一种税控加油机智能控制器的制作方法

本实用新型涉及燃油加油机技术领域，尤其涉及一种税控加油机智能控制器。

背景技术：

近年来，随着经济建设和交通运输事业的迅猛发展，加油站遍布全国城乡，成品油销售量也逐年增加。由于加油站经营方式和进货渠道复杂，许多加油站财务制度不健全，致使成品油的销售数量和金额无法准确掌握，造成国家税款大量流失。为了加强加油站的税收管理，强化税源监控，堵塞税收漏洞，国家规定现有加油站全部采用税控加油机。但现有的税控加油机受控制器功能限制，普遍存在精度低、稳定性差、防作弊功能不理想的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种税控加油机智能控制器，该税控加油机智能控制器具有准确度高、稳定性好、防作弊功能强的优点，有利于加强加油站的税收管理。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种税控加油机智能控制器，包括计量处理单元、税控处理单元、内部通讯单元、外部通讯单元、油量检测单元、油枪检测单元、电机控制单元、阀门控制单元、存储单元、输入单元、显示单元、时钟单元、电源控制单元及电源单元，

所述计量处理单元与通讯单元电连接，用于控制电机控制单元和阀门控制单元；

所述税控处理单元与通讯单元电连接，用于控制电机控制单元、阀门控制单元和显示单元，并进行报税管理；

所述内部通讯单元用于计量处理单元与税控处理单元之间的数据交换；

所述外部通讯单元与税控处理单元电连接，同时外接税务专用读写装置，用于税控处理单元与外部税务专用读写装置之间的数据交换；

所述油量检测单元与计量处理单元和税控处理单元均电连接，同时外接编码器，用于获取油量脉冲信号，并对其进行整形、滤波后输出至计量处理单元和税控处理单元；

所述油枪检测单元与计量处理单元电连接，同时外接油枪检测传感器，用于获取油枪状态信号，并对其进行光电隔离和电平转换后输出至计量处理单元；

所述电机控制单元与计量处理单元和税控处理单元均电连接，用于控制加油电机动作；

所述阀门控制单元与计量处理单元和税控处理单元均电连接，用于控制加油电磁阀动作；

所述存储单元包括计量存储单元和税控存储单元，所述计量存储单元与计量处理单元电连接，用于存储计量数据；所述税控存储单元与税控处理单元电连接，用于存储税控数据；

所述输入单元与计量存储单元电连接，用于输入加油数据；

所述显示单元与税控单元电连接，用于显示加油数据；

所述时钟单元包括计量时钟单元和税控时钟单元，所述计量时钟单元与计量处理单元电连接，用于为计量处理单元提供时钟；所述税控时钟单元与税控处理单元电连接，用于为税控处理单元提供时钟；

所述电源控制单元与电源单元和计量处理单元电连接，同时连接外部电源，用于控制税控加油机智能控制器的开关机，并在关机前自动保存税务数据；

所述电源单元为计量处理单元、税控处理单元、内部通讯单元、外部通讯单元、油量检测单元、油枪检测单元、电机控制单元、阀门控制单元、存储单元、输入单元、显示单元、时钟单元供电。

特别地，所述电源控制单元包括双D触发器、第一三极管、第二三极管、第三三极管、第一电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻和复位式开关，其中，外部电源正极一路连接双D触发器的D管脚，一路经第一电容连接双D触发器的S管脚，一路依次经复位式开关和第一电阻连接第一三极管的基极，双D触发器的D管脚、CLK管脚和GND管脚均接地，双D触发器的R管脚一路经第六电阻接地，一路连接第三三极管集电极，双D触发器的Q管脚经第五电阻连接第二三极管的基极，第二三极管的发射极接地，第二三极管的集电极一路经第四电阻连接外部电源正极，一路连接电源单元控制端，第三三极管的发射极接地，第三三极管的基极连接计量处理单元I/O口，第三三极管的集电极经第七电阻连接外部电源正极，第一三极管的集电极一路经第三电阻连接外部电源正极，一路经稳压二极管接地，一路连接计量处理单元I/O口，第一三极管的发射极接地，第二电阻一端接地，另一端一路连接双D触发器的S管脚，一路连接复位式开关与第一电阻的公共端。

特别地，所述外部通讯单元采用USB接口。

特别地，所述计量处理单元包括LPC2366处理器。

特别地，所述内部通讯单元包括CD4517芯片。

特别地，所述计量时钟单元包括DS1302ZN芯片。

特别地，所述税控时钟单元包括DS12C877芯片。

本实用新型提出了一种税控加油机智能控制器，采用该控制器的税控加油机具有准确度高、稳定性好、防作弊功能强的优点，大大加强了加油站的税收管理，堵塞了税收漏洞。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例1提供的税控加油机智能控制器结构框图。

