专利名称：由电池供电预付费系统的防护装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种使用外部电池的预付费系统防护装置。
背景技术：
预付费系统目前使用比较普遍，它分为使用内部电池和外部电池的预付费系统。由于使用外部电池的预付费系统，由用户更换电池，可以避免内置锂电池带来的成本和更换的问题，因此使用比较广泛，但由于这种预付费系统的用户可以接触系统供电，就不可避免遭到攻击。
实用新型内容本实用新型的技术解决问题提供一种由电池供电预付费系统的防护装置，可以有效地解决使用外部电池而产生的易攻击，可靠性低的问题。
本实用新型的技术解决方案之一是由电池供电预付费系统的防护装置，有电池盒外体、装于电池盒外体内电池盒和直流电源，其特点在于所述的电池盒外体出口处设计为圆型形状并内嵌细螺纹。这样用户通过引线将电源从电池盒中引出时，因为电池盒外体出口处设计为圆型形状并内嵌细螺纹，细螺纹就会将导线切断，从而防止了用户将电源线引出，而易遭受攻击的目的。
本实用新型的技术解决方案之二是由电池供电预付费系统的防护装置，有电池盒外体、装于电池盒外体内电池盒和直流电源，控制电路和与其相接的阀门控制马达，直流电源通过伸缩电极和固定电极接至控制电路，其特点在于所述的电池盒外体出口处设计为圆型形状并内嵌细螺纹，通过金属杆将电池盒与电池盒外体旋钮连接，金属杆可以拉动电池盒但又不影响电池盒外体旋钮旋转，并在电池盒外体出口处内部设一使电池盒不能完全被拉出的限位板卡；在所述电池盒的直流电源与控制电路之间加有行程开关，同时行程开关还接至阀门的控制马达。当用户更换电池时，旋动电池盒外体旋钮，由金属杆拉动电池盒外移，金属杆可以拉动电池盒但又不影响电池盒外体旋钮旋转，当移动到可以更换电池的位置时，限位板卡在电池盒外体出口处内部使电池盒不能完全被拉出，用户可以更换电池；若用户要采用攻击方式，必将电池盒外体旋钮向外拉动产生位移，这时通过金属杆拉动电池盒外移，行程开关被感知，而此时电池盒的伸缩电极没有脱离电路板上的固定电极，直流电源的能量全部加在阀门马达上，从而使阀门关闭，防止了用户攻击系统，以达到窃用的目的。
本实用新型的技术解决方案之三是由电池供电预付费系统的防护装置，有电池盒外体、装于电池盒外体内电池盒和直流电源，控制电路和与其相接的阀门控制马达，直流电源通过伸缩电极和固定电极接至控制电路，其特点在于在所述的控制电路由一防止电池电压过高的控制装置供电，它由检测电路、与检测电路输出相接端的三体管、接于三极管射极的继电器、与继电器连接的释放电阻组成，检测电路监测供电电压不能超过设定的电压上限，一旦超过设定的电压上限，三极管导通，继电器吸合，切断到控制电路的电源，并通过释放电阻将外部电源做大电流释放，从而保护了系统的安全。
本实用新型的技术解决方案之四是由电池供电预付费系统的防护装置，有电池盒外体、装于电池盒外体内电池盒和直流电源，控制电路和与其相接的阀门控制马达，直流电源通过伸缩电极和固定电极接至控制电路，其特点在于与所述的控制电路连接有一防止使用内置切断电路攻击系统的装置，它由pnp三极管、大容量电容及与其串接的隔离二极管组成，pnp三极管的射极接至大容量电容的正极和隔离二极管负极之间，阀门控制马达串接在pnp三极管的集电极。使用外部电池的预付费系统，一旦使用类电池性自动切断装置(与电池外形一致的电子装置)串接到电池盒中，当系统上电正常、打开阀门或用户开关后，该电子装置会自动切断控制电路的供电，使系统失电而瘫痪。本实用新型采用大容量电容将上电瞬间的能量储存，一旦用户采用内置类似电池的电子装置启动并切断电源时，npn三极管因其基极电平由高变低而导通，大容量电容的全部能量放电，加到阀门控制马达上，使阀门或开关关闭，迫使用户不能采用此方法达到窃用的目的。
