专利名称：多表采集与控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于物业管理的智能电子装置，特别是一种可对水、电、气、暖等表具进行多表采集与控制的装置。
在我国目的前物业管理中，对水、电、气、暖等表具的统计与管理普遍采用传统的抄表方式，其实效性差、统计工作量大、交费手续繁杂，容易产生错抄、漏抄和估抄等现象，经常给物业管理者和住户带来诸多矛盾与不便，因此市场上非常需要一种能自动抄读业主各表具数值的电子装置。基于这种需要，国内外许多人从事了这方面的研发工作并取得了长足的进展，如中国专利CN1051083A、CN2081525U、CN2048586U、CN1050093A、CN2137377Y、CN1197926A等；美国专利US4283772等等。但这些现有技术都存在着功能单一，不能将数据采集、安全防范和远程控制综合在一起的缺陷。
本实用新型的目的是提供一种集数据采集、安全防范、远程控制和自动巡检于一体的新型智能电子装置，它能远程自动抄读业主水、电、气、暖等脉冲式输出表具的数值，并计算保存；能自动巡检各表具或输出线路有无短路、开路等故障，并远传告警；能自动采集业主的安全防范信息，如救援、火灾、盗窃等，并远传告警；能通过物业管理中心计算机系统下发遥控命令，切断被控对象的水、电、气、暖。本装置可与上级中继器或物业管理中心的计算机系统通信，与它们交换信息并接受计算机系统的命令。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的其主要由变压器、UPS电源、电源变换器、采集板、控制板和中继器所构成，其中采集板主要包括有单片机、滤波器、存储器、信号变换器、电压比较器、缓冲反向器和与门电路；控制板主要包括有滤波器、缓冲反向器、单片机、存储器、信号变换器、缓冲器和继电器；交流电源经变压器变压后，接至电源变换器，电源变换器输出的直流稳压电源分别接至采集板和控制板；当动力电停电后，蓄电池通过一电源控制电路自动投入使用状态。在采集板上，设有12个输入\输出通道，用户的电、水、气、热等脉冲输出式表具的数值信号及检测各表具有无短路或断路的故障信号输入到单片机的输入\输出端，单片机的串行信号发送、接收端经RS485信号变换器与485专线相连；在控制板上，分别设有12个与用户疾病救援、烟感探头或红外探测器相连的开入点，这12个开入点分别连接到单片机的信号输入端，单片机的信号输出端经12个继电器输出点分别连接到用户的外接接触器、电磁阀或警报器，控制板上，单片机的串行信号发送、接收端经RS485信号变换器与485专线相连。
采集板和控制板上的RS485通讯接口经双绞线连接到由数个该装置组成的485专线网上，在485专线网中，每连接32个该装置或该装置与安装有管理软件的计算机之间的距离大于1200米时，需接入一个中继器，中继器可安装在某一个多表采集与控制装置中。在485专线网与安装有管理软件的计算机相连时，还需接入一个RS485与RS232通讯信号转换接头。
本实用新型的优点是1、实时性强、准确度高能及时抄读业主脉冲式水表、电表、煤气表和热量表的数值并对其进行存储与计算，其量值准确、可靠性高，避免了手工抄读存在的种种弊端，减少了管理者与业主间的矛盾。
2、具有控制功能可对意外事件(如漏水、漏气，而用户又不在家)经传感器检测或对拖欠费用的用户，可远程遥控并强行切断其水、电、气、暖的供给。
3、具有救援功能可采集用户的安全防范信息，对任一用户的紧急求救、意外事件、设备故障可及时报警并可做出适宜的处理。
4、具有自动巡检功能能自动检测、记录和传送各表具或输出线路有无短路、开路的故障情况。
5、具有断电保护功能装置内部的不间断电源可维持继续工作24小时。
6、应用范围广可广泛应用于住宅小区、商厦楼宇、医院、厂矿等无人职守而又需实时处理数据和事件的场所。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步详细说明。
图1为带中继板的多表采集与控制装置原理框图。
图2为连接为485专线网的多表采集与控制装置框图。
图3为多表采集与控制装置中采集板主控部分电路原理图。
