专利名称：Ic卡采暖计费控制阀及其采暖计费管理方法
技术领域：
本发明涉及一种采暖领域的计费控制装置及采暖计费方法，特别是涉及一种使用IC卡预付费的采暖计费控制阀及其采暖计费方法。
背景技术：
我国人口众多，资源相对不足，人均资源占有量不到世界平均水平的一半。近年来随着国民经济的飞速发展，能源短缺的问题显得更加突出，减少环境污染、节约能源，已成为我国国民经济可持续发展的关键。为此，我国政府提出了“建立资源节约型国民经济体系和资源节约型社会”的号召，全国许多城市相继出台了建立节约型社会的具体方针和措施。
针对长期以来困扰社会各界的民用、商用建筑集中取暖存在严重能源浪费的问题，政策规定新建住宅必须达到一定的节能标准，对于不符合节能设计标准65％的建筑不予审批。在集中供暖的条件下，无论是新建建筑或是对旧有住宅的节能改造，除了“单管加跨越管，加装温控阀”以外，还没有找到更好的方法。旧有住宅的节能改造，成为我国建筑节能的“癌症”。目前主要通过“一户一表”改造实现分户取暖计量控制，达到按需分配、以求节约的目的，但是投资大，成本高，热力公司难以承担或者是根本不愿意承担高额的改造投入，显然让用户承担这些费用也不尽合理。传统的取暖计费方法，是按面积分摊收费，存在巨大的弊端，造成巨大的能源浪费，不利于环境保护。目前常见的比较合理的采暖计费方法，多是使用流量表或热量表，例如中国发明专利200310105002.9提出的一种分户供暖智能化管理方法以及应用该方法的装置，包括几个阶段进入采暖期接通系统电源，系统进行自检，检查完毕读取信息，核实用户IC卡费用余额进行管理，其优点是用户可随时购买热能的使用权，取消了时间的限制；用户也可购买任意量的热能使用权，取消了量的限制，适用于按面积收费或按热能收费；在装置中使用了热量表。实用新型专利02237727.1的一种可自动控制室温的IC卡智能热量表，含有室温自动控制系统和流量传感器及电磁控制阀，通过室温控制器控制供热和计费的运行状态，自动调节室温，节约能源和热费。能量表和流量表的最大缺点是成本太高，难以被商家看好和消费方接受，不能很好的应用推广，不利于对旧有取暖管网的升级改造，无法达到节能降耗的目的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题针对当前取暖计费方式不合理，升级改造成本高，投资大的缺点，提出一种基于面积和时间的采暖计费方法及IC卡采暖计费控制阀，实现采暖计费方式科学、合理的变革，以达到节约能源的目的。
本发明采用的技术方案一种IC卡采暖计费控制阀，含有安装在采暖用户入户管路中的电动阀，电动阀的执行机构含有连接电源和控制、驱动电路的执行电机，所述的控制阀还含有带有读卡器或读卡电路的单片机控制处理电路及与其配套使用的非接触式IC卡，读卡器或读卡电路的射频输出端连接读写天线，读卡器的数据输入/输出端口、地址端口和控制端口分别连接单片机程序设定的相应I/O端口和控制端口，执行电机控制、驱动电路的输入端连接单片机程序设定的控制输出端口，控制、驱动电路的输出端连接执行电机。
所述的IC卡采暖计费控制阀，读卡器或读卡电路的读卡芯片采用MFRC500；中央处理器采用8位的8051系列或8052系列其中的一种单片机，或者采用16位的MC68HC16，或16位的MSP430F147，或16位的MSP430F435单片机，单片机连接有保护、存储电路X5045，读卡芯片MF