本实用新型的技术解决方案之五是由电池供电预付费系统的防护装置，有电池盒外体、装于电池盒外体内电池盒和直流电源，控制电路和与其相接的阀门控制马达，直流电源通过伸缩电极和固定电极接至控制电路，其特点在于与所述控制电路连接的有防止电池电压不变而能量不足系统失控的装置，它由电压监测电路、与控制电路一个控制口相接的三极管及其负载电阻、pnp三极管、大容量电容及与其串接的隔离二极管组成，pnp三极管的射极接至大容量电容的正极和隔离二极管负极之间，阀门控制马达串接在pnp三极管的集电极。使用电池供电的预付费系统，一般监测电池电压来提示电池终止，此装置对于电压变化小的一些电池不适用，因为有些电池能量快终止的时候，如果负载很小，旧电池电压与新电池差别并不大，有的小于监测电路的误差，采用此法很容易出现控制失误。采用本实用新型的装置采用在控制电路的一个口控制三极管及其负载电阻，在得到外部条件时(定时或唤醒或有脉冲进入)即进行能量测试，使用控制可靠需要的电流作为负载测试指标，在大负载下将电池电压拉低，然后用电压监测电路进行监测，一旦电压低于其设定的电压的下限，电压电压监测电路输出高电平，大电容电容释放的能量全部放给阀门控制马达，使阀门关闭。
本实用新型的技术解决方案之六是由电池供电预付费系统的防护装置，有电池盒外体、装于电池盒外体内电池盒和直流电源，控制电路和与其相接的阀门控制马达，直流电源通过伸缩电极和固定电极接至控制电路，其特点在于与控制电路连接的还有一防外部干扰的机械开关传感器，它安装在一密封的壳体内，内部安装一个微动开关，在与计量仪表连接的计量轴上，安装一个拨动装置，微动开关通过引线与控制电路连接。预付费仪表普遍采用的是干簧管配合磁铁进行计量采用，这种装置容易受到外界磁场干扰而失去计量计费的作用，采用机械开关方式进行采样，将机械开关放置在充满绝缘油的密封装置中。当计量发生时，计量轴转动，带动拨动装置转动，每转一周压动微动开关一次，送出一个脉冲信号，用于计量。
本实用新型与现有技术相比具有优点如下1、由于采用了多种防护装置，使预付费系统不易遭受攻击。
2、可靠性高。即使遭受了攻击，也能使预付费系统正常工作。
图1为本实用新型技术解决方案之一的结构示意图；图2为本实用新型技术解决方案之二中的行程开关和控制电路的电原理图；图3为本实用新型技术解决方案之三的电原理图；图4为本实用新型技术解决方案之四的电原理图；图5为本实用新型技术解决方案之五的电原理图；图6为本实用新型技术解决方案之六的结构原理示意图。
具体实施方式
如图1所示，电池盒外体1内部是可拉出电池盒2、电池盒外体1出口设施为圆型并内嵌细螺纹3，这样用户通过引线将电源从电池盒2中引出时，因为电池盒外体1出口处设计为圆型形状并内嵌细螺纹3，细螺纹就会将导线切断，从而防止了用户将电源线引出，而易遭受攻击的目的。
如图1、2所示，金属杆4将电池盒2与电池盒外体旋钮5连接，金属杆4可以拉动电池盒2但又不影响电池盒外体旋钮5旋转。当用户更换电池时，旋动电池盒外体旋钮5，由金属杆4拉动电池盒2外移，当移动到可以更换电池的位置时，限位板6卡在电池盒外体出口处内部使电池盒2不能完全被拉出。
如图2所示，当旋动电池盒外体旋钮5产生向外的位移时，行程开关7被感知，而此时电池盒的伸缩电极8没有脱离电路板9上的固定电极10，电池能量全部加在阀门马达上，使阀门关闭。图2中，11为阀门驱动马达，D为防止电池反装隔离二极管，通常情况下开关7将直流电源DC与控制电路12连接，当电池盒外体旋钮5旋转产生位移时，将直流电源DC接到阀门控制马达11上，使阀门关闭，以防止攻击系统达到窃用的目的。
电池盒2下端有一个传感杆13，当电池盒2被拉动产生一定位移时，压动传感杆13，给相应的机械切断系统提供信号，通过机械控制使阀门控制马达11达到关闭的作用，这样可以使本实用新型具有双保险的功能。
