CN107103699A - 一种智能水表抗干扰阀控电路及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
一种智能水表抗干扰阀控电路及其工作方法。涉及计量设备领域，尤其涉及一种智能水表抗干扰阀控电路及其工作方法。提供了一种能有效防止过程通道干扰且体积小抗干扰能力强的一种智能水表抗干扰的阀控电路及其工作方法。包括阀控模块和防拆检测模块，所述防拆检测模块与所述阀控模块分别连接MCU芯片，所述阀控模块包括信号处理模块和阀门动作模块，所述信号处理模块与所述阀门动作模块连接；所述电磁阀线圈V0设于所述电阻R2和电阻R3之间，所述电磁阀线圈两端设有双向稳压二极管TVS。本发明增加辅助比较器电路，通过控制比较器的使能端，在满足打开或关闭条件时比较器才能输出，进而降低脉冲电磁阀非正常打开或关闭的概率。
Description
技术领域
本发明涉及计量设备领域，尤其涉及一种智能水表抗干扰的阀控电路及其工作方法。
背景技术
智能水表特别是磁卡水表经常会有干扰的问题出现,抗干扰能力决定了单片机系统的可靠性。干扰会影响单片机指令的正常执行，当IC卡智能水表受到外界强磁干扰时，由于磁干扰可能会造成阀门非正常打开或关闭的情况。一方面，考虑到智能水表内电池使用寿命问题，智能水表要求超低功耗，而水表阀门的打开或关闭功耗较大，因而阀门的非正常打开或关闭会缩短水表的使用寿命。另一方面，阀门的非正常打开或关闭会带来不便或严重后果。当IC卡智能水表受到外界的强磁干扰时，由于磁干扰造成阀门的非正常关闭只能等磁干扰消失再刷卡取水,这只是造成了不便；但如果造成阀门非正常打开，则可能会造成大量漏水或偷水等情况发生。因此，智能水表的阀控电路设计非常重要。
干扰可能会使单片机系统非正常工作。干扰一般都是以脉冲的形式进入系统的，窜入单片机系统的干扰渠道主要有三条：供电系统干扰、空间干扰、过程通道干扰。三种干扰中以来自供电系统的干扰最甚，其次为来自过程通道的干扰。对于来自空间的辐射干扰，需加适当的屏蔽及接地来解决。
由于智能水表不采用电网供电，因此不存在供电系统干扰问题。空间干扰包括：电气设备如发射机、中频炉、可控硅逆变电源等产生的电干扰和磁干扰；广播电台或通讯发射台发出的电磁波；空中雷电也会引起干扰。过程通道干扰是系统输入、输出以及单片机之间进行信息传输的路径中产生的干扰。脉冲电磁阀目前仍普遍使用于现有水表中，但由于脉冲电磁阀是较大容量的感性负载，因而在切换这些感性负载瞬间，会产生很大的反电动势，从而形成瞬变噪声干扰，成为系统中电磁干扰的主要原因之一。这类干扰就属于过程通道的干扰。过程通道的干扰的抑制主要采用光电隔离技术，但采用光电隔离，必须要由两个或多个隔离电源供电，这在智能水表中是不可能做到的。
国家知识产权局2014-1-22公开的一项实用新型专利（CN203405876U，一种抗电磁干扰的燃气表），公开了一种抗电磁干扰的燃气表，旨在提供一种抗电磁干扰能力强、效率高的燃气表，其技术方案要点是包括燃气表壳体，所述燃气表壳体包括外壳体与内壳体，所述燃气表壳体包括抗电磁干扰装置，所述抗电磁干扰装置包括电磁屏蔽网、抗干扰磁芯以及电磁吸收板，所述抗电磁干扰装置装置设于外壳体与内壳体之间，利用抗电磁干扰装置可以高效地将各种电磁波阻挡在燃气表之外，或者是将其吸收，抗电磁干扰装置内部包括电磁屏蔽网、抗干扰磁芯以及电磁吸收板这三个组件，层层把关，以隔绝配合吸收的方式，使燃气表始终保持正常工作。但是制作成本高且体积大，不能防止过程通道干扰。
发明内容
本发明针对以上问题，提供了一种能有效防止过程通道干扰且体积小抗干扰能力强的一种智能水表抗干扰阀控电路及其工作方法。
本发明的技术方案是：一种智能水表抗干扰阀控电路，包括阀控模块和防拆检测模块，所述防拆检测模块与所述阀控模块分别连接MCU芯片，所述阀控模块包括信号处理模块和阀门动作模块，所述信号处理模块与所述阀门动作模块连接；