RC500的射频输出端连接读写天线，读卡芯片的数据输出端口通过上拉电阻连接CPU的P0端口，其控制端口A0、A1、A2分别连接CPU的P2口的P2.0、P2.1、P2.2，读卡芯片的读、写端口分别对应连接CPU的读、写端口，其中断输出端口IRQ连接CPU的一个外部中断输入端口，其地址锁存使能端口ALE连接CPU的对应端口ALE，其复位端RST连接CPU的一个I/O口；X5045的选通端口CS、串行输入、输出端口SI、SO分别连接CPU的一个I/O口，其串行时钟SCK和复位端口RST分别连接CPU的T1和RST口，CPU程序设定的一个I/O控制端口连接电动阀执行电机的控制、驱动电路；同CPU程序设定的相应I/O端口连接有功能按键开关和LED显示模块，功能按键开关S1、S2、S3通过高低电平的选择分别接入CPU的P1.1、P1.2、P1.4口，CPU的P1.0、P1.6、P1.7、T0口连接LED显示模块接口；同CPU的串行通讯端口RXD、TXD端口连接有通讯接口。
所述的IC卡采暖计费控制阀，读卡芯片或者采用MF RC530，或MF RC531，或MF RC632；中央处理器选用AT89C52或者AT89S52单片机，或者采用P89C54BP6或P89C58A，或者MC68HC11A8，或者MC68HC11E9，以及PIC16C877A，或PIC16C876A；读卡芯片或者采用FM17XX系列的一种读卡芯片FM1702N，或FM1715，或FM1725；保护、存储电路或者结合使用看门狗电路MAX813或IMP813和存储芯片AT24C04。
所述的IC卡采暖计费控制阀，执行电机控制、驱动电路采用光电耦合隔离电路，光电耦合器的一个输入端通过电阻连接电源，其另一个输入端通过限流电阻连接CPU控制输出端口，光电耦合器的输出端通过双向二极管连接执行电机工作电源；执行电机控制、驱动电路或采用晶体管开关电路，晶体管基极连接的偏置电路两个电阻的接点连接CPU控制输出端，晶体管的射极输出端连接执行电机工作电源。
所述的IC卡采暖计费控制阀，含有温度检测电路，温度检测采用数字温度传感器，数字温度传感器的输出接入中央处理器的一个中断输入端口。
一种IC卡预付费采暖计费管理方法，含有如上所述的IC卡采暖计费控制阀，以一个用户或一个用户的每个取暖房间为一个计费单元，每个计费单元设有一个IC卡计费控制阀，IC卡计费控制阀的电动阀安装在计费单元的入户管路中，在IC卡上存储有计费单元对应用户的姓名、楼号、单元号、取暖面积信息，用户通过对IC卡充值，购买消费金额，计费控制阀控制处理电路的读卡器或读卡电路读取IC卡信息，传输到与其连接的中央处理器，计费控制阀控制处理电路的存储器存储有采暖计费管理系统，采暖计费管理系统首先判断IC卡内有没有消费金额，(1)如果IC卡内没有消费金额或余额小于某一定值X0时，电动阀关闭；(2)在检测到IC卡内有消费金额的情况下，A、在用户打开电动阀时开始计时，以“每平方面积每小时”的收费单价为计价单位，按照单价乘以对应计费单元的取暖面积再乘以采暖时间计费，并将当前采暖计费金额从用户消费金额中扣除，并在用户关闭电动阀或采暖计费控制阀时停止计费，B、当系统检测到用户余额小于某一定值X0时，自动关闭电动阀。
所述的采暖计费管理方法，采暖计费控制阀连接有温度检测元件，温度检测元件安装在计费单元用户采暖管路中，温度检测元件将检测到的温度信息传输到IC卡计费控制阀控制电路，(1)当用户采暖管道内介质的温度高于设定温度T0时，计费控制管理系统处于允许计费状态；(2)当用户采暖管道内介质的温度低于设定温度T0时，计费控制管理处于禁止计费状态，不再减少用户IC卡内的消费余额。
