专利名称：用于加油机的智能防盗油编码器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种加油装置产品，尤其涉及一种用于加油机的智能 防盗油编码器。
背景技术：
在当今社会，有一些不法加油公司通it^"加油机装置进行改造而 设法改变给交通工具加油的实际数量，从而达到显示的加油数量与实 际的加油数量严重不符的后果，进而逃避税控部门的监管，达到了偷 税漏税的目的，这种对加油机的不法改造也造成了汽车消费者的利益 损害。
为此，市场上出现了种类繁多的附加装置，其安装在加油机的流 量计上，用来监控这种不法改良。然而，综观这些附加装置，其效果 不甚理想，或者成本昂贵，或者使用效果差等。
因而，有必要提供一种改良的用于加油才几的智能防盗油编码器， 以便克服现有技术的缺点与不足。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于加油才几的智能防盗油编码器，其成 本低廉、防止不法加油公司对加油机进行非法改造的效果十分理想，因此具有一定的推广价值。
为了实现上述目的，本发明提供一种用于加油^L的智能防盗油编 码器，包括主传感器输入端、对该主传感器输入端的输入信号进行差 分放大的差分放大器、用于接收来自差分放大器的放大输入信号的微 处理器、用于为微处理器的运算提供存储空间的存储器、与该微处理 器电性连接的通用串行接口 、与该微处理器电性连接的脉冲输出端及 同时与通用串行接口及脉冲输出端电性连接的系统连接器。
本发明的优点在于成本低廉、防止不法加油公司对加油机进行 非法改造的效果十分理想，具有一定的推广价值。
下面将结合附图，通过优选实施例详细描述本发明。
图1为本发明提供的用于加油机的智能防盗油编码器的功能模 块图。
图2为图1所示智能防盗油编码器的局部电路图。 图3为图1所示智能防盗油编码器的局部电路图。 图4显示了图2、图3中电路的波形。
图5显示了图1所示智能防盗油编^5马器与加油才几的流量计之间的 装配关系。
图6为图5所示结构的剖视图。
具体实施方式
现在参考附图对本发明进行描述。
参考图1,本发明提供的用于加油机的智能防盗油编码器100用
于安装在加油机的流量计的适当位置上，从而可以实现对加油过程客
观地监视的目的。所述智能防盗油编码器100包括主传感器输入端 10、对该主传感器输入端10的输入信号进4于差分放大的差分放大器 20、用于接收来自差分放大器20的放大输入信号的微处理器30、用 于为微处理器30的运算提供存储空间的存储器，比如EEPROM40、 与该孩i处理器30电性连接的通用串行接口 50、与该孩t处理器30电 性连接的脉冲输出端60以及同时与通用串行接口 50及脉沖输出端 60电性连接的系统连接器70。
此外，所述智能防盗油编码器IOO可以进一步包括冗余传感器输 入端80及对该冗余传感器输入端80的输入信号进行差分放大的差分 放大器90。差分放大的差分放大器90的放大信号也可以传送给微处 理器30,以便由微处理器30对该放大信号进行相应的处理。设置冗 余传感器输入端80及对该冗余传感器输入端80的输入信号进行差分 放大的差分》支大器90的目的是当主传感器输入端10工作失效时，替 代失效的传感器10，从而确保编码器100不间断地工作，进而提高 了加油过程的监管力度。所述主传感器输入端10、冗余传感器输入 端80可以包含磁传感器，比如可以为MR磁阻元件类型的磁传感器。
所述智能防盗油编码器100适用于加油站内加油机的流量计量。 主要特点采用磁编码器和微处理器进行流量检测、防止反转、防止 盗油，并通过串口通讯与计量CPU进行命令接收，计数返回，并且采用了安全的加密算法进行命令认证，其防错、纠错能力强，并且通 过磁场强度检测来防止产品祐人为地拆下来进行偷油。适用于危险区 域及非接触式测量方式，并且电路部分完全密封于壳体内。
此外，编码器的许多功能是通过软件实现的，比如防反转、防破
