CN105180264A - 带ic卡预收费管理功能的通断时间面积法采集计算器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及带IC卡预收费管理功能的通断时间面积法采集计算器，其特征在于该采集计算器包括机箱、断路器、插座、开关电源、电路主板、蓄电池、无线设备DTU、接线端子、按键及液晶屏和无线天线；所述机箱上下两端均设有机箱固定孔，在机箱的正面上设有按键及液晶屏和射频IC卡刷卡区域，机箱的底部设有对外接线口，机箱的左侧设有天线孔，在机箱内部安装有电路主板、无线设备DTU、开关电源、断路器、插座、接线端子和蓄电池，无线天线通过固定件固定在机箱内，并通过机箱上的天线孔伸出机箱外；所述开关电源、蓄电池、断路器和插座共同构成整个装置的供电部分，开关电源与插座均通过断路器与外部市电连接。

Description

带IC卡预收费管理功能的通断时间面积法采集计算器

技术领域

本发明涉及供热计量技术领域，尤其涉及一种带IC卡预收费管理功能的通断时间面积法采集计算器。

背景技术

当今中国经济快速发展,城市规模一天天壮大,城镇居民住宅如雨后春笋般增长,因此集中供热需求量也同时大幅度增长。但随着环境污染越来越严重，原来使用采暖面积收取采暖费的粗放式集中供热模式已无法适应当前国家和社会对节能环保的要求。

寻找一种新型的供热收费模式替代现有模式已迫在眉睫，正是在此形势下新型的供热计量收费模式被越来越多的热力公司所采纳。

目前市场上新型热计量收费系统多种多样，且功能相对单一，其数据采集过程具有以下缺点：多数采集过程是以单用户为单位，且需要大量的人力挨家挨户的统计，无法对用户热数据进行本地存储，尤其是不能记录用户所使用的所有历史供热计量数据；此外，现有的采集设备采集的数据不能及时传送到远端数据中心，不能进行远程开关阀门等操作，使用非常不便，给工作人员带来很大的工作量。因此一套功能完善，性能稳定的供热计量热量数据采集装置已成为各供热公司转变供热收费模式而迫切需要的计量设备。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是：提供一种带IC卡预收费管理功能的通断时间面积法采集计算器。该采集计算器适用于通断时间面积法热计量收费系统的热计量数据的采集，是集采集、计算、传输、控制等功能为一体的供热通断时间面积法专用的采集计算器，能够实现远程操作，具有实时性强、功能多等优点，同时能实时地存储本地数据，并对历史数据进行记录，方便用户需要时进行查询，减少纠纷。

本发明解决所述技术问题采用的技术方案是：提供一种带IC卡预收费管理功能的通断时间面积法采集计算器，其特征在于该采集计算器包括机箱、断路器、插座、开关电源、电路主板、蓄电池、无线设备DTU、接线端子、按键及液晶屏和无线天线；所述机箱上下两端均设有机箱固定孔，在机箱的正面上设有按键及液晶屏和射频IC卡刷卡区域，机箱的底部设有对外接线口，机箱的左侧设有天线孔，在机箱内部安装有电路主板、无线设备DTU、开关电源、断路器、插座、接线端子和蓄电池，无线天线通过固定件固定在机箱内，并通过机箱上的天线孔伸出机箱外；

所述开关电源、蓄电池、断路器和插座共同构成整个装置的供电部分，开关电源与插座均通过断路器与外部市电连接，其中电路主板通过开关电源和断路器与外部市电相连，同时电路主板与蓄电池相连，无线设备DTU通过DTU适配器与插座相连，所述无线设备DTU通过自身接线口与配套的无线天线相连接；

所述电路主板包括MCU、显示模块、无线通信连接模块、有线数据传输模块、电源模块、无线IC卡射频模块和存储模块；所述MCU分别与显示模块、存储模块、有线数据传输模块、电源模块、无线通信连接模块和无线IC卡射频模块相连；所述无线通信连接模块与无线设备DTU连接，显示模块与按键及液晶屏连接，所述电源模块一方面通过断路器和开关电源与外部市电相连，另一方面与蓄电池相连；所述存储模块上设有SD卡插座，通过该SD卡插座与外部存储设备相连；所述无线IC卡射频模块与射频IC卡刷卡区域相连；所述有线数据传输模块与接线端子相连，接线端子设有M-Bus端口，所述M-Bus端口与相应的外部通断控制器和楼栋热量表相连。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明采集计算器设置了无线IC卡射频模块，具有IC卡预收费管控功能，最多可管理达240个热用户，采集计算器可以智能判断IC卡信息与住户的对应关系，实现多热用户在采集计算器处集中刷卡；

