专利名称：人工智能ic卡收费阀门及其收费计量方法
技术领域：
本发明涉及一种智能收费装置的技术领域。
背景技术：
现有的阀门只能起到开关作用，而没有收费功能，现在市场上也有IC卡收费系统，只能收费不能控制。现在的热费收缴是靠工作人员挨家挨户去收缴而且收缴率非常低，供热企业收不上来热费去关闭锁闭阀还会和热用户发生矛盾，这些问题一直困扰着供热企业。
发明内容
本发明是为了解决现有的供热管道阀门只能起到开关作用，但无法对供热进行收费控制的问题，而提供了一种人工智能IC卡收费阀门及其收费计量方法。
本发明的人工智能IC卡收费阀门由阀体、中央处理器、IC卡读卡器、第一温度传感器、第二温度传感器、232通讯模块、485通讯模块、电源、存储电路、执行机构、外部时钟电路和晶振时钟电路组成，存储电路的数据传输端与中央处理器的数据传输端相连，中央处理器的控制信号输出端连接执行机构的输入端，执行机构的输出端控制阀体动作，阀体安装在供热水管上，中央处理器的两个通讯端分别与232通讯模块和485通讯模块相连，中央处理器的两个温度数据的输入端分别连接第一温度传感器和第二温度传感器的输出端，第一温度传感器放置在用户供热进水管上，第二温度传感器放置在用户供热出水管上，外部时钟电路和晶振时钟电路的输出端分别连接中央处理器的两个时钟信号输入端，中央处理器的IC卡信息输入端连接IC卡读卡器的输出端，电源的输出端连接中央处理器的电源输入端。
它的收费计量方法步骤为步骤一系统初始化；
步骤二中央处理器4通过第一温度传感器5-1与第二温度传感器5-2所检测的温度值之差，来判断是处在供热工作状态还是处在检修维护的工作状态，当温差值小于10℃时，判断结果为检修维护工作状态则运行步骤三；当温差值大于10℃时，判断为供热工作状态则运行步骤四；步骤三中央处理器4通过执行机构8打开阀门9，用于非供热时期的管线系统维修维护；步骤四中央处理器4通过IC卡读卡器10读取用户IC卡上的用户信息，如费用余额、地址、用户名、供热面积的信息，中央处理器4按计量表计费方式或按时间面积计费方式为用户提供智能计费定量供暖；步骤五返回运行步骤二。
本发明解决了供热企业与热用户之间的矛盾，也解决了供热企业收费难的问题，减轻了供热企业工作人员的劳动强度，使收费与控制、监测有机地结合在一起，达到供热企业可以对热用户交费就可以供热，不交费不供热，买多少钱的热就供多少热，该交费信息存储在IC卡上，本发明读取IC卡上的信息后判断是否给用户供热，通过供热供水管上温度传器监测供水管水温低，判断供热开始或结束。在供暖结束时本发明能自动将阀门打开方便供热企业在停暖期间对供热设备进行改造和维修，如试水或放水。本发明还可以监测冬天供暖是否达标。本发明采用全电子器件，寿命长、结构简单、灵活性强、节约能源。
本发明可与超声波或机械式热表配合使用合成流量计式收费装置，还可配温度分配法通讯模块组合成温度分配式热量收费装置、还可配冷热水表通讯模块组合成冷热水收费装置、还可配煤气表通讯模块组合成煤气收费装置、还可配中央空调冷热量计量通讯模块组合成空调冷热量收费装置、在用作热量收费时如果有温控数据输入那就组合成一个既能收费又能控制的多功能收费装置。本发明可以单独供热收费使用，按单位面积或单位时间收费。从而可见本发明的实用范围很广，而且结构简单、灵活性和可编译性强。
图1为本发明的系统结构示意图；图2为本发明的电路结构示意图。
具体实施例方式
具体实施方式
一参见图1，本具体实施方式
的人工智能IC卡收费阀门由阀体9、中央处理器4、IC卡读卡器10、第一温度传感器5-1、第二温度传感器5-2、232通讯模块7、485通讯模块6、电源11、存储电路1、执行机构8、外部时钟电路2和晶振时钟电路3组成，存储电路1的数据传输端与中央处理器4的数据传输端相连，中央处理器4的控制信号输出端连接执行机构8的输入端，执行机构8的输出端控制阀体9动作，阀体9安装在供热水管上，中央处理器4的两个通讯端分别与232通讯模块7和485通讯模块6相连，中央处理器4的两个温度数据的输入端分别连接第一温度传感器5-1和第二温度传感器5-2的输出端，第一温度传感器5-1放置在用户供热进水管上，第二温度传感器5-2放置在用户供热出水管上，外部时钟电路2和晶振时钟电路3的输出端分别连接中央处理器4的两个时钟信号输入端，中央处理器4的IC卡信息输入端连接IC卡读卡器10的输出端，电源11的输出端连接中央处理器4的电源输入端。所述外部时钟电路2的中心芯片采用的型号为X1226，所述第一温度传感器5-1、第二温度传感器5-2可采用DS18B20。232通讯模块7可与外部设备相连，例如与其他计量表(如超声波或机械式热表)相连，与定时自检报警器相连。485通讯模块6可与温度控制外设相连，可以根据设定值调节房间温度，节省能源。
