专利名称：人工智能安全型低功耗电子卡煤气表的制作方法
技术领域：
人工智能安全型低功耗电子卡液晶煤气表，能使用电子卡预购煤气，自动控制供气，具有防窃气、防漏气、防地震和自学习用户用气量通过电话遥控关闭煤气、遥读数据、传输预购煤气量等功能。使用液晶显示用气量，电子卡中剩余量等数据。并使用电池供电的新型智能安全型煤气表。
目前，煤气计量收费基本上有以下几种方式一、普通煤气表、人工查表收费，原始落后。
二、投币煤气表，这种表不用人工查表收费，但仍需人工回收金属币且难以防止伪造、丢失、窃用煤气。
三、磁卡煤气表，该表虽然解决了人工收费问题，但结构复杂、成本高，而且可靠性差，磁卡数据易丢失。
四、遥读式煤气表，这种煤气表能以无线或有线方式采集煤气数据，但仍需人工收费，成本也不低。
五、本人曾申请过一个预购自动计费煤气表专利，该专利虽然不用人工查表收费，但功耗还不足以低到能完全用电池供电工作，电池只是备用，还需用交流电源，而且没有液晶显示表的工作状态，卡内剩余预购量，用户无法直观地了解用气情况，安装使用仍不够方便。
六、以往的煤气表当出现窃气、漏气、地震或人不在家都不能自动关闭，难以保证用户安全和可靠计量。
本实用新型的设计目的在于提供一种能克服现有各种煤气表的缺点，防窃气、防地震外接遥控器可由电话线关闭煤气表阀门，遥读表中数据，向表传输预购煤气，不用逐户查表收费，功耗低，可使用电池作为电源，表的工作状态和卡内剩余煤气预购量可以由液晶显示，简单、可靠、低成本的新型煤气表。该表能通过自学习，记住用户的常用煤气量，当出现长时微量漏气，或突然煤气流超过自学习最大流量时，会自动地给出报警，及时地关断煤气保证安全。
本实用新型的目的是这样实现的人工智能安全型电子卡低功耗液晶煤气表，由电子卡低电压、低功耗(静态结构)单片计算机电路(以下简称智能煤气表和低功耗单片计算机)电子卡插座、电子卡接口电路、插卡到位检测电路、防拆卸电池电路、防窃气检测电路、震动传感电路、煤气漏气检测器输入接口电路、电话遥控接口电路、声响指示电路、电池欠压检测电路、欠压指示灯电路、煤气计量传感电路、煤气电磁阀控制电路、电磁阀驱动电源贮能电路、煤气电磁阀及液晶显示电路、磁性拔卡检测电路、电磁弹出电子卡插座驱动电路等电路的构成智能电子控制装置和普通煤气表构成。所有电路均组装在印刷电路板上，印刷电路板组装一个装有电子卡插座的金属盒或塑料盒内，盒安装在煤气计量装置的外壳上，也可与煤气表外壳设计成为一体，液晶显示器安装在表的前面，煤气电磁阀安装在煤气进气管上或表内。上述电路外壳用铅封，用户无法自行改动。
当用户剪断连线时，电磁断线检测电路会向低功耗单片机电路的一个输入端发出剪断窃气信号，低功耗单片机电路在防窃气程序的控制下，会在电子卡内建立用户不能清除的窃气标志，当用户试图打开铅封，拆动煤气表，或从管路上拆下煤气表时，防窃气传感器检测到窃气动作，智能煤气表将关闭煤气表阀门，并且在预购煤气电子卡上建立窃气标志，该标志用户无法自行清除，即使去掉智能煤气表的电池也不能清除该标志，只有在煤气公司的煤气销售系统上才能清除，该项功能可以有效地防止用户窃气。该表设有人工智能用气流量学习处理路程序及煤气漏气报警信号输入接口，用于防止煤气漏气。智能煤气表设有一个时基发生电路产生，时基时钟，当智能煤气表计量的煤气，超过一定量时，可以进行判断，对于超小流量长时计量或超大流量过大都能自动给出漏气提示或关闭阀门停止供气。当煤气漏气报警器检测到漏气时，其输出信号接到智能煤气表的煤气漏气报警器接口，煤气表自动关闭阀门，以保证用户安全。
智能煤气表，当检测到震动时，能自动地对震动进行判断，当判断地震达到一定级别以上地震时，能自动地关闭阀门防止震坏管道漏气造成更大的灾害。
当用户忘记关闭煤气时，用户在远距离可通过电话向电话遥控器发出关闭煤气指令，遥控器输出信号关闭煤气时，通过电话远距离关闭煤气，以便用户更为安全。也可通过该装置内电话线进行集中关阀。通过该接口还可以实现电话遥读煤气表数据和通或电话线向表内卡传输煤气预购量。