一种IC卡预付费采暖计费管理方法，含有如上所述的IC卡采暖计费控制阀，以一个用户或一个用户的每个取暖房间为一个计费单元，每个计费单元设有一个IC卡计费控制阀，计费控制阀的电动阀安装在计费单元的入户管路中，在IC卡上存储有计费单元对应用户的姓名、楼号、单元号、取暖面积信息，用户通过对IC卡充值购买消费金额，读卡器或读卡电路读取IC卡信息，传输到与其连接的中央处理器，计费控制阀控制处理电路的存储器存储有采暖计费管理系统，采暖计费管理系统首先判断IC卡内有没有消费金额，(1)如果IC卡内没有消费金额或余额小于某一定值X0时，电动阀关闭；(2)在检测到IC卡内有消费金额的情况下，按照计费单元对应的用户的取暖面积，以“每平方面积每小时”的收费单价为计价单位，按照对应计费单元的取暖面积，将IC卡内消费金额折合成用户总的使用时间，并且A、在用户打开电动阀时开始计时，将当前采暖计费时间从用户消费金额对应的总的使用时间中扣除，并在用户关闭电动阀时停止计费B、当用户剩余使用时间为零或为某一定值时，系统自动关闭电动阀。
所述的采暖计费管理方法，采暖计费控制阀连接有温度检测元件，温度检测元件安装在计费单元用户采暖管路中，温度检测元件将检测到的温度信息传输到IC卡计费控制阀控制处理电路，(1)如果用户采暖管道内介质的温度高于设定温度T0时，计费控制管理系统处于允许计费状态；
(2)如果用户采暖管道内介质的温度低于设定温度T0时，计费控制管理系统处于禁止计费状态，不再减少用户IC卡内的消费余额。
一种IC卡预付费采暖计费管理方法，含有如上所述的IC卡采暖计费控制阀，以一个用户为一个计费单元，每个计费单元设有一个总的IC卡计费控制阀，IC卡上存储有用户的姓名、楼号、单元号、各房间取暖面积信息，IC卡计费控制阀的电动阀安装在计费单元的入户管路中，用户通过IC卡购买消费金额，读卡器或读卡电路读取IC卡信息，传输到与其连接的中央处理器，计费控制阀控制处理电路的存储器存储有采暖计费管理系统，同一用户的各个不同房间分别设有控制阀门，反映各控制阀门状态的开关量信号输入计费控制阀处理电路，采暖计费管理系统首先判断IC卡内有没有消费金额，(1)如果IC卡内没有消费金额或余额小于某一定值X0时，电动阀关闭；(2)在检测到IC卡内有消费金额的情况下，在用户打开电动阀时开始计时，以“每平方面积每小时”的收费单价为计价单位，按照用户所有房间的取暖面积乘以采暖计时时间再乘以单价计费，将当前取暖计费金额从用户消费金额中扣除，当用户关闭对应房间的控制阀时，按对应房间的取暖面积和计时时间返还不应扣除的消费金额，当计费管理系统检测到用户消费余额小于某一定值X0时，自动关闭电动阀；或者(3)在检测到IC卡内有消费金额的情况下，在用户打开对应房间的控制阀时开始计时，以“每平方面积每小时”的收费单价为计价单位，按照单价乘以对应房间的取暖面积再乘以计时时间计费，将当前计费金额从用户消费金额中扣除，在用户关闭对应房间的控制阀门时停止计费，当计费管理系统检测到用户消费余额小于某一定值X0时，自动关闭电动阀。
所述的采暖计费管理方法，采暖计费控制阀连接有温度检测元件，温度检测元件安装在计费单元用户采暖管路中，温度检测元件将检测到的温度信息传输到IC卡计费控制阀控制电路，(1)当用户采暖管道内介质的温度高于设定温度T0时，计费控制管理系统处于允许计费状态；(2)当用户采暖管道内介质的温度低于设定温度T0时，计费控制管理处于禁止计费状态，不再减少用户IC卡内的消费余额。
所述的采暖计费管理方法，同一用户内，IC卡计费控制阀分别或同时按照对应房间的取暖面积和计时时间计费。
本发明的积极有益效果1、提出一种新的比较合理、切实可行的取暖计量计费方法。本发明IC卡采暖计费方法，沿用了传统按面积收费的基本概念，并将其衍生为“平方/小时”作为基本收费单位，突破传统按面积收费、吃大锅饭的弊端，实现了分户采暖的“按需计费”，可以节约家庭开支，有利于提高用户的节约能源和环保意识，具有长远的社会综合效益。假如某城市有住宅面积11741万平方米，参照国家十五计划的建筑采暖能耗标准(每平方米建筑面积12.5公斤标准煤)计算，在改造成IC卡预付费供热方式后，居民在上班时间或在家时只开部分取暖阀采暖，如果将采暖的时间和范围缩小40％，将减少40％的能耗，每个采暖季节将节约标准煤58.7万吨；减少能源消耗的同时也缓解了铁路、公路的运输压力，降低了运输燃油的消耗，同时产生巨大的环保效应。