如图3所示，控制电路12由一防止电池电压过高的控制电路装置供电，使用外部电池的预付费系统，一旦用户使用超过额定电压的电源攻击系统，可能造成系统关键部件的损坏，从而到达窃用的目的，本实用新型设置监测供电电压上限不能超过7V，一旦超过上限电压7V，继电器J受电压检测电路B7070控制而吸合，切断到控制电路的电源，并通过R2将外部电源做大电流释放，从而保护了系统的安全，如图4所示，与控制电路12连接的有一防止使用内置切断电路攻击系统的装置。使用外部电池的预付费系统，一旦使用类电池性自动切断装置(与电池外形一致的电子装置)串接到电池盒中，当系统上电正常、打开阀门或用户开关后，该电子装置会自动切断控制电路12的供电，使系统失电而瘫痪。本装置采用大容量电容CF将上电瞬间的能量储存，一旦内置切断装置启动并切断电源，T2因B极电平由高变低而导通，大容量电容CF的全部能量加到阀门控制马达MD11上，使阀门或开关关闭，迫使用户不能采用此方法达到窃用的目的。
如图5所示，与控制电路12连接的还有防止电池电压不变而能量不足系统失控的装置。使用电池供电的预付费系统，一般监测电池电压来提示电池终止，此方法对于电压变化小的一些电池不适用，因为有些电池能量快终止的时候，如果负载很小，旧电池电压与新电池差别并不大，有的小于监测电路的误差，采用此法很容易出现控制失误。本技术方案将控制电路12一个口控制一个晶体管T3和负载电阻R5，在得到外部条件时(定时或唤醒或有脉冲进入)即进行能量测试，使用控制可靠需要的电流作为负载测试指标，在大负载下将电池电压拉低，然后用电压监测电路进行监测，一旦电压低于B7044设定的电压，B7044输出高电平，CF的能量全部放给阀门控制马达11，使阀门关闭。
如图6所示，与控制电路12还连接有一防外部干扰的机械开关传感器。目前预付费仪表普遍采用的是干簧管配合磁铁进行计量采用，这种装置容易受到外界磁场干扰而失去计量计费的作用，本技术方案采用机械开关方式进行采样，将机械开关放置在充满绝缘油的密封装置中，在一密封的壳体14内，安装一个微动开关15，在与计量仪表连接的计量轴16上，安装一个拨动装置17，微动开关15通过引线18与控制电路12连接。当计量发生时，计量轴16转动，带动拨动装置17转动，每转一周压动微动开关15一次，送出一个脉冲信号，用于计量。为防止外部压力或防爆，在壳体14内充满绝缘油，以确保微动开关15不受影响。
本实用新型中所用的控制电路采用单片机AT2051，大电容CF为10000uf以上，图3和图5中的R1和R4均为B7070的上拉电阻。
权利要求1.由电池供电预付费系统的防护装置，有电池盒外体(1)、装于电池盒外体(1)内的电池盒(2)和直流电源(DC)，其特征在于所述电池盒外体(1)出口处设计为圆型形状并内嵌细螺纹(3)。
2.根据权利要求1所述的由电池供电预付费系统的防护装置，其特征在于在所述的电池盒(2)下端设有一个给相应的机械切断系统提供信号传感杆(13)。
3.由电池供电预付费系统的防护装置，有电池盒外体(1)、装于电池盒外体(1)内的电池盒(2)和直流电源(DC)，控制电路(12)和与其相接的阀门控制马达(11)，直流电源(DC)通过伸缩电极(8)和固定电极(10)接至控制电路(12)，其特征在于所述电池盒外体(1)出口处设计为圆型形状并内嵌细螺纹(3)，通过金属杆(4)将电池盒与电池盒外体旋钮(5)连接，金属杆(4)可以拉动电池盒(2)但又不影响电池盒外体旋钮(5)旋转，并在电池盒外体(1)出口处内部设一使电池盒(2)不能完全被拉出的限位板卡(6)；在所述电池盒(2)的直流电源(DC)与控制电路(12)之间加有行程开关(7)，同时行程开关(7)还接至阀门的控制马达(11)。
4.根据权利要求3所述的由电池供电预付费系统的防护装置，其特征在于在所述的电池盒(2)下端设有一个给相应的机械切断系统提供信号传感杆(13)。
