专利名称：供热ic卡智能计量收费装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种供热IC卡智能计量收费装置。
目前，供热管理部门多采用按供热周期、采暖面积计算或采用单纯热量表计量收费。随着供热事业的发展，在供热计量和收费管理方面更需不断创新以方便管理人员和社会公众使收费管理更趋于合理化。供热IC卡智能计量收费装置的问世，为供热计量和收费管理拓展了新的技术应用途径，但现有的IC卡智能计量收费装置电路设计较为复杂、阀体部分所采用的电磁阀耗电量较高、电源部分采用锂电池、需开启箱体更换电池，这样不但给使用带来不便，同时影响其使用寿命。
本实用新型的目的是改进上述不足，为社会提供一种电路设计简单，使用方便，耗电量低，可靠性高的供热IC卡智能计量收费装置。
本实用新型的实施步骤如下该装置是由箱体、阀体、电路板、干式热水表、温度探头、按键、IC卡卡座、显示器及电源部分连接所构成，其特征是阀体为电动两通阀，并有电机与之连接，中间设有减速器；电源部分设有充电电池，箱体外对应设有充电器，与箱体内充电电池相连接；电路板是由电源电压监测电路、流量采集及整形电路、阀体控制电路、数字显示电路、IC卡触发电路、温度采集及A/D转换电路、EEPROM存储电路、CPU电路、IC卡升压电路连接组成。
本实用新型阀体部分采用电机控制电动两通阀，既保证该装置运行准确可靠，又减少耗电；电源部分采用充电电池，不用打开表箱即可用充电器补充电源，保证该装置正常运行，既符合国际规定的标准，又方便了用户的使用，同时可以延长使用寿命，确保安全可靠。电路设计简单实用，功能全面，可准确计量用户所用的热量，有效控制不交热费而长年用热的现象。
该装置在运行过程中，正常工作电压为3.2V-3.8V，电压低于3.3V时开始报警，提醒用户充电，如用户未及时充电，电压继续降低至3.2V时，即行关阀，直到用户充电达到规定值时阀门即会打开，装置随之正常运行。在用户预付热费情况下工作时，用户用磁卡购到一定量的热量，输入到表内，装置的阀门自动打开，装置正常运行，随着用户用热量的增加，装置内储热量逐渐减少，当减少到一定值时，蜂鸣器开始报警，提警用户购热，如果用户不及时购热，当剩余热量为零时，则阀门关闭。当用户及时购热输入到装置内，则计量收费装置正常运行。该装置是通过采取热水的流量信号和供回水的温度信号，再通过计算得出用户耗热量的。通常温度差是在一定范围内，如用户人为盗热，本装置将自动按最大温差计算耗热量。在用户使用过程中，IC卡和该装置是配套的，如果插错卡或操作有误，装置将提醒用户，如若人为解密或强行错误操作，IC卡即遭永久性损坏。用户可用按键方式读取该装置中储存的数据，其中包括剩余热量、供水温度、回水温度及累计流量。该装置电路部分工作时，耗电相当低，静态下电流只有0.4mA左右，采用三节2号电池，即可维持使用一个采暖季。
图1本实用新型结构示意图1、箱体，2、阀体，3、电路板，4、干式热水表，5、温度探头，6、按键，7、IC卡卡座，8、显示器，9、电机，10、减速器，11、充电电池，12、充电器。
图2本实用新型电路原理图电阻R1-R42集成电路IC1-IC8电容C1-C34充电器插接口JDY电位器W1-W6电动两通阀插接口DJ二极管D1-D9干式热水表插接口JSQ三极管BG1-BG6按键插接口JK蜂鸣器BEEP温度探头插接口JR继电器JDQ1 JDQ2 IC卡卡座插接口ICCARD晶体振荡器CR 显示器插接口JD电感L 保险F1
以下结合附图对本实用新型实施步骤加以详述该装置是一种供热IC卡智能计量收费装置，是由箱体(1)、阀体(2)、电路板(3)、干式热水表(4)、温度探头(5)、按键(6)、IC卡卡座(7)、显示器(8)及电源部分连接所构成，其特征是阀体为电动两通阀，并设有电机(9)与之连接，中间设有减速器(10)，电源部分设有充电电池(11)，箱体(1)外对应设有充电器(12)，与箱体(1)内充电电池(11)相连接，电路板(3)是由电源电压监测电路、流量采集及整形电路、阀体控制电路、数字显示电路、IC卡触发电路、温度采集及A/D转换电路、EEPROM存储电路、CPU电路、IC卡升压电路连接组成。
