专利名称：Dcpl网络预收费智能型水表终端的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种网络预收费智能型水表终端，尤其涉及一种水表自动抄收平台建立DCPL网络通讯结构的DCPL网络预收费智能化水表终端及其表具结构装置。
背景技术：
在专利号或申请号00135437.X；02218776.6；03132268.9的中国发明专利(或申请)提供了水、电、气表的网络自动抄收方法及其设备、网络全电子式智能型水表、网络智能表计量终端的DCPL现场总线及网络预收费网桥。但还缺少一种适应网络预收费的智能型水表终端装置及其表具机电一体化结构的智能型水表终端产品。
发明内容
为了满足水、电、气表具数据的网络化管理的需要，本实用新型将提供一种DCPL网络预收费智能型水表终端以及表具结构的具体设计。这种设计将尽可能考虑保留传统的水表作为一种优良、可靠、耐用的计量器具的优势。完成将传统技术以现代微电子技术、计算机技术、网络技术及软件技术相结合，形成优良、可靠、耐用、低功耗、安全的DCPL网络预收费智能型水表终端的发明任务，提供一种符合我国国情，并为我国水、电、气自动抄收系统硬件平台建立DCPL网络通讯结构的网络预收费智能化水表终端及其表具结构装置。DCPL网络结构是采用直流供电给网络预收费智能化水表终端的同时，也是数据通讯网络线。本实用新型所述的DCPL网络预收费智能型水表终端装置是一种机电一体化设计的、DCPL网络现场总线可寻址数字通讯的、水表计量是机械式计数显示的、表具阀门可控的、并面向用户提供短信息交互LCD显示信息窗口的、表具带有红外数字通讯窗口的网络预收费智能型水表终端装置。该6点是本实用新型主要特征之一。
完成上述任务的方案是DCPL网络预收费智能水表终端，设有旋叶轮，旋叶轮上连接多位水表计数轮、标准水表计数器和标准水表计数窗，其中计数轮上固定有小磁钢、对应的位置上设有磁传感器总成，磁传感器总成的输出接入表具中的智能电路系统，表具中的智能电路系统连接DCPL网络总线、DCPL总线上提供36V或36V以下直流安全电源，其特征在于磁传感器芯片接DCPL网络预收费智能电路系统的总成，电路系统的总成中设有核心微处理器CPU，调制解调通讯电路、数字存储器、阀门控制电路、LCD显示电路等。CPU芯片通过通过选用P1.0口、P1.1口形成串行通讯与IC1 DCPL网络通讯调制解调专用芯片的RXD、TXD相连，在水表的水路上设有球阀和小电机、小电机通过电机传动齿轮、球阀传动齿轮与球阀机械联结；小电机与核心微处理器及控制电路电信号连接；IC1 DCPL网络通讯调制解调专用芯片与DCPL总线连接。核心微处理器，主要完成磁传感器输出的计数电脉冲特性的判断采集、数据处理与存储、双向数据通信管理、交互信息管理及看门狗控制。需要时，管理部门可以通过网络启动小电机打开或关闭球阀，控制水路的通、断。
本申请的优化方案有以下几种1、所说的小磁钢设置在0.0001位水表计数轮上，磁传感器总成是安装在旋翼式机械水表计数轮0.0001位齿轮下方部位，并通过磁传感器封头及压紧螺栓封装(防止漏水)，同时所说的磁传感器为霍尔器件。
2、DCPL网络通讯调制解调专用芯片的RXD、TXD上并联有红外通讯电路及窗口，以增加使用遥控器进行现场手控操作的功能。
DCPL网络预收费智能型水表终端能适应我国现有普遍使用的各种规格标准的旋翼式机械民用水表、旋翼式机械工业水表。