2、本发明充分考虑了我国现行的供热收费制度和旧有供热系统的水质量，符合居民传统消费习惯，取不取暖、何时取暖由消费者决定，并以巧妙的方法实现按量收费，容易被供需双方所接受，成本也不高，容易推广实施，尤其适用于旧有住宅采暖系统的分户控制和节能改造，有望从根本上杜绝我国目前建筑能源浪费的主要根源。
3、本发明IC卡采暖计费控制阀采用IC卡预付费，通过中央处理器进行智能计费管理和控制，用户可根据情况自行决定消费金额和控制采暖时间，安装使用方便，含有通讯接口，能够实现综合管理，降低管理成本。
四
图1IC卡采暖计费方法计费管理系统方框图之一图2IC卡采暖计费方法计费管理系统方框图之二图3IC卡采暖计费方法计费管理系统方框图之三图4IC卡采暖计费控制阀结构方框5IC卡采暖计费控制阀控制处理电路原理图五具体实施例方式
实施例一参见图4IC卡采暖计费控制阀结构方框图。本发明IC卡采暖计费控制阀，含有安装在采暖用户入户管路中的电动阀，电动阀执行机构的执行电机连接电源和控制、驱动电路，所述的控制阀还含有单片机控制处理电路，单片机控制处理电路含有读卡器或读卡电路的及与其配合使用的非接触式IC卡，读卡器或读卡电路的射频输出端连接读写天线，读卡器的数据输入/输出端口、地址端口和控制端口分别连接单片机程序设定的相应I/O端口和控制端口，执行电机控制、驱动电路的输入端连接单片机程序设定的控制输出端口，控制、驱动电路的输出端连接执行电机。
图5为本发明IC卡采暖计费控制阀控制处理电路原理图读卡芯片采用PHILIPS公司的MF RC500；中央处理器可采用8位的51或52系列单片机，如选用AT89C52或AT89S52，或P89C54BP6或P89C58A单片机等，也可以采用16位的MC68HC16或MSP430F147或MSP430F435单片机。
读卡芯片MF RC500的射频输出端TX1、TX2连接电感L001、L002、L1、L2，电容C001、C002、C011、C022、C2、C3组成的读写天线发射电路，其RX通过电阻R21、电容C4连接L2，其WMID通过电容C5接地，同时通过电阻R22和RX端连接；读卡芯片的数据输出端口D0～D8通过上拉电阻连接CPU的P0端口，其控制端口A0、A1、A2分别连接CPU的P2口的P2.0、P2.1、P2.2，读卡芯片的读、写端口分别对应连接CPU的读、写端口，其中断输出端口IRQ连接CPU的一个外部中断输入端口INT1，其地址锁存使能端口ALE连接CPU的相应端口ALE，这两个端口分别通过电阻R23、R24接电源，其复位端RST连接CPU的P2.4口，其时钟口XOUT、XIN连接晶振；中央处理器连接有保护、存储电路，集成电路芯片X5045的选通端口CS、串行输入、输出端口SI、SO分别连接CPU的I/O口P1.0、P1.5、P1.3，其串行时钟SCK和复位端口分别连接CPU的T1和RST口；同CPU程序设定的相应I/O端口连接有功能按键开关和LED显示模块，功能按键开关S1、S2、S3通过高低电平的选择分别接入CPU的P1.1、P1.2、P1.4口，CPU的P1.0、P1.6、P1.7、T0口连接LED显示模块接口；CPU程序设定的一个I/O控制端口连接电动阀执行电机的控制、驱动电路；同CPU的串行通讯端口RXD、TXD端口连接有通讯接口。
本发明IC卡采暖计费控制阀，读卡芯片或者采用PHILIPS公司的MFRC530，或MF RC531，或MF RC632；中央处理器或者MC68HC11A8，或者MC68HC11E9，以及PIC16C877A，或PIC16C876A；读卡芯片或者采用复旦微电子股份有限公司的FM17XX读卡专用芯片FM1702N，或FM1715，或FM1725；保护、存储电路或者结合使用看门狗电路MAX813或IMP813和存储芯片AT24C04。
