CN206224689U - 一种基于gprs通信技术的智能ic卡燃气表控制器 - Google Patents
一种基于gprs通信技术的智能ic卡燃气表控制器 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种基于GPRS通信技术的智能IC卡燃气表控制器，属于天然气计量技术领域。所述基于GPRS通信技术的智能IC卡燃气表控制器，包括微控制器、GPRS无线通信模块、数据存储模块、阀门驱动模块、模拟脉冲计数模块、液晶显示模块、接触式IC卡处理模块、按键电路和电源管理模块。所述GPRS通信模块用于控制器和外接GPRS网络进行通信，GPRS无线通信模块采用贴片式SIM卡。本申请提供的基于GPRS通信技术的智能IC卡燃气表控制器，采用贴片式SIM的方案，SIM卡直接焊接在电路板上，避免了由于插接式SIM卡接触不良而导致的通信故障，提高了系统的稳定性。
Description
技术领域
本实用新型涉及天然气计量技术领域，尤其涉及一种基于GPRS通信技术的智能IC卡燃气表控制器。
背景技术
随着社会的不断发展和进步,天然气的使用在现代社会发展和居民生活中的地位和作用越来越重要。随着城市管道的大规模推广和应用，燃气表的应用也深入到千家万户，IC卡燃气表的出现，很大程度上解决了燃气公司对于燃气用户的用气结算和费用缴纳的需求。
随着城市规模的扩大，针对燃气公司对燃气表监控和燃气用量大数据分析的需要，伴随着智能云服务、物联网产业和技术的逐步发展，物联网技术在智能燃气表的运用也越来越多，用GPRS无线数据业务作为智能燃气表终端通信及设备编号分配的方式越来越广泛。大多数情况下，使用GPRS无线数据业务的智能燃气表需要在长达10年的时间里保持SIM卡的可靠连接，传统的插接式SIM卡座在较长时间的使用后会出现老化、接触点氧化等问题，使得SIM卡和通信电路接触不良，从而导致通信故障。在燃气表的安装部署过程中，需要对用户的SIM卡编号进行登记，由于人工记录容易出现错误，燃气表使用过程中编号难以核对，经常导致燃气用户与户内燃气表信息不统一的情况。
针对目前国家对于燃气价格的管控和燃气阶梯价格的逐步使用，具有阶梯计费功能的燃气表也崭露头角，但由于燃气价格的不定期浮动，这些燃气表更改价格往往依靠用户购气时通过IC卡传递最新的价格信息，时效性较差，容易造成燃气公司和用户之间费用结算误差，造成不必要的纠纷。
发明内容
本实用新型要解决的问题是现有的IC卡燃气表控制器使用插接式SIM卡，卡座易老化，且安装部署容易失误，且现有的IC卡燃气表控制器调价难，不适于使用，不能满足用户的需求。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：提供一种基于GPRS通信技术的智能IC卡燃气表控制器。所述基于GPRS通信技术的智能IC卡燃气表控制器，包括微控制器、GPRS无线通信模块、数据存储模块、阀门驱动模块、模拟脉冲计数模块、液晶显示模块、接触式IC卡处理模块、按键电路和电源管理模块。
所述微控制器分别与GPRS无线通信模块、数据存储模块、阀门驱动模块、模拟脉冲计数模块、液晶显示模块、接触式IC卡处理模块、按键电路和电源管理模块相连。所述GPRS通信模块用于控制器和外接GPRS网络进行通信。所述的数据存储模块存储控制器的相关参数。
优选地，所述微控制器为单片机R7F0C019。
进一步地，所述GPRS无线通信模块采用贴片式SIM卡，所述贴片式SIM卡直接焊接在GPRS无线通信模块上。
优选地，所述GPRS无线通信模块通过UART总线与微控制器的通讯端相连。
优选地，所述接触式IC卡处理模块支持接触式的逻辑加密卡、存储卡和接触式CPU卡。
进一步地，所述的电源管理模块包括降压稳压电路、DC-DC稳压电路、电源电压检测电路和备用电容。所述降压稳压电路的输出端口和微控制器、接触式IC卡处理模块、模拟脉冲计数模块的电源输入端口相连接。所述DC-DC稳压电路和GPRS无线通信模块相连。电源电压检测电路和微控制器的电压检测端口相连接。所述备用电容和系统主电源相连。
优选地，所述的模拟脉冲计数模块采用双脉冲计量方式，用于计量检测燃气表字轮的转动并向微控制器发送脉冲信号。模拟脉冲计数模块还用于感应外界的磁场干扰信号，并向微控制器发送防磁信号；所述微控制器在检测到防磁信号时控制阀门控制模块关闭阀门。