阀体9采用黄铜锻压而成耐压耐腐蚀，适合国内恶劣的供暖水质，它的主要功能是供热控制执行机构，通过阀门阀杆和电动执行器实现阀门的开关。中央处理器4是按人类脑神经思维方式设置的硬件配以智能系统软件，适应各种收费标准，完成各种需要人工的功能，它通过电动执行器控制阀门的开和关，通过第一温度传感器5-1和第二温度传感器5-2采集供热是否开始和停止，通过IC卡读取热用户交款信息决定是否给用户供热还是停止热，通过通讯接口接受各种计量器具传来的能耗数据计算费用的消耗，通过温控接口可实现对室内温度的控制。
它的收费计量方法步骤为
步骤一系统初始化；步骤二中央处理器4通过第一温度传感器5-1与第二温度传感器5-2所检测的温度值之差，来判断是处在供热工作状态还是处在检修维护的工作状态，当温差值小于10℃时，判断结果为检修维护工作状态则运行步骤三；当温差值大于10℃时，判断为供热工作状态则运行步骤四；步骤三中央处理器4通过执行机构8打开阀门9，用于非供热时期的管线系统维修维护；步骤四中央处理器4通过IC卡读卡器10读取用户IC卡上的用户信息，如费用余额、地址、用户名、供热面积的信息，中央处理器4按计量表计费方式或按时间面积计费方式为用户提供智能计费定量供暖；步骤五返回运行步骤二。
步骤四中所述的按计量表收费方式的计费方法为中央处理器4通过485通讯模块6接收外部各种计量仪表(超声波或机械式热表)传来的能耗值，同时中央处理器4根据热能能量单价判断IC卡中的余额是否充足，当IC卡中的余额不足时禁止开阀，当IC卡中的余额充足时开启阀门供热，正常供热期间当IC卡中的余额不足时，提示并延时一段时间关闭阀门，其耗能计费计算公式为ΔA＝A-AτAτ＝Qτ·M式中ΔA→IC卡中剩余金额(元)；A→用户存入IC卡中钱数金额(元)；Aτ→用户单位时间消耗的金额(元)；Qτ→用户单位时间消耗的能量(KWh)；M→单位能量单价(元/kwh)。
步骤四中所述的按时间面积计费方式(按每平方米每天多少钱)的计费方法为中央处理器4根据每平方米每天的单价判断IC卡中的余额是否充足，当IC卡中的余额不足时禁止开阀，当IC卡中的余额充足时开启阀门供热，正常供热期间当IC卡中的余额不足时，提示并延时一段时间关闭阀门，其面积时间计费计算公式为ΔA＝A-AτAτ＝F·ΔT·N
式中ΔA→IC卡中剩余金额(元)；Aτ→用户单位时间消耗的金额(元)；F→用户面积(m2)；ΔT→用户使用时间(h)；N→单位面积和单位时间能耗价格(元/f·t)。
具体实施方式
二参见图1和图2，本具体实施方式
与具体实施方式
一的不同点是所述中央处理器4采用C8051F021微处理芯片U2；所述存储电路1由采用型号为FM25640的铁电存储芯片U1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4和第一直流电源+VCC构成，微处理芯片U2的37脚连接第三电阻R3的一端和铁电存储芯片U1的5脚，微处理芯片U2的38脚连接第一电阻R1的一端和铁电存储芯片U1的2脚，微处理芯片U2的36脚连接第二电阻R2的一端和铁电存储芯片U1的6脚，微处理芯片U2的39脚连接第四电阻R4的一端和铁电存储芯片U1的1脚，铁电存储芯片U1的3脚连接铁电存储芯片U1的8、7脚、第四电阻R4的另一端、第三电阻R3的另一端、第二电阻R2的另一端、第一电阻R1的另一端和第一直流电源+VCC的输出端；所述485通讯模块6由RS485通讯芯片U3、第五电阻R5、第六电阻R6和第七电阻R7组成，RS485通讯芯片U3的1脚连接第五电阻R5的一端、微处理芯片U2的54脚，第五电阻R5的另一端连接第六电阻R6的一端、RS485通讯芯片U3的8脚和第一直流电源+VCC的输出端，RS485通讯芯片U3的5脚接地，RS485通讯芯片U3的4脚连接第六电阻R6的另一端和微处理芯片U2的55脚，RS485通讯芯片U3的2和3脚连接第七电阻R7的一端和微处理芯片U2的5 