电路板中的电源电压监测电路，其中与充电器连接的插接口JDY的脚2接地，脚1接保险F1、电阻R28、二极管D5后接电源，F1和电阻R28间通过二极管D4接地，二极管D5与电阻R29间有二极管D6、充电电池、电容C19、C20并联接于电源和地之间，电阻R29的另一端并接电位器W6和W5后接电阻R30，然后接地。电位器W6和W5的中心头分别接于集成电路IC7的脚4和脚3，IC7脚2接地，脚6接电阻R31后与脚5相连，然后接电阻R32再接地，脚7接电源，脚8接集成电路IC1的脚3，集成电路IC7脚1接电阻R33后接于三极管BG3的基极。BG3的基极与发射极之间接电阻R34后接地，集电极通过电阻R35接5V电压处，集电极的另一路接二极管D8和电阻R38后与三极管BG4的基极相连，BG4的发射极接地，发射极的另一路接电阻R39、R37、二极管D7、电阻R36后接电源。二极管D7与R36之间有一条线经电阻排RP1与集成电路IC1的脚16和连接IC卡卡座的插接口ICCARD的脚2相连。二极管BG4的集电极接蜂鸣器BEEP，BEEP的另一脚接电源。
该电路用来监测电池电压，当电压低于3.3V时报警，再低至3.2V时，则使CPU电路关阀，用户充电时可直接采用充电器充电，勿需开启表箱。
流量采集及整形电路，其中与干式热水表连接的插接口JSQ的脚2、3接地，脚1先通过电容C13接地，后与集成电路IC1的脚6连接，再通过电阻R22接电源，最后接集成电路IC5的脚11。集成电路IC5的脚2通过电阻R23接电源，脚2和脚4之间接电容C14，脚1接地，脚5接按键插接口JK的脚1，脚3接电源，脚14通过电阻R24接电源，脚14和脚12之间接电容C15，脚15接地，脚13接电源，脚6接集成电路IC6的脚2，IC5的脚10接IC6的脚3，IC6脚4一边通过电阻R26接地，一边通过电容C16接电源，脚5一边接电阻R27后接地，一边通过电容C18后连接集成电路IC7的脚8，后接于集成电路IC1的脚3。集成电路IC6的脚1与脚10、11、12相连，脚9一边通过电阻R25接地，一边接电容C17后分别与集成电路IC1的脚7和连接IC卡卡座的插接口ICCARD的脚9相连，集成电路IC6的脚13接IC1的脚1。
该电路将干式热水表采集的信号进行整理整形，以脉冲的形式通知CPU电路并在集成电路IC3所采用的24C16中记录并保存。
阀体控制电路，其中与电动两通阀连接的插接口DJ的脚1、脚3接电源，脚2接继电器JDQ2的一个触点，脚4接继电器JDQ1的一个触点，脚5一边接继电器JDQ2的一个触点，一边通过电容C2与脚6连接后接于继电器JDQ1的另一个触点，继电器JDQ2的第三个触点一边接地，一边通过电容C1接电源，一边接于继电器JDQ1的第三个触点，继电器JDQ2的一个脚接三极管BG1的集电极，一个脚通过二极管D2接于继电器JDQ1的与三极管BG2的集电极相连的一脚，继电器JDQ1的一脚接晶体管BG2的集电极，一脚接地，三极管BG2、BG1的发射极均接电源，三极管BG1的基极通过电阻R2一边接集成电路IC1的脚9，一边通过电阻R4接电源。三极管BG2的基极通过电阻R1后一边与集成电路IC1的脚8相连，一边接电阻R3、R5、电容C5后接地，R5与C5之间有一导线与连接按键的插接口JK的脚1相连，JK的脚1除如前述与集成电路IC5的脚5相连外，还与集成电路IC1的脚2相连，JK的脚2接地。
该电路在CPU电路的控制下，当电压很低时即关阀，当表内热量小于或等于零时关阀；当电压升高、表内输入热量后，CPU电路即通知该电路开阀。
数字显示电路，其中连接显示器的插接口JD的脚1接地，脚2接5V电压处，脚3通过电阻排RP1与集成电路IC1的脚18相接，脚4通过电阻排RP1与集成电路IC1的脚19相连。