本实施例IC卡采暖计费控制阀，执行电机控制、驱动电路采用光电耦合隔离电路，光电耦合器的一个输入端通过电阻连接电源，其另一个输入端通过限流电阻连接CPU控制输出端口P2.7，光电耦合器的输出端通过双向二极管连接执行电机工作电源。
实施例二参见图5，本实施例IC卡采暖计费控制阀电路结构基本同实施例一，不同的是含有温度检测电路，温度检测采用数字温度传感器，数字温度传感器的输出接入中央处理器的一个中断输入端口INT0；执行电机控制、驱动电路或采用晶体管开关电路，晶体管基极连接的偏置电路两个电阻的接点连接CPU控制输出端，晶体管的射极输出端连接执行电机工作电源。可使用的单片机还有，台湾义隆公司生产的EM78系列，如EM78P447；华邦公司的W77、W78系列，如E78C52D，E78E58B等，具体电路连接不再详述。
实施例三参见图1，本发明IC卡预付费采暖计费管理方法，以一个用户或一个用户的每个取暖房间为一个计费单元，每个计费单元设有一个IC卡计费控制阀，IC卡计费控制阀的电动阀安装在计费单元的入户管路中，在IC卡上存储有计费单元对应用户的姓名、楼号、单元号、取暖面积信息，用户通过对IC卡充值，购买消费金额，计费控制阀控制处理电路的读卡器或读卡电路读取IC卡信息，传输到与其连接的中央处理器，计费控制阀控制处理电路的存储器存储有采暖计费管理系统，采暖计费管理系统首先判断IC卡内有没有消费金额，(1)在用户IC卡内没有消费金额或余额不足(小于某一设定值)的情况下，电动阀处于关闭状态，用户不能通过手动开启；(2)在检测到IC卡内有消费金额的情况下，A、在用户打开电动阀时开始计时，以“每平方面积每小时”的收费标准为计费单价，按照对应计费单元的取暖面积和计时时间和该计费单价的乘积计费，并将当前计费金额从用户消费金额中扣除，并在用户关闭电动阀或采暖计费控制阀时停止计费，B、当系统检测到用户消费余额不足时，系统在控制电路作用下，自动将电动阀关闭。
实施例四参见图2，本实施例采暖计费管理方法基本同实施例三，其不同之处是采暖计费控制阀连接有温度检测元件，温度检测元件安装在计费单元用户采暖管路中，检测元件输出连接数字温度传感器，将检测到的温度信息传输到IC卡计费控制阀控制处理电路，通过下述步骤实现有效果计费，既(1)当控制管理系统检测到用户采暖管道内介质的温度高于设定温度T0时，计费控制管理系统处于允许计费状态；(2)当用户采暖管道内介质的温度低于设定温度T0时，计费控制管理处于禁止计费状态，不再减少用户IC卡内的消费余额。
实施例五、六分别参见图1、图2，本两实施例IC卡预付费采暖计费管理方法，其实施方法基本同实施例三、四，其不同之处在于系统在检测到IC卡内有消费金额的情况下，按照计费单元对应的用户的取暖面积，以“每平方面积每小时”的收费标准为计价单位，按照对应计费单元的取暖面积，将IC卡内消费金额折合成用户总的使用时间，A、在用户打开电动阀时开始计时，将当前计费时间从用户消费金额对应的总的使用时间中扣除，并在用户关闭电动阀时停止计费B、当计费管理系统检测到用户使用时间为零时，通过采暖计费控制阀控制电路自动关闭电动阀。