(2)本发明还设置了存储模块和无线通信连接模块，采用本地存储与服务器存储两种数据保存方式，本地数据可以通过存储模块存储到SD卡插座相接的外部存储设备上，同时本地数据也可通过无线通信连接模块经无线设备DTU传送到控制中心的服务器上存储，两种保存方式可以有效防止数据意外丢失，增加了采集计算器数据的安全性。

(3)采用开关电源与蓄电池双供电模式，正常工作时由市电供电同时电池处于充电状态，当市电移除后蓄电池为采集计算器提供所需电能，保证断电之后系统由市电到蓄电池间的无缝切换。

(4)本发明中的无线天线通过固定件固定在机箱内，并通过机箱上的天线孔伸出机箱外，能有效防止人为破坏，同时将天线设置在机箱内不但没有削弱信号强度，而且显著增强了信号强度，保证了无线传输的可靠性和连续性；通过无线设备DTU实现远程数据传输，使采集到的供热计量数据及时上传到远端服务器中，进行远程控制，极大的减轻了现有技术中单纯依靠人力上门采集数据的巨大工作量，降低了劳动成本，提高了使用方便性。

另外，本发明采集计算器主要是针对河北工大科雅能源科技有限公司生产的HAMS通断时间面积法热计量系统而专门设计的配套的专用采集计算器。

附图说明

图1为本发明带IC卡预收费管理功能的通断时间面积法采集计算器一种实施例的装配示意图。

图2为本发明带IC卡预收费管理功能的通断时间面积法采集计算器一种实施例的机箱1正视图。

图3为本发明带IC卡预收费管理功能的通断时间面积法采集计算器一种实施例的机箱1的左视图。

图4为本发明带IC卡预收费管理功能的通断时间面积法采集计算器的一种实施例的电路主板5的结构框图。

图中，1.机箱、2.断路器、3.插座、4.开关电源、5.电路主板、6.蓄电池、7.无线设备DTU、8.接线端子、9.固定件、10.对外接线口、11.机箱固定孔、12.安全锁、13.按键及液晶屏、14.天线孔、15.外部存储设备、16.无线天线、17.射频IC卡刷卡区域，501.MCU、502.显示模块、503.存储模块、504.有线数据传输模块、505.电源模块、506.无线通信连接模块、507.无线IC卡射频模块。

具体实施方式

下面结合实施例及其附图进一步叙述本发明，但并不以此对本申请权利要求保护范围的限制。

本发明带IC卡预收费管理功能的通断时间面积法采集计算器(简称采集计算器，参见图1-4)包括机箱1、断路器2、插座3、开关电源4、电路主板5、蓄电池6、无线设备DTU7、接线端子8、按键及液晶屏13和无线天线16；所述机箱1上下两端均设有机箱固定孔11，在机箱1的正面上设有按键及液晶屏13和射频IC卡刷卡区域17，机箱1的底部设有若干个对外接线口10，机箱的左侧设有天线孔14(参见图3)，在机箱1内部安装有电路主板5、无线设备DTU7、开关电源4、断路器2、插座3、接线端子8和蓄电池6，无线天线16通过固定件9固定在机箱内，并通过机箱上的天线孔14伸出机箱外，既增强了无线信号，又可以防止无线天线被盗。

所述开关电源4、蓄电池6、断路器2和插座3共同构成整个装置的供电部分，开关电源4与插座3均通过断路器2与外部市电连接，其中电路主板5通过开关电源4和断路器2与外部市电相连，同时电路主板5与蓄电池6相连，无线设备DTU7通过DTU适配器与插座3相连，所述无线设备DTU7通过自身接线口与配套的无线天线16相连接；