5.由电池供电预付费系统的防护装置，有电池盒外体(1)、装于电池盒外体(1)内的电池盒(2)和直流电源(DC)，控制电路(12)和与其相接的阀门控制马达(11)，直流电源(DC)通过伸缩电极(8)和固定电极(10)接至控制电路(12)，其特征在于所述的控制电路(12)由一防止电池电压过高的控制装置供电，它由检测电路(B7070)、与检测电路(B7070)输出相接端的三体管(T1)、接于三极管(T1)射极的继电器(J)、与继电器(J)连接的释放电阻(R2)组成。
6.根据权利要求5所述的由电池供电预付费系统的防护装置，其特征在于所述的大容量电容为10000uf以上。
7.由电池供电预付费系统的防护装置，有电池盒外体(1)、装于电池盒外体(1)内的电池盒(2)和直流电源(DC)，控制电路(12)和与其相接的阀门控制马达(11)，直流电源(DC)通过伸缩电极(8)和固定电极(10)接至控制电路(12)，其特征在于与所述控制电路连接一防止使用内置切断电路攻击系统的装置，它由pnp三极管(T2)、大容量电容(CF)及与其串接的隔离二极管(D2)组成，pnp三极管(T2)的射极接至大容量电容(CF)的正极和隔离二极管(D2)负极之间，阀门控制马达(11)串接在pnp三极管(T2)的集电极。
8.根据权利要求5所述的由电池供电预付费系统的防护装置，其特征在于所述的大容量电容(CF)为10000uf以上。
9.由电池供电预付费系统的防护装置，有电池盒外体(1)、装于电池盒外体(1)内的电池盒(2)和直流电源(DC)，控制电路(12)和与其相接的阀门控制马达(11)，直流电源(DC)通过伸缩电极(8)和固定电极(10)接至控制电路(12)，其特征在于与所述控制电路连接的有防止电池电压不变而能量不足系统失控的装置，它由电压监测电路(B7070)、与控制电路(12)一个控制口(P)相接的三极管(T3)及其负载电阻(R5)、pnp三极管(T2)、大容量电容(CF)及与其串接的隔离二极管(D2)组成，pnp三极管(T2)的射极接至大容量电容(CF)的正极和隔离二极管(D2)负极之间，阀门控制马达(11)串接在pnp三极管(T2)的集电极。
10.由电池供电预付费系统的防护装置，有电池盒外体(1)、装于电池盒外体(1)内的电池盒(2)和直流电源(DC)，控制电路(12)和与其相接的阀门控制马达(11)，直流电源(DC)通过伸缩电极(8)和固定电极(1G)接至控制电路(12)，其特征在于与控制电路(12)连接有一防外部干扰的机械开关传感器，它安装在一密封的壳体(14)内，在密封壳体(14)内有一个微动开关(15)，在与计量仪表连接的计量轴(16)上，安装一个拨动装置(17)，微动开关(15)通过引线与控制电路(12)连接。
专利摘要由电池供电预付费系统的防护装置，有电池盒外体、电池盒和直流电源，在电池盒外体出口处设计为圆型形状并内嵌细螺纹；或通过金属杆将电池盒与电池盒外体旋钮连接，金属杆并在电池盒外体出口处内部设一使电池盒不能完全被拉出的限位板卡，在电池盒的直流电源与控制电路之间还加有行程开关；或控制电路由一防止电池电压过高的控制装置供电；或与控制电路连接有一防止使用内置切断电路攻击系统的装置；或与控制电路连接还有一防止电池电压不变而能量不足系统失控的装置；或与控制电路连接有一防外部干扰的机械开关传感器。本实用新型由于采用了多种防护装置，使预付费系统不易遭受攻击，且可靠性高，即使遭受了攻击，也能使预付费系统正常工作，有效地解决使用外部电池而产生的易攻击，可靠性低的问题。
文档编号H01M2/02GK2655355SQ200320102480
公开日2004年11月10日 申请日期2003年10月31日 优先权日2003年10月31日
发明者邢伟华 申请人:珠海市伟华基业电子科技有限公司