本实用新型使用时，用户持电子卡到煤气销售部门购买一定量的煤气，以密码形式写入电子卡。用户将卡插入智能煤气表后，表中的单片计算机通过电子卡接口电路从电子卡中读取预购煤气量，用户即可使用煤气。用户使用煤气时，煤气表从预购量中减去用气量。预购煤气量快用完时，表会发出声响，液晶显示器会给出显示，提示用户重新持卡购气。预购煤气量使用完时，单片计算机将通过煤气电磁阀控制电路关闭煤气电磁阀，停止供气。用户重新卡购气，并前卡插入表中后，表会自动打开煤气电磁阀重新供气。电池容量不足时，表会以声响、欠压指示灯闪动及液晶显示，提示用户及时更换电池，同时关闭电磁阀，停止供气，更换电池后就能自动恢复供气。从而实现了预用气量，自动计费，不用查表收费。
用户也可在煤气供应部门通过电话线向用户的煤气表传输预购用气量，存在表内电子卡中。
由于本实用新型采用低功耗、低电压大规模集成电路单片计算机，其功耗与普通CMOS集成电路相比，功耗更低，并且使用节电程序，使单片计算机平时处于功耗最低的掉电状态，只有读卡或计量时或有信号输入时才中止这种状态。煤气电磁阀是专为智能煤气表设计的，断电可保开或关状态，而且只在开或关动作瞬间才通电。从而保证低功耗，使智能煤气表工作在极低的功耗状态下，实现电池供电，在使用锂电池可以使用8～10年以上不用换电池。
图1为原理框图，图2为电路原理图，图3为电磁阀结构图。
下面结合图纸将实用新型的实施实例详细论述智能煤气表，智能煤气表它包括一个电子卡(1)，由低功耗串行带有读写、擦除控制密码的E2PROM存储电路IC1构成，用于记录煤气预购量煤气表实行际运行数据，封装在塑料卡片内，设有电气触点，用于与插座相联，完成卡的读写；一个表内电子卡(2)，该卡设在表内由串行E2PROM、IC2构成，在述低功耗单片机I/O接口读写控制信号与数据信号的控制下用于记录保存，当用户拔下卡后所存留的煤气预购量，窃气标志及电话线传输的煤气预购量等数据；一个低功耗单片计算机电路(3)，用于从前述电子卡中读写煤气预购量，记录实际用气量，实现用气控制、煤气计量、计费、防窃气、漏气、地震等功能；一个电子卡接口电路(4)及电子卡插座(5)，用于前述低功耗单片计算机IC3与电子卡之间的电气连接，将单片计算机电路的I/O端口信号在软件的控制下转换成电子卡所需的读写控制信号、时钟信号、数据信号等；一个卡电源控制电路(6)，用于在前述低功耗单片计算机的控制下进行卡电源控制；一个计量传感电路(7)，安装在机械煤气计量装置(7)上，用于将机械煤气计量动作转换成电信号输出到前述低功耗单片计算机电路的输入端口，进行煤气计量、计费和流量判断；一个机械式煤气计量装置(8)，用于向前述煤气计量传感电路提供机械煤气计量信号；一个插卡检测电路(9)，用于检测电子卡插入自动计费煤气表的电子卡插座是否到位，其输出连接到前述低功耗单片机的一个输入端，向前述单片机提供卡到位信号；一个拔卡申请电路(10)，用于向前述低功耗单片计算机提供拔卡信号，以启动拔卡处理程序；一个防拆电池检测电路(11)，当用户在阀门开启状态企图拿掉电池或拆开电子部分机壳窃气时，该电路向前述低功耗单片计算机提供一个电池拆卸信号，启动防窃气程序，关闭阀门，停止供气；一个电磁阀连线断线检测电路(12)，用于检测用户非法剪断电磁阀连线，当用户剪断电磁阀连线时，向前述低功耗单片机电路的一个输入端提供非法窃气信号；一个防拆卸传感电路(13)，用于检测用户非法拆卸，将拆卸动作换成电信号输出到前述单片机电路的一个输入端口，提供一个窃气信号用于启动防窃气处理程序；一个震动传感电路(14)，用于检测震动，将拆卸动作或地震的震动转换成电信号输出到前述单片机电路的一个输入端口进行防震处理；一个煤气漏气检测器输入接口电路(15)，用于接受煤气漏气报警器的漏气报警信号，将该信号输入到前述单片机电路，进行煤气漏气处理；一个时基发生电路(16)，用于产生时基时钟，向前述低功耗单片计算机的一个输入端向其提供时基信号用流量检测和窃气判断；一个电话遥控器接口电路(17)，用于接收电话遥控器输出的关阀信号，或由调制解调器，通过电话线向煤气供应部门传输用气数据，以及用户在煤气供应部门通过电话线向用户煤气表传输煤气预购量；一个电磁弹出电子卡