所述电路主板5(参见图4)包括MCU501、显示模块502、无线通信连接模块506、有线数据传输模块504、电源模块505、无线IC卡射频模块507和存储模块503；所述MCU501分别与显示模块502、存储模块503、有线数据传输模块504、电源模块505、无线通信连接模块506和无线IC卡射频模块507相连；所述无线通信连接模块506与无线设备DTU7连接，显示模块502与按键及液晶屏13连接，所述电源模块505一方面通过断路器2和开关电源4与外部市电相连，另一方面与蓄电池6相连；所述存储模块503上设有SD卡插座，通过该SD卡插座与外部存储设备15相连；所述无线IC卡射频模块507与射频IC卡刷卡区域17相连；所述有线数据传输模块504与接线端子8相连，接线端子8设有M-Bus端口，所述M-Bus端口与相应的外部通断控制器和楼栋热量表相连，此外，由于市场上楼栋热量表的端口为M-Bus端口或485端口中的一种，因此在接线端子8上还设有485端口，通过该485端口与具有485端口的楼栋热量表进行连接。

本发明的进一步特征在于所述机箱1的正面上还设有安全锁12(参见图2)。

本发明的进一步特征在于所述采集计算器还外接有IC卡刷卡装置，该IC卡刷卡装置与有线数据传输模块504进行连接，由于IC卡刷卡装置为外接扩展设备能够实现热用户多地点刷卡，更方便了热用户的使用及进行数据查询。

本发明的有线数据传输模块504通过接线端子8的M-Bus端口与外部通断控制器相连，针对不同的热量表需要选择接线端子8上的M-Bus端口或485端口与相应的楼栋热量表相连。通过有线数据传输模块504采集外部通断控制器接通断开的时间和楼栋热量表的热量值等信息后，MCU501按照通断时间面积法计算方式计算得出各用热户所使用的热量值，并将此热量值再经有与线数据传输模块504相连的接线端子8的M-Bus端口下发到对应的外部通断控制器上。

本发明通过无线通信连接模块506与无线设备DTU7连接，无线通信连接模块506通过该无线设备DTU7接收热力公司远程控制中心所发送的控制指令，MCU501接收该控制指令后，控制有线数据传输模块504经接线端子8的M-Bus端口传送到相应的外部通断控制器上，执行相应的操作，进而实现远程控制，方便热力公司远程缴费开阀等操作。本发明装置采暖期内实时在线，即在采暖期内无线设备DTU始终处于工作状态，以保证数据指令可靠传送；在非采暖期，无需数据指令等传输，可以将无线设备DTU停机或关闭，以进一步减少费用支出。

本发明装置采用本地与服务器存储两种保存数据方式防止数据意外丢失，增加系统安全性，通过存储模块503上设置的SD卡插座，插入外部存储设备15，进而实现用户供热计量数据的本地采集记录，且该存储模块503能对所有用户的供热计量数据进行历史记录和存储，在需要时可以随时调出相应数据；另一方面通过无线设备DTU7将用户热计量数据及时传递给远端服务器，实现用户热计量数据的远端服务器数据存储，进一步增强了数据保存的安全性。

本发明采集计算器带IC卡预收费管控功能，最多可管理达240个热用户，通过MCU501控制无线IC卡射频模块507，采集计算器可以智能判断IC卡信息与住户的对应关系，实现多热用户在采集计算器处集中刷卡。

本发明装置采用市电与蓄电池双供电模式，可以经相关电路实现无缝切换，即正常工作时由市电交流220V供电同时蓄电池处于充电状态，当市电移除后蓄电池为装置提供所需电能。

本发明装置设有按键及液晶屏13，可以实现现场数据查阅功能。

本发明带IC卡预收费管理功能的通断时间面积法采集计算器的工作流程是：外接220V市电，220V市电经断路器2后传送到开关电源4处，通过开关电源4将交流电转换为直流电后为电路主板5供电，同时为蓄电池6充电。电路主板5经与有线数据传输模块504连接的接线端子8的M-Bus端口或485端口与外部楼栋总表和热用户外部通断控制器进行数据传输，MCU501将该数据进行分析计算后进行热量计算，同时将所有数据信息存储到通过存储模块503上的SD卡插座而接入的外部存储设备15中。无线通信连接模块506与无线设备DTU7连接，将采集与计算的数据信息传送到远端服务器中进行存储，无线设备DTU7通过DTU适配器插入插座3进行供电，无线设备DTU7的无线天线16经固定件9固定后由经机箱上的天线孔14延伸到机箱1外部以保证无线信号通信质量，DTU无线信号采用移动联通等第三方网络传输以保证其稳定性。当热力公司远程控制中心认为需要操作某一个或几个热用户阀门时，可以由控制中心上位机(或远端服务器)通过互联网向无线设备DTU7发送指令，无线通信连接模块506接收无线设备DTU7的指令，并将指令传送到电路主板5的MCU501上，经过MCU处理后将该指令传递给有线数据传输模块504，再通过有线数据传输模块504将指令信号传送到相应热用户的通断控制器以实现相应操作。本发明采集计算器配备按键及液晶屏13，现场人员或用户均可以通过按键及液晶屏13查阅当前各用热户的数据信息以及阀门状态。当射频IC卡刷卡区域17感应到有IC卡时，会通过无线IC卡射频模块507将IC卡信息传递给MCU501，MCU501获得IC卡卡片信息后，会将相应的数据或命令反馈给无线IC卡射频模块507，最终完成热用户读取数据及进行缴费的相关操作。