本实用新型所述DCPL网络预收费管理型的智能终端面向用户信息交互的主要内容有●水计量机械式累加计数显示●水计量电子采集计数显示●网络传输用户水使用量信息显示●网络传输用户购买充值水量信息显示●网络传输用户水使用量结算信息显示●网络传输用户水使用余量信息显示●用户水使用量警界显示与告警●网络传输水表控制关阀显示与告警●网络传输水表控制开阀显示●红外数字通讯窗口能在现场进行表具基础数据的装定、维护信息的查验本申请是一种机电一体化设计的、DCPL网络现场总线可寻址数字通讯的、表具阀门可控的、并面向用户提供短信息交互LCD显示信息窗口的网络预收费智能水表终端装置，水表终端同时设有机械计数显示与LCD显示，使用户读取数据十分方便，并可消除用户读取数据与网络读取数据之间的误差。本设计的网络预收费智能水表终端装置是采用标准的旋翼湿式机械水表机芯，保持了传统水表优良、可靠、耐用的优势，同时可完成表具与网络之间的双向数字通讯与远程管理。由于在直流供电线路上叠加了FSK(频移键控)数字信号，因而，本申请的模拟和数字通讯可以在一条网络线上同时进行。这就保证了网络上每个智能水表终端电源供给与数字通讯系统可以兼容，可以在一根双绞线上连接多台现场智能水表终端。当用户欠费时，上位管理计算机经网络可以通过小电机实现远程控制切断或打开水路。
图1-1、1-2为本实用新型实施例1网络预收费智能水表终端装置结构装配图；图2为DCPL网络预收费智能水表终端装置磁传感器总成安装放大结构图；图3为实施例的一种电路原理图；图4为DCPL网络预收费智能水表终端与预收费网桥、管理计算机数据通讯结构示意图；图5为实施例的一种电路原理框图。
具体实施方式
实施例1，DCPL网络预收费智能型水表终端，本装置是一种机电一体化设计的、DCPL网络现场总线可寻址数字通讯的、水表计量是机械式计数显示的、表具阀门可控的、并面向用户提供短信息交互LCD显示信息窗口的、表具带有红外数字通讯窗口的网络预收费智能型水表终端装置，是本实用新型主要特征之一。参照图1、图2；机械式计数显示与LCD显示的网络预收费智能水表终端装置包括防尘罩1、水表壳2、叶轮盒3、标准水表计数器4、橡胶密封圈5、玻璃窗6、水表铜罩7、计数轮8(0.0001位)、小磁钢9、磁传感器芯片10、磁传感器封头11、LCD窗12、LCD显示器13、LCD盖板14、电路板15、DCPL总线接头16、旋叶轮17、球阀18、球阀传动齿轮19、水表机械计数窗20、传动齿轮21、电机传动齿轮22、小电机23、DCPL网络24、红外通讯窗口所组成的一体化结构装置25。
以下对本实用新型的各个主题分别说明。
DCPL网络预收费智能型水表终端能适应我国现有普遍使用的各种规格标准的旋翼式机械民用水表、旋翼式机械工业水表。
如图1-1、1-2所示，在本实用新型所述机械式计数显示与LCD显示的预收费网络预收费智能水表终端装置中带有电动球阀装置的一种实施例是由防尘罩1、水表壳2、叶轮盒3、标准水表计数器4、橡胶密封圈5、玻璃窗6、水表铜罩7、计数轮0.0001位8、小磁钢9、磁传感器芯片10、磁传感器封头11、LCD窗12、LCD显示器13、LCD盖板14、电路板15、DCPL总线接头16、旋叶轮17、球阀18、球阀传动齿轮19、标准水表计数窗20、传动齿轮21、电机传动齿轮22、小电机23、DCPL总线24、红外通讯窗口25所组成的一体化结构装置。