插座驱动电路(18)，用于在接到拔卡信号后在前述低功耗单片机电路的输出端口控制下发出的弹卡信号，使弹出电子卡插座电磁铁吸合，使卡弹出；一个低功耗电池欠压检测电路(19)，用于在电池电压不足时，向前述低功耗单片计算机提供一个电池电压不足信号；一个欠压指示电路(20)，用于在前述低功耗单片计算机的一个输出端口控制下，当出现欠压时LED欠压指示灯给出欠压闪动指示；一个电磁阀电源变换电路(21)，用于在前述低功耗单片机的一个端口控制下，向下述电磁阀驱动电路提供开关阀电源；一个煤气电磁阀控制电路(22)，在前述低功耗单片计算机电路输出端口的控制下，实现煤气电磁阀的开或关；一个煤气电磁阀(22)，在前述煤气电磁阀控制下，实现供气控制；一个声响电路(23)，在前述低功耗单片计算机输出端口控制下，给出要重新购气或电池欠压等声响指示；一个液晶显示装置(24)，在前述低功耗单片计算机I/O端口控制下，显示用气量、剩余预购量和自动计费煤气表的工作状态；智能煤气表的工作程序(25)，用于实现该表的各项功能，由多个程序模块构成。
电子卡(1)由低电压CMOS串行E2PROM存储电路的IC1及带引脚的印刷电路板及塑料外壳构成。IC1的Vcc、GND、CLOCK、I/O、CS/RS构成电子卡的电气触点。电子卡中的Vcc、GND、CLOCK、I/O、CS/RS通过智能煤气表的电子卡插座(5)，电子卡接口电路(4)与低电压、低功耗的单片计算机(3)相连，实现电子卡数据的读写。电子卡可以采用三总线的串行E2PROM(如图2中所示)，I2C总线型E2PROM存储器(如图2中所示)，ISO7816标准带安全逻辑的串行E2PROM存储器(如图3-2中所示)。当采用I2C总线串行E2PROM存储器时，只使用Vcc、GND、CLOCK和I/O4个引脚。当使用ISO7816标准带安全逻辑的串行E2PROM存储器时，电子卡使用Vcc、GND、CLOCK、I/O、PST、PRG、FUS7个引脚。当使用三总线型串行E2PROM存储器时，电子卡使用Vcc、GND、CLOCK、I/O、CS5个引脚。对于本实用新型，三总线型、I2C总线或ISO7816标准带有安全密码的串行E2PROM可兼容。
表内电子卡(E2PROM)(2)，由CMOS低功耗串行E2PROM、IC2构成，其I/O、CLOK线和电子卡并用，由下述低功耗单片计算机IC3的P2.0、P0.1提供、CS片选信号，由IC3的输入输出端口P0.4提供，在IC3中读写程序的控制下，完成读写。
低功耗单片计算机电路(3)，是智能煤气表的核心，由低电压、静态结构的单片计算机IC3构成。目前，国际上流行的普通CMOS单片计算机80C31、68HC、Z8600等功耗都不能满足煤气表技术低功耗的要求。本实用新型采用的不是普通的CMOS单片计算机，而是能在低于5V电压下工作，其工作电压低至3V也可，以及1MHZ以下频率也可以工作的全静态结构的单片计算机，其功耗与普通的CMOS单片计算机相比，几十分之一，甚至更少。本实用新型所采用的单片计算机还具有在掉电工作状态时(功耗最低的工作状态)不用任何外附元器件即可启动，恢复工作的功能。因而使自动计费煤气表平均功耗低至微安数量级。程序ROM做在单片计算机内，这样可以省去通常单片计算机电路中所用的地址锁存器及程序存储器两块电路，即可降低成本，又可降低功耗，提高可靠性。单片计算机的工作程序由初始化程序、读写程序、煤气计量程序、解密程序、加密程序、电池拆除处理程序、煤气漏气处理程序、人工智能使用流量、时间、自学程序、电话遥控通讯处理程序、防窃气程序、电磁阀断线检测程序、电池欠压检测处理程序、节电处理程序等构成。单片计算机在程序的控制下，完成读取煤气预购量、计费、加密、解密，在电子卡记录实际用气量等功能。
电子卡接口电路(4)，IC3的P2.0、P0.1、P0.4通过电子卡插座(5)连接到电子卡的I/O、CLOCK、CS。每个输入/输出引脚上都有防静电的电阻R2～R5，以保护电子卡接口电路的I/O端口。