图2为本实用新型实施例1提供的油枪检测单元电路原理图

图3为本实用新型实施例1提供的电源控制单元电路原理图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

实施例1

如图1所示，图1为本实用新型实施例1提供的税控加油机智能控制器结构框图。

本实施例中，所述税控加油机智能控制器包括计量处理单元、税控处理单元、内部通讯单元、外部通讯单元、油量检测单元、油枪检测单元、电机控制单元、阀门控制单元、存储单元、输入单元、显示单元、时钟单元、电源控制单元及电源单元，其中：

所述油枪检测单元输入端外接油枪检测传感器，输出端与计量处理单元电连接，用于获取油枪状态。如图2所示，图2为本实用新型实施例1提供的油枪检测单元电路原理图，所述油枪检测电路包括TLP521-1光电隔离器和SN74LVC245八总线收发器，将油枪检测传感器输出的信号进行光电隔离和电平转换后输出至计量处理单元。当加油站工作人员提起油枪准备加油时，油枪检测传感器检测到油枪为提取状态，进而油枪检测单元获取油枪为提取状态，发出信号OIL_GUN送入计量处理单元，OIL_GUN寄存器的值由1变为0，并保持，直至加油结束，工作人员挂上油枪，油枪检测传感器检测到油枪为挂上状态，进而油枪检测单元获取油枪为挂上状态，OIL_GUN寄存器的值返回为0。计量处理单元根据OIL_GUN寄存器的值判断油枪所处状态。

所述油量检测单元输入端外接编码器，输出端与计量处理单元电连接，用于获取加油流量。现有的税控加油机设有油量检测传感器，测量当前加油流量并将其转换为油量脉冲信号发送至计量处理单元，计量处理单元进行数据处理获得油量数据发送至税控处理单元，税控处理单元将其发送至显示单元进行显示，并存储到税控存储器，作为纳税依据，该方法的弊端在于所有数据都通过计量处理单元来监控处理，没有可以对比的制约电路，个别不法加油站通常采用修改计量处理单元软件、改变油量脉冲信号等技术手段作弊，导致税控单元获得的油量数据的可靠性没办法保证。本实施例中，采用编码器取代现有技术中的油量检测传感器，编码器具有自检功能，并与税控处理单元进行互相认证，自检或认证中有一项失败，则不进行加油操作，从而保证了油量原始数据的真实性。同时，编码器经油量检测单元同时连接计量处理单元和税控处理单元，编码器输出的油量脉冲信号经油量检测单元进行整形、滤波，一路发送给计量处理单元，计量处理单元进行数据处理获得油量数据发送至税控处理单元；还有一路直接发送给税控处理单元，税控处理单元将其与计量处理单元发送的油量数据进行比较，若比较结果误差不大，则认为加油机正常，从而税控处理单元将油量数据存储到税控存储器，作为纳税依据；若连续几次比较结果误差较大则判断存在作弊问题，将锁定加油机。具体比较次数和比较结果误差根据现场情况进行设定。上述描述可知，本实施例所述税控加油机智能控制器防作弊功能强大，解决了不法加油站作弊加油的问题，加强了加油站的税收监管。

所述电机控制单元与计量处理单元和税控处理单元均电连接，用于控制加油电机动作。计量处理单元和税控处理单元共同控制电机控制单元动作，电机控制单元设有SN74HCT574锁存器，计量处理单元和税控处理单元发出的加油电机控制信号经SN74HCT574锁存器进行电平转换，并被锁存在锁存器输出端上，进而控制加油电机动作。加油电机启动后通过传动装置带动油泵工作，将油罐内的油吸入泵内，加压后进入油量检测传感器。

所述阀门控制单元与计量处理单元和税控处理单元均电连接，用于控制加油电磁阀动作。计量处理单元和税控处理单元共同控制阀门控制单元动作，阀门控制单元设有SN74HCT574锁存器，计量处理单元和税控处理单元发出的加油电磁阀控制信号经SN74HCT574锁存器进行电平转换，并被锁存在锁存器输出端上，进而控制加油电磁阀动作。加油电磁阀打开后，燃油从加油机流出，开始加油。燃油流动带动流量传感器的传动轴旋转，安装在传动轴上的编码器开始计数，并将计数结果发送至油量检测单元。

所述计量处理单元用于控制电机控制单元和阀门控制单元。本实施例优选的实施方式为所述计量处理单元包括LPC2366处理器及其相应的外围电路。当计量处理单元获取油枪处于提取状态、且编码器自检正常时，接收到输入单元输入的加油信号，则控制加油电机和加油电磁阀工作，燃油从加油机流出。在燃油流出的同时，经油量检测单元获取油量脉冲信号，将其进行数据转换获得油量数据发送至税控处理单元。