所述机械式计数显示与LCD显示的预收费网络预收费智能水表终端装置是采用标准的旋翼湿式机械水表机芯；专门设计带有电动球阀装置的一体化水表本体；以及带有LCD显示的内制式DCPL网络预收费智能电路系统的总成。特别指出的磁传感器芯片10、磁传感器封头11是通过水表外壳经标准水表计数器安装在计数轮0.0001位齿轮的下方，而0.0001位齿轮镶有小磁钢，0.0001位齿轮每旋转一周，磁传感器感应输出电脉冲。
特别指出磁传感器总成是安装在旋翼湿式机械水表计数轮0.0001位齿轮下方部位，并通过磁传感器封头11及压紧螺栓封装，防止漏水。参看图2所示的放大的装配图。
特别指出所述带有电动球阀装置的一体化水表本体，是指能安装国家标准的旋翼湿式机械水表机芯；本体内可安装小电机及齿轮传动机构，能开启、闭合球阀；本体内可安装LCD显示的内制式DCPL网络预收费智能电路系统以及水表机芯计数传感器颈部安装方式的水表结构本体。DCPL网络预收费智能型水表终端的电路原理图，参看图3；在电路原理图中主要器件采用微功耗芯片，其中IC2为CPU芯片是该电路的核心微处理器、IC1为低功耗DCPL网络通讯调制解调芯片、IC3为LCD显示器驱动电路、IC4为数字存储器、T9为磁传感器、MG为阀门电机及红外通讯电路等。
电路原理框图参看附图5图中的CPU芯片是P89LPC932(或MSP430)系列微处理器，该核心微处理器，主要完成T9磁传感器输出的计数电脉冲特性的判断采集、数据处理与存储、双向数据通信管理、交互信息管理及看门狗控制。CPU芯片通过选用P1.0口、P1.1口形成串行通讯与IC1 DCPL网络通讯调制解调专用芯片的RXD、TXD相连。IC1是DCPL网络通讯调制解调芯片UST7538BJG，CPU芯片的通过选用P1.0口、P1.1口形成串行通讯与DCPL网络通讯调制解调芯片的RXD、TXD进行数据读写操作，P2.0为收发R/T控制，CD为模拟调制信号检测端，并通过无极性的MBU 12、MBU 13将符合ITU-TV2.3标准的模拟调制信号耦合到DCPL网络线上，DCPL网络线功能是一方面作为网络通讯，另一方面作为电力提供线路。图中MG为阀门开、闭驱动减速小电机，驱动电路由T1-T7、R1-R8、T11、W2、TV4、RV11、C1、C10等所组成。
所述的DCPL网络通讯是指网桥通过DCPL网络线，向DCPL网络预收费智能型水表终端提供电力为36VDC以下安全电压的直流电源，同时也是网桥与DCPL网络预收费智能型水表终端进行数字通讯的网络线。DCPL网络是一种新型低价格、低功耗的现场总线。
由于DCPL网络是在直流供电线路上叠加了FSK(频移键控)数字信号，因而，模拟和数字通讯可以同时进行。这就保证了网络上每个智能水表终端电源供给与数字通讯系统可以兼容，可以在一根双绞线上连接多台现场智能水表终端。是为解决适应网络预收费智能水表终端、网络预收费智能家庭用户配电终端及网络预收费智能煤气表终端的现场总线，是寻求安全电压、两线制、低功耗、低成本现场总线的解决方案。
在本实用新型所述的DCPL网络预收费智能型水表终端自动抄收系统装置是采用DCPL网络数字通讯，36VDC以下安全电压直流供电电源的DCPL网络及DCPL网络预收费智能型水表终端、DCPL网络预收费网桥所组成的自动抄收系统装置及网络化自动抄收方法。它不是一般所说的220VAC电力(电感、电容耦合)载波通讯技术。DCPL网络现场总线工作原理在中国专利号或申请号03132268.9已进行说明。