当电子卡采用ISO7816标准时，IC2的P0.3、P0.2、Vcc分别作为RST、PRG、FUS信号，因而该电子卡接口电路硬件不作改动，就可用于ISO7816国际标准电子卡的读写，如图3-2中所示电路，当电子卡使用I2C总线存储器时，只使用除电源地线外I/O、CLOCK(即SDA、SCA)如图3-1，电子卡接口电路也可由单片计算机IC3的其它I/O端口构成。
煤气计量传感电路(6)，由磁性传感器K3、R8、耦合电容C5、电阻R9组成。在机械式煤气计量装置计量机构上粘一小块永久磁铁，磁性传感器K1安装在计量盘旁边，计量盘每转一周，K3产生一个脉冲，经C5耦合将电平信号转换成脉冲信号，接至IC3输入端P2.5进行计量计费。也可以使用其它磁性传感器光电传感器等，但相比之下，磁性传感器具有成本低、可靠性高、功耗低的优点。
卡电源控制电路(7)，由晶体管BG1、电阻R1构成，由前述单片计算机的输出端口P3.3控制，当需要读写卡时输出低电平使BG1导通，使卡Vcc上电源加上，读写完毕关闭，从而达到节电的目的。
机械式煤气计量装置(8)，在本实用新型表中即可采用机械式煤气计量装置，也可采用转子式煤气计量装置，为煤气计量传感电路提供机械煤气计量信号。
插卡检测电路(9)，由开关K1、电阻R6构成，该电路的输出信号接到IC3的输入引脚P2.3，电子卡插入自动计量煤气表的电子卡插座，并插入到位时，K2闭合，输出信号经IC2的P2.3输入端，通过P2.3向单片计算机发出卡到位信号，启动电子卡读卡程序和解密程序，读入煤气预购量。
磁性拔卡申请电路(10)，由磁性拔卡开关K2、R7构成，R7一端接地，另一端接在K3的一端，接至IC3、P2.6输入端上，K2的另一端接在Vcc上，平时拔卡申请电路输出低电平，当将小磁性棒靠近机壳时，拔卡申请开关闭合，拔卡申请电路输出高电平IC3的P2.6接到拔卡申请信号后，执行拔卡处理程序，发出声响，发出弹卡驱动信号使卡弹出。
电池拆卸检测电路(11)，该电路由电池拆卸检测器K4、R10构成，输出接在IC3的P2.7输入端口上。当用户企图在煤气磁阀开启时，拿出电池或拆开电子部分机壳窃气时，K4闭合，输出高电平，IC2检测到这个信号后，执行防窃气程序，P3.6输出高电平，P3.7输出低电平，使阀门关闭；当电池盒门放好后，K4断开，输出低电平，IC3检测到后，执行开阀程序，P3.6输出低电平，P3.7输出高电平，开阀。
电磁阀断线检测电路(12)，由晶体管BG2、电阻R12和单片机的一个输入端口P1.5构成，晶体管的栅极与电源线与电磁阀控制线并行，封在一个护套内，当用剪断电磁阀连线时，检测同被剪断当检测线断开时，晶体管会由截止变为导通，使其向低功耗单片机的P2.7输入端口输出电磁阀断线信号，启动断线处理程序，在表内电子卡内记录，断线标志作为用户窃气的记录，可由煤气销售部门读出和清除，用户不能自行清除，可有效地防止用户窃气。
防拆卸传感电路(13)，该电路由检测开关K5、R11构成其输出接在IC3的一个输入端P2.4发出非法窃气拆卸信号，启动防窃气程序关闭阀门，并在表内外卡上记录窃气标志，只有用户交罚款才可由煤气部门用电子卡煤气销售系统清除，K5也可设置2个以上的防拆卸开关构成。
震动传感电路(14)，该电路由震动检测传感器、K7电阻R13构成，该传感器能感受360℃的震动，当发生震动时，发出震动信号，输出到低功耗单片机电路IC3的一个输入端P1.0，启动震动处理程序，对震动信号进行处理区别是地震还是非法拆卸智能煤气表，进行处理若是地震或有危害的震动将关闭煤气电磁阀进行安全处理，同时分别记录地震标志或窃气信息。
煤气漏气检测器输入接口电路(15)，该电路由光耦隔离电路IC7路、R15、R16和输入端子构成，煤气漏气检测器输出信号接在煤气漏气报警输入接口电路的输入端子上，当煤气漏气检测器检测到漏气时、其输出信号，经过光耦电路IC7隔离。输入到低功耗单片机电路IC3路的一个输入端P1.2启动漏气处理程序，关闭煤气电磁阀进行漏气处理。
时基发生电路(16)，该电路由石英晶体Q2和时基分频电路IC5构成，产生低频，时基脉冲信号，输出到低功耗单片机的一个输入端P1.1，用于启动时基处理程序进行流量处理，时基电路也可做在单片机电路的内部。
