLE端接到U1的P1.2端，PHASEα端接到U1的P1.1端，OUT1α端接到CON-V的第1脚，OUT2端接到U16～U23的B端。
本实用新型的工作过程如下所述计量信号检测单片机U1(P80C552)通过程序控制译码器电路U5选通相应的表接口板，同时选通电子开关电路U15(CD4067)的相应路数，表中传感器的信号通过公共通路传输到单片机U1的P5.0脚，单片机U1的内部程序对采样获得的信号作AD转换，判断是否有计量，如果有计量就记录计量值，通过AD转换的结果还可以判断仪表的连接线是否断开，如果断开，程序作报警处理。
电磁阀驱动单片机U1通过程序控制译码电路U5选通相应的电磁阀接口板，通过控制U6的PHASEα确定电磁阀的驱动方向，通过译码器U14选通相应的开关电路U16～U23，由驱动电路U6输出驱动信号，使电磁阀发生动作。
液晶显示输出程序运行过程中，将系统的状态和参数直接送到液晶显示。
时钟输出系统运行之前先设置好时钟和定时处理的时间，时钟芯片U12自动运行，当定时时间到了以后，U12通过INT脚向单片机U1输出一个中断信号，使单片机U1处理定时事件。
远程通信远程通信时单片机U1的P1.4脚控制继电器RY1接通电话线路，需要传输和接收的数据通过单片机U1的P0口与调制解调芯片U7交换，数据通信结束后，程序控制继电器关断电话线路。
本实用新型中所用的集成电路详细介绍如下U1 PCF80C552 单片机U2 74HC373锁存器U3 27C512 程序存储器U4 62256 静态存储器U5 74HC1544～16译码器U6 UDN2993B 全桥驱动器U7 TSC73K222AL调制解调器U8 74HC245向驱动器U9 LM2902 运算放大器U10 74HC244单向驱动器U11 74HC377锁存器U12 PCF8593日历时钟U13 74HC1383～8译码器U14 74HC1544～16译码器U15 CD4067 电子开关U16～U23AQW212 MOS开关
权利要求1．一种大容量远程抄表集中控制器，包括单片机控制单元(1)、液晶显示单元(2)、远程通信接口单元(3)、时钟单元(4)、键盘接口单元(5)、信号检测单元(7)和电磁阀驱动单元(8)等，其特征在于还包括一用于分时检测多用户的计量表的计量信号和分时驱动各用户电磁阀的逻辑控制接口单元(6)，该逻辑控制接口单元由译码集成电路(U5、U14)和电子开关集成电路(U15～U23)构成，由单片机控制单元(1)控制译码集成电路(U5、U14)来选择通电子开关集成电路(U15～U23)，从而确定相应用户的表与阀。
2．根据权利要求1所述的大容量远程抄表集中控制器，其特征在于译码集成电路U5的A、B、C、D端分别接单片机控制单元的U1P4.4～P4.7端，U14的A、B、C、D端和和U15的A、B、C、D端接U1的P4.0～P4.3端，U5的Y0～Y5端分别接阀接口板VALVE1～VALVE6,Y8～Y13端分别接表接口板METER1～METER6,U15的I00～I015分别接表接口CON-METER的J1～J16,U14的Y0～Y15端分别接U16～U23、U16～U23各自的A端分别接阀接口CON_V的J1～J16，单片机U1通过U5的译码选择不同的阀或表接口板，通过译码器U14选择电子开关U16～U23以选通不同的电磁阀，通过电子开关电路U15选通各自的表。
专利摘要本实用新型提供一种用于自来水、供热和煤气等公用能源公司实行远程抄表和控制的大容量远程抄表集中控制器,该集中控制器包括单片机控制单元、液晶显示单元、远程通信接口单元、时钟单元、键盘接口单元、逻辑控制接口单元、信号检测单元和电磁阀驱动单元,逻辑控制接口单元是由译码集成电路(U5、U14)和电子开关集成电路(U15～U23)构成,由单片机控制单元控制译码集成电路(U5、U14)来选通电子开关集成电路(U5～U23)确定分时检测各用户表的计量信号和分时控制各用户电磁阀,可实现96路用户的集中控制。解决了多用户控制功耗过大和成本过高的问题,使远程自动抄表和控制系统在实际应用中可行。
文档编号G01F15/06GK2434652SQ0023868
公开日2001年6月13日 申请日期2000年6月27日 优先权日2000年6月27日
发明者陈杰华 申请人:天津市联讯科技发展有限公司