实施例七参见图3，本发明IC卡预付费采暖计费管理方法，以一个用户为一个计费单元，每个计费单元设有一个总的IC卡计费控制阀，IC卡上存储有用户的姓名、楼号、单元号、各房间取暖面积信息，IC卡计费控制阀的电动阀安装在计费单元的入户管路中，用户通过IC卡购买消费金额，读卡器或读卡电路读取IC卡信息，传输到与其连接的中央处理器，计费控制阀控制处理电路的存储器存储有采暖计费管理系统，同一用户的各个不同房间分别设有控制阀门，反映各控制阀门状态、并对应其所在房间的取暖面积的开关量信号输入控制处理电路，采暖计费管理系统首先判断IC卡内有没有消费金额，(1)如果IC卡内没有消费金额或余额不足，禁止用户开启电动阀；(2)在检测到IC卡内有消费金额的情况下，在用户打开对应房间的控制阀时开始计时，以“每平方面积每小时”的收费单价为计价单位，按照单价乘以对应房间的取暖面积再乘以计时时间计费，将当前计费金额从用户消费金额中扣除，在用户关闭对应房间的控制阀门时停止计费，当计费管理系统检测到用户消费余额小于某一定值X0时，自动关闭电动阀。
所述的采暖计费管理方法，同样通过在计费单元用户采暖管路中安装温度检测元件的方法，实现“有效果”计费的目的，即只有在管道内传热介质具备取暖条件的情况下，用户开启采暖控制阀计费管理系统才计费，(1)当用户采暖管道内介质的温度高于设定温度T0时，计费控制管理系统处于允许计费状态；(2)当用户采暖管道内介质的温度低于设定温度T0时，计费控制管理处于禁止计费状态，不再减少用户IC卡内的消费余额。
本发明还实现了在同一用户内，由用户根据需要开启或关闭取暖控制阀，IC卡计费控制阀分别或同时按照对应房间的取暖面积和计时时间计费。
实施例八参见图3，本实施例IC卡预付费采暖计费管理方法，其计费管理方式基本同实施例七，只是达到发明目的计量方式正好相反即系统在检测到IC卡内有消费金额的情况下，在用户打开IC卡计费控制阀的电动阀或即使只有一个房间的分控阀打开的情况下，即开始以该用户所有房间的取暖面积和取暖计时时间计费，将当前取暖计费金额从用户消费金额中扣除，如果用户关闭某一房间的分控阀时，从这一时刻开始计时，按所对应房间的取暖面积和计时时间乘以计费单价，返还不应扣除的对应房间的消费金额，并在用户消费余额不足或小于某一定值时，通过控制电路关闭电动阀。
权利要求
1.一种IC卡采暖计费控制阀，含有安装在采暖用户入户管路中的电动阀，电动阀的执行机构含有连接电源和控制、驱动电路的执行电机，其特征是所述的控制阀还含有带有读卡器或读卡电路的单片机控制处理电路及与其配套使用的非接触式IC卡，读卡器或读卡电路的射频输出端连接读写天线，读卡器的数据输入/输出端口、地址端口和控制端口分别连接单片机程序设定的相应I/O端口和控制端口，执行电机控制、驱动电路的输入端连接单片机程序设定的控制输出端口，控制、驱动电路的输出端连接执行电机。
2.根据权利要求1所述的IC卡采暖计费控制阀，其特征是读卡器或读卡电路的读卡芯片采用MF RC500；中央处理器采用8位的8051系列或8052系列其中的一种单片机，或者采用16位的MC68HC16，或16位的MSP430F147，或16位的MSP430F435单片机，单片机连接有保护、存储电路X5045，读卡芯片MF RC500的射频输出端连接读写天线，读卡芯片的数据输出端口通过上拉电阻连接CPU的P0端口，其控制端口A0、A1、A2分别连接CPU的P2口的P2.0、P2.1、P2.2，读卡芯片的读、写端口分别对应连接CPU的读、写端口，其中断输出端口IRQ连接CPU的一个外部中断输入端口，其地址锁存使能端口ALE连接CPU的对应端口ALE，其复位端RST连接CPU的一个I/O口；X5045的选通端口CS、串行输入、输出端口SI、SO分别连接CPU的一个I/O口，其串行时钟SCK和复位端口RST分别连接CPU的T1和RST口，CPU程序设定的一个I/O控制端口连接电动阀执行电机的控制、驱动电路；同CPU程序设定的相应I/O端口连接有功能按键开关和LED显示模块，功能按键开关S1、S2、S3通过高低电平的选择分别接入CPU的P1.1、P1.2、P1.4口，CPU的P1.0、P1.6、P1.7、T0口连接LED显示模块接口；同CPU的串行通讯端口RXD、TXD端口连接有通讯接口。