1脚，第七电阻R7的另一端连接第一直流电源+VCC的输出端；所述232通讯模块7主要采用型号为SP3234EX的通讯芯片U4，通讯芯片U4的11脚连接微处理芯片U2的53脚，微处理芯片U2的52脚连接通讯芯片U4的10脚；所述执行机构8由第一开关管Q1、第二开关管Q2、第八电阻R8、第九电阻R9和电动机M构成，微处理芯片U2的46脚通过第八电阻R8连接第一开关管Q1的基极，第一开关管Q1的集电极连接第一直流电源+VCC的输出端，第一开关管Q1的发射极连接电动机M的一个控制端，微处理芯片U2的47脚通过第九电阻R9连接第二开关管Q2的基极，第二开关管Q2的集电极连接第一直流电源+VCC的输出端，第二开关管Q2的发射极连接电动机M的另一个控制端，电动机M转动带动阀体9动作；所述第一温度传感器5-1的输出端连接微处理芯片U2的63脚，所述第二温度传感器5-2的输出端连接微处理芯片U2的64脚；所述IC卡读卡器10的两个数据传输端分别连接微处理芯片U2的33和34脚。其他组成和连接关系与具体实施方式
一相同。
权利要求
1.人工智能IC卡收费阀门，其特征在于所述收费阀门由阀体(9)、中央处理器(4)、IC卡读卡器(10)、第一温度传感器(5-1)、第二温度传感器(5-2)、232通讯模块(7)、485通讯模块(6)、电源(11)、存储电路(1)、执行机构(8)、外部时钟电路(2)和晶振时钟电路(3)组成，存储电路(1)的数据传输端与中央处理器(4)的数据传输端相连，中央处理器(4)的控制信号输出端连接执行机构(8)的输入端，执行机构(8)的输出端控制阀体(9)动作，阀体(9)安装在供热水管上，中央处理器(4)的两个通讯端分别与232通讯模块(7)和485通讯模块(6)相连，中央处理器(4)的两个温度数据的输入端分别连接第一温度传感器(5-1)和第二温度传感器(5-2)的输出端，第一温度传感器(5-1)放置在用户供热进水管上，第二温度传感器(5-2)放置在用户供热出水管上，外部时钟电路(2)和晶振时钟电路(3)的输出端分别连接中央处理器(4)的两个时钟信号输入端，中央处理器(4)的IC卡信息输入端连接IC卡读卡器(10)的输出端，电源(11)的输出端连接中央处理器(4)的电源输入端。
2.根据权利要求1所述的人工智能IC卡收费阀门，其特征在于所述中央处理器(4)采用C8051F021微处理芯片(U2)；所述存储电路(1)由采用型号为FM25640的铁电存储芯片(U1)、第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第三电阻(R3)、第四电阻(R4)和第一直流电源(+VCC)构成，微处理芯片(U2)的37脚连接第三电阻(R3)的一端和铁电存储芯片(U1)的5脚，微处理芯片(U2)的38脚连接第一电阻(R1)的一端和铁电存储芯片(U1)的2脚，微处理芯片(U2)的36脚连接第二电阻(R2)的一端和铁电存储芯片(U1)的6脚，微处理芯片(U2)的39脚连接第四电阻(R4)的一端和铁电存储芯片(U1)的1脚，铁电存储芯片(U1)的3脚连接铁电存储芯片(U1)的8、7脚、第四电阻(R4)的另一端、第三电阻(R3)的另一端、第二电阻(R2)的另一端、第一电阻(R1)的另一端和第一直流电源(+VCC)的输出端；所述485通讯模块(6)由RS485通讯芯片(U3)、第五电阻(R5)、第六电阻(R6)和第七电阻(R7)组成，RS485通讯芯片(U3)的1脚连接第五电阻(R5)的一端、微处理芯片(U2)的54脚，第五电阻(R5)的另一端连接第六电阻(R6)的一端、RS485通讯芯片(U3)的8脚和第一直流电源(+VCC)的输出端，RS485通讯芯片(U3)的5脚接地，RS485通讯芯片(U3)的4脚连接第六电阻(R6)的另一端和微处理芯片(U2)的55脚，RS485通讯芯片(U3)的2和3脚连接第七电阻(R7)的一端和微处理芯片(U2)的51脚，第七电阻(R7)的另一端连接第一直流电源(+VCC)的输出端；所述232通讯模块(7)主要采用