专利名称：智能控制预付费暖气阀及暖气预付费控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及流体计量设备技术领域，特别是涉及一种智能控制预付费暖气阀及暖气预付费控制系统。
背景技术：
现有的供暖系统大都没有实现分户供暖和计量收费。导致暖费的收取和管理麻烦而且困难。因此，针对暖气的实际供应量进行计量收费从而实现供暖分户管理功能的各种装置及系统应运而生。比如卡式智能暖气表。使用卡式智能暖气表，用户可以持卡交费预先购买需要的暖气供应量，再将卡插入暖气表中，从而实现用暖的自动计量和自动开关，有效节约了供暖部门的抄表时间及工作量，提高了供暖部门的管理水平。
然而，目前使用的各种智能暖气表仍然存在许多不足，以至于推广缓慢。比如，卡式暖气表的读写口容易受潮、防水性不好而产生锈蚀，并且卡片也容易磨损。另外，现有的智能暖气表只能使用锂电池，价格昂贵，并且用户无法自己更换。再者，智能卡的生产商往往对智能卡的技术和价格进行控制，以致于对用户来说，现有的智能暖气表不仅维修不便、功耗大而且价格较贵。而现有的红外线智能暖气表虽然可以克服卡式智能表的一些不足，但是其安全性低、抗干扰力差、易受外界光线和各种光波干扰而产生误动作，并且暖气表长期处于耗电状态不能做到低功耗运转。另一方面，现有技术中智能暖气表使用的电动球阀，采用三级减速机构和触点式微动开关，存在所需驱动力大、功耗大以及抗振动性低因而可靠性差的缺陷。所以，现有的智能控制预付费暖气阀及暖气预付费控制系统很有进一步改进的必要。
发明内容
本实用新型的主要目的在于克服现有技术的不足，提供一种性能更好的智能控制预付费暖气阀及暖气预付费控制系统。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为一种智能控制预付费暖气阀，包括遥控器以及暖气阀主体，该主体包括电源、信号接收控制单元、LCD显示屏、微型电机以及球阀，其中，所述微型电机为具有减速功能的低耗直流减速电机，该低耗直流减速电机直接与球阀相连接以开闭球阀。由于采用了低耗直流减速电机，省略了变速结构及现有技术中电动球阀使用触点式微动开关，使得体积小巧紧凑、精度高、耗电少和可靠性高的优点。另外，一定程度上也节约了成本。
此外，所述信号接收控制单元为一红外线信号接收控制单元，所述遥控器为一可接收和发射相应红外线信号的红外线信号遥控器。采用红外信号充值，避免了现有技术中卡式智能控制预付费暖气阀读写口容易受潮、防水性不好而产生锈蚀，并且卡片也容易磨损等缺点。
一种暖气预付费控制系统，包括管理部和用户部，所述管理部包括计算机和与计算机相连接的充值器，所述用户部为安装于供暖管道上的智能控制预付费暖气阀，其中，所述智能控制预付费暖气阀包括遥控器、电源、信号接收控制单元、LCD显示屏、微型电机以及球阀，其中，所述微型电机为具有减速功能的低耗直流减速电机，该低耗直流减速电机直接与球阀相连接以开闭球阀。
此外，所述信号接收控制单元为一红外线信号接收控制单元，所述遥控器为一可接收和发射相应红外线信号的红外线信号遥控器，所述充值器为一可发射红外线信号的红外线充值器，以将红外线信号发射给所述遥控器。
此外，所述LCD显示屏上设有剩余时间信息显示部、累计时间信息显示部、关阀信息显示部以及电压低、失电信息显示部，相应地，所述信号接收控制单元包括时间记录和处理、关阀信息处理以及电压低、失电信息处理电路。
具有上述结构的暖气预付费控制系统，具有更高的智能化管理水平和更高的工作可靠性。
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步描述。
图1为本实用新型实施例智能控制预付费暖气阀的外观示意图；图2为本实用新型实施例智能控制预付费暖气阀去掉上盖时的内部结构示意图；图3为本实用新型实施例红外线信号接收控制单元的电路模块的结构及原理示意图；图4为本实用新型实施例红外线信号遥控器的电路模块的结构及原理示意图；图5为本实用新型实施例暖气预付费控制系统的结构及原理示意图。
具体实施方式
如图1A、图1B所示，本实用新型实施例所述的智能控制预付费暖气阀包括一红外线遥控器1以及暖气阀本体2。
