专利名称：射频卡水表电路模块的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及水表电路模块，尤其涉及具有射频功能的水表电路模块，属于水表元件领域。
背景技术：
水表是在水计量行业常用仪表，用于实现水用量的数据记录和费用管理，但是已有的水表都存在一个问题:无法统一的、实时的向外提供水表内的各种数据，而需要抄表员逐个抄表，把数据记在本子上或者手工输入到计算机中，严重降低了工作效率。
发明内容针对已有的水表数据输出方式单一、需要手工抄表、费时费力的问题，本实用新型公开了一种新的水表电路模块，具有射频输出组件，能够将水表内的数据以射频方式输出，使得在现场使用时只需要应用射频接收仪在水表射频有效范围内扫描一下即可接收水表内的数据，提高了工作效率。为实现上述目的，本实用新型是通过下述技术方案实现的:射频卡水表电路模块，由射频头和水表电路模块组成的，二者通过接口电路相连接，其中该接口电路一端连接在水表电路模块的主芯片电路上，另一端连接在射频头的射频接口电路上。在使用时，通电后水表电路模块中读取的水表数据会经由接口电路传到射频头编码为射频信号经由射频头上的天线发射出去。其中，所述射频头由支持13.56MHz的Type A非接触通迅协议的射频芯片FM1701射频芯片和射频接口电路组成，此类射频芯片依据安装的天线的规格不同可以在不同范围内，一般是10cm-20m范围上实现信号覆盖，从而便于抄表人员无线接收水表内的数据，大大提高了工作效率。其中，所述水表电路模块由电源接口电路、唤醒上电电路、信号选通电路、显示电路、卡电源电路、卡电源稳压电路、阀门接口电路、采样接口电路、在线编程接口电路、电压检测电路、稳压电路、阀门驱动电路、主芯片电路组成,其中电源接口电路、唤醒上电电路、信号选通电路、显示电路、卡电源电路、卡电源稳压电路、阀门接口电路、采样接口电路、在线编程接口电路、电压检测电路、稳压电路、阀门驱动电路均连接到主芯片电路上，唤醒上电电路与信号选通电路电连接。具体的，所述信号选通电路、唤醒上电电路分别设有相对应的信号接口，用于实现唤醒上电电路的激活；所述信号接口为三组。两者的关系为信号选通电路在三路信号中至少一个信号来临时，会激活上述唤醒上电电路，从而单片机CPU开始工作，然后单片机通过扫描得出当前是哪个信号来临，再作出相应的处理。当信号处理完成时置低信号选通来断开信号与单片机的链接，保证电源的可靠掉电；所述的唤醒上电电路用于实现下述功能:(PU卡在没有任何信号(例如插卡信号，采样信号，掉电信号等)来临时处于掉电状态，功耗为O ;当有信号来时唤醒上电电路给电容充电使电路导通，使得整个CPU卡单片机上电，同时锁定上电信号。其中，所述电源接口电路设有电源输入口与外部电源连接，电源输入接口上设有二极管，通过采用二极管做隔离，能够有效防止电源反接，保护电路不受外部攻击，提高电路的安全性。其中，所述显示电路与水表表体上的液晶显示装置连接，该电路由主芯片电路直接连接以程序控制向表体上的显示装置推送主芯片电路输出的显示内容。其中，卡电源电路与水表表体上的IC卡卡座电连接，用于实现IC卡的接入，当检测到卡信号来临时给卡供电，CPU主芯片处理完成时给卡掉电，防止外界攻击。其中，所述卡电源稳压电路设有稳压芯片，通过稳压芯片将卡电源稳定在5V，确保射频卡与模块通讯顺利进行。其中，阀门接口电路、阀门驱动电路与水表表体上的控制阀门的阀门电机电连接。阀门接口电路用于测试阀门到位信号，所述阀门驱动电路用于控制阀门电机的正反转，从而控制水表阀门的开关，间接控制用户用水。其中，所述采样接口电路直接和水表上的采样信号通讯，实现水表脉冲信号检测。其中，在线编程接口电路设有多个可以与外界计算机或上位机通讯的电路端子，能够通过在线编程接口电路实现对卡片功能的扩展和更改修订。其中，所述电压检测电路设有用于检测电压的比较器和用于检测两级电压的三极管，通过比较器来检测电源，当电压低于4.2V时，比较器输出低电平。通过控制VlO三极管的导通与关闭，可以得出二级电压检测。其中，所述稳压电路设有稳压电源模块，在外部电压高于3V时，稳压电源模块使主芯片电路的工作电压稳定在3.3V。其中，主芯片电路，又称单片机、CPU等，用于控制整个电路模块工作，尤其可以直接控制液晶的显示内容。
图1为本实用新型水表电路|旲块的结构连接不意图；图2a、2b显示了射频头的射频接口电路部分、射频电路的具体电器元件实现图；图3为用于连接射频头和水表电路模块的接口电路元件结构图；图4为本实用新型的水表电路模块的电路连接结构图；图5-图17依次为电源接口电路、唤醒上电电路、信号选通电路、显示电路、卡电源电路、卡电源稳压电路、阀门接口电路、采样接口电路、在线编程接口电路、电压检测电路、稳压电路、阀门驱动电路、主芯片电路的电路图。
具体实施方式