坏磁铁，并且智能地输出不同分辨率的脉冲的功能。参考图2-4,磁 传感器可以为磁阻元件MR,其特点是采用了是双桥路的设计(如图 2、 3所示)，并且两者之间成45度摆放。桥臂电阻随磁场与其夹角a 的变化而变化。R (H) =RO[l+AR/R+Sin2co (H)]。其中，桥1: Voutl=k*Vin*Cos (2a) -kCos (2a )，而桥2: Vout2= kSin (2a )。通 iti支大电路使得Voutl、 Vout2变成幅度值为4v的交流电压。通过微 处理器的模数转换器将Sin (2a)与Cos (2a)进4亍逻辑运算和处理， 并且找出对应的角度a,其近似关系为a=l/2arctg(Sin2a/Cos2a)。对 应不同的分辨率而在输出端口输出相应的脉冲数。例如，当将分辨率 设定为200PPR时，每路在旋转一周后输出200个脉沖，即每隔1.8 度就输出一个脉沖。当出现反转情况时，则将计数器进行递减，但不 输出脉冲。
双传感器的运行采用了 Sin^+Cos^-常数的方式来检测各自的 工作状态。该常数在正负10%内变化时表示工作正常。反之，则测出 不正常工作的传感器。
进行检测非法提高编码器来改变磁铁的方法是软件对输出的 Sin信号和Cos信号进行才緣转换，判断Sin有效值是否等于Cos的 有效值。如果相等的话，则表示磁铁工作不正常，从而报警。或者检测Sin^与Cos^的和是否为常数，如果不是常数，则表示磁铁工作 异常，因此需勤艮警。
参考图5、 6，所述智能编码器可安装于流量计的上盖104上， 并且套设在输出轴102的上方。磁铁114通过安装在输出轴102末端 的轴套110而固定在输出轴102上，从而随着流量计的输出轴102 — 起转动。当磁铁114与输出轴102—起转动时，磁铁114产生旋转变 化的磁场。这种旋转变化的磁场被磁编码器感应到，并且输出的信号 经过微处理器(参考图1) 30处理之后，而生成两路方波脉沖信号并 且输出。此外，通过串行接口 50对分辨率进行调节，从而设定反转 报警。程序采用了一定的加密算法对数据进行加密。自检程序确保各 部分的电路正常地工作，从而形成了闭环控制模式。计量CPU与微 处理器之间采用了串口通信协议，对开始加油命令认证、对加油结束 计数值认证，同时发送报错、报警信号。通过这种结构设计，产品的 主体如果被提高一小 巨离或被拆卸时，专用的外加强磁场干扰会对 磁阻元件的信号输出产生影响，通过检测该信号的变化幅度，从而确 定盗油行动的发生，并且给计量CPU发出报警信号。
下面介绍智能编码器的工作才莫式上电后，智能编码器ii7v初始 化状态，上电自检程序确保各部分功能正常(软件、硬件自检)。
初始化状态，对脉冲计数器清零，等待主机(加油机)的加油开 始命令，如果接收到加油开始命令的话，转入加油流量计的转动检测。
进行加油流量计转动检测状态，当发生转动时，i^/v下一个计数 状态。当正向转动时，脉冲计数器根据特定的分辨率i殳定而递增计量脉
沖数，并且输出脉沖波形(根据模式设定A、 B两路正交方波，或者 两路反向方波)。当遇到反向转动或加油停止的状况时，进入下一个 状态(反转处理，或流量计转动检测状态)。
反转处理，根据不同的模式设定，对反转的脉冲数iiA处理，当 反转的脉冲数小于设定的阈值时，那么仅仅递减计量脉冲数，然后等 待正转脉冲的补偿，直到计数器重新回复到原始的正转数量为止，再 回归到上一个正转状态。如果反转脉冲数超过阈值的话，则报错并停 止加油。
加油结束，正常结束加油动作后，将加密的脉冲数返回到主机。
下面描述编码器的运行过程。
状态S0:启动初始化状态，执行开机自检。
状态S1:将SO的状态进行初始化，将脉冲计数初始化为0，等 待来自主机的加油命令，并且在接收到加油命令之后而转变状态。
状态S2:从S1 ii^来自主机的加油命令状态，开始转动检测。
