CN106548564B - 一种智能水表授时系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种智能水表授时系统及利用该授时系统给水表授时的授时方法，授时系统包括授时装置、射频卡以及设置于智能水表中的射频卡通讯电路一与磁性开关；授时装置包括实时时钟/日历芯片、射频卡通讯电路二、主控电路、电池、电磁铁和授时按键；授时按键向主控电路发出启动信号；主控电路对实时时钟/日历芯片时间进行调整；主控电路将实时时钟/日历芯片时间写入射频卡中，所述主控电路控制电磁铁产生磁力控制智能水表的磁性开关。该授时系统的授时装置体积小，重量轻便于携带；同时内置电源可以放置在水表生产现场使用提高生产效率。

Description

一种智能水表授时系统及方法
技术领域
本发明属于计量仪表制造领域，尤其涉及一种智能水表授时系统及方法。
背景技术
全国各地陆续实现阶梯水价收费模式，以月或年为周期进行不同用水量不同价格收费，其基本特点是用水越多水价越贵。在执行阶梯水价过程中水表需要知道当前时间。水表获取的当前时间主要由专用实时时钟/日历芯片或使用程序控制进行软件计时提供。但无论采用哪种方式提供当前时间都首先需要对其初始授时，才能保证表内时间与标准时间保持基本一致。水表授时基本过程是将时间写入射频卡再传入水表内，使表内时间与标准时间基本同步。目前操作步骤，①将射频卡带到授时工作机；②使用授时工作机将标准时间写入射频卡；③把射频卡带到水表生产现场；④使用射频卡给水表授时。该授时过程由于存在较多搬运过程导致了水表生产效率低下，同时无法控制表内时间与标准时间之间的时间差。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种体积小、重量轻便于携带的水表授时系统，减少了在水表授时过程中的搬运环节提高了水表生产效率。
本发明的技术解决方案是提供一种智能水表授时系统，包括授时装置、射频卡以及设置于智能水表中的射频卡通讯电路一与磁性开关；
上述授时装置包括实时时钟/日历芯片、射频卡通讯电路二、主控电路、电池、电磁铁和授时按键；
上述电池、实时时钟/日历芯片、电磁铁和射频卡通讯电路均与主控电路连接，所述射频卡通讯电路一和射频卡通讯电路二均与射频卡通讯；
上述授时按键向主控电路发出启动信号；
上述主控电路对实时时钟/日历芯片时间进行调整；主控电路将实时时钟/日历芯片时间写入射频卡中，所述主控电路控制电磁铁产生磁力控制智能水表的磁性开关。
上述授时装置靠近射频卡通讯电路二的部位具有插卡装置。
上述射频卡为NXPMifare1系列S50型号芯片，简称为M1卡(或MF1卡)。
上述电池采用功率型锂亚电池。
上述射频卡通讯电路采用MF RC522非接触式读写芯片。
上述电磁铁采用直流电磁铁。
本发明还提供了一种利用上述的智能水表授时系统对水表授时方法，包括以下步骤：
步骤一：校时实时时钟/日历芯片时间，如不符合要求，则调整实时时钟/日历芯片时间；如符合要求则进行步骤二；
步骤二：建立射频卡通讯电路二和M1型射频卡的通讯；验证M1型射频卡密码；
步骤三：授时装置靠近智能水表，直至M1型射频卡位于射频卡通讯电路一的通讯范围内；
步骤四：授时按键向主控电路发出同步信号，主控电路读取实时时钟/日历芯片内部时间，将时间写入M1型射频卡中；同时主控电路控制电流通过电磁铁产生电磁引力，吸合水表内部读卡磁性开关使水表进行读卡操作；如密码不符，则退出写卡过程。
本发明的有益效果是：
(1)本发明授时系统的授时装置体积小，重量轻便于携带；同时内置电源可以放置在水表生产现场使用提高生产效率；
(2)本发明授时系统授时过程简单，只需要放置在射频卡水表读写卡通讯模块正上方，一键即可授时；
(3)本发明授时系统可以使水表初始时间与标准时间误差控制在一定范围内，授时系统将写射频卡与水表读射频卡过程连接在一起，可以确定授时过程需要的时间范围，从而控制授时时间与标准北京时间的时间差。
附图说明
图1为本发明授时装置结构框图；
图2为本发明原理框图；
图3为本发明授时过程流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步的描述。
如图1所示，本发明由射频卡、电池、射频卡通讯电路、主控电路、电磁铁等组成。本发明采用专用实时时钟/日历芯片维护内部时间。电池、实时时钟/日历芯片、电磁铁和射频卡通讯电路均与主控电路连接，射频卡通讯电路与射频卡连接；射频卡最终选择了NXPMifare1系列S50型号芯片，简称为M1卡(或MF1卡)。电池采用功率型锂亚电池。本发明的射频卡通讯电路采用MF RC522非接触式读写芯片。主控电路通过SPI连接方式与射频卡通讯电路连接，通过读写MF RC522内部寄存器与M1卡进行通信。主控电路有两种工作模式，一是设置模式，在该模式下可以对授时系统内部时间进行调整；另一种是运行模式，该模式下将授时系统内部时间写入射频卡中，并控制电磁铁产生磁力。采用直流电磁铁，通过直流电流产生电磁吸力。
图2为系统原理框图，按下授时按键时，授时装置给射频卡通信电路供电，直到把装置内部日期时间信息写入射频卡，然后让电磁铁通过短时间电流，使电磁铁产生电磁引力，吸合水表上的磁性开关，触发水表读射频卡，并使用射频卡中的日期时间信息修改表内日期时间信息。
如图3所示，本发明对水表授时步骤如下：
一、调整授时系统内部时间
在对水表进行授时前，首先要确保授时系统内部时间是否符合要求。如符合则进行后续步骤，否则继续调整授时系统内部时间；
授时系统时间采用下式进行计算：
T授＝T标+T持
式中，T授为应设置授时系统时间；T标为标准北京时间；T持为从授时开始到授时结束持续时间。T持值通过大量重复性试验获取平均值。
二、检测是否插入M1型射频卡
M1射频卡的通讯协议和通讯波特率是定义好的，当有卡片进入读写器的操作范围时，射频卡通讯电路以特定的协议与它通讯，从而确定该卡是否为M1射频卡，即验证卡片的卡型。
三、日期时间信息写入射频卡
选定要处理的卡片之后，读写器就确定要访问的扇区号，并对该扇区密码进行密码校验，在三次相互认证之后就可以通过加密流进行通讯。
四、产生磁场
主控电路控制电流通过电磁铁产生电磁引力，主要作用是通过电磁引力吸合水表内部读卡磁性开关使水表进行读卡操作。