3.根据权利要求2所述的IC卡采暖计费控制阀，其特征是读卡芯片或者采用MF RC530，或MF RC531，或MF RC632；中央处理器选用AT89C52或者AT89S52单片机，或者采用P89C54BP6或P89C58A，或者MC68HC11A8，或者MC68HC11E9，以及PIC16C877A，或PIC16C876A；读卡芯片或者采用FM17XX系列的一种读卡芯片FM1702N，或FM1715，或FM1725；保护、存储电路或者结合使用看门狗电路MAX813或IMP813和存储芯片AT24C04。
4.根据权利要求1或2或3所述的IC卡采暖计费控制阀，其特征是执行电机控制、驱动电路采用光电耦合隔离电路，光电耦合器的一个输入端通过电阻连接电源，其另一个输入端通过限流电阻连接CPU控制输出端口，光电耦合器的输出端通过双向二极管连接执行电机工作电源；执行电机控制、驱动电路或采用晶体管开关电路，晶体管基极连接的偏置电路两个电阻的接点连接CPU控制输出端，晶体管的射极输出端连接执行电机工作电源。
5.根据权利要求4所述的IC卡采暖计费控制阀，其特征是含有温度检测电路，温度检测采用数字温度传感器，数字温度传感器的输出接入中央处理器的一个中断输入端口。
6.一种IC卡预付费采暖计费管理方法，含有权利要求1所述的IC卡采暖计费控制阀，以一个用户或一个用户的每个取暖房间为一个计费单元，每个计费单元设有一个IC卡计费控制阀，IC卡计费控制阀的电动阀安装在计费单元的入户管路中，在IC卡上存储有计费单元对应用户的姓名、楼号、单元号、取暖面积信息，用户通过对IC卡充值，购买消费金额，计费控制阀控制处理电路的读卡器或读卡电路读取IC卡信息，传输到与其连接的中央处理器，计费控制阀控制处理电路的存储器存储有采暖计费管理系统，其特征是采暖计费管理系统首先判断IC卡内有没有消费金额，(1)如果IC卡内没有消费金额或余额小于某一定值X0时，电动阀关闭；(2)在检测到IC卡内有消费金额的情况下，A、在用户打开电动阀时开始计时，以“每平方面积每小时”的收费单价为计价单位，按照单价乘以对应计费单元的取暖面积再乘以采暖时间计费，并将当前采暖计费金额从用户消费金额中扣除，并在用户关闭电动阀或采暖计费控制阀时停止计费，B、当系统检测到用户余额小于某一定值X0时，自动关闭电动阀。
7.根据权利要求6所述的采暖计费管理方法，其特征是采暖计费控制阀连接有温度检测元件，温度检测元件安装在计费单元用户采暖管路中，温度检测元件将检测到的温度信息传输到IC卡计费控制阀控制电路，(1)当用户采暖管道内介质的温度高于设定温度T0时，计费控制管理系统处于允许计费状态；(2)当用户采暖管道内介质的温度低于设定温度T0时，计费控制管理处于禁止计费状态，不再减少用户IC卡内的消费余额。
8.一种IC卡预付费采暖计费管理方法，含有权利要求1所述的IC卡采暖计费控制阀，以一个用户或一个用户的每个取暖房间为一个计费单元，每个计费单元设有一个IC卡计费控制阀，计费控制阀的电动阀安装在计费单元的入户管路中，在IC卡上存储有计费单元对应用户的姓名、楼号、单元号、取暖面积信息，用户通过对IC卡充值购买消费金额，读卡器或读卡电路读取IC卡信息，传输到与其连接的中央处理器，计费控制阀控制处理电路的存储器存储有采暖计费管理系统，其特征是采暖计费管理系统首先判断IC卡内有没有消费金额，(1)如果IC卡内没有消费金额或余额小于某一定值X0时，电动阀关闭；(2)在检测到IC卡内有消费金额的情况下，按照计费单元对应的用户的取暖面积，以“每平方面积每小时”的收费单价为计价单位，按照对应计费单元的取暖面积，将IC卡内消费金额折合成用户总的使用时间，并且A、在用户打开电动阀时开始计时，将当前采暖计费时间从用户消费金额对应的总的使用时间中扣除，并在用户关闭电动阀时停止计费B、当用户剩余使用时间为零或为某一定值时，系统自动关闭电动阀。