其中，如图4所示，该红外线遥控器1具有一红外接收电路、一中央处理器(CPU)、一按键输入电路以及一红外发射电路。其中，所述红外接收电路用于接收红外充值器3发出的红外充值信号(该信号为时间信号)，并将该充值信号输入到中央处理器(CPU)，由该中央处理器对充值信号进行处理并实现临时存储。之后，当用户需要给暖气阀本体2充值时，可以通过按动红外线遥控器1上的按钮11而启动按键输入电路向中央处理器(CPU)发出一指令，该中央处理器(CPU)收到指令后再向红外发射电路发送指令和充值信号，最后由红外发射电路将充值信号以红外信号的形式发送给暖气阀本体2。当红外线遥控器1向外成功发射出信号后，其内部的充值信息自动清除。
如图1A、图2所示，所述暖气阀本体2包括阀盖3、阀座4。其中，所述阀盖3上设有一LCD显示屏31、选择按钮32和接收按钮33。所述LCD显示屏31采用低功耗的显示屏，以降低功耗。该显示屏31具有显示剩余时间的剩余时间显示部、显示累计时间的累计时间显示部、关阀显示部和电压低显示部。该LCD显示屏31平时处于休眠状态，需要查看时按动选择按钮32，唤醒LCD显示屏31，可以查看上述的各种项目；需要充值时按动接收按钮33，开始充值；如果超过1分钟不操作，LCD显示屏31自动进入休眠状态，以节约电池消耗。所述阀盖3上还设有一红外接收口34，在充值时，将红外线遥控器1的红外发射部位对准该红外接收口34发射。
所述阀座4中分别安装有球阀5、低耗直流减速电机6、电池部7、信号接收控制单元8和管体9。该管体9的两端各自形成一入水口91和出水口92，并分别从阀座4的两侧壁中穿伸出。所述球阀5即串接于管体9上。另外，低耗直流减速电机6固定于管体9上靠近球阀5的位置处。在低耗直流减速电机6的转轴61上设有小齿轮62。在球阀5的转动柄51上设有一扇形齿轮52。所述扇形齿轮52与所述小齿轮62相啮合以启闭球阀5。所述低耗直流减速电机6为国外已经有的一种电机，其本身具有减速功能，不需要额外设置减速机构即可与球阀5相连接而实现对球阀的启闭。该低耗直流减速电机6的额定电压为6V；空载电流≤0.05A；空载转速14r/min+10％；力矩2400g·cm；负载电流≤0.2A；负载转速11r/min+10％。由于采用了低耗直流减速电机6，实现了利用电机涡轮90°过载原理开关球阀5，球阀成90°往复动作。从而甩掉了现有技术中使用的三级减速机构和老式电动球阀中的触点式微动开关，与现有的智能暖气阀相比，具有体积小、精度高、耗电小及可靠性高的优点。
所述电池部7使用两节南孚5号电池，其分别为低耗直流减速电机6、信号接收控制单元8以及LCD显示屏31供电。电源电压为直流3.0V；工作电压为1.8-3.6V，两节南孚5号电池可使用8个月左右。
如图3所示，所述信号接收控制单元8包括一MSP430单片机和分别与该MSP430单片机相连的电源电路、接收电路、电可擦除只读存储器(EEPROM)按键电路、阀门控制电路。另外，MSP430单片机与阀盖3上的LCD显示屏31相连接，以提供LCD显示屏31显示信息并控制其显示状态，在1MHz时钟下，工作电流视工作模式不同仅为0.1-400mA。
其中，所述电源电路与电池部7相连接，从而为整个电路供电，同时该电源电路具有电压低、断电检测和电压低、断电自动关阀等功能。所述电压低、断电检测和电压低、断电自动关阀功能通过一充电电容电路单元来实现(图中未示出)。所述接收电路将接收到的红外信号解调解调，然后将其发送给MSP430单片机，MSP430单片机负责整个电路系统的总调度。电可擦除只读存储器(EEPROM)则用来存储时间等数据，以保证断电时仍能保持参数不丢失。按键电路则与选择按钮32和接收按钮33相连接，作为选择按钮32和接收按钮33的电路接口以实现“选择”和“接收”的操作功能。阀门控制电路则与低耗直流减速电机6相连接，借以完成对球阀5的启闭控制和检测。
该智能控制预付费暖气阀由于采用红外信号实现信息充值，避免了现有技术中卡式智能控制预付费暖气阀的缺陷。尤其是由于采用采用低耗直流减速电机6以及超低功耗低耗直流减速电机6，以及LCD显示屏31的休眠功能的设计，使得该暖气阀具有体积小巧紧凑、精度高、耗电少和可靠性高的优点。另外，该智能控制预付费暖气阀采用38kHz的红外线，并经特殊编码加密，具有高度的安全性、抗干扰性及工作稳定性。再者，由于具有电压低、断电检测和电压低、断电自动关阀功能，具有更高的智能化水平。