所述阀门动作模块包括三极管T1~T4、电阻R2~R5、电磁阀线圈V0和电磁阀门V1，三极管T1和三极管T2的发射极与电源VCC连接，三极管T1的基极与三极管T2的集电极之间设有电阻R2，三极管T2的基极与三极管T1的集电极之间设有电阻R3，三极管T1的基极、电阻R2和三极管T3的集电极顺次连接，三极管T2的基极、电阻R3和三极管T4的集电极顺次连接；
所述三极管T3和三极管T4的发射极分别接地，所述三极管T3的基极接电阻R4后接信号处理模块，信号处理模块输出电磁阀打开信号给三极管T3，所述三极管T4的基极接电阻R5后接信号处理模块，信号处理模块输出电磁阀关闭信号给三极管T4；
所述电磁阀线圈V0设于所述电阻R2和电阻R3之间，所述电磁阀线圈V0控制所述电磁阀门V1的开闭，所述电磁阀线圈两端设有双向稳压二极管TVS。
所述信号处理模块包括或门N2、或非门N3、电压比较器N4~N5、电阻R8~R13；
电源VCC依次串联电阻R8和电阻R9后接地，电压比较器N4的反向输入端连接在电阻R8和电阻R9之间，所述电压比较器N4的正向输入端连接MCU芯片，接受MCU输出的电磁阀关闭电平，所述电压比较器N4的输出端接电阻R5，所述电压比较器N4的电源输入端接VCC电源，所述电压比较器N4的使能端接或门N2，所述电压比较器N4的输出端与电压比较器N4的电源输入端之间设有电阻R12；
所述或门N2包括输入端一、输入端二、输入端三和输出端一，所述输入端一、输入端二和输入端三分别连接MCU芯片，所述输出端连接电压比较器N4的使能端；
电源VCC还依次串联电阻R10和电阻R11后接地，电压比较器N5的反向输入端连接在电阻R10和电阻R11之间，所述电压比较器N5的正向输入端连接MCU芯片，接受MCU芯片输出的电磁阀打开电平，所述电压比较器N5的输出端接电阻R4，所述电压比较器N5的电源输入端接VCC电源，所述电压比较器N5的使能端接与门非N3，所述电压比较器N5的输出端与电压比较器N5的电源输入端之间设有电阻R13；
所述或门N2的输入端一、或门N2的输入端二分别连接MCU，所述或门N2的输入端三连接防拆检测模块，所述或门N2的输出端连接电压比较器N4的使能端；
所述或非门N3的输入端一、或非门N3的输入端二分别连接MCU，所述或非门N3的输入端三连接防拆检测模块，所述或非门N3的输出端连接电压比较器N5的使能端。
所述防拆检测模块包括电阻R1、防拆按钮K1和电容C1，所述电源VCC、电阻R1电容C1串联后接地，所述电容C1的两端并联防拆按钮K1，所述电阻R1和电容C1之间分别连接或门N2的输入端三和或非门N3的输入端三。
所述信号处理模块包括与非门N6、与门N7、电压比较器N8~N9、电阻R14~R19；
电源VCC依次串联电阻R14和电阻R15后接地，电压比较器N8的反向输入端连接在电阻R14和电阻R15之间，所述电压比较器N8的正向输入端连接MCU芯片，接受MCU输出的电磁阀关闭电平，所述电压比较器N8的输出端接电阻R5，所述电压比较器N8的电源输入端接VCC电源，所述电压比较器N8的使能端接与非门N6，所述电压比较器N8的输出端与电压比较器N8的电源输入端之间设有电阻R18；
所述与非门N6包括输入一、输入二、输入三和输出一，所述输入一和输入二分别连接MCU芯片，所述输出端连接电压比较器N4的使能端；
电源VCC还依次串联电阻R10和电阻R11后接地，电压比较器N5的反向输入端连接在电阻R16和电阻R17之间，所述电压比较器N9的正向输入端连接MCU芯片，接受MCU芯片输出的电磁阀打开电平，所述电压比较器N9的输出端接电阻R4，所述电压比较器N9的电源输入端接VCC电源，所述电压比较器N9的使能端接与门N6，所述电压比较器N9的输出端与电压比较器N9的电源输入端之间设有电阻R19；