一个电话遥控器接口电路(17)，由光耦隔离电路IC8、R17、R18、IC9、R19构成，电话遥控器I/O信号经IC8隔离后输出接到低功耗单片机电路的一个输入端P3.0和串行输出端P3.1，当用户外出忘记关闭煤气或想关闭煤气阀门以防止意外保证家中安全时，可以拨通家中有电话通过遥控器关闭煤气表的阀门。智能煤气表可由该接口和调制解调器通过电话线向煤气部门传输用气数据，也可用户在煤气供应部门通过电话线向智能煤气表内电子卡传输煤气预购量。
该电路的I/O隔离电路也可采用脉冲变压器来实现I/O信号的隔离，采用脉冲变压器可以只使用一个I/O双向接口，节约一个接口资源。
电磁弹出电子卡插座驱动电路(18)，由IC3晶体管BG10、R5二极管D6构成，由低功耗单片机IC3的一个输出端口P3.3的一个输出端控制，当IC的输出端口P3.3输出低电平，电磁L2弹出卡的电磁铁吸合，使电子卡弹出，也可使用普通电子卡插座。
低功耗电池欠压检测电路(19)，该电路由低功耗电压检测器IC4构成。IC4是一个三端器件，输出接在单片机电路IC2的P2.2输入端，当电池电压低于正常电压时，IC输出低电平，向IC2发出电压不足信号，IC3启动欠压处理程序，将煤气电磁阀关闭。电压检测电路没有采用通常所用的电压比较器，而采用了静态电流只有I·6uA的低功耗电压检测器，使之功耗仅为CMOS电压比较器的I/1000。
欠压指示电路(20)，由LED、IC4-1电阻R14构成，当欠压时，在前述低功耗单片机电路的控制下，向欠压指示电路，发出闪动信号，给出指示，同时液晶也给出指示。
煤气电磁阀控制电路(21)，由达林顿晶体管BG4、DG5、DG7、DG8和PNP晶体管BG6、BG9、IC4-3、IC4-4、电阻R21、R22、R23、R24、D3～D5构成，煤气电磁阀L1接在控制电路a、b之间，IC2的P3.6、P3.7输出高电平煤气电磁阀中无电流，当P3.6输出低电平，P3.7输出高电平，电流从b-L1-a流过阀门打开，当P3.6输出高电平，P3.7输出低电平，电流从a-L1-b，流动阀关闭，阀驱动电路，也可使用2对互补的场效应管，或将阀线圈分成两个，这样只有两个晶体管即可。
煤气电磁阀(22)，如图3，图3中主要有阀体(201)，阀上密封垫(202)，轭铁端盖(203)，轭铁(204)，线圈(205)，阀上盖(206)，磁性定铁芯(207)，定铁芯O形圈(208)，轭铁端盖O形圈(209)，动铁芯(2010)，线圈套筒(2011)，主弹簧(2012)，塑料阀封托(2013)，橡胶阀封(2014)，副弹簧上挡圈(2015)，副弹簧(2016)，副弹簧下挡圈(2017)，开口挡圈(2018)构成，其定铁芯(207)由磁性材料构成，磁性定铁芯，可以全部用磁性材料构成，也可用磁性材料和导磁材料复合构成。磁性材料最好用稀土磁性材料，导磁材料，最好用电工纯铁。该阀门为了可靠地开阀还设计一个简单可靠的泄压机构，泄压机构由动铁芯(201O)，下端梯形台阶上装有橡胶阀封(2014)，副弹簧上挡圈(2015)，副弹簧(2016)，副弹簧下挡圈(2017)，开口挡圈(2018)构成，中孔也有如图(4)所示台阶，当开阀时，线圈所产生的吸引力不足以克服主弹簧(2012)的弹力和煤气压力，但能克服副弹簧的弹力，吸向定铁芯使煤气泄压，同时由于动铁芯吸入线圈吸力增强，使之能克服主弹簧的弹力，阀门完全打开，并吸在磁性定铁芯上。当断电时，由磁性定铁芯保持在定铁芯上，关阀时由主弹簧保持关阀状态。线圈(2011)也可由双线绕制，将其中一个线圈的始端与另一个线圈末端相联，这样驱动电路只用两个晶体管即可，但线圈体积大一倍。
声响指示电路(23)，由蜂鸣器F1、BG3、R10构成，由IC3的P3.2输出信号控制，当IC3的P3.2电平时，蜂鸣器F1发声，IC3的P3.2输出低电平时，蜂鸣器不发声。