图4为多表采集与控制装置中采集板比较器电路原理图。
图5为多表采集与控制装置中控制板控制电路原理图。
图6为多表采集与控制装置中控制板输入电路原理图。
图7为多表采集与控制装置中控制板输出电路原理图。
图中器件型号说明如下89C51—单片机 X25045—存储器SN75LBC184—信号变换器LM339—电压比较器LC1～12—滤波器 7404—缓冲反向器7408—与门7407—缓冲器RL1～12—继电器；图1为带中继器的单体多表采集与控制装置原理框图，其主要由变压器、UPS电源、电源变换器、采集板、控制板和中继器所构成，交流电源经变压器变为低压后，接至电源变换器，电源变换器输出的直流稳压电源分别接至采集板、控制板和中继器；多表采集与控制装置的内部装有一块12V7AH的蓄电池，当动力电供电时，蓄电池处于浮充状态，当动力电停电后，蓄电池通过电源控制电路自动投入使用状态，直至蓄电池本身电压低于最低供电电压值时为止，电源控制电路再切断蓄电池供电，此UPS电源可维持持续工作24小时。
如图3所示的采集板主控电路和图4所示的采集板比较器电路，其主要包括有单片机(89C51)、滤波器(LC)、存储器(X25045)、信号变换器(SN75LBC184)、电压比较器(LM339)、缓冲反向器(7404)和与门(7408)。该板设有12个数据通道，用户表具的信号输出端汇接至采集板的接线端子并连接到滤波器(LC1～12)的输入端，其中HD1～4表示用户电表、HS1～4表示用户水表、HQ1～4表示用户气表，滤波器(LC1～12)的信号输出端为IND1～4、INS1～4和INQ1～4，它经缓冲反向器(7404)接至单片机(89C51)的一组输入\输出端口，并分别表示为H1～4D、H1～4S和H1～4Q；同时通过分别判别开路和短路的电压比较器(LM339)及与门(7408)接至单片机的另一组输入\输出端口，这组输入\输出端口分别表示为H1～4DF、H1～4SF和H1～4QF。单片机的串行信号发送端(TXD)和接收端(RXD)经过由U3表示的缓冲反向器(7404)后与RS485信号变换器(SN75LBC184)相连，由RS485信号变换器变换后的电信号又通过图3中的电阻器R1和R2与485专线相连接。单片机还经一组数据线XCS、XSO、SCK和XSI与存储器(X25045)连接。
当表具正常运行时，通过12路缓冲反向器(7404)将表具的脉冲逐个送入单片机的输入\输出端口，单片机完成计数等功能。当人为将表具输出线剪断或表具内部开路时，检测开路的电压比较器(LM339)则输出低电平，通过与门(7408)连接到单片机输入\输出端口H1～4DF、H1～4SF、H1～4QF的电平由高变低，存入单片机的存储器或通过单片机串口连接的RS485专线送至物业管理中心的计算机系统中；当人为将表具输出线短路或表具内部短路时，检测短路的电压比较器(LM339)则输出低电平，通过与门(7408)连接到单片机上述相同的输入\输出端口，电平由高变低，存入单片机的存储器或通过单片机串口连接的RS485专线送至物业管理中心的计算机系统中；单片机上述输入\输出端口为高电平时说明表具工作正常，而为低电平时说明有短路或开路故障。
如图5所示的控制板控制电路、图6所示的控制板输入电路和7所示的控制板输出电路，其主要包括滤波器(LC)、缓冲反向器(7404)、单片机(89C51)、存储器(X25045)、信号变换器(SN75LBC184)、缓冲器(7407)和继电器(RL)，控制板上设有图6所示的12个开入点和图7所示的12个继电器输出点，其中12个开入点经接线板J1分别连接到滤波器(LC1～12)的输入端，滤波器(LC1～12)的输出端经缓冲反向器(7404)连接到图5所示单片机(89C51)的输入端口II[1—12]，单片机的12个输出端口OO[1 —12]分别经缓冲器(7407)与12个继电器(RL1～12)相连接。在图5中，单片机的串行信号发送端(TXD)和接收端(RXD)经U4表示的缓冲反向器(7404)后与RS485信号变换器(SN75LBC184)相连，由RS485信号变换器变换后的电信号又通过图5中的电阻器R4和R5与485专线相连接。单片机的一组数据端口P10、P11、P12、P13与存储器(X25045)相连。