所述与非门N6的输入端一和与非门N6的输入端二分别连接MCU，所述与非门N6的输入端三连接防拆检测模块，所述与非门N6的输出端连接电压比较器N8的使能端；
所述与门N7的输入端一、与门N7的输入端二分别连接MCU，所述与门N7的输入端三连接防拆检测模块，所述与门N7的输出端连接电压比较器N5的使能端。
所述防拆检测模块包括电阻R、电阻R7、防拆按钮K和电容C，电源VCC、电阻R、防拆按钮K和电阻R7依次连接后接地，所述电阻R7的两端并联电容C，所述电阻R7和电容C之间分别连接或门N2的输入端三和或非门N3的输入端三。
所述MCU芯片上还连接有电压检测电路，所述电压检测电路包括低电压检测芯片HT7033A和电阻R6；
所述低电压检测芯片的电压输入端连接电源VCC，所述低电压检测芯片的电压输出端输连接MCU芯片，所述低电压检测芯片的电压输入端和低电压检测芯片的电压输出端之间设有电阻R6。
一种智能水表抗干扰阀控电路的工作方法，按如下步骤工作：
1）智能水表唤醒上电，
2）条件判定是否出现欠费、电池欠压和表盖打开事件中的一项或几项，若是则转步骤3），若否则转步骤4），
3）或门N2输出高电平，或非门N3输出低电平
3.1）比较器N4进行脉冲信号翻转，
3.2）输出关闭阀门脉冲；
4）或门N2输出低电平，或非门N3输出高电平，
4.1）比较器N5进行脉冲信号翻转，
4.2）输出打开阀门脉冲，完毕。
本发明增加辅助比较器电路，通过控制比较器的使能端，在满足打开或关闭条件时比较器才能输出，进而降低脉冲电磁阀非正常打开或关闭的概率。电磁阀采用脉冲驱动形式，当关闭控制脉冲施加到电磁阀上时，电磁阀门V1关闭并保持状态，只有当打开控制脉冲施加到电磁阀上时，阀门才打开并保持状态。脉冲电磁阀线圈连接在驱动电路输出的两端，由于脉冲电磁阀是较大容量的感性负载，因而在切换这些感性负载瞬间，会产生很大的反电动势，因此在在线圈两端并联有双向稳压二极管TVS，用以抑制电压尖冲。驱动晶体管由PNP三极管T1、PNP三极管T2和NPN三极管T3、NPN三极管T4组成。当电磁阀阀门打开脉输入时，电磁阀阀门关闭脉冲输入为低电平。此时，三极管T1和三极管T3处于开关导通状态，T3饱和导通，T3的C极（即与电阻R2的连接端）近似为地，即电磁阀线圈的左端近似为地。此时，由于三极管T2和三极管T4处于截止状态，三极管T1处于导通状态，因此T1的C极（即与电阻R3的连接端）近似为电源电压VCC，即电磁阀线圈的右端近似为电源电压VCC。电磁阀线圈通过电流，电磁阀阀门打开。电磁阀阀门关闭过程类似。
智能水表只有在剩余用水量（或剩余预交水费）为0、电池欠压或表盖被打开的情况下才会关闭阀门，切断供水。当剩余用水量（或剩余预交水费）为0时，输出高电平，否则输出低电平。当水表电池欠压时，MCU芯片输出高电平，否则输出低电平。当水表表盖被打开时，输出高电平，否则输出低电平。智能水表正常工作时，或门N2和或非门N3均为低电平，此时电压比较器N5的使能端为高电平，水表阀门可正常打开；电压比较器N4的使能端为低电平，N4不能进行翻转，水表阀门不能关闭。当剩余用水量（或剩余预交水费）为0、电池欠压或表盖被打开中有一个条件被满足（或门N2和或非门N3中任一输入为高电平时），电压比较器N4的使能端为高电平，电压比较器N4可进行翻转，水表阀门可关闭；而电压比较器N5为低电平，电压比较器N5不能进行翻转，水表阀门不可打开。由于采用多端输入，也就能避免通道干扰，防止幅度较小的干扰信号通过比较器输出，从而避免阀门的误动作。使得能有效防止过程通道干扰且体积小抗干扰能力强。
