专利名称：代码式预付费气表的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种气体计量表，尤其是一种预先支付气体(煤气、蒸汽)费且可防攻击、防干扰、破译复制困难、杜绝偷气现象的代码式预付费气表。
背景技术：
由于传统煤气表需要煤气生产企业定期派员手工抄表，不但管理成本大，而且用户还会由于抄表是否准确等与抄表人员发生争执，给企业、抄表人员以及用户都带来较多的麻烦。为了解决传统煤气表所存在的问题，目前已有远程煤气表、智能煤气表以及IC卡煤气表等相继问世。
远程煤气表、智能煤气表均需要通过线路将信号传递到采集器，然后再通过电话线或专用线将采集到的数据传递到煤气企业管理部门，由煤气企业管理部门根据所收到的数据向用户核收煤气费。此种表存在着如下问题1.数据传输系统庞大，设施投资较高；2.未设置自动控制机构，当需要通、断气时，只能由人工完成，提高了企业管理人员的负担，并给拖欠煤气费者以可乘之机；3.未设置防“偷”电路，只用一块磁铁就可在表不计数的状态下照常用气，给偷用气者带来方便，给企业带来较大的经济损失；4.同样存在着用户与企业之间就用气量准确率所出现的纠纷。
IC卡煤气表有TM卡、RE射频卡、感应卡、加密卡等接触式卡或非接触式卡以及最近推出的通过蓝牙遥控输入数据的“无需工作电源预付费表”等。IC卡煤气表是通过读取写在IC卡内的“钱”数，完成对煤气表的控制，存在着以下问题1.所设置的开放续写窗口，极易受外界干扰，抗干扰能力差；2.经干扰造成控制系统失效后，取证认定难度较大，易产生用气纠纷；3.产品价格高，可靠性差；4.整个控制系统难以适应煤气价变动的要求。
发明内容
本实用新型是为了解决现有技术所存在的诸多问题，提供一种可预先支付气费且可防攻击、防干扰、破译复制困难、杜绝偷气现象的代码式预付费气表。
本实用新型的技术解决方案是一种代码式预付费气表，有设置在表体内的数据采集电路及与表体相接的执行机构，数据采集电路通过脉冲输入电路与微处理器相接；与微处理器相接有执行机构控制电路，执行机构控制电路的输出与执行机构相接；与微处理器还相接有代码键盘输入电路、存储器、欠压检测电路及数字显示电路；数据采集电路、欠压检测电路、执行机构控制电路、微处理器、存储器及显示电路均与电源相接。
所述的微处理器、存储器、数字显示电路均通过电源控制电路与电源相接，数据采集电路、代码键盘输入电路及微处理器的输出与电源控制电路相接。
与所述的执行机构相接有状态检测传感器，状态检测传感器的输出与微处理器相接。
与所述的执行机构相接有状态检测传感器，状态检测传感器的输出与状态监控电路相接，状态监控电路的输出与执行机构控制电路相接。
所述的数据采集电路为设在表体内的干簧管GH1和GH2，干簧管GH1和GH2分别与电源相接；所述的脉冲电路为设有与干簧管GH1相接的并联的电容C2、电阻R7A，与并联的电容C2、电阻R7A相接有相串联的电阻R40A、三极管Q11；还设有与干簧管GH2相接的并联的电容C3、电阻R9A，与并联的电容C3、电阻R9A相接有相串联的电阻R39A、三极管Q12；三极管Q11、三极管Q12的集电极分别与干簧管GH2和GH1相接。
所述的电源控制电路为设有与干簧管GH1相接的由电容C13、电阻R34A、二极管D6构成的滤波整流电路；设有与干簧管GH2相接的由电容C12、电阻R35A、二极管D5构成的滤波整流电路；二极管D5、D6的输出通过电阻R36A与三极管Q2的基极相接，与三极管Q2的基极还相接有电阻R3A；三极管Q2的集电极通过电阻R2A与三极管Q1的基极相接，三极管Q1的集电极相接有电容C4、电阻R5A、R8A。
所述的欠压检测电路为设有稳压管U1，与稳压管U1相接有电容C1、二极管D1及电阻R6A。
所述的执行机构控制电路为设有三极管Q6、Q8，与三极管Q6、Q8的基极分别接有电阻R23A、R22A，与三极管Q6的集电极相接有三极管Q5，三极管Q5的基极与电阻R20A、R18A相接；与三极管Q8的集电极相接有三极管Q7，三极管Q7的基极与电阻R21A、R19A相接。
所述的状态监控电路为设有检测执行机构状态的传感器，与传感器分别接有相并联的电阻R32A、R28A及相并联的电阻R31A、R29A，与相并联的电阻R32A、R28A相接有三极管Q9、与相并联的电阻R31A、R29A相接有三极管Q10。