图6所示控制板输入电路上的12个开入点可以连接用户的疾病救援装置、烟感探头或红外探测器；图7所示控制板输出电路上的12个输出继电器可以连接到用户的外接接触器、电磁阀或警报器。无输入时，图5中单片机的输入端为高电平，有输入时则为低电平，此时单片机内部程序将检测记录并远传，12路继电器输出点受控于单片机的输出端，单片机在收到远方控制命令时，将向对应输出端发出命令，使与之连接的继电器动作，从而达到有效控制的目的。
如图2所示，采集板和控制板上的RS485通讯接口经双绞线连接到由数个该装置组成的485专线网上，在485专线网中，每连接32个该装置或该装置与安装有管理软件的计算机之间的距离大于1200米时，需接入一个中继器，中继器可安装在某一个多表采集与控制装置中。485专线网与安装有管理软件的计算机相连时，需接入一个RS485与RS232通讯信号转换接头。在485专线网的最末端，视专线长度接有一阻值为100-330欧姆的匹配电阻，其功率为2瓦。
权利要求1.一种多表采集与控制装置，主要由变压器、UPS电源、电源变换器、采集板、控制板和中继器所构成，其中采集板主要包括有单片机、滤波器、存储器、信号变换器、电压比较器、缓冲反向器和与门电路；控制板主要包括有滤波器、缓冲反向器、单片机、存储器、信号变换器、缓冲器和继电器；交流电源经变压器变压后，接至电源变换器，电源变换器输出的直流稳压电源分别接至采集板和控制板；多表采集与控制装置的内部装有一块蓄电池，当动力电供电时，蓄电池处于浮充状态，当动力电停电后，蓄电池通过一电源控制电路自动投入使用状态；其特征在于在采集板上，设有12个输入\输出通道，用户表具的信号输出端汇接至采集板的接线端子并分别接入每个输入\输出通道，在每个通道中，信号通过滤波器组件后，其中一路经缓冲反向器接至单片机的一组输入\输出端，另一路通过两个电压比较器及与门后接至单片机的另一组输入\输出端，单片机的串行信号发送、接收端经RS485信号变换器与485专线相连，单片机还经数据线与存储器连接；在控制板上，分别设有12个开入点和12个继电器输出点，其中12个开入点分别通过滤波器组件后，经缓冲反向器连接到单片机的信号输入端，单片机的12个信号输出端分别经缓冲器与12个继电器相连接，控制板上，单片机的串行信号发送、接收端经RS485信号变换器与485专线相连，单片机还经数据线与存储器连接。
2.根据权利要求1所述的多表采集与控制装置，其特征在于所述的用户表具可以是脉冲式水表、电表、煤气表和热量表。
3.根据权利要求1所述的多表采集与控制装置，其特征在于控制板上的12个开入点可以连接用户的疾病救援装置、烟感探头或红外探测器；该板上的12个输出继电器可以连接到用户的外接接触器、电磁阀或警报器。
4.根据权利要求1所述的多表采集与控制装置，其特征在于采集板和控制板上的RS485通讯接口经双绞线连接到由数个该装置组成的485专线网上，在485专线网中，每连接32个该装置或该装置与安装有管理软件的计算机之间的距离大于1200米时，需接入一个中继器，中继器可安装在某一个多表采集与控制装置中。
5.根据权利要求4所述的多表采集与控制装置，其特征在于上述485专线网与安装有管理软件的计算机相连时，需接入一个RS485与RS232通讯信号转换接头。
6.根据权利要求4所述的多表采集与控制装置，其特征在于所述的485专线网的最末端接有一阻值为100-330欧姆的匹配电阻，其功率为2-4瓦。
专利摘要一种多表采集与控制装置,集数据采集、安全防范、远程控制和自动巡检于一体,主要由UPS电源、采集板和控制板构成,能远程自动抄读业主水、电、气、暖等脉冲式输出表具的数值;自动巡检各表具有无短路、开路故障并远传告警;自动采集业主救援、火灾、盗窃等安全防范信息;能通过物业管理中心计算机系统下发遥控命令切断水、电、气、暖等通道;可应用于住宅小区、商厦楼宇、医院、厂矿等无人职守而又需实时处理数据和事件的场所。
文档编号G01D4/10GK2472202SQ0026057
公开日2002年1月16日 申请日期2000年11月24日 优先权日2000年11月24日
发明者吴玉晓 申请人:北京奥特美克科技发展有限公司