进一步地，所述数据存储模块通过I2C总线与微控制器的通讯端相连。
进一步地，所述按键电路用于触发按键信号，所述微控制器检测到按键信号时，根据按键信号控制液晶显示模块显示相应信息。
本实用新型具有的优点和积极效果是：本申请提供的基于GPRS通信技术的智能IC卡燃气表控制器，采用贴片式SIM的方案，SIM卡直接焊接在电路板上，避免了由于插接式SIM卡接触不良而导致的通信故障，提高了系统的稳定性。
同时，本实用新型支持外部设备读取焊接的贴片式SIM卡的卡号，防止因为管理或者记录问题导致信息错误，及时纠正用户与燃气终端卡号的对应信息。
本申请提供的燃气表控制器，采用微功耗设计方案，融合GPRS无线通信技术和IC卡预付费技术于一体，实现了燃气表终端的物联网应用解决方案。本实用新型具备定时上传无线数据、远程监控等功能；支持年阶梯、月阶梯等多种主流的阶梯气价方案，阶梯气价参数可设，支持远程时间读写功能，保证系统时间参数以及阶梯气价结算时间点的准确性。同时支持IC卡预设和远程调价功能，很大程度上减少了燃气公司的工作量。支持燃气表故障主动上报功能，保证燃气公司能够实时知悉燃气表的运行状态，保证用气安全。
附图说明
图1是本申请的流程框图。
具体实施方式
为了更好的理解本实用新型，下面结合具体实施例和附图对本实用新型进行进一步的描述。
如图1所示，一种基于GPRS通信技术的智能IC卡燃气表控制器，包括微控制器、GPRS无线通信模块、数据存储模块、阀门驱动模块、模拟脉冲计数模块、接触式IC卡处理模块、液晶显示模块、按键电路及电源管理模块。
微控制器分别与GPRS无线通信模块、数据存储模块、阀门驱动模块、模拟脉冲计数模块、接触式IC卡处理模块、液晶显示模块、按键电路及电源管理模块相连。微控制器可采用现有技术中的控制器或单片机，作为一种实施方式，可采用高性能微功耗的单片机R7F0C019。
GPRS无线通信模块采用贴片式SIM卡。作为一种实施方式，GPR无线通信模块包括集成电路SIM800C，贴片式封装的SIM卡直接焊接在电路板上，选择全向式弹簧天线作为GPRS信号接收天线。GPRS无线通信模块通过UART总线与微控制器的通讯端相连。
数据存储模块包含有存储器AT24C04。存储器AT24C04通过I2C总线与微控制器的通讯端相连。
阀门驱动模块包括由分立器件组成的阀门驱动电路和反向脉冲消除电路。阀门驱动模块的输入端和微控制器相连，输出端和燃气表的的阀门相连接。
电源管理模块包括降压稳压电路、DC-DC稳压电路、电源电压检测电路和备用电容。降压稳压电路的输出端口和微控制器、接触式IC卡处理模块、模拟脉冲计数模块的电源输入端口相连接。DC-DC稳压电路和GPRS无线通信模块相连。电源电压检测电路由分压电阻和滤波电容组成，电源电压检测电路和微控制器的电压检测端口相连接。备用电容采用两个10000uF的电解电容，和系统主电源相连。作为一种实施方式，降压稳压电路为集成电路A6151K3R-36，DC-DC稳压电路为集成电路LT3125，电源电压检测电路为集成电路RH3111H451A。
模拟脉冲计数模块采用双脉冲计量方式，既可检测计量脉冲又可检测外界的磁干扰，并向微控制器发送相应的信号。微控制器接收到计量脉冲信号时进行计量运算处理，接收到防磁信号时能控制阀门驱动模块关闭阀门。计量脉冲信号和防磁信号均为低电平信号。
接触式IC卡处理模块通过I2C总线与微控制器相连，其支持接触式的逻辑加密卡、存储卡以及接触式CPU卡。
液晶显示模块包括液晶模块和液晶驱动电路。液晶模块选用低功耗的LCD液晶，液晶驱动电路连接微控制器的液晶驱动端口，由微控制器驱动并控制液晶模块的工作状态。
按键电路用于触发按键信号，微控制器检测到按键信号时，根据按键信号控制液晶显示模块显示相应信息。作为一种实施方式，微控制器根据按键信号的触发次数和触发时长，控制液晶显示模块显示累计用气量、当前单价、剩余金额等运行参数。更进一步地，通过长按按键大于3s时间，可以触发微控制器控制GPRS无线通信模块开启并实时上传一次无线通信数据。