所述税控处理单元用于控制电机控制单元、阀门控制单元和显示单元，并进行报税控制。税控处理单元与编码器进行互相认证，认证通过后将直接通过编码器接收的油量数据与计量处理单元发送的油量数据进行比较，若比较结果误差不大，则认为加油机正常，从而税控处理单元将油量数据存储到税控存储器，作为纳税依据，并将油量数据发送至显示单元进行显示；若连续几次比较结果误差较大则判断存在作弊问题，将锁定加油机。所述税控处理单元设有税务管理模块，根据加油机油量数据，管理加油站税控管理所需的各种税务数据。本实施例所述优选实施方式为所述税控处理单元采用北京科泰技术开发有限公司的专用税控芯片，能够正确生成、可靠存储和安全传输加油站税控管理所需的各种税务数据。

所述内部通讯单元与计量处理单元和税控处理单元均电连接，用于计量处理单元与税控处理单元之间的数据交换。计量处理单元与税控处理单元进行双向通信，通过内部通讯单元进行数据交换。本实施例优选实施方式为所述内部通讯单元包括CD4517芯片及其相应的外围电路。

所述外部通讯单元与税控处理单元电连接，同时外接税务专用读写装置，用于税控处理单元与外部税务专用读写装置之间的数据交换，税务工作人员通过外部通讯单元读取相关税务数据。现有技术中外部通讯单元采用RS232接口，但随着PC机等外设的更新换代，税务专用读写装置很少设有RS232接口，为更好的匹配外部税务专用读写装置，本实施例优选的实施方式为所述外部通讯单元具体采用USB接口。

所述存储单元包括计量存储单元和税控存储单元，所述计量存储单元与计量处理单元电连接，用于存储计量数据，本实施例中具体采用FM25L16铁电存储器；所述税控存储单元与税控处理单元电连接，用于存储税控数据，本实施例中具体采用AT45DB161 FLASH存储器，该存储器至少可以存储七年的税务数据。

所述输入单元与计量存储单元电连接，用于输入加油数据。本实施例中所述输入单元具体采用键盘，加油站工作人员可以在键盘上输入加油控制数据，计量处理单元现将数据发送至税控处理单元，进而在显示单元进行显示，然后根据油枪状态和加油开关启动加油电机和加油电磁阀，当加油量达到输入的加油控制数据时，关闭加油电磁阀和加油电机，停止加油。

所述显示单元与税控单元电连接，用于显示加油数据，所述加油数据至少包括加油数量、单价、总价等。本实施例中所述显示单元具体采用LCD显示面板。

所述时钟单元包括计量时钟单元和税控时钟单元，所述计量时钟单元与计量处理单元电连接，用于为计量处理单元提供时钟，本实施例的优选实施方式为所述计量时钟单元包括DS1302ZN芯片及其相应的外围电路；所述税控时钟单元与税控处理单元电连接，用于为税控处理单元提供时钟，本实施例的优选实施方式为所述税控时钟单元包括DS12C877芯片及其相应的外围电路。

所述电源单元为税控加油机智能控制器各单元供电。电源分为开关电源和模拟电源，开关电源稳定性好、温漂小、抗扰动能力强，但同时其结构复杂、对恶劣环境适应能力差，模拟电源结构相对简单、对恶劣环境的适应能力强，但体积较大，考虑到加油站的环境问题以及加油机内部空间较为富裕，本实施例所述电源单元采用大功率场效应管带动输出的模拟电源。

在外部电源与电源单元之间还设有电源控制单元，用于控制税控加油机智能控制器的开关机，避免因误操作导致的在相关税务数据没有保存的情况下就关闭控制器，进而造成漏报、错报的情况，降低税控加油机的准确性。

