CN206224789U - 一种高可靠性分体式农排费控终端 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高可靠性分体式农排费控终端，其特征在于它包括一个采集本体装置和一个刷卡装置，二者通过电源线和通讯RS485进行连接，所述采集本体装置和刷卡装置分别安装在采集本体壳体和刷卡装置壳体之中。本实用新型可在操作较便利的区域安装独立的刷卡装置，用户可使用独立的非接触卡在刷卡装置上实现余额查询、刷卡取电/关电等功能。刷卡装置将用户信息和操作指令发送至农排费控终端的采集本体装置，实现信息交互。采集本体装置根据读取的射频卡数据及用户指令，对费控电表下发送电或断电的命令，收到断电指令时读取本次灌溉用电量，返写用户射频卡并通过无线公网上报系统主站。操作便捷，实时性强，安全可靠。

Description

一种高可靠性分体式农排费控终端

技术领域

本实用新型涉及抄表技术领域，尤其使用于安装农业排灌用预付费机井表，具体是一种高可靠性分体式农排费控终端。

背景技术

我国传统的农业灌溉大省如河南、河北、福建等，由于农业灌溉需要，每个省份都存在近百万眼灌溉用井，农业排灌用电需求较大，用电管理的需求也很亟需。目前农排用电管理的状况是，部分地区安装了带射频刷卡的机井费控电表，可实现一表一卡的刷卡取电功能，功能局限。还有很大一份地区安装的仍是普通电表，无法实现用电信息的采集，农民排灌用电长期依赖于当地电工，电力资费管理也存在很大的漏洞。

总结目前农排灌溉用电系统主要存在的问题主要有：

1、现有安装的机井表种类较多，功能单一，只能实现计量功能或一表一卡的刷卡功能，缺少集中抄表管理、费控管理及数据上报的功能；

2、现有射频卡费控电表使用三相四线或三相三线强电供电，现场接线状况复杂，用户刷卡时存在触电隐患；

3、现有射频卡费控电表无法实现一表多卡、一卡多表的功能，农民长期交费给电工帮助刷卡取电，无法实施灵活自主取电，用电费用存在较大的漏洞。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种高可靠性分体式农排费控终端，旨在解决现有农排灌溉系统无法实现集中抄表、缺失费控管理及无法数据上报的弊端。

本实用新型的目的通过以下技术方案实现：

一种高可靠性分体式农排费控终端，它包括一个采集本体装置和一个刷卡装置，二者通过电源线和通讯RS485进行连接，所述采集本体装置和刷卡装置分别安装在采集本体壳体和刷卡装置壳体之中。

优选的，所述采集本体装置包括开关电源、采集本体主控MCU、电力线载波通讯模块、无线公网通讯模块、RS485电路、液晶显示电路、刷卡装置供电输出，所述开关电源为农排费控终端提供工作电源；所述电力线载波通讯模块、无线公网通讯模块、RS485电路分别同采集本体主控MCU双向连接；所述采集本体主控MCU连接刷卡装置供电输出以向刷卡装置提供所需的工作电源；所述RS485电路包括抄表RS485和通讯RS485：所述采集本体主控MCU通过通讯RS485连接所述刷卡装置；所述采集本体主控MCU通过抄表RS485连接费控电表。

优选的，所述采集本体装置还包括加解密芯片，加解密芯片与采集本体主控MCU连接。

优选的，所述采集本体壳体包括液晶显示窗口、操作按键、上行通信模块插槽、下行抄表模块插槽、强电接入端子排、弱电接线端子排。

优选的，所述刷卡装置包括电源转换电路、刷卡CPU、RFID射频刷卡电路、数字按键、液晶显示屏或数码管显示屏、语音电路、通讯RS485，所述电源转换电路连接刷卡CPU，以通过采集本体装置的刷卡装置供电输出获得能量；所述数字按键连接刷卡CPU用于输入；所述刷卡CPU分别连接液晶显示屏或数码管显示屏、语音电路用于输出；所述RFID射频刷卡电路与刷卡CPU双向连接，所述刷卡CPU通过通讯RS485连接所述采集本体装置。