本实用新型工作时，微控制器根据系统实时运行参数控制燃气表的用气计量、GPRS无线数据处理、阀门开关、IC卡插卡、液晶显示等事件处理。系统运行过程中，GPRS无线通信模块平时处于休眠状态，微控制器根据系统预设的上传时间和周期，触发控制GPRS无线通信模块开启并上传实时用气数据。微控制器在检测到系统电源低电、防磁、掉电等故障时会自动开GPRS无线通信模并上传系统当前的运行状态信息，实现燃气表故障实时上报功能。GPRS无线通信模块在开启并联网的状态下，系统可以接收并处理来自于管理系统下发的远程读写控制器时间、远程调价、远程阀门控制等数据，完成远程命令的响应。微控制器在检测到按键动作时，根据按键次数及时间显示用户的用气数据情况，实现人机实时交互的功能；长时按键(按键时间大于3s)时，微控制器实时启动GPRS无线通信模块并上传一次用气数据。
本实用新型工作稳定可靠，贴片式SIM卡技术方案的使用提高了GPRS通信的稳定性。系统支持传统的IC卡预付费、基于IC的参数设置修改功能，也实现了基于GPRS的远程数据上报、远程抄表、远程调价、远程时间读写和远程阀门控制等功能，很大程度上方便了燃气公司的管理，提高了燃气公司的工作效率。
以上对本实用新型的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。
Claims (8)
1.一种基于GPRS通信技术的智能IC卡燃气表控制器，其特征在于：包括微控制器、GPRS无线通信模块、数据存储模块、阀门驱动模块、模拟脉冲计数模块、液晶显示模块、接触式IC卡处理模块、按键电路和电源管理模块；
所述微控制器分别与GPRS无线通信模块、数据存储模块、阀门驱动模块、模拟脉冲计数模块、液晶显示模块、接触式IC卡处理模块、按键电路和电源管理模块相连；
所述GPRS通信模块用于控制器和外接GPRS网络进行通信，GPRS无线通信模块采用贴片式SIM卡；
所述的数据存储模块存储控制器的相关参数。
2.根据权利要求1所述的基于GPRS通信技术的智能IC卡燃气表控制器，其特征在于：所述微控制器为单片机R7F0C019。
3.根据权利要求1所述的基于GPRS通信技术的智能IC卡燃气表控制器，其特征在于：所述贴片式SIM卡直接焊接在GPRS无线通信模块上。
4.根据权利要求1-3任一所述的基于GPRS通信技术的智能IC卡燃气表控制器，其特征在于：所述接触式IC卡处理模块支持接触式的逻辑加密卡、存储卡和接触式CPU卡。
5.根据权利要求1-3任一所述的基于GPRS通信技术的智能IC卡燃气表控制器，其特征在于：所述的电源管理模块包括降压稳压电路、DC-DC稳压电路、电源电压检测电路和备用电容；
所述降压稳压电路的输出端口和微控制器、接触式IC卡处理模块、模拟脉冲计数模块的电源输入端口相连接；所述DC-DC稳压电路和GPRS无线通信模块相连；电源电压检测电路和微控制器的电压检测端口相连接；备用电容和系统主电源相连。
6.根据权利要求1-3任一所述的基于GPRS通信技术的智能IC卡燃气表控制器，其特征在于：所述的模拟脉冲计数模块采用双脉冲计量方式，用于计量检测燃气表字轮的转动并向微控制器发送脉冲信号；
模拟脉冲计数模块还用于感应外界的磁场干扰信号，并向微控制器发送防磁信号；所述微控制器在检测到防磁信号时控制阀门控制模块关闭阀门。
7.根据权利要求1-3任一所述的基于GPRS通信技术的智能IC卡燃气表控制器，其特征在于：所述数据存储模块通过I2C总线与微控制器的通讯端相连。
8.根据权利要求1-3任一所述的基于GPRS通信技术的智能IC卡燃气表控制器，其特征在于：所述按键电路用于触发按键信号，所述微控制器检测到按键信号时，根据按键信号控制液晶显示模块显示相应信息。
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| CN108108801A (zh) * | 2018-01-04 | 2018-06-01 | 西安普瑞米特科技有限公司 | 一种模拟接触式ic卡实现数据读写的装置及读写方法 |
| CN109752991A (zh) * | 2018-12-04 | 2019-05-14 | 宁波天鑫仪表有限公司 | 一种燃气表的远程控制装置 |
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