权利要求1.一种DCPL网络预收费智能水表终端，设有旋叶轮，旋叶轮上连接多位水表计数轮、标准水表计数器和标准水表计数窗，其中计数轮上固定有小磁钢、对应的位置上设有磁传感器总成，磁传感器总成的输出接入表具中的智能电路系统，表具中的智能电路系统连接DCPL网络总线，DCPL总线上提供36V或36V以下直流安全电源，其特征在于磁传感器芯片接DCPL网络预收费智能电路系统的总成，智能电路系统的总成中设有核心微处理器CPU，调制解调通讯电路、数字存储器、阀门控制电路、LCD显示电路接CPU，在水表的水路上设有球阀和小电机、小电机通过电机传动齿轮、球阀传动齿轮与球阀机械联结，小电机与核心微处理器及控制电路电信号连接，IC1 DCPL网络通讯调制解调专用芯片与DCPL总线连接。
2.按照权利要求1所述的DCPL网络预收费智能水表终端装置，其特征在于DCPL网络预收费智能水表终端是一种机电一体化设计的、DCPL网络现场总线可寻址数字通讯的、水表计量是机械式计数显示的、网络可控表具阀门的、并面向用户提供短信息交互LCD显示信息窗口的、表具带有红外数字通讯窗口的网络预收费智能型水表终端装置。
3.按照权利要求1或2所述的DCPL网络预收费智能水表终端装置，其特征在于所说的小磁钢设置在0.0001位水表计数轮上、磁传感器总成是安装在旋翼湿式机械水表计数轮0.0001位齿轮的下方部位，并通过磁传感器封头及压紧螺栓封装，同时所说的磁传感器是霍尔器件。
4.按照权利要求3所述的DCPL网络预收费智能水表终端装置，其特征在于电路中主要器件采用微功耗芯片，其中IC2为CPU芯片是该电路的核心微处理器、IC1为低功耗DCPL网络通讯调制解调芯片、IC3为LCD显示器驱动电路、IC4为信息存储器、T9为磁传感器及红外通讯电路，电路中MG为球阀开、闭驱动减速小电机，驱动电路由T1-T7、R1-R8、T11、W2、TV4、RV11、C1、C10组成。
5.按照权利要求3所述的DCPL网络预收费智能水表终端装置，其特征在于所述的CPU芯片是P89LPC932或MSP430系列微处理器，该核心微处理器，CPU芯片通过选用P1.0口、P1.1口形成串行通讯与IC1 DCPL网络通讯调制解调专用芯片的RXD、TXD相连，同时并联红外通讯电路，IC1 DCPL网络通讯调制解调专用芯片也同DCPL网络连接。
6.按照权利要求4所述的DCPL网络预收费智能水表终端装置，其特征在于所述的CPU芯片是P89LPC932或MSP430系列微处理器，该核心微处理器，CPU芯片通过选用P1.0口、P1.1口形成串行通讯与IC1 DCPL网络通讯调制解调专用芯片的RXD、TXD相连，同时并联红外通讯电路，IC1 DCPL网络通讯调制解调专用芯片也同DCPL网络连接。
专利摘要DCPL网络预收费智能水表终端设有旋叶轮、计数轮，计数轮上设有小磁钢、对应有磁传感器总成，总成的输出接智能电路，智能电路连接DCPL网络总线，总线上提供36V直流电源，特征是磁传感器芯片接智能电路，智能电路设有CPU，调制解调通讯电路、数字存储器、阀门控制电路、LCD显示电路接CPU，水表水路上设有球阀和小电机、小电机通过齿轮与球阀联结，并与控制电路电连接，调制解调芯片与DCPL总线连接。本实用新型是机电一体化设计的、DCPL网络现场总线可寻址数字通讯的、机械式计数显示的、表具阀门可控的、面向用户提供短信息交互LCD显示信息窗口的、表具带有红外数字通讯窗口的网络预收费智能型水表终端装置。
文档编号G07F15/06GK2646675SQ03279499
公开日2004年10月6日 申请日期2003年9月24日 优先权日2003年9月24日
发明者郭建国, 王清高 申请人:郭建国