为了减少MCU芯片的工作强度，延长MCU芯片的工作寿命，提供第二种防拆检测模块的实施例，直接利用电压检测电路的检测信号，不需要MCU芯片进行转换，从而减少MCU芯片的一路输出，加速MCU芯片的运行速度，加快整个阀门的反应速度。
附图说明
图1是本发明的原理框图，
图2是本发明实施例一信号处理模块电气原理图，
图3是本发明实施例一防拆检测模块的电气原理图，
图4是本发明实施例二信号处理模块电气原理图
图5是本发明实施例二防拆检测模块的电气原理图，
图6是本发明中阀门动作模块电气原理图，
图7是本发明中电压检测电路电气原理图，
图8是本发明的工作流程图。
具体实施方式
本发明如图1-8所示,一种智能水表抗干扰阀控电路，包括阀控模块和防拆检测模块，所述防拆检测模块与所述阀控模块分别连接MCU芯片，所述阀控模块包括信号处理模块和阀门动作模块，所述信号处理模块与所述阀门动作模块连接；增加辅助比较器电路，通过控制比较器的使能端，在满足打开或关闭条件时比较器才能输出，进而降低脉冲电磁阀非正常打开或关闭的概率。
所述阀门动作模块包括三极管T1~T4、电阻R2~R5、电磁阀线圈V0和电磁阀门V1，三极管T1和三极管T2的发射极与电源VCC连接，三极管T1的基极与三极管T2的集电极之间设有电阻R2，三极管T2的基极与三极管T1的集电极之间设有电阻R3，三极管T1的基极、电阻R2和三极管T3的集电极顺次连接，三极管T2的基极、电阻R3和三极管T4的集电极顺次连接；所述三极管T3和三极管T4的发射极分别接地，所述三极管T3的基极接电阻R4后接信号处理模块，信号处理模块输出电磁阀打开信号给三极管T3，所述三极管T4的基极接电阻R5后接信号处理模块，信号处理模块输出电磁阀关闭信号给三极管T4；所述电磁阀线圈V0设于所述电阻R2和电阻R3之间，所述电磁阀线圈V0控制所述电磁阀门V1的开闭，所述电磁阀线圈两端设有双向稳压二极管TVS。
电磁阀采用脉冲驱动形式，当关闭控制脉冲施加到电磁阀上时，电磁阀门V1关闭并保持状态，只有当打开控制脉冲施加到电磁阀上时，阀门才打开并保持状态。脉冲电磁阀线圈连接在驱动电路输出的两端，由于脉冲电磁阀是较大容量的感性负载，因而在切换这些感性负载瞬间，会产生很大的反电动势，因此在在线圈两端并联有双向稳压二极管TVS，用以抑制电压尖冲。驱动晶体管由PNP三极管T1、PNP三极管T2和NPN三极管T3、NPN三极管T4组成。当电磁阀阀门打开脉输入时，电磁阀阀门关闭脉冲输入为低电平。此时，三极管T1和三极管T3处于开关导通状态，T3饱和导通，T3的C极（即与电阻R2的连接端）近似为地，即电磁阀线圈的左端近似为地。此时，由于三极管T2和三极管T4处于截止状态，三极管T1处于导通状态，因此T1的C极（即与电阻R3的连接端）近似为电源电压VCC，即电磁阀线圈的右端近似为电源电压VCC。电磁阀线圈通过电流，电磁阀阀门打开。电磁阀阀门关闭过程类似。
所述信号处理模块包括或门N2、或非门N3、电压比较器N4~N5、电阻R8~R13；
电源VCC依次串联电阻R8和电阻R9后接地，电压比较器N4的反向输入端连接在电阻R8和电阻R9之间，所述电压比较器N4的正向输入端连接MCU芯片，接受MCU输出的电磁阀关闭电平，所述电压比较器N4的输出端接电阻R5，所述电压比较器N4的电源输入端接VCC电源，所述电压比较器N4的使能端接或门N2，所述电压比较器N4的输出端与电压比较器N4的电源输入端之间设有电阻R12；所述或门N2包括输入端一、输入端二、输入端三和输出端一，所述输入端一、输入端二和输入端三分别连接MCU芯片，所述输出端连接电压比较器N4的使能端；电源VCC还依次串联电阻R10和电阻R11后接地，电压比较器N5的反向输入端连接在电阻R10和电阻R11之间，所述电压比较器N5的正向输入端连接MCU芯片，接受MCU芯片输出的电磁阀打开电平，所述电压比较器N5的输出端接电阻R4，所述电压比较器N5的电源输入端接VCC电源，所述电压比较器N5的使能端接与门非N3，所述电压比较器N5的输出端与电压比较器N5的电源输入端之间设有电阻R13；所述或门N2的输入端一、或门N2的输入端二分别连接MCU，所述或门N2的输入端三连接防拆检测模块，所述或门N2的输出端连接电压比较器N4的使能端；所述或非门N3的输入端一、或非门N3的输入端二分别连接MCU，所述或非门N3的输入端三连接防拆检测模块，所述或非门N3的输出端连接电压比较器N5的使能端。