该电路通过按键通知CPU电路分别显示供水温度、回水温度以及剩余热量、累计流量。
IC卡触发电路，其中连接IC卡卡座的插接口ICCARD的脚1接5V电压处，脚2一边通过电阻排RP1与集成电路IC1的脚16相连，一边经电阻R36接电源，脚3一边经电阻排RP1与集成电路IC1的脚15相连，一边与集成电路IC3的脚5相接，脚5接地，脚7经电阻排RP1与IC1的脚17相连，脚9一边与集成电路IC1的脚7及电容C17相连，一边通过电阻R6接地，并通过电容C6接电源。脚10直接接电源。
该电路连接IC卡卡座，当向表内输入热量时，将IC卡插入即可。
温度采集及A/D转换电路，其中连接温度探头的插接口JR的脚1一边经电容C11接地，一边经电阻R14、R12、R7后接5V电压处，电阻R12与R14之间经过电阻R9与集成电路IC4的脚2相连，电阻R12与R7之间先有一导线与集成电路IC2的脚5相接，后分别由二极管D3、电容C7、C8并联接地，JR的脚3一边通过电容C12接地，一边通过电阻R20、R13接于电阻R12后，R13、R20之间通过电阻R17接集成电路IC4脚6，JR脚2、4一边接地，一边通过电阻R15、电位器W2与电阻R21电位器W4的并联电路通过R7接5V电压处，W2的中心点通过R10接集成电路IC4的脚3，IC4的脚3的另一支路通过电阻R11接地，电位器W4的中心点通过电阻R18接集成电路IC4脚5，IC4的脚5又有一支路过电阻R19接地，集成电路IC4的脚4接地，脚8接5V电压处，脚2一边与电阻R9相连，一边经电阻R8接于电位器W1中心点，IC4脚1接集成电路IC2的脚2之前有一由电容C9和电位器W1组成的并联电路接地。IC4脚6除前述接电阻R17外，还通过电阻R16接电位器W3的中心点，脚7在接集成电路IC2的脚3之前有一由电容C10和电位器W3组成的并联电路接地，IC2的脚4接地，脚1接5V电压处，脚6经电阻排RP1接集成电路IC1的脚12，IC2的脚8经电阻排RP1接IC1的脚14，IC2的脚7经电阻排RP1接IC1的脚13。
该电路用来采集温度信号，并将温度信号经处理传至CPU电路。
EEPROM存储电路，其中的集成电路IC3的脚1、2、3、7接地，脚6经电阻排RP1接集成电路IC1的脚14，IC3的脚5经电阻排IC1的脚15。
该电路用来存储有关流量、热量、密码等数据。
CPU电路，除以上所述外，电阻排RP1的脚1接电源，集成电路IC1的脚4、脚5间并联晶体振荡器CR，再分别接电容C3、C4，最后接地。集成电路IC1的脚11接IC卡升压电路。
该电路是电路板的核心，收到信号并发出对应的指令，当无信号时，CPU电路处于休眠状态，以节省电耗。
IC卡升压电路，其中的集成电路IC8的脚1除前所述外，还通过电阻R40接电源，脚2通过电容C22接地，脚3通过电容C23接地，脚4一边通过电容C24接地，一边通过电容C25、C34接地，脚5直接接地，脚6一边经电感L和由电容C30、C29、C28、C27、C26并联接地后和电源相连，一边经二极管D9接于三极管BG6的一脚，二极管D9与三极管BG6相连前经电容C34接地。IC8脚7、脚8一边经电容C34接地，一边接三极管BG6的一脚，三极管BG6的另一脚接5V电压处，并经电容C31、C32、C33并联电路后接地，三极管BG6的第三个脚接于三极管BG5的集电极，三极管BG5的集电极另经电阻R42接电源，发射极接地，基极经电阻R41、电容C21接地。
该电路将电压升至5V，以保障电路正常工作。
集成电路IC1-IC8所选用的型号如下IC1AT98C2501IC54538IC2MAX157 IC64072IC324C16IC7MAX923IC4LM158IC8MAX73权利要求1.一种供热IC卡智能计量收费装置，是由箱体、阀体、电路板、干式热水表、温度探头、按键、IC卡卡座、显示器及电源部分连接所构成，其特征是阀体为电动两通阀，并有电机与之连接，中间设有减速器；电源部分设有充电电池，箱体外对应设有充电器，与箱体内充电电池相连接；电路板是由电源电压监测电路、流量采集及整形电路、阀体控制电路、数字显示电路、IC卡触发电路、温度采集及A/D转换电路、EEPROM存储电路、CPU电路、IC卡升压电路连接组成。