液晶显示电路(24)，由液晶显示器LCD和液晶驱动电路IC6构成，IC3的P1.4、P1.5作为液晶驱动电路的数据信号与控制信号。液晶显示器LCD即可显示实际用气量，也可显示卡中剩余的预购量，阀状态等标志，当电池电压不足时，给出欠压指示。液晶驱动电路可由I2C总线器件构成，此时驱动器IC6与单片机IC3之间只有SDA、SCA两根I/O完成。也可选用在单片计算机内置LCD驱动的低功耗单片计算机，这样可以省略，LCD驱动器由于有了液晶显示器，也可省去机械计数器。
为了降低成本，人工智能安全型低功耗电子卡液晶煤气表也可不用液晶显示电路，仍用传统的机械计数器，表的各种工作状态，由声响电路的不同声响来指示。
智能煤气表工作程序(25)，由初化程序、读写卡程序、解密加密程序、煤气计量程序、人工智能用气检测程序、窃气处理程序、欠压处理程序、电池拆卸处理程序、人工智能用气流量自学习处理程序、振动处理程序、漏气处理程序、电话遥控通迅处理程序、节电处理生理序列等构成。节电处理程序在没有输入信号或处理完输入信号后，使低功耗单片机的时钟震荡停止，使低功耗单片计算机处于功耗最低的STOP状态。由输入信号来使低功耗单片计算机脱离STOP状态，从而达到节电的目的。
本实用新型的主要特征是电子卡(1)，由低功耗串行E2PROM存储电路IC1、塑料外壳构成。IC1的引脚构成电子卡引脚；表内电子卡(2)，由低功耗串行E2PROM构成，在下述低功耗单片机电路I/0端口，读写信号控制下与表内，电子卡IC2的读写引脚相连，进行读写。
低耗单片计算机电路(3)，由可以在很低的频率和2～3.3V的电压下工作，并且可以用中断退出最低功耗的掉电状态的单片计算机构成。程序存储器做在单片计算机的内部；电子卡接口电路(4)，由单片计算机IC3的I/O端口分别构成电子卡读写所需的I/O、CLOCK，CS/RST，PRG FUS信号；卡电源控制电路(6)，由晶体管电源开关BG1和电阻R1构成，由IC3的一个端口，控制卡电源的开关，达到节电的目的；煤气计量感电路(7)，在机械式煤气计量装置计量传动机构上安一小快永久磁铁，磁性传感器K2安装在其旁边，将机械煤气计量信号转换成电脉冲信号，然后输入至IC3的一个输入端上，进行煤气计量计费；插卡检测电路(8)，由到位检测开关K1、电阻R6构成，输出接在IC3的一个输入端口上，向IC3提供插卡到位信号；防拆电池检测电路(10)，由防窃气检测器K4、电阻R10构成，K4一端接在Vcc上，K4的另一端与电阻R10相连，输出的窃气信号接在IC3垢一个输入端口上；电磁阀连线断线检测电路(11)，由晶体管BG2、电阻R12和单片机电路IC3的一个输入端口构成，场效应晶体管的栅极接到Vcc上，向IC3提供一个电磁阀连线断线信号，启动窃气处理程序；一个防拆卸传感电路(12)，由检测开关K5、R11和IC3的一入输端口构成，用于向低功耗单片机IC3提供一个非法窃气拆卸信号，启动窃气处理程序；一个震动传感电路(13)，由震动传感器K7、R13和低功耗单片机电路IC3的一个输入端构成，将非法拆卸动作或地震转换成震动信号，用于向IC3提供震动信号，启动震动处理程序；一个煤气漏气检测输入接口电路(14)，由光电耦合器IC7、电阻R14、R15构成，帮于接受煤气报警输出的煤气漏气信号，其输出信号，联接到IC3的一个输入端；一个时基发生电路(15)，由石英晶体Q2和时钟电路IC5路构志，其输出联接到低功耗单片机电路IC2的一个输入端；该电路可以做到IC3的内部；
一个电话遥控器口电路(16)，由隔离电路IC8、IC9、电阻R16、R17、R18构成其输入输出信号，联接到低功耗单片机电路IC3的一个输入端口和一个输出端口；电池欠压检测电路(19)，由低功耗电压检测电路IC4构成，IC4的输出接在IC3的一个输入端口上，向IC3提供电池欠压信号；煤气电磁阀(22)，一个带泄压装置的自保持电磁阀的定铁芯(207)是磁性的；液晶显示电路(23)，由液晶显示器LCD液晶驱动电路IC6构成，由低功耗单片计算机IC3的I/O端口提供液晶显示器的数据和控制信号。液晶显示器安装在表的前面。
智能煤气表工作程序(25)。
其中节电处理程序，使表在没有输入时钟震荡停止，处于功耗最低的STOP状态只有当计量信号或其它信号处理完后，又能恢复成功耗最低的状态，实现低功耗，节电目的。