型号为SP3234EX的通讯芯片(U4)，通讯芯片(U4)的11脚连接微处理芯片(U2)的53脚，微处理芯片(U2)的52脚连接通讯芯片(U4)的10脚；所述执行机构(8)由第一开关管(Q1)、第二开关管(Q2)、第八电阻(R8)、第九电阻(R9)和电动机(M)构成，微处理芯片(U2)的46脚通过第八电阻(R8)连接第一开关管(Q1)的基极，第一开关管(Q1)的集电极连接第一直流电源(+VCC)的输出端，第一开关管(Q1)的发射极连接电动机(M)的一个控制端，微处理芯片(U2)的47脚通过第九电阻(R9)连接第二开关管(Q2)的基极，第二开关管(Q2)的集电极连接第一直流电源(+VCC)的输出端，第二开关管(Q2)的发射极连接电动机(M)的另一个控制端，电动机(M)转动带动阀体(9)动作；所述第一温度传感器(5-1)的输出端连接微处理芯片(U2)的63脚，所述第二温度传感器(5-2)的输出端连接微处理芯片(U2)的64脚；所述IC卡读卡器(10)的两个数据传输端分别连接微处理芯片(U2)的33和34脚。
3.人工智能IC卡收费阀门的收费计量方法，其特征在于收费计量方法步骤为步骤一系统初始化；步骤二中央处理器(4)通过第一温度传感器(5-1)与第二温度传感器(5-2)所检测的温度值之差，来判断是处在供热工作状态还是处在检修维护的工作状态，当温差值小于10℃时，判断结果为检修维护工作状态则运行步骤三；当温差值大于10℃时，判断为供热工作状态则运行步骤四；步骤三中央处理器(4)通过执行机构(8)打开阀门(9)，用于非供热时期的管线系统维修维护；步骤四中央处理器(4)通过IC卡读卡器(10)读取用户IC卡上的用户信息，如费用余额、地址、用户名、供热面积的信息，中央处理器(4)按计量表计费方式或按时间面积计费方式为用户提供智能计费定量供暖；步骤五返回运行步骤二。
4.根据权利要求3所述的人工智能IC卡收费阀门的收费计量方法，其特征在于步骤四中所述的按计量表收费方式的计费方法为中央处理器(4)通过485通讯模块(6)接收外部各种计量仪表传来的能耗值，同时中央处理器(4)根据热能能量单价判断IC卡中的余额是否充足，当IC卡中的余额不足时禁止开阀，当IC卡中的余额充足时开启阀门供热，正常供热期间当IC卡中的余额不足时，提示并延时一段时间关闭阀门，其耗能计费计算公式为ΔA＝A-AτAτ＝Qτ·M式中ΔA→IC卡中剩余金额(元)；A→用户存入IC卡中钱数金额(元)；Aτ→用户单位时间消耗的金额(元)；Qτ→用户单位时间消耗的能量(KWh)；M→单位能量单价(元/kwh)。
5.根据权利要求3所述的人工智能IC卡收费阀门的收费计量方法，其特征在于步骤四中所述的按时间面积计费方式的计费方法为中央处理器(4)根据每平方米每天的单价判断IC卡中的余额是否充足，当IC卡中的余额不足时禁止开阀，当IC卡中的余额充足时开启阀门供热，正常供热期间当IC卡中的余额不足时，提示并延时一段时间关闭阀门，其面积时间计费计算公式为ΔA＝A-AτAτ＝F·ΔT·N式中ΔA→IC卡中剩余金额(元)；Aτ→用户单位时间消耗的金额(元)；F→用户面积(m2)；ΔT→用户使用时间(h)；N→单位面积和单位时间能耗价格(元/f·t)。
全文摘要
人工智能IC卡收费阀门及其收费计量方法，它涉及一种智能收费装置的技术领域，它解决了现有的供热管道阀门只能起到开关作用，但无法对供热进行收费控制的问题。中央处理器(4)的各个输入输出端分别连接IC卡读卡器(10)、第一温度传感器(5－1)、第二温度传感器(5－2)、232通讯模块(7)、485通讯模块(6)、电源(11)、存储电路(1)、外部时钟电路(2)和晶振时钟电路(3)的输入输出端；中央处理器(4)的阀门控制输出端通过执行机构(8)与阀体(9)的控制输入端相连接。它的计量方法步骤为初始化；检修维护工作状态则打开阀门(9)为管线系统维修维护；供热工作状态则按计量表计费方式或按时间面积计费方式计费定量供热。本发明采用全电子器件，寿命长、结构简单、灵活性强、节约能源。
文档编号G07F15/06GK101055657SQ200710071969
公开日2007年10月17日 申请日期2007年3月30日 优先权日2007年3月30日
发明者王学 申请人:王学