2.如权利要求1所述的一种供热IC卡智能计量收费装置，其特征是电路板中的电源电压监测电路，其中与充电器连接的插接口JDY的脚2接地，脚1接保险F1、电阻R28二极管D5后接电源，F1和电阻R28间通过二极管D4接地，二极管D5与电阻R29间有二极管D6、充电电池、电容C19、C20并联接于电源和地之间，电阻R29的另一端并接电位器W6和W5后接电阻R30，然后接地；电位器W6和W5的中心头分别接于集成电路IC7的脚4和脚3，IC7的脚2接地，脚6接电阻R31后与脚5相连，然后接电阻R32再接地，脚7接电源，脚8接集成电路IC1的脚3，集成电路IC7脚1接电阻R33后接于三极管BG3的基极；BG3的基极与发射极之间接电阻R34后接地，集电极通过电阻R35接5V电压处，集电极的另一路接二极管D8和电阻R38后与三极管BG4的基极相连，BG4的发射极接地，发射极的另一路接电阻R39、R37、二极管D7、电阻R36后接电源；二极管D7与R36之间有一条线经电阻排RP1与集成电路IC1的脚16和连接IC卡卡座的插接口ICCARD的脚2相连；二极管BG4的集电极接蜂鸣器BEEP，BEEP的另一脚接电源。
3.如权利要求1所述的一种供热IC卡智能计量收费装置，其特征是流量采集及整形电路，其中与干式热水表连接的插接口JSQ的脚2、3接地，脚1先通过电容C13接地，后与集成电路IC1的脚6连接，再通过电阻R22接电源，最后接集成电路IC5的脚11；集成电路IC5的脚2通过电阻R23接电源，脚2和脚4之间接电容C14，脚1接地，脚5接按键插接口JK的脚1，脚3接电源，脚14通过电阻R24接电源，脚14和脚12之间接电容C15，脚15接地，脚13接电源，脚6接集成电路IC6的脚2，IC5的脚10接IC6的脚3，IC6脚4一边通过电阻R26接地，一边通过电容C16接电源，脚5一边接电阻R27后接地，一边通过电容C18后连接集成电路IC7的脚8，后接于集成电路IC1的脚3；集成电路IC6的脚1与脚10、11、12相连，脚9一边通过电阻R25接地，一边接电容C17后分别与集成电路IC1的脚7和连接IC卡卡座的插接口ICCARD的脚9相连，集成电路IC6的脚13接IC1的脚1。
4.如权利要求1所述的一种供热IC卡智能计量收费装置，其特征是阀体控制电路，其中与电动两通阀连接的插接口DJ的脚1、脚3接电源，脚2接继电器JDQ2的一个触点，脚4接继电器JDQ1的一个触点，脚5一边接继电器JDQ2的一个触点，一边通过电容C2与脚6连接后接于继电器JDQ1的另一个触点，继电器JDQ2的第三个触点一边接地，一边通过电容C1接电源，一边接于继电器JDQ1的第三个触点，继电器JDQ2的一个脚接三极管BG1的集电极，一个脚通过二极管D2接于继电器JDQ1的与三极管BG2的集电极相连的一脚，继电器JDQ1的一脚接晶体管BG2的集电极，一脚接地，三极管BG2、BG1的发射极均接电源，三极管BG1的基极通过电阻R2一边接集成电路IC1的脚9，一边通过电阻R4接电源；三极管BG2的基极通过电阻R1后一边与集成电路IC1的脚8相连，一边接电阻R3、R5、电容C5后接地，R5与C5之间有一导线与连接按键的插接口JK的脚1相连，JK的脚1除如前述与集成电路IC5的脚5相连外，还与集成电路IC1的脚2相连，JK的脚2接地。
5.如权利要求1所述的一种供热IC卡智能计量收费装置，其特征是数字显示电路，其中连接显示器的插接口JD的脚1接地，脚2接5V电压处，脚3通过电阻排RP1与集成电路IC1的脚18相接，脚4通过电阻排RP1与集成电路IC1的脚19相连。