MCU芯片读取剩余水量（或剩余预交水费）信息，当剩余用水量（或剩余预交水费）为0时，输出为高电平。剩余用水量（或剩余预交水费）大于0时，输出为低电平。通过MCU芯片将剩余水量信息输入到或门N2和或非门N3的输入端一，构成一路输入信号，
电压检测模块检测电池电压，将电池电压信息转换为高（或低）电平经MCU芯片处理后输出至或门N2和或非门N3的输入端二，当电压高于门限值则电压检测模块输出高电平至MCU芯片，MCU芯片输出低电平至或门N2和或非门N3的输入端二，反之则MCU芯片输出高电平至或门N2和或非门N3的输入端二，构成第二路输入信号。
所述防拆检测模块包括电阻R1、防拆按钮K1和电容C1，所述电源VCC、电阻R1电容C1串联后接地，所述电容C1的两端并联防拆按钮K1，所述电阻R1和电容C1之间分别连接或门N2的输入端三和或非门N3的输入端三。防拆检测模块正常使用时，由于水表表盖盖上，因此防拆按钮K1处于闭合状态，防拆检测模块输出低电平。而一旦表盖被打开，防拆按钮K1处于打开状态，电源VCC经电阻R1给电容C1充电，防拆检测模块输出变为高电平。
防拆检测模块将高低电平信号输入到或门N2和或非门N3的输入端三，构成第三路输入信号。
电磁阀阀门打开脉冲和关闭脉冲不是直接连接到阀控电路中R4和R5，而是分别接入带有使能端的比较器N5、N4的同相输入端，再由比较器N5、N4的输出端分别接连接到阀控电路中R4和R5。比较器N5、N4采用带有使能端的单比较器，比较器电源为VCC，比较器的反相输入端电压为VCC/2。当比较器N5、N4的使能端为高电平时，当打开脉冲或关闭脉冲有输入控制脉冲（MCU芯片发出的脉冲）时（控制脉冲高电平为VCC），在比较器N5或N4的输出端输出控制脉冲。当比较器N5、N4的使能端为低电平时，对应的比较器不能工作，比较器输出为低电平。设置比较器的反相输入端电压为VCC/2的目的为防止幅度较小的干扰信号通过比较器输出，从而避免阀门的误动作。使得能有效防止过程通道干扰且体积小抗干扰能力强。
智能水表只有在剩余用水量（或剩余预交水费）为0、电池欠压或表盖被打开的情况下才会关闭阀门，切断供水。当剩余用水量（或剩余预交水费）为0时，输出高电平，否则输出低电平。当水表电池欠压时，MCU芯片输出高电平，否则输出低电平。当水表表盖被打开时，输出高电平，否则输出低电平。智能水表正常工作时，或门N2和或非门N3均为低电平，此时电压比较器N5的使能端为高电平，水表阀门可正常打开；电压比较器N4的使能端为低电平，N4不能进行翻转，水表阀门不能关闭。当剩余用水量（或剩余预交水费）为0、电池欠压或表盖被打开中有一个条件被满足（或门N2和或非门N3中任一输入为高电平时），电压比较器N4的使能端为高电平，电压比较器N4可进行翻转，水表阀门可关闭；而电压比较器N5为低电平，电压比较器N5不能进行翻转，水表阀门不可打开。由于采用多端输入，也就能避免通道干扰，防止幅度较小的干扰信号通过比较器输出，从而避免阀门的误动作。使得能有效防止过程通道干扰且体积小抗干扰能力强。
为了减少MCU芯片的工作强度，延长MCU芯片的工作寿命，提供第二种防拆检测模块的实施例，直接利用电压检测电路的检测信号，不需要MCU芯片进行转换，从而减少MCU芯片的一路输出，加速MCU芯片的运行速度，加快整个阀门的反应速度。