本实用新型的主要优点在于1、使用方便，从根本上改变了传统的逐户查表收费方式，防止窃气，保证煤气费的回收，并实现收费自动化。
2、可靠性高，制造成本低。
3、结构简单，不改变现有煤气的生产设备，生产投资少。
4、应用本项技术可以已使用的煤气表进行改造。
5、在原有煤气生产设备的基础上，增加少量投资即可生产低功耗电子卡预付费煤气表。
权利要求1.一种人工智能安全型低功耗电子卡液晶煤气表由电子卡自动计费煤气表构成，其特征是一个电子卡(1)，由低功耗CMOS工艺串行读写E2PROM存储集成电路和带引脚的外壳构成；一个表内电子卡(2)，由低功耗串行E2PROM构成，安装在表内，在下述低电压、低功耗单片计算机IC3的I/O接口提供读写控制信号，与数据信号控制下用于记录保存，用户预购煤气量和窃气标志等数据；一个低电压，低功耗单片计算机(3)，用于从前述电子卡中读取煤气预购量，在电子卡中记录实际运行数据，实现用气控制，煤气计费；一个电子卡接口电路(4)，电子卡插座(5)，用于前述低电压，低功耗单片计算机IC3与电子卡之间的电气联接，将单片计算机电路的I/O端口信号在软件的控制下转换成电子卡读写所需的控制信号，时钟信号，数据信号；一个卡电源控制电路(6)，用于在前述低功耗单片计算机一个输出端的一个输出信号控制下进行卡电源控制；一个煤气计量传感电路(7)，安装在机械煤气计量装置(7)上，用于将机械计量动作转换成电信号，输出到前述低电压、低功耗单片计算机的输入端口进行计量、计费；一个机械或煤气计量装置(8)，用于前述煤气计量传感电路提供机械计量信号；一个插卡检测电路(9)，用于检测电子卡插入自动计费煤气表的电子卡插座是否到位，其输出连接到前述低电压，低功耗单片计算机的一个输入端，为其提供卡到位信号；一个拔卡申请电路(10)-，用于向前述低电压，低功耗单片计算机提供拔卡信号，启动拔卡处理程序；一个防拆电池检测电路(11)，当用户在阀门启状态企图拿掉电池或拆开电子部分机壳窃气时，该电路向前述低电压，低功耗单片计算机提供一个窃气信号，启动防窃气程序，关闭阀门，停止供气；一个电磁阀连线断线检测电路(12)，用于检测用户非法剪断电磁连线时向前述低电压、低功耗单片计算机的一个输入端提供非法窃气信号，用于启动防窍气处理程序；一个防窃气传感电路(13)，用于检测非法拆卸，将拆卸动作转换电信号向低电压、低功耗单片计算机提供一个窃气信号，用于启动防窃气处理程序；一个震动传感电路(14)，用于检测震动，将拆卸动作或地震转换成电信号，输出到前述低功耗单片计算机电路的一个输入端口，提供一个震动信号，用于启动震动处理程序；一个煤气漏气输入接口电路(15)，用于接受煤气漏气报警器的漏气报警信号，将该信号输入到前述低电压、低功耗单片计算机的一个输入端，向其提供漏气信号用于启动漏气处理程序关闭煤气电磁阀；一个时基发生电路(16)，用于产生时基钟向前述低功耗单片计算机的一个输入端，向其提供时基信号用于流量检测和窃气判断；一个电话遥控器接口电路(17)，用接收电路遥控输出的关阀信号，实现远距离电话遥控关闭煤气，通过电话线向煤气部门向输入用气数据，在煤气供应部门向煤气表传输用户用气量；一个电磁弹出电子卡插座驱动电路(18)，用于在接到拔卡信号在前述低功耗单片计算机电路输出端口，发出的弹卡信号控制一下使电子卡插座电磁铁吸合，使卡弹出；一个低功耗，电池欠压检测电路(19)，用于在电池电压不足时，向前述低电压，低功耗单片计算机提供一个电池电压不足信号，启动欠压处理程序；一个欠压指示电路(20)，用于在前述低功耗单片计算机的一个输出端口控制下，当出现欠压时，欠压LED指示灯给出欠压闪动指示；一个煤气电磁阀控制电路(21)，用于在前述低电压，低功耗单片计算机输出端口的控制下，实现煤气电磁阀的启闭；一个煤气电磁阀(22)，用于在前述煤气电磁阀控制电路控制下，实现供气控制；一个声响电路(23)，用于在前述低电压、低功耗单片计算机输出端口控制下，给出煤气预购量不足，电池欠压等声响指示；一个液晶显示电路(24)，用于在低功耗、低电压单片计算机电路控制下，显示用气量、剩余预购量和自动计费煤气表的工作状态；一个组智能煤气表工作程序(25)，用控制智能煤气的工作，实现读写卡、计量窃气处理、人工智能使用流量、时间自学习、欠压处理、电池拆卸处理、震动处理、漏气处理、电话通讯处理、节电处理等功能；