6.如权利要求1所述的一种供热IC卡智能计量收费装置，其特征是IC卡触发电路，其中连接IC卡卡座的插接口ICCARD的脚1接5V电压处，脚2一边通过电阻排RP1与集成电路IC1的脚16相连，一边经电阻R36接电源，脚3一边经电阻排RP1与集成电路IC1的脚15相连，一边与集成电路IC3的脚5相接，脚5接地，脚7经电阻排RP1与IC1的脚17相连，脚9一边与集成电路IC1的脚7及电容C17相连，一边通过电阻R6接地，并通过电容C6接电源；脚10直接接电源。
7.如权利要求1所述的一种供热IC卡智能计量收费装置，其特征是温度采集及A/D转换电路，其中连接温度探头的插接口JR的脚1一边经电容C11接地，一边经电阻R14、R12、R7后接5V电压处，电阻R12与R14之间经过电阻R9与集成电路IC4的脚2相连，电阻R12与R7之间先有一导线与集成电路IC2的脚5相接，后分别由二极管D3、电容C7、C8并联接地，JR的脚3一边通过电容C12接地，一边通过电阻R20、R13接于电阻R12后，R13、R20之间通过电阻R17接集成电路IC4脚6，JR脚2、4一边接地，一边通过电阻R15、电位器W2与电阻R21、电位器W4的并联电路通过R7接5V电压处，W2的中心点通过R10接集成电路IC4的脚3，IC4的脚3的另一支路通过电阻R11接地，电位器W4的中心点通过电阻R18接集成电路IC4脚5，IC4的脚5又有一支路过电阻R19接地，集成电路IC4的脚4接地，脚8接5V电压处，脚2一边与电阻R9相连，一边经电阻R8接于电位器W1中心点，IC4脚1接集成电路IC2的脚2之前有一由电容C9和电位器W1组成的并联电路接地；IC4脚6除前述接电阻R17外，还通过电阻R16接电位器W3的中心点，脚7在接集成电路IC2的脚3之前有一由电容C10和电位器W3组成的并联电路接地，IC2的脚4接地，脚1接5V电压处，脚6经电阻排RP1接集成电路IC1的脚12，IC2的脚8经电阻排RP1接IC1的脚14，IC2的脚7经电阻排RP1接IC1的脚13。
8.如权利要求1所述的一种供热IC卡智能计量收费装置，其特征是EEPROM存储电路，其中的集成电路IC3的脚1、2、3、7接地，脚6经电阻排RP1接集成电路IC1的脚14，IC3的脚5经电阻排IC1的脚15。
9.如权利要求1所述的一种供热IC卡智能计量收费装置，其特征是CPU电路，除以上所述外，电阻排RP1的脚1接电源，集成电路IC1的脚4、脚5间并联晶体振荡器CR，再分别接电容C3、C4，最后接地；集成电路IC1的脚11接IC卡升压电路。
10.如权利要求1所述的一种供热IC卡智能计量收费装置，其特征是IC卡升压电路，其中的集成电路IC8的脚1除前所述外，还通过电阻R40按电源，脚2通过电容C22接地，脚3通过电容C23接地，脚4一边通过电容C24接地，一边通过电容C25、C34接地，脚5直接接地，脚6一边经电感L和由电容C30、C29、C28、C27、C26并联接地后和电源相连，一边经二极管D9接于三极管BG6的一脚，二极管D9与三极管BG6相连前经电容C34接地；IC8脚7、脚8一边经电容C34接地，一边接三极管BG6的一脚，三极管BG6的另一脚接5V电压处，并经电容C31、C32、C332并联电路后接地，三极管BG6的第三个脚接于三极管BG5的集电极，三极管BG5的集电极另经电阻R42接电源，发射极接地，基极经电阻R41、电容C21接地。
专利摘要本实用新型是供热IC卡智能计量收费装置,由箱体、阀体、电路板、干式热水表、温度探头、按键、IC卡卡座、显示器及电源部分连接所构成,其特征是阀体为电动两通阀,并有电机与之连接,中间设有减速器,电源部分设有充电电池,箱体外有充电器,与箱体内充电电池相连接,电路板是由电源电压监测、流量采集及整形、阀体控制、数字显示、IC卡触发、温度采集及A/D转换EEPROM存储、CPU、IC卡升压各电路连接组成,该装置电路简单,使用方便。
文档编号G07F15/00GK2396451SQ99249060
公开日2000年9月13日 申请日期1999年10月28日 优先权日1999年10月28日
发明者娄承芝, 周志华 申请人:天津市衡器公司