CN201421636Y

CN201421636Y - 接触式ic卡智能燃气表

Info

Publication number: CN201421636Y
Application number: CN2009200463099U
Authority: CN
Inventors: 张焕明; 吴恒京
Original assignee: JIANGSU ZHONGWEI INTELLIGENT EQUIPMENT CO Ltd
Current assignee: JIANGSU ZHONGWEI INTELLIGENT EQUIPMENT CO Ltd
Priority date: 2009-06-03
Filing date: 2009-06-03
Publication date: 2010-03-10
Anticipated expiration: 2019-06-03

Abstract

本实用新型涉及一种接触式IC卡智能燃气表，属计量器具技术领域。包括单片机，单片机外围连接数据存储单元、IC卡读写单元、在线编程单元、脉冲检测和磁防护单元、液晶屏显示单元、稳压电路单元、电源电压检测单元、电源断电系统复位单元、电机阀驱动单元和声音提示单元。本实用新型接触式IC卡智能燃气表，其工作电压低，静态功耗小，在使用和保存过程中不需要频繁更换电池，不会出现掉电不关阀、用户数据丢失及控制器锁死现象，并能有效杜绝用户卡复制而造成的燃气公司损失现象。

Description

接触式IC卡智能燃气表

(一)技术领域

本实用新型涉及一种计量气体用表，尤其是涉及一种接触式IC卡智能燃气表。属计量器具技术领域。

(二)背景技术

接触式IC卡智能燃气表是传统燃气表技术与当今电子及计算机技术相结合电子产品。与传统膜式燃气表相比，其主要优势是解决燃气公司收费难题，实现燃气使用的预付费控制功能。杜绝欠费，减少燃气公司损失。该技术性能可靠，使用便捷，配合联网收费平台管理系统，实现用户购气自动化，售气管理及用户数据管理查询的自动化，成为城市燃气计量产品智能化的新方向。

早期的接触式IC卡燃气表技术由于控制系统在设计上存在一定的缺陷，这些缺陷表现在以下几个方面：

1、整体设计功耗大，造成使用者在短期内经常性的更换电池；

2、IC卡与单片机在交换数据过程中易出现吃卡及IC卡锁死现象；

3、IC卡加密方法缺陷，易被相关IC卡复制器复制，造成控制程序紊乱或者表上显示数值与管理系统充值数值不符现象；

4、控制系统在电源突然断电或者在高电压破坏的情况下出现气量丢失、程序紊乱现象；

5、电机阀长时间开启情况下，易出现当执行关阀动作时不能够关阀，造成不关阀现象；

6、由于用户恶意破坏表内电机阀，造成控制器不能够执行关阀动作；

7、不能够对磁干扰很有效的防护；

8、控制系统在特殊环境中容易宕机或者烧毁电路。

以上问题成为近年来接触式IC卡智能燃气表技术发展的顽疾，至今没有一整套相关行之有效的解决方案。

(三)发明内容

本实用新型的目的在于克服上述背景技术的不足之处，提供一种接触式IC卡智能燃气表，其整体功耗低，使用者在使用过程中无需频繁更换电池，不出现控制器程序紊乱、气量值丢失、IC卡锁死、电机阀控制失常、IC卡易被复制及断电不关阀门现象，并能够实现温度及压力补偿修正功能，电机阀保护功能，磁干扰防护功能。

本实用新型的目的是这样实现的：一种接触式IC卡智能燃气表，包括单片机，单片机外围连接数据存储单元、IC卡读写单元、在线编程单元、脉冲检测和磁防护单元、液晶屏显示单元、稳压电路单元、电源电压检测单元、电源断电系统复位单元、电机阀驱动单元和声音提示单元。

与现有技术相比，本实用新型具有的优点和效果如下：

本实用新型接触式IC卡智能燃气表，其工作电压低，静态功耗小，在使用和保存过程中不需要频繁更换电池，不会出现掉电不关阀、用户数据丢失及控制器锁死现象，并能有效杜绝用户卡复制而造成的燃气公司损失现象。

(四)附图说明

图1为本实用新型接触式IC卡智能燃气表的电路原理框图。

(五)具体实施方式

参见图1，本实用新型接触式IC卡智能燃气表，包括单片机，单片机外围连接数据存储单元、IC卡读写单元、在线编程单元、脉冲检测和磁防护单元、液晶屏显示单元、稳压电路单元、电源电压检测单元、电源断电系统复位单元、电机阀驱动单元和声音提示单元。所述电机阀驱动单元采用直流电机驱动芯片，电机阀采用机电一体化双向无堵转低电流阀门。所述单片机为FLASH型可编程单片机。以下对上述各功能单元分别描述如下：