如图3所示，图3为本实用新型实施例1提供的电源控制单元电路原理图。

所述电源控制单元输入端连接外部电源，输出端连接电源单元和计量处理单元，具体包括双D触发器U1A、第一三极管Q1、第二三极管Q2、第三三极管Q3、第一电容C1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7和复位式开关S1，其中，外部电源正极一路连接双D触发器U1A的D管脚，一路经第一电容C1连接双D触发器U1A的S管脚，一路依次经复位式开关S1和第一电阻R1连接第一三极管Q1的基极，双D触发器U1A的D管脚、CLK管脚和GND管脚均接地，双D触发器U1A的R管脚一路经第六电阻R6接地，一路连接第三三极管Q3的集电极，双D触发器U1A的Q管脚经第五电阻R5连接第二三极管Q2的基极，第二三极管Q2的发射极接地，第二三极管Q2的集电极一路经第四电阻R4连接外部电源正极，一路连接电源单元控制端(定义为SHDN端)，第三三极管Q3的发射极接地，第三三极管Q3的基极连接计量处理单元I/O口(定义为POWER CTL端)，第三三极管Q3的集电极经第七电阻R7连接外部电源正极，第一三极管Q1的集电极一路经第三电阻R3连接外部电源正极，一路经稳压二极管D1接地，一路连接计量处理单元I/O口(定义为STATE端)，第一三极管Q1的发射极接地，第二电阻R2一端接地，另一端一路连接双D触发器U1A的S管脚，一路连接复位式开关S1与第一电阻R1的公共端。

所述电源控制单元处于电源单元的前端，由外部电源供电，故只要有外部供电的情况下，无论税控加油机控制器的电源是否打开，都处于工作状态。本实施例所述双D触发器U1A具体采用CD4013芯片，该芯片的真值表可以看出，无论该芯片的CLK管脚处于何种状态，S为0时，输出Q为0；R为0时，输出Q为1；而当R、S均为1时，输出Q为1；当R和S均为0时，只要CLK不产生上升沿脉冲，输出Q会保持前一输出状态，所述电源控制电路正式利用R、S管脚均为零时的状态保持特性来实现税控加油机智能控制器的开/关机功能。所述电源控制电路开机原理如下：当按下复位式开关S1时，双D触发器U1A的S管脚接通高电平，即S＝1，此时双D触发器U1A的R管脚接通高电平，即R＝1，则双D触发器U1A的Q管脚输出1，经第二三极管Q2反相后SHDN端输出低电平至电源单元，打开电源，给税控加油机智能控制器供电。通常处理器进行初始化时会将I/O引脚置为高电平，第一电容C1和第二电阻R2组成RC网络，由于RC网络的延迟作用，复位式开关S1按下后可以保证双D触发器U1A的S管脚约有120ms处于高电平。经过三极管Q3反向，此时S＝1，R＝0，双D触发器U1A的Q管脚输出1，给税控加油机智能控制器供电。处理器延迟后读取STATE端状态。如果此时STATE端为低电平，则确认第一三极管Q1导通，复位式开关S1曾按下，确认用户开机程序正常运行。如果此时STATE为高电平，则表明第一三极管Q1截止，开机信号为误动作，执行关机程序。当RC网络的延迟时间过后，双D触发器U1A的S管脚由1转为0，此时S＝0，R＝0，根据真值表得出此时双D触发器U1A的Q管脚应该维持前一输出状态，即保持开通电源状态。所述电源控制电路的关机原理如下：控制器开机正常运行后，按下复位式开关S1，第一三极管Q1打开，STATE端的状态由高电平转变为低电平，处理器到STATE端的状态变化后，经过延时再次检测STATE端状态，如仍为低电平，则确认为关机指令，保存数据，关闭所有中断，然后将POWER_CTL端置为低电平，进入循环等待关机状态。此时，POWER_CTL端状态经第三三极管Q3反相后使触发器R＝1，S＝0，根据真值表可得双D触发器U1A的Q管脚应该稳定输出0，经过第二三极管Q2反向驱动后，SHDN端为高电平，关闭电源单元，税控加油机智能控制器断电。断电后，随着电容放电，处理器供电电压不断下降，POWER_CTL端变为不定状态，但查阅真值表，无论此时R端电位高或低，双D触发器U1A的Q管脚都为低电平，稳定的使系统处于关机状态。随着电容继续放电，POWER_CTL端稳定为低电平，此时，R＝1，S＝0，稳定维持输出Q为低电平，保证电源的稳定关断。现有的税控加油机智能控制器，使用一个开/关键控制整个控制器开启或关断，当整个控制器正常运行时，误操作按下开/关键则会导致整个控制器断电，造成数据丢失，导致税务数据不真实，影响整个控制器的准确性，而本实施例采用上述电源控制单元，可实现单键开/关机、关机前税务数据自动保存的功能，大大提高了税控加油机智能控制器的准确性。

本实用新型的技术方案，所述税控加油机智能控制器包括计量处理单元、税控处理单元、内部通讯单元、外部通讯单元、油量检测单元、油枪检测单元、电机控制单元、阀门控制单元、存储单元、输入单元、显示单元、时钟单元、电源单元及电源控制单元，在保证控制器整体稳定性的同时，进一步提高了加油机的准确性和防作弊功能，有利于加强加油站的税收管理，强化税源监控，堵塞税收漏洞。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。