2.根据权利1所述低功耗液晶显示防窃气电子卡预付费自动计费煤气表，其特征在于1)、电子卡(1)，由串行E2PROM存储电路(1)，带电触点的塑料外壳构成；2)、表内电子卡(2)，该卡设在表内，由低功耗串行E2PROM构成，其读写信号，数据信号由低电压，低功耗单片计算机的I/O线提供；3)、低电压，低功耗单片计算机电路由能在低电压下工作，并可以由中断退出功耗最低的掉电(节电)停止时钟震荡状态的低电压，低功耗单片机IC3构成，程序存储器做在IC3内部；4)、电子卡接口电路(4)，电子卡I/O、CLOCK等控制信号由低电压、低功耗单片计算机的I/O端口提供；5)、卡电源控制电路(6)，由开关晶体管、电阻构成，由低功耗单片计算机的一个输出端提供控制；6)、煤气计量传感电路(7)，由计量传感器和低电压、低功耗单片计算机IC3的一个输入端构成，将机械式煤气计量装置的机械计量信号转换成电脉冲信号，接至IC3的一个输入端，进行计量、计费；7)、电子卡插卡检测电路(8)，由检测开关K1、电阻R6构成，卡到位信号接至IC2的输入端，向单片机发出卡到位信号，启动电子卡读卡程序，读取煤气预购量；8)、防拆电池检测电路(10)，由检测器构成，其输出接至低电压，低功耗单片计算机的一个输入端，向单片机IC3提供窃气信号；9)、电磁阀连线断线检测电路(11)，由晶体管BG6、电阻12、IC3的一个输入端口，与电磁阀连线并行的检测线构成，当检测线断线时，向低电压、低功耗单片计算机IC3一个输入端提供电磁阀断线信号；10)、防拆卸传感电路(12)，由检测开关和IC3的一个输入端口构成，向低电压、低功耗单片计算机提供非法拆卸信号；11)、震动传感电路(13)，由震动传感器和IC3的一个输入端口构成，其输出向低电压，低功耗单片计算机提供震动信号；12)、煤气漏气报警器输入接口电路(14)，由隔离电路构成，其输出与低电压、低功耗单片计算机IC3的一个输入端相连向其提供漏气信号；13)、一个时基发生电路(15)，用于产生时基时钟，向前述低功耗单片计算机的一输入端，向其提供时基信号用于流量检测和窃气判断；14)、一个电话遥控器接口电路(16)，用于通过电话遥控器接收电话遥控和煤气预购量和通过电话线传输煤气用量，输入输出信号，与低功耗单片计算机IC3的串行I/O口相连，实现双向串行通讯；16)、低功耗电池欠压检测电路(19)，由三端低功耗电压检测器构成，相应的输出信号连在低电压、低功耗单片计算机IC3的一个输入端，为其提供电池欠压信号；17)、煤气电磁阀控制电路(21)，由两个互组的晶体管电路构成，可在低电压、低功耗单片计算机的输出口的控制下改变电流流动方向，实现启闭煤气电磁阀；18)、煤气电磁阀(22)，该阀的定铁芯是磁性的阀门有泄压机构；19)、液晶显示电路(24)，由液晶显示器LCD，液晶驱动电路构成，由低功耗单片计算机IC3提供液晶显示器的数据和控制信号，液晶驱动电路可以作在IC3内部；20)、低功耗电子卡预付费煤气表工作程序(25)，使其在没有输入信号时，处于功耗最低的掉电时钟震荡振停止状态，信号输入时，才激活状态，当计量完成或其它输入信号处理完后，就恢复功耗最低状态。
专利摘要人工智能安全型低功耗电子卡煤气表，由电子卡、智能电子控制装置、普通煤气表构成。该表实现用户使用电子卡预购煤气用量，自动控制供气，具有智能识别、防窃气、防漏气、防地震可以通过电话线进行遥控遥读、遥控预购煤气等功能，该表能保证用户安全使用液晶显示用气量，及卡中剩余量等数据。该表功耗极低使用锂电池可连续使用8～10年不用更换电池。本实用新型使用方便、可靠、安全。
文档编号G07F15/00GK2246311SQ9523177
公开日1997年1月29日 申请日期1995年7月25日 优先权日1995年7月25日
发明者郑孚 申请人:郑孚