1、单片机

单片机是控制系统的核心单元，所有信号的处理、接收、数据运算及控制指令的发出都由其完成。本系统采用台湾华邦公司541系列单片机，此单片机是一个带LCD驱动的，可以多次烧录的微功耗、高性能的四位为控制芯片；它包含一个四位的ALU，两个八位定时器，在双时钟模式下的两个分频器，一个32×4的LCD的驱动，五个四位的I/O端口；它具有五个中断源和八级堆栈；他的工作电流非常低而且有三种省电工作模式，即单时钟下的HOLD模式、STOP模式和双时钟下的低速模式，这样可以将功耗降到最低。宽工作电压范围(2.4V～5.5V)，工业级环境要求设计，完全适合IC卡燃气表产品的设计要求。

2、数据存储单元

数据存储器(EEPROM)是用来存储IC卡卡号、密码、气量值、状态标志及相关用户信息，它通过I₂C通讯方式与单片机进行数据传输。该系统选用的EEPROM其工作电压1.8V～5V可选，可将数据保存100年，可以有10万次的写入和擦除。

3、IC卡读写单元

IC卡是用来保存用户信息、系统密码、状态标志和购买气量的介质，其数据传输方式也是I₂C的通讯方式与单片机进行数据传输。本系统选用的IC卡是西门子公司的逻辑加密卡，该IC卡具有3次误码计数限定，数据保存周期为100年，有效写入和擦除次数为10万次，该IC卡对用户来说是一表一卡，该系统所使用的IC卡只有一种即用户卡，该用户卡将清零、设置、购气功能结合在一张卡上。该单元的设计选用长寿命、高可靠的卡座，其电路采用抗静电、防攻击及防抖动技术，有效的适合在复杂环境下使用。

4、在线编程单元

系统设计的单片机为可多次烧录的FLASH型单片机，利用此项功能可以很便捷的对单片机软件程序进行升级，为产品开发、生产以及售后服务工作带来极大的便利。

5、脉冲检测及磁防护单元

该单元的功能主要是为单片机提供流量脉冲信号和磁防护信号，其信号的发出是由舌型干簧管的通断完成，其设计思想包括防抖动技术，消除信号源的干扰。单片机在接收到磁防护信号后将数据及时保存到EEPROM后，关闭电机阀，发出报警指令。

6、液晶屏显示单元

该单元采用低功耗LCD显示器，可直观显示9999.99m3的气量信息和“剩余”、“故障”、“欠压”“读卡×、√”、“窃用”、“阀开”、“阀关”等中文提示信息。液晶显示屏在单片机休眠状态下处于关闭状态以节省系统功耗，当外部插卡或者有脉冲信号时，液晶显示屏才处于工作状态显示。其工作电压通过偏置电容选择液晶显示屏的工作电压，有单片机提供128段代码选项寄存器控制。

7、稳压电路单元

该单元主要功能是将外部DC 6V电压稳压在3.6V，将3.6V电压提供给单片机系统工作。

8、电源电压检测单元

该单元主要功能是检测外部电池的电压值，当外部输入电压低于系统检测设定值时，电压检测单元将检测信号传输给单片机，保存EEPROM数据，执行关阀及提示信息指令。

9、电源断电系统复位单元

该单元的主要功能是完成电源断电的信号的发出，单片机在接收到有效信号后，保存数据至EEPROM，同时单片机复位。并且断电信号传递给单独的关阀电路，完成阀门的关闭。该单元的优势是在断电的情况下既能有效的让单片机复位和保存数据，同时关阀的动作不受单片机的控制，直接由硬件关阀，从而避免在关阀的过程中受到外界的干扰。

10、电机阀驱动单元

该单元的主要功能是接收单片机发出的开关阀门的指令以及在断电的情况下由复位单元发出的关阀信号关阀。该单元的优势是采用集成的直流电机驱动芯片控制电机阀，其输出电流达到500mA，且集成度高，比一般靠分立元件设计的关阀电路可靠。

11、声音提示单元

该单元的功能主要是用户操作或者表具工作时发出提示音，告知用户表具的状态。

本实用新型的主要技术参数：

1、电源电压：DC 1.5V×4

2、阀门工作电压：DC 1.5V～6.5V

3、阀门工作电流：DC 6V时小于200mA

4、开关阀门时间：DC 6V时小于500mS

5、静态工作电流：小于10μA

6、读写卡操作时间：小于500mS

7、读写卡电流：小于50mA

8、电源检测电压值：4.2V、3.6V

9、环境温湿度：-40℃～+60℃、大于90％。

Claims

1、一种接触式IC卡智能燃气表，其特征在于所述燃气表包括单片机，单片机外围连接数据存储单元、IC卡读写单元、在线编程单元、脉冲检测和磁防护单元、液晶屏显示单元、稳压电路单元、电源电压检测单元、电源断电系统复位单元、电机阀驱动单元和声音提示单元。

2、根据权利要求1所述的一种接触式IC卡智能燃气表，其特征在于所述电机阀驱动单元采用直流电机驱动芯片，电机阀采用机电一体化双向无堵转低电流阀门。

3、根据权利要求1所述的一种接触式IC卡智能燃气表，其特征在于所述单片机为FLASH型可编程单片机。