本实用新型同现有技术相比，具有如下优点1.抗干扰能力强表体为全封闭式结构，可有效防止人为造成水渗入和强静电、强磁、振动等干扰；2.操作简便由于无数据载体，用户可在发行部门购买代码，亦可通过电话语音或互联网购买，将所购买的代码输入表体经解密即为购买数量，操作十分方便；3.数据安全可靠表内有100亿组密码，同一表中每次输入的代码互不相同，不同表中的代码亦不相同；4.低功耗、使用寿命长整个系统由数据采集器控制通电，静态工作电流基本为零，计数工作完成即断电，功耗较低，寿命长；5.防止“偷”气所设置的数据采集电路及脉冲输入电路可保证表体中的转轮在转动计数的情况下，执行机构才能够正常开关、否则将处于关闭状态，可有效防止“偷”气使用的现象发生；6.较易适应煤气价变动所购买的代码为煤气的用量数而并非钱数，当煤气价发生变化时，只需煤气企业(代码发行部门)改变钱与煤气量的换算关系即可。
图1为本实用新型实施例的电路原理框图。
图2、3为本实用新型实施例的电路图。
具体实施方式
下面将结合附图说明本实用新型的具体实施方式
。如图1所示一种代码式预付费气表，有设置在表体内的数据采集电路及与表体相接的执行机构，数据采集电路通过脉冲输入电路与微处理器相接；与微处理器相接有执行机构控制电路，执行机构控制电路的输出与执行机构相接；与微处理器还相接有代码键盘输入电路、存储器、欠压检测电路及数字显示电路；数据采集电路、欠压检测电路、执行机构控制电路、微处理器、存储器及显示电路均与电源相接。
最好是将所述的微处理器、存储器、数字显示电路均通过电源控制电路与电源相接，而数据采集电路、代码键盘输入电路及微处理器的输出控制电源控制电路，以达到低功耗的目的。
执行结构可以使用电磁阀等，即可用软件控制电磁阀的开阀、关阀时间，也可与所述的执行机构相接有开关阀状态检测传感器，开关阀状态检测传感器的输出与微处理器相接。还可以在电路中设置状态监控电路，将状态检测传感器的输出与状态监控电路相接，状态监控电路的输出与执行机构控制电路相接。
具体电路如图2、3所示微处理器IC1可选用任意一种型号，本实施例选用EM78P447S，其引脚功能及连接如下1、2脚与由电源控制电路控制的电源线相接。
3、4脚与地相接，地与由电源控制电路控制的电源线之间相接有电容C7。
5脚为空脚。
6、7脚与执行机构控制电路相接；执行机构控制电路可有多种形式，如用光电耦合器及其他元件等构成的电路即可。本实用新型实施例为设有三极管Q6、Q8，与三极管Q6、Q8的基极分别接有电阻R23A、R22A，与三极管Q6的集电极相接有三极管Q5，三极管Q5的基极与电阻R20A、R18A相接；与三极管Q8的集电极相接有三极管Q7，三极管Q7的基极与电阻R21A、R19A相接，电阻R18A与6脚相接，电阻R19A与7脚相接。
8、9脚与存储器IC3(24LC02B)相接，与存储器IC3相接有电容C8。
10、11、12、13、14、15、16、17脚与由按键S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8、S9、S0、QC、CX、SZ、QR、QD组成的代码键盘输入电路相接，其中的启动按键QD一端通过电阻R15A与地相接，另一端与电源控制电路相接，与14、15、16、17脚分别接有电阻R14A、R13A、R12A、R11A。
18、19与脉冲输入电路相接。通过插件J2与脉冲输入电路相接的数据采集电路如图3所示，在表体内的干簧管GH1和GH2，干簧管GH1和GH2分别与电源相接。如图2所示与干簧管GH1和GH2分别接有相串联的电阻R38A、电容C14、相串联的电阻R37A、电容C15，以防止瞬间的浪涌电流。数据采集电路采集数据的过程同现有技术基本相同，既在转轮上设置一个磁块，转轮转动后，磁块使干簧管导通；本实施例与现有技术所不同的是在转轮的两侧分别设置干簧管GH1和GH2，转轮上磁块使干簧管GH1和GH2先后导通。脉冲电路为设有与干簧管GH1相接的并联的电容C2、电阻R7A，与并联的电容C2、电阻R7A相接有相串联的电阻R40A、三极管Q11；还设有与干簧管GH2相接的并联的电容C3、电阻R9A，与并联的电容C3、电阻R9A相接有相串联的电阻R39A、三极管Q12；三极管Q11、三极管Q12的集电极分别与干簧管GH2和GH1相接。并联的电容C3、电阻R9与18脚相接，并联的电容C2、电阻R7A与19脚相接。