9.根据权利要求8所述的采暖计费管理方法，其特征是采暖计费控制阀连接有温度检测元件，温度检测元件安装在计费单元用户采暖管路中，温度检测元件将检测到的温度信息传输到IC卡计费控制阀控制处理电路，(1)如果用户采暖管道内介质的温度高于设定温度T0时，计费控制管理系统处于允许计费状态；(2)如果用户采暖管道内介质的温度低于设定温度T0时，计费控制管理系统处于禁止计费状态，不再减少用户IC卡内的消费余额。
10.一种IC卡预付费采暖计费管理方法，含有权利要求1所述的IC卡采暖计费控制阀，以一个用户为一个计费单元，每个计费单元设有一个总的IC卡计费控制阀，IC卡上存储有用户的姓名、楼号、单元号、各房间取暖面积信息，IC卡计费控制阀的电动阀安装在计费单元的入户管路中，用户通过IC卡购买消费金额，读卡器或读卡电路读取IC卡信息，传输到与其连接的中央处理器，计费控制阀控制处理电路的存储器存储有采暖计费管理系统，其特征是同一用户的各个不同房间分别设有控制阀门，反映各控制阀门状态的开关量信号输入计费控制阀处理电路，采暖计费管理系统首先判断IC卡内有没有消费金额，(1)如果IC卡内没有消费金额或余额小于某一定值X0时，电动阀关闭；(2)在检测到IC卡内有消费金额的情况下，在用户打开电动阀时开始计时，以“每平方面积每小时”的收费单价为计价单位，按照用户所有房间的取暖面积乘以采暖计时时间再乘以单价计费，将当前取暖计费金额从用户消费金额中扣除，当用户关闭对应房间的控制阀时，按对应房间的取暖面积和计时时间返还不应扣除的消费金额，当计费管理系统检测到用户消费余额小于某一定值X0时，自动关闭电动阀；或者(3)在检测到IC卡内有消费金额的情况下，在用户打开对应房间的控制阀时开始计时，以“每平方面积每小时”的收费单价为计价单位，按照单价乘以对应房间的取暖面积再乘以计时时间计费，将当前计费金额从用户消费金额中扣除，在用户关闭对应房间的控制阀门时停止计费，当计费管理系统检测到用户消费余额小于某一定值X0时，自动关闭电动阀。
11.根据权利要求10所述的采暖计费管理方法，其特征是采暖计费控制阀连接有温度检测元件，温度检测元件安装在计费单元用户采暖管路中，温度检测元件将检测到的温度信息传输到IC卡计费控制阀控制电路，(1)当用户采暖管道内介质的温度高于设定温度T0时，计费控制管理系统处于允许计费状态；(2)当用户采暖管道内介质的温度低于设定温度T0时，计费控制管理处于禁止计费状态，不再减少用户IC卡内的消费余额。
12.根据权利要求10或11所述的采暖计费管理方法，其特征是同一用户内，IC卡计费控制阀分别或同时按照对应房间的取暖面积和计时时间计费。
全文摘要
本发明涉及一种IC卡预付费的采暖计费控制阀及其采暖计费方法。IC卡采暖计费控制阀含有安装在采暖用户入户管路中的电动阀以及带有读卡器的单片机控制处理电路及与其配套的IC卡，读卡器(电路)的射频输出端连接读写天线，其数据端口、地址端口和控制端口分别连接单片机的相应I/O端口和控制端口，执行电机控制、驱动电路的输入端连接单片机设定的控制端口，控制、驱动电路的输出端连接执行电机。本发明IC卡采暖计费方法，沿用传统按面积收费的基本概念并将其衍生为“平方/小时”作为计量单价，突破传统按面积收费、吃大锅饭的弊端，实现了分户采暖的“按需、按量计费”，可以节约家庭开支，提高用户的节约能源和环保意识，具有长远的社会综合效益。
文档编号G07F15/06GK1821639SQ20061001751
公开日2006年8月23日 申请日期2006年3月10日 优先权日2006年3月10日
发明者杨东, 李玉琴 申请人:郑州春泉暖通节能设备有限公司