状态S3:正向转动，脉冲计数器以转动分辨率递增，输出所产 生的脉冲，如果转动停止的话则返回S2,或者如果方向改变的话则 转向S4。
状态S4:根据模式而反向流动，如果转动停止则返回S2，或者 如果方向改变的话则转向S3。
状态S5:加油结束，根据主机的请求而发送脉冲计数。 本发明提供的智能编码器具有许多明显的有益效果。采用无机械接触式测量。磁传感技术可靠、无磨损且抗干扰能力
强。而且环境适应能力也比一般的光电技术要强。同时其MTBF也 很长，比如长达10年。通过检测特殊磁铁的磁场强度变化，内置的 磁传感器能让微处理器发现干扰的磁场，并且把编码器非法提高企图 偷油的行为将发出警报给税控部门。强壮的软件和硬件设计，各, 有自检、防错设计，从而有效地实现了内置的闭环系统，也具有掉电 保护、数据恢复功能。冗余设计，采用了两个i兹传感器内置技术。当 一个传感器正常工作时，另一个磁传感器作为后备传感器使用，当其 中一个磁传感器发生4*溪或损坏时，则另一个传感器仍然能够正常工 作，并且采用报警的形式通知用户更换。灵活的多种分辨率，不同工 作模式的设定。
通过串行接口 ，可在出厂前根据客户的需求进行设定，从而满足 不同的需求。防反转设计，切合实际的加油机状况，对由于油管的膨 胀而导致的反转信号而进行识别，从而有效地区分故意的偷油行为和 自然状态下的反转。脉冲发生器(编码器)与加油机的CPU采用了 加密的通讯数据形式，并且以特定的协议而互相传输数据并互相认 证，这种加密算法难以被破解，从而有效地防止偷油行为的发生。采 用串口信号线对各种状态下发生的错误以特定编码的形式显示于加 油机的控制面板的显示器上，从而提示用户检查错误或报警。本产品 的EMC符合相应的国际标准。
以上所揭露的仅为本发明的优选实施例而已，当然不能以此来限 定本发明^^又利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围
权利要求
1.一种用于加油机的智能防盗油编码器，其特征在于包括主传感器输入端、对该主传感器输入端的输入信号进行差分放大的差分放大器、用于接收来自差分放大器的放大输入信号的微处理器、用于为微处理器的运算提供存储空间的存储器、与该微处理器电性连接的通用串行接口、与该微处理器电性连接的脉冲输出端及同时与通用串行接口及脉冲输出端电性连接的系统连接器。
2. 根据权利要求1所述的用于加油机的智能防盗油编码器，其 特征在于所述存储器为EEPROM。
3. 根据权利要求1所述的用于加油机的智能防盗油编码器，其 特征在于所述智能防盗油编码器进一步包括冗余传感器输入端及对 该冗余传感器输入端的输入信号进行差分^L大的差分》文大器，差分放 大的差分放大器的放大信号传送给微处理器，以便由微处理器对该放 大信号进行相应的处理。
4.
5. 根据权利要求4所述的用于加油机的智能防盗油编码器，其特征在于所述磁传感器为MR;兹阻元件类型的磁传感器。
6. 根据权利要求3所述的用于加油机的智能防盗油编码器，其 特征在于所述冗余传感器输入端包含》兹传感器。
7. 根据权利要求6所述的用于加油机的智能防盗油编码器，其 特征在于所述磁传感器为MR^磁阻元件类型的,兹传感器。
全文摘要
本发明公开了一种用于加油机的智能防盗油编码器，包括主传感器输入端、对该主传感器输入端的输入信号进行差分放大的差分放大器、用于接收来自差分放大器的放大输入信号的微处理器、用于为微处理器的运算提供存储空间的存储器、与该微处理器电性连接的通用串行接口、与该微处理器电性连接的脉冲输出端及同时与通用串行接口及脉冲输出端电性连接的系统连接器。智能防盗油编码器的成本低廉、防止不法加油公司对加油机进行非法改造的效果十分理想，具有一定的推广价值。
文档编号G01F1/56GK101319926SQ20081002775
公开日2008年12月10日 申请日期2008年4月29日 优先权日2008年4月29日
发明者迈克·沃尔兹克 申请人:精量电子(深圳)有限公司