20脚通过电阻R4A与电源控制电路相接，电源控制电路为设有与干簧管GH1相接的由电容C13、电阻R34A、二极管D6构成的滤波整流电路；设有与干簧管GH2相接的由电容C12、电阻R35A、二极管D5构成的滤波整流电路；二极管D5、D6的输出通过电阻R36A与三极管Q2的基极相接，与三极管Q2的基极还相接有电阻R3A；三极管Q2的集电极通过电阻R2A与三极管Q1的基极相接，三极管Q1的集电极相接有电容C4、电阻R5A、R8A。电阻R4A与电阻R3A相接后接地。
21脚与数字显示电路IC3(H71621B)相接，数字显示电路IC3通过电阻R30A与三极管Q1的集电极相接。
22脚与欠压检测电路相接，欠压检测电路为设有稳压管U1，与稳压管U1相接有电容C1、二极管D1及电阻R6A。
23脚与数字显示电路IC3相接，同时与初始化按键KO相接，按键KO通过电阻R33A接地。
24、25脚与执行机构检测传感器相接，执行机构检测传感器可为现有技术中任意一种，以检测电磁阀开或关的实际状况。
26、27脚与晶振元件TX、电容C5、C6构成的晶振工作电路相接。
28脚与电源控制电路相接。
为了确保对执行机构的实际运行状况的检测正确且可实现对执行机构的直接控制，电路中设置了状态监控电路。状态监控电路为与状态检测传感器分别接有相并联的电阻R32A、R28A及相并联的电阻R31A、R29A，与相并联的电阻R32A、R28A相接有三极管Q9、与相并联的电阻R31A、R29A相接有三极管Q10。三极管Q9的集电极与电阻R21A相接，三极管Q10的集电极与电阻R20A相接。
整个电路是由通过插件J1相接的电源Vcc供电。执行机构(电磁阀)可通过插件J3与控制部分相接。
使用方法及工作原理1.程序初始化短接初始化按键KO，按动启动键QD，此时数字显示电路全屏显示。按任意键，即显示出“剩余OE0001.0m3”，同时微处理器的7脚输出信号通过执行机构控制电路控制执行机构(电磁阀)处于开阀状态。在开阀过程中，数字键输入无效。可以通过程序设定开阀时间，也可以通过状态检测传感器将检测信号送入微处理器的25脚或者送入执行机构状态监控电路，以控制执行机构控制电路，从而控制开阀时间。当开阀动作完毕后，数字键输入有效，此时，可按以下两种方式输入表号(1).表外输入。可按启动键，再按设置键(SZ)输入表号。此方法只能输入一次表号。
(2).表内输入。短接初始化按键KO，按动启动键QD，输入表号后按确认(QR)键，再输入一次表号按确认键。此方法不但适应初次表号输入，还适应于对表号的修改。
2.代码输入按动启动键QD，再按动8位数字键，然后再按动确认键QR，即将购买的煤气量代码输入进表内。
3.电源控制接通电源后，数据采集电路、欠压检测电路及执行机构控制电路，直接与电源相接，而微处理器、存储器、数字显示电路均通过电源控制电路中的三极管Q1与电源相接，当按动启动按键后，三极管Q1导通，才能够接通电源。而数据显示电路只有在20脚有信号输出且数据采集电路采集到信号时，才显示数字，否则，则处于节电状态。
4.脉冲计数(减数)(1).当表内转轮上的磁块转至干簧管GH2时，干簧管GH2导通，通过脉冲电路输入信号至微处理器的18脚，并储存与存储器中；当表内转轮上的磁块转至干簧管GH1时，干簧管GH1导通，通过脉冲电路输入信号至微处理器的19脚；微处理器再18脚、19脚先后有信号输入时，计数一次(减0.1m3)；如此反复循环。
(2).当所购买的气量用完后(表内无剩余气量)，微处理器的6脚输出关阀信号关阀电磁阀。可按动启动键QD，进入透支程序，当剩余量为-3.0m3时，电磁阀再次关闭。如果没有购入气量(无代码输入)，则即使按动启动键QD，电磁阀也不再开启。
(3).如果微处理器18、19脚同时接收到信号(非正常使用，如偷气等)，则数字显示电路显示“关断”，同时6脚输出关阀信号关阀电磁阀。待故障排除，需按动启动键，微处理器才能输出开阀电压，使电磁阀开阀。