所述信号处理模块包括与非门N6、与门N7、电压比较器N8~N9、电阻R14~R19；
电源VCC依次串联电阻R14和电阻R15后接地，电压比较器N8的反向输入端连接在电阻R14和电阻R15之间，所述电压比较器N8的正向输入端连接MCU芯片，接受MCU输出的电磁阀关闭电平，所述电压比较器N8的输出端接电阻R5，所述电压比较器N8的电源输入端接VCC电源，所述电压比较器N8的使能端接与非门N6，所述电压比较器N8的输出端与电压比较器N8的电源输入端之间设有电阻R18；
所述与非门N6包括输入一、输入二、输入三和输出一，所述输入一和输入二分别连接MCU芯片，所述输出端连接电压比较器N4的使能端；
电源VCC还依次串联电阻R10和电阻R11后接地，电压比较器N5的反向输入端连接在电阻R16和电阻R17之间，所述电压比较器N9的正向输入端连接MCU芯片，接受MCU芯片输出的电磁阀打开电平，所述电压比较器N9的输出端接电阻R4，所述电压比较器N9的电源输入端接VCC电源，所述电压比较器N9的使能端接与门N6，所述电压比较器N9的输出端与电压比较器N9的电源输入端之间设有电阻R19；
所述与非门N6的输入端一和与非门N6的输入端二分别连接MCU，所述与非门N6的输入端三连接防拆检测模块，所述与非门N6的输出端连接电压比较器N8的使能端；
所述与门N7的输入端一、与门N7的输入端二分别连接MCU，所述与门N7的输入端三连接防拆检测模块，所述与门N7的输出端连接电压比较器N5的使能端。
水表正常工作时，与门N7和与非门N6的输入均为高电平，电压比较器N9的使能端为高电平，电磁阀阀门可被打开，电压比较器N8的使能端为低电平，电磁阀阀门不能关闭。当与门N7和与非门N6的输入中任一电平为低电平时，与门N7的输出均为低电平，比较器N9的使能端为低电平，不能进行翻转，阀门不能被打开。而此时，电压比较器N8的使能端为高电平，电磁阀阀门可被关闭。
所述防拆检测模块包括电阻R、电阻R7、防拆按钮K和电容C，电源VCC、电阻R、防拆按钮K和电阻R7依次连接后接地，所述电阻R7的两端并联电容C，所述电阻R7和电容C之间分别连接或门N2的输入端三和或非门N3的输入端三。
正常使用时，由于水表表盖盖上，因此防拆按钮K处于闭合状态，输出的电压为VCC×（68/（6.8+68）=0.91VCC，为高电平，并给电容C1充电。而一旦表盖被打开，防拆按钮K1处于打开状态，电容C1经R7放电，输出变为低电平。
该电路在上电时刻也存在输出变为低电平的情形，但由于考虑防抖等因素，一般MCU芯片发出开启阀门或关闭阀门控制脉冲前会进行一定时间的延迟，因此不会存在上电时误动作的情况，因为电容C1充电时间很短。由图6可知，电容C1充电至VCC/2时即可为高电平，时间为：0.5×6.8×103×10×10-9=34（µs）。与上一个实施例相比较由于由于水表表盖盖上防拆检测模块输出的是高电平，反之则输出低电平，那么,为了达到在剩余用水量（或剩余预交水费）为0、电池欠压或表盖被打开的情况下关闭阀门这一效果，就需要在或门N2和或非门N3的另两路输入中的其中一路信号发生翻转，也就是说或门N2和或非门N3能够直接利用电压检测电路输出的电平信号，不需要利用MCU芯片进行翻转，这样就减少MCU芯片的工作强度，延长MCU芯片的工作寿命，提供第二种防拆检测模块的实施例，直接利用电压检测电路的检测信号，不需要MCU芯片进行转换，从而减少MCU芯片的一路输出，加速MCU芯片的运行速度，加快整个阀门的反应速度。
所述MCU芯片上还连接有电压检测电路，所述电压检测电路包括低电压检测芯片HT7033A和电阻R6；所述低电压检测芯片的电压输入端连接电源VCC，所述低电压检测芯片的电压输出端输连接MCU芯片，所述低电压检测芯片的电压输入端和低电压检测芯片的电压输出端之间设有电阻R6。