本发明带IC卡预收费管理功能的通断时间面积法采集计算器安装完毕后经机箱固定孔11固定到相应平面墙上，同时由安全锁12将箱体锁闭，仅留下对外接线口10，该安全锁可以防止装置被人为破坏，通过对外接线口10可以从机箱1内部引出M-Bus端口或485端口及市电输入等接线口。

实施例1

本实施例采用上述连接关系，其中无线设备DTU7的型号为CM3160V；MCU501的型号为STM32F103RCT6；显示模块502的型号为SO12864SYD-27A；无线通信连接模块506采用ADI公司的ADUM1200AR芯片和美信的MAX232ESE芯片；有线数据传输模块504采用ADI公司的ADUM1200AR芯片、美信的MAX485EPA芯片及TI的仪表专用芯片TSS721A；电源模块505采用安森美的MC33063A、SIPXSPX1117M3-L-3-3/TR、金升阳的B0505S-1WR2、LM的LM217、长电的78L15及美信的ICL7662芯片；存储模块503的型号为铁电FM24V10及FM24C256，外部存储设备采用Smartcom的4GSD卡；无线IC卡射频模块507的型号为ZM704。

本发明未述及之处适用于现有技术。

Claims (4)

1.一种带IC卡预收费管理功能的通断时间面积法采集计算器，其特征在于该采集计算器包括机箱、断路器、插座、开关电源、电路主板、蓄电池、无线设备DTU、接线端子、按键及液晶屏和无线天线；所述机箱上下两端均设有机箱固定孔，在机箱的正面上设有按键及液晶屏和射频IC卡刷卡区域，机箱的底部设有对外接线口，机箱的左侧设有天线孔，在机箱内部安装有电路主板、无线设备DTU、开关电源、断路器、插座、接线端子和蓄电池，无线天线通过固定件固定在机箱内，并通过机箱上的天线孔伸出机箱外；

所述开关电源、蓄电池、断路器和插座共同构成整个装置的供电部分，开关电源与插座均通过断路器与外部市电连接，其中电路主板通过开关电源和断路器与外部市电相连，同时电路主板与蓄电池相连，无线设备DTU通过DTU适配器与插座相连，所述无线设备DTU通过自身接线口与配套的无线天线相连接；

所述电路主板包括MCU、显示模块、无线通信连接模块、有线数据传输模块、电源模块、无线IC卡射频模块和存储模块；所述MCU分别与显示模块、存储模块、有线数据传输模块、电源模块、无线通信连接模块和无线IC卡射频模块相连；所述无线通信连接模块与无线设备DTU连接，显示模块与按键及液晶屏连接，所述电源模块一方面通过断路器和开关电源与外部市电相连，另一方面与蓄电池相连；所述存储模块上设有SD卡插座，通过该SD卡插座与外部存储设备相连；所述无线IC卡射频模块与射频IC卡刷卡区域相连；所述有线数据传输模块与接线端子相连，接线端子设有M-Bus端口，所述M-Bus端口与相应的外部通断控制器和楼栋热量表相连。

2.根据权利要求1所述的带IC卡预收费管理功能的通断时间面积法采集计算器，其特征在于所述机箱的正面上还设有安全锁。

3.根据权利要求1所述的带IC卡预收费管理功能的通断时间面积法采集计算器，其特征在于所述采集计算器还外接有IC卡刷卡装置，该IC卡刷卡装置与有线数据传输模块进行连接。

4.根据权利要求1所述的带IC卡预收费管理功能的通断时间面积法采集计算器，其特征在于所述无线设备DTU的型号为CM3160V；MCU的型号为STM32F103RCT6；显示模块的型号为SO12864SYD-27A；无线IC卡射频模块的型号为ZM704。