参考图1，显示了水表电路模块，射频头和水表电路模块通过接口电路连接，接口电路一端连接在水表电路模块的主芯片电路上，另一端连接在射频头的射频接口电路上。参考图2a、2b，显示了 FM1071作为射频头时的电路元件结构，其中图2a为射频接入电路，与接口电路连接；图2b为FM1071的主电路，完成信号的编码和传输发射工作，如本领域技术人员所知，TX2为发射口，RX为接收口。参考图3，显示了接口电路的结构，在J4-K端与FM1071的射频接口电路连接，完成主芯片电路的数据输出。参考图4，显示了水表电路模块的电路连接结构，其中电源接口电路、唤醒上电电路、信号选通电路、显示电路、卡电源电路、卡电源稳压电路、阀门接口电路、采样接口电路、在线编程接口电路、电压检测电路、稳压电路、阀门驱动电路均连接到主芯片电路上，唤醒上电电路与信号选通电路电连接。参考图5，为电源接口电路，其上有电源输入接口 JDY-DY1，接口上设有采用二极管D2(型号IN5819)做隔离，防止电源反接。参考图6,为唤醒上电电路，主板米用掉电方式，在没有任何信号KA、CAIUCAI2 (包括插卡信号，两个采样信号)来临时，主板处于掉电状态，主板功耗为0，当有信号来时给电容充电使三极管V80导通，单片机上电，同时通过SD锁定上电信号。参考图7，为信号选通电路，当KA、CAI1、CAI2其中一个信号来临时，就会激活上述唤醒电路，从而单片机开始工作，然后单片机置高XHK，通过扫描KW、CA1、CA2得出当前是哪个信号来临，再作出相应的处理。当信号处理完成时置低信号选通XHK来断开信号与单片机的链接，保证电源的可靠掉电。参考图8，为显示电路，通过多个屏线针脚与外部的IXD电连接。参考图9，为卡电源电路，当检测到卡信号来临时需要给卡供电，卡片处理完成时给卡片掉电，防止外界攻击。参考图10，为卡电源稳定电路，通过稳压芯片MD7350将卡电源稳定在5V，确保射频卡与模块通讯顺利进行。参考图11，为阀门接口电路，在JDl-JA直接和阀门相连，控制阀门电机，测试阀门到位信号。参考图12，为采样接口电路，在JGl-FX直接和采样信号相连，检测水表的脉冲信号。参考图13，为在线编程接口电路，在JZl-ZXBC可以与上位机通讯连接从而赋予新的功能。参考图14，为电压检测电路，通过比较器D5来检测电源，当电压低于4.2V时，比较器输出低电平。通过控制VlO三极管的导通与关闭，可以得出二级电压检测。参考图15，为稳压电路，外部电压高于3V时，用稳压电源模块MD7333，使单片机的工作电压稳定在3.3V。参考图16，为阀门驱动电路，通过桥式电路来控制阀门电机的正反转，从而控制水表阀门的开关，间接控制用户用水。参考图17，为主芯片电路，采用PIC16F946单片机控制其他电路。
权利要求1.频卡水表电路模块，其特征在于由射频头和水表电路模块组成的，二者通过接口电路相连接，其中该接口电路一端连接在水表电路模块的主芯片电路上，另一端连接在射频头的射频接口电路上。
2.根据权利要求1所述的水表电路模块，其特征在于所述射频头由支持13.56MHz的Type A非接触通迅协议的射频芯片FM1701射频芯片和射频接口电路组成。
3.根据权利要求1所述的水表电路模块，其特征在于所述水表电路模块由电源接口电路、唤醒上电电路、信号选通电路、显示电路、卡电源电路、卡电源稳压电路、阀门接口电路、采样接口电路、在线编程接口电路、电压检测电路、稳压电路、阀门驱动电路、主芯片电路组成，其中电源接口电路、唤醒上电电路、信号选通电路、显示电路、卡电源电路、卡电源稳压电路、阀门接口电路、采样接口电路、在线编程接口电路、电压检测电路、稳压电路、阀门驱动电路均连接到主芯片电路上，唤醒上电电路与信号选通电路电连接。
4.根据权利要求3所述的水表电路模块，其特征在于所述信号选通电路、唤醒上电电路分别设有相对应的信号接口，用于实现唤醒上电电路的激活；所述信号接口为三组。
5.根据权利要求3所述的水表电路模块，其特征在于所述电源接口电路设有电源输入口与外部电源连接，电源输入接口上设有二极管。
6.根据权利要求3所述的水表电路模块，其特征在于所述显示电路与水表表体上的液晶显示装置连接。
7.根据权利要求3所述的水表电路模块，其特征在于所述卡电源稳压电路设有稳压芯片。
8.根据权利要求3所述的水表电路模块，其特征在于所述阀门接口电路、阀门驱动电路与水表表体上的控制阀门的阀门电机电连接。
9.根据权利要求3所述的水表电路模块，其特征在于所述电压检测电路设有用于检测电压的比较器和用于检测两级电压的三极管。
10.根据权利要求3所述的水表电路模块，其特征在于所述稳压电路设有稳压电源模块。
专利摘要本实用新型公开了一种射频卡水表电路模块，是由射频头和水表电路模块组成的，二者通过接口电路相连接，其中该射频电路一端连接在水表电路模块的主芯片电路上，另一端连接在射频头的射频接口电路上。通过上述结构，采用本实用新型电路模块的水表得以实现表内数据的无线收发，能够实现在不依靠电缆的情况下将本表具的数据传送给统一的远程管理主机。
文档编号G07F15/06GK202929746SQ20122057284
公开日2013年5月8日 申请日期2012年11月2日 优先权日2012年11月2日
发明者王文进, 常海利 申请人:北京京源水仪器仪表有限公司