电压高于门限值时，N1输出端Low_VD输出高电平至MCU端口，反之则输出低电平。具体门限值根据电源电压决定，如采用3.6V电池供电，则低于3.3V时认为是欠压状态，可采用HT7033A芯片。
一种智能水表抗干扰阀控电路的工作方法，按如下步骤工作：
1）智能水表唤醒上电，
2）条件判定是否出现欠费、电池欠压和表盖打开事件中的一项或几项，若是则转步骤3），若否则转步骤4），
3）或门N2输出高电平，或非门N3输出低电平
3.1）电压比较器N4进行脉冲信号翻转，
3.2）输出关闭阀门脉冲；
4）或门N2输出低电平，或非门N3输出高电平，
4.1）电压比较器N5进行脉冲信号翻转，
4.2）输出打开阀门脉冲，完毕。
Claims (7)
1.一种智能水表抗干扰阀控电路，包括阀控模块和防拆检测模块，其特征在于，所述防拆检测模块与所述阀控模块分别连接MCU芯片，所述阀控模块包括信号处理模块和阀门动作模块，所述信号处理模块与所述阀门动作模块连接；
所述阀门动作模块包括三极管T1~T4、电阻R2~R5、电磁阀线圈V0和电磁阀门V1，三极管T1和三极管T2的发射极与电源VCC连接，三极管T1的基极与三极管T2的集电极之间设有电阻R2，三极管T2的基极与三极管T1的集电极之间设有电阻R3，三极管T1的基极、电阻R2和三极管T3的集电极顺次连接，三极管T2的基极、电阻R3和三极管T4的集电极顺次连接；
所述三极管T3和三极管T4的发射极分别接地，所述三极管T3的基极接电阻R4后接信号处理模块，信号处理模块输出电磁阀打开信号给三极管T3，所述三极管T4的基极接电阻R5后接信号处理模块，信号处理模块输出电磁阀关闭信号给三极管T4；
所述电磁阀线圈V0设于所述电阻R2和电阻R3之间，所述电磁阀线圈V0控制所述电磁阀门V1的开闭，所述电磁阀线圈两端设有双向稳压二极管TVS。
2.根据权利要求1所述的一种智能水表抗干扰阀控电路，其特征在于，所述信号处理模块包括或门N2、或非门N3、电压比较器N4~N5、电阻R8~R13；
电源VCC依次串联电阻R8和电阻R9后接地，电压比较器N4的反向输入端连接在电阻R8和电阻R9之间，所述电压比较器N4的正向输入端连接MCU芯片，接受MCU输出的电磁阀关闭电平，所述电压比较器N4的输出端接电阻R5，所述电压比较器N4的电源输入端接VCC电源，所述电压比较器N4的使能端接或门N2，所述电压比较器N4的输出端与电压比较器N4的电源输入端之间设有电阻R12；
所述或门N2包括输入端一、输入端二、输入端三和输出端一，所述输入端一和输入端二分别连接MCU芯片，所述输出端连接电压比较器N4的使能端；
电源VCC还依次串联电阻R10和电阻R11后接地，电压比较器N5的反向输入端连接在电阻R10和电阻R11之间，所述电压比较器N5的正向输入端连接MCU芯片，接受MCU芯片输出的电磁阀打开电平，所述电压比较器N5的输出端接电阻R4，所述电压比较器N5的电源输入端接VCC电源，所述电压比较器N5的使能端接与门非N3，所述电压比较器N5的输出端与电压比较器N5的电源输入端之间设有电阻R13；
所述或门N2的输入端一、或门N2的输入端二分别连接MCU，所述或门N2的输入端三连接防拆检测模块，所述或门N2的输出端连接电压比较器N4的使能端；
所述或非门N3的输入端一、或非门N3的输入端二分别连接MCU，所述或非门N3的输入端三连接防拆检测模块，所述或非门N3的输出端连接电压比较器N5的使能端。
3.根据权利要求2所述的一种智能水表抗干扰阀控电路，其特征在于，所述防拆检测模块包括电阻R1、防拆按钮K1和电容C1，所述电源VCC、电阻R1电容C1串联后接地，所述电容C1的两端并联防拆按钮K1，所述电阻R1和电容C1之间分别连接或门N2的输入端三和或非门N3的输入端三。