如图5所示，本实施例所述的暖气预付费控制系统包括一管理部A和用户部B。其中，所述管理部A包括一计算机和与该计算机相连的充值器，该充值器可发射红外信号。该计算机具有用户信息管理功能。其存有编号、姓名、小区名称、地址、电话号码等客户信息。并具有用户暖气阀信息，可以为用户进行遥控器和暖气阀本体的更换等操作，完成用户购气收费和打印凭证功能。以及统计每天收费情况并打印清单，统计、检索、打印每个用户的交费情况。所述用户部B包括上述的智能控制预付费暖气阀，即一红外线遥控器1以及暖气阀本体2。这样，由计算机将信息输入充值器，再由充值器调制后将信息以红外信号的形式发射出去，再由红外线遥控器1接收该红外信号。实现购气充值等功能。用户回家持该红外线遥控器1再对暖气阀本体2发射红外信号进行充值。由于采用红外线信号特殊编码加密以及使用了上述新型的智能控制预付费暖气阀，该暖气预付费控制系统具有高度的智能化管理水平和高度的可靠性。
权利要求1.一种智能控制预付费暖气阀，包括遥控器以及暖气阀主体，该主体包括电源、信号接收控制单元、LCD显示屏、微型电机以及球阀，其特征在于，所述微型电机为具有减速功能的低耗直流减速电机，该低耗直流减速电机直接与球阀相连接以启闭球阀。
2.如权利要求1所述的智能控制预付费暖气阀，其特征在于，所述信号接收控制单元为一红外线信号接收控制单元，所述遥控器为一可接收和发射相应红外线信号的红外线信号遥控器。
3.如权利要求2所述的智能控制预付费暖气阀，其特征在于，所述暖气阀上设有可唤醒LCD显示屏显示状态的选择按钮以及激活红外线信号接收控制单元的接收功能的接收按钮。
4.如权利要求3所述的智能控制预付费暖气阀，其特征在于，所述信号接收控制单元包括一在电源电压不足或失电时自动关闭球阀的充电电容电路。
5.如权利要求1至4所述的任何一种智能控制预付费暖气阀，其特征在于，所述LCD显示屏上设有剩余时间信息显示部、累计时间信息显示部、关阀信息显示部以及电压低信息显示部，相应地，所述电路控制单元包括时间记录和处理、关阀信息处理以及电压低、失电信息处理电路。
6.如权利要求5所述的智能控制预付费暖气阀，其特征在于，所述的电源为普通5号电池。
7.如权利要求1-4中任何一项权利要求所述的智能控制预付费暖气阀，其特征在于，所述球阀的转动杆上设有一扇形齿轮，所述低耗直流减速电机转轴上设有一小齿轮，该小齿轮与所述扇形齿轮相啮合。
8.一种暖气预付费控制系统，包括管理部和用户部，所述管理部包括计算机和与计算机相连接的充值器，所述用户部为安装于供暖管道上的智能控制预付费暖气阀，其特征在于，所述智能控制预付费暖气阀包括遥控器、电源、信号接收控制单元、LCD显示屏、微型电机以及球阀，其中，所述微型电机为具有减速功能的低耗直流减速电机，该低耗直流减速电机直接与球阀相连接以开闭球阀。
9.如权利要求8所述的暖气预付费控制系统，其特征在于，所述信号接收控制单元为一红外线信号接收控制单元，所述遥控器为一可接收和发射相应红外线信号的红外线信号遥控器，所述充值器为一可发射红外线信号的红外线充值器，以将红外线信号发射给所述遥控器。
10.如权利要求9所述的暖气预付费控制系统，其特征在于，所述LCD显示屏上设有剩余时间信息显示部、累计时间信息显示部、关阀信息显示部以及电压低、失电信息显示部，相应地，所述信号接收控制单元包括时间记录和处理、关阀信息处理以及电压低、失电信息处理电路。
专利摘要本实用新型公开了一种智能控制预付费暖气阀及暖气预付费控制系统。该暖气阀包括遥控器以及暖气阀主体，该主体包括电源、信号接收控制单元、LCD显示屏、微型电机以及球阀，所述微型电机为具有减速功能的低耗直流减速电机，该低耗直流减速电机直接与球阀相连接以启闭球阀。所述电路控制单元包括一红外线信号接收控制单元，所述控制器为一可接收和发射相应红外线信号的红外线信号遥控器。所述红外线信号接收控制单元还包括一在电源电压不足或失电时关闭球阀的充电电容电路。所述系统包括计算机、红外线充值器以及上述智能控制预付费暖气阀。
文档编号G07F15/00GK2741114SQ20042005043
公开日2005年11月16日 申请日期2004年4月27日 优先权日2004年4月27日
发明者邹乃成, 薛明军 申请人:北京天贝拓通科技研究院, 石家庄开发区华龙光电技术开发公司