Claims (6)

1.一种智能水表授时系统，其特征在于：包括授时装置、射频卡以及设置于智能水表中的射频卡通讯电路一与磁性开关；
所述授时装置包括实时时钟/日历芯片、射频卡通讯电路二、主控电路、电池、电磁铁和授时按键；
所述电池、实时时钟/日历芯片、电磁铁和射频卡通讯电路均与主控电路连接，所述射频卡通讯电路一和射频卡通讯电路二均与射频卡通讯；
所述实时时钟/日历芯片中的授时时间T授＝T标+T持；
式中，T授为应设置授时系统时间；T标为标准北京时间；T持为从授时开始到授时结束持续时间，T持值通过大量重复性试验获取平均值；
所述授时按键向主控电路发出启动信号；射频卡通讯电路采用MF RC522非接触式读写芯片；
所述主控电路对实时时钟/日历芯片时间进行调整；主控电路将实时时钟/日历芯片时间写入射频卡中，所述主控电路控制电磁铁产生磁力控制智能水表的磁性开关；
授时时：
授时按键向主控电路发出同步信号，主控电路读取实时时钟/日历芯片内部时间，将时间写入M1型射频卡中；
同时主控电路控制电流通过电磁铁产生电磁引力，吸合水表内部读卡磁性开关使水表进行读卡操作；如密码不符，则退出写卡过程。
2.根据权利要求1所述的智能水表授时系统，其特征在于：所述授时装置靠近射频卡通讯电路二的部位具有插卡装置。
3.根据权利要求1所述的智能水表授时系统，其特征在于：所述射频卡为NXPMifare1系列S50型号芯片。
4.根据权利要求1所述的智能水表授时系统，其特征在于：所述电池采用功率型锂亚电池。
5.根据权利要求1所述的智能水表授时系统，其特征在于：所述电磁铁采用直流电磁铁。
6.一种利用权利要求1所述的智能水表授时系统对水表授时方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：校时实时时钟/日历芯片时间，如不符合要求，则调整实时时钟/日历芯片时间；如符合要求则进行步骤二；
实时时钟/日历芯片授时时间T授＝T标+T持
式中，T授为应设置授时系统时间；T标为标准北京时间；T持为从授时开始到授时结束持续时间，T持值通过大量重复性试验获取平均值；
步骤二：建立射频卡通讯电路二和M1型射频卡的通讯；验证M1型射频卡密码；
步骤三：授时装置靠近智能水表，直至M1型射频卡位于射频卡通讯电路一的通讯范围内；
步骤四：授时按键向主控电路发出同步信号，主控电路读取实时时钟/日历芯片内部时间，将时间写入M1型射频卡中；
同时主控电路控制电流通过电磁铁产生电磁引力，吸合水表内部读卡磁性开关使水表进行读卡操作；如密码不符，则退出写卡过程。
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