5.欠压检测若欠压检测电路适时检测供电电压，并把检测信号送至微处理器的22脚，当检测到电压小于规定值时，数字显示电路提醒“电池关断”，同时微处理器的6脚输出关阀电压，关闭电磁阀，此时按动任何按键均无效；如果更换电池，使得电压超出设定值，可通过按动启动按键QD重新启动系统，微处理器的7脚输出开阀电压，电磁阀开启。
权利要求1.一种代码式预付费气表，有设置在表体内的数据采集电路及与表体相接的执行机构，其特征在于数据采集电路通过脉冲输入电路与微处理器相接；与微处理器相接有执行机构控制电路，执行机构控制电路的输出与执行机构相接；与微处理器还相接有代码键盘输入电路、存储器、欠压检测电路及数字显示电路；数据采集电路、欠压检测电路、执行机构控制电路、微处理器、存储器及显示电路均与电源相接。
2.根据权利要求1所述的代码式预付费气表，其特征在于所述的微处理器、存储器、数字显示电路通过电源控制电路与电源相接，数据采集电路、代码键盘输入电路及微处理器的输出与电源控制电路相接。
3.根据权利要求1或2所述的代码式预付费气表，其特征在于与所述的执行机构相接有状态检测传感器，状态检测传感器的输出与微处理器相接。
4.根据权利要求1或2所述的代码式预付费气表，其特征在于与所述的执行机构相接有状态检测传感器，状态检测传感器的输出与状态监控电路相接，状态监控电路的输出与执行机构控制电路相接。
5.根据权利要求1或2所述的代码式预付费气表，其特征在于所述的数据采集电路为设在表体内的干簧管GH1和GH2，干簧管GH1和GH2分别与电源相接；所述的脉冲电路为设有与干簧管GH1相接的并联的电容C2、电阻R7A，与并联的电容C2、电阻R7A相接有相串联的电阻R40A、三极管Q11；还设有与干簧管GH2相接的并联的电容C3、电阻R9A，与并联的电容C3、电阻R9A相接有相串联的电阻R39A、三极管Q12；三极管Q11、三极管Q12的集电极分别与干簧管GH2和GH1相接。
6.根据权利要求1或2所述的代码式预付费气表，其特征在于所述的电源控制电路为设有与干簧管GH1相接的由电容C13、电阻R34A、二极管D6构成的滤波整流电路；设有与干簧管GH2相接的由电容C12、电阻R35A、二极管D5构成的滤波整流电路；二极管D5、D6的输出通过电阻R36A与三极管Q2的基极相接，与三极管Q2的基极还相接有电阻R3A；三极管Q2的集电极通过电阻R2A与三极管Q1的基极相接，三极管Q1的集电极相接有电容C4、电阻R5A、R8A。
7.根据权利要求1或2所述的代码式预付费气表，其特征在于所述的欠压检测电路为设有稳压管U1，与稳压管U1相接有电容C1、二极管D1及电阻R6A。
8.根据权利要求1或2所述的代码式预付费气表，其特征在于所述的执行机构控制电路为设有三极管Q6、Q8，与三极管Q6、Q8的基极分别接有电阻R23A、R22A，与三极管Q6的集电极相接有三极管Q5，三极管Q5的基极与电阻R20A、R18A相接；与三极管Q8的集电极相接有三极管Q7，三极管Q7的基极与电阻R21A、R19A相接。
9.根据权利要求4所述的代码式预付费气表，其特征在于所述的状态监控电路为设有检测执行机构状态的传感器，与传感器分别接有相并联的电阻R32A、R28A及相并联的电阻R31A、R29A，与相并联的电阻R32A、R28A相接有三极管Q9、与相并联的电阻R31A、R29A相接有三极管Q10。
专利摘要本实用新型公开一种代码式预付费气表，有设置在表体内的数据采集电路及与表体相接的执行机构，数据采集电路通过脉冲输入电路与微处理器相接；与微处理器相接有执行机构控制电路，执行机构控制电路的输出与执行机构相接；与微处理器还相接有代码键盘输入电路、存储器、欠压检测电路及数字显示电路；数据采集电路、欠压检测电路、执行机构控制电路、微处理器、存储器及显示电路均与电源相接。可以通过键盘输入所购买的气量(代码)，具有抗干扰能力强、操作简便、数据安全可靠、低功耗、使用寿命长、防止“偷”气以及易于适应气价变动等优点。
文档编号G07F15/06GK2791613SQ200520090890
公开日2006年6月28日 申请日期2005年5月18日 优先权日2005年5月18日
发明者叶晓成 申请人:叶晓成