4.根据权利要求1所述的一种智能水表抗干扰阀控电路，其特征在于，所述信号处理模块包括与非门N6、与门N7、电压比较器N8~N9、电阻R14~R19；
电源VCC依次串联电阻R14和电阻R15后接地，电压比较器N8的反向输入端连接在电阻R14和电阻R15之间，所述电压比较器N8的正向输入端连接MCU芯片，接受MCU输出的电磁阀关闭电平，所述电压比较器N8的输出端接电阻R5，所述电压比较器N8的电源输入端接VCC电源，所述电压比较器N8的使能端接与非门N6，所述电压比较器N8的输出端与电压比较器N8的电源输入端之间设有电阻R18；
所述与非门N6包括输入一、输入二、输入三和输出一，所述输入一和输入二分别连接MCU芯片，所述输出端连接电压比较器N4的使能端；
电源VCC还依次串联电阻R10和电阻R11后接地，电压比较器N5的反向输入端连接在电阻R16和电阻R17之间，所述电压比较器N9的正向输入端连接MCU芯片，接受MCU芯片输出的电磁阀打开电平，所述电压比较器N9的输出端接电阻R4，所述电压比较器N9的电源输入端接VCC电源，所述电压比较器N9的使能端接与门N6，所述电压比较器N9的输出端与电压比较器N9的电源输入端之间设有电阻R19；
所述与非门N6的输入端一和与非门N6的输入端二分别连接MCU，所述与非门N6的输入端三连接防拆检测模块，所述与非门N6的输出端连接电压比较器N8的使能端；
所述与门N7的输入端一、与门N7的输入端二分别连接MCU，所述与门N7的输入端三连接防拆检测模块，所述与门N7的输出端连接电压比较器N5的使能端。
5.根据权利要求4所述的一种智能水表抗干扰阀控电路，其特征在于，所述防拆检测模块包括电阻R、电阻R7、防拆按钮K和电容C，电源VCC、电阻R、防拆按钮K和电阻R7依次连接后接地，所述电阻R7的两端并联电容C，所述电阻R7和电容C之间分别连接或门N2的输入端三和或非门N3的输入端三。
6.根据权利要1-5任意一项所述的一种智能水表抗干扰阀控电路，其特征在于，所述MCU芯片上还连接有电压检测电路，所述电压检测电路包括低电压检测芯片HT7033A和电阻R6；
所述低电压检测芯片的电压输入端连接电源VCC，所述低电压检测芯片的电压输出端输连接MCU芯片，所述低电压检测芯片的电压输入端和低电压检测芯片的电压输出端之间设有电阻R6。
7.一种智能水表抗干扰阀控电路的工作方法，其特征在于，按如下步骤工作：
1）智能水表唤醒上电，
2）条件判定是否出现欠费、电池欠压和表盖打开事件中的一项或几项，若是则转步骤3），若否则转步骤4），
3）或门N2输出高电平，或非门N3输出低电平
3.1）比较器N4进行脉冲信号翻转，
3.2）输出关闭阀门脉冲；
4）或门N2输出低电平，或非门N3输出高电平，
4.1）比较器N5进行脉冲信号翻转，
4.2）输出打开阀门脉冲，完毕。
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Denomination of invention: An anti-interference valve control circuit for intelligent water meters Effective date of registration: 20231219 Granted publication date: 20220503 Pledgee: Jiangsu Yangzhou Rural Commercial Bank Co.,Ltd. Hangji Branch Pledgor: YANGZHOU WANTAI ELECTRIC TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2023320000671 |