优选的，所述刷卡壳体包括显示窗口、数字按键面板、语音播报窗口、刷卡区域、通讯RS485及电源接线端子。

优选的，通讯RS485的电路结构包括：第一光耦、第二光耦、第三光耦、RS485芯片、第一TVS管、第二TVS管和热敏电阻，RS485芯片的RX引脚通过第一光耦连接采集本体主控MCU的RXD1信号端；采集本体主控MCU的R485_EN1信号端通过第二光耦连接RS485芯片的/RE和TE引脚；采集本体主控MCU的TXD1信号端通过第三光耦连接RS485芯片的TE引脚；RS485芯片的VVC引脚接工作电压；RS485芯片的GND引脚接地；RS485芯片的VO+引脚一方面通过第一TVS管接地，另一方面通过热敏电阻连接屏蔽双绞线；RS485芯片的VO-引脚一方面通过第二TVS管接地，另一方面连接屏蔽双绞线。

优选的，电源线为直流12V供电。

本实用新型的有益效果：

本实用新型可在操作较便利的区域安装独立的刷卡装置，优选的使用直流12V供电，无安全隐患。基于本实用新型的结构(所述结构包括壳体的硬件结构、网路的拓扑结构以及芯片的外围电路结构)，用户可使用独立的非接触卡在刷卡装置上实现余额查询、刷卡取电/关电等功能，支持一卡多表、一表多卡。刷卡装置通过高速RS485接口将用户信息和操作指令发送至农排费控终端的采集本体装置，实现信息交互。采集本体装置根据读取的射频卡数据及用户指令，对费控电表下发送电或断电的命令，收到断电指令时读取本次灌溉用电量，返写用户射频卡并通过无线公网上报系统主站。用户刷卡后整个实施过程由费控终端自动处理完成，操作便捷，实时性强，安全可靠。(需要指出的是，所述余额查询、刷卡取电/关电等功能，信息交互、信息上报、费控等功能，均为现有技术，是市场上可购得电表的基础功能)

附图说明

图1是本实用新型的系统连接框图。

图2是采集本体装置的原理框图。

图3是刷卡装置的原理框图。

图4是采集本体壳体结构图。

图5是刷卡装置壳体结构图。

图6是采集本体装置与刷卡装置通讯RS485电路图。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本实用新型作进一步描述。

实施例1：结合图1，一种高可靠性分体式农排费控终端，它包括一个采集本体装置和一个刷卡装置，二者通过电源线和通讯RS485进行连接，所述采集本体装置和刷卡装置分别安装在采集本体壳体和刷卡装置壳体之中。旨在解决现有农排灌溉系统无法实现集中抄表、缺失费控管理及无法数据上报的弊端。

实施例2：结合图2，如实施例1所述的一种高可靠性分体式农排费控终端，所述采集本体装置包括开关电源、采集本体主控MCU、电力线载波通讯模块、无线公网通讯模块、RS485电路、液晶显示电路、刷卡装置供电输出，所述开关电源为农排费控终端提供工作电源；所述电力线载波通讯模块、无线公网通讯模块、RS485电路分别同采集本体主控MCU双向连接；所述采集本体主控MCU连接刷卡装置供电输出以向刷卡装置提供所需的工作电源；所述RS485电路包括抄表RS485和通讯RS485：所述采集本体主控MCU通过通讯RS485连接所述刷卡装置；所述采集本体主控MCU通过抄表RS485连接费控电表。本实用新型主要通过采集本体装置完成采集功能和费控功能，在刷卡装置和费控电表之间完成数据处理、传递和上报的功能。采集本体装置采用三相四线或三相三线供电，通过电源转换后提供工作电压给各电路模块，其中：所述电力线载波通讯模块可与微功率无线通讯单元互换，实现对费控电表的信息无线采集和控制；所述无线公网通讯模块实现相关数据的远程上报；所述RS485电路实现与刷卡装置的通讯以及费控电表的数据有线抄读；所述液晶显示电路可显示相关的电能信息及运行状态。

实施例3：如实施例2所述的一种高可靠性分体式农排费控终端，所述采集本体装置还包括加解密芯片，加解密芯片与采集本体主控MCU连接。以确保数据安全传输。

实施例4：结合图4，如实施例1-3任一项所述的一种高可靠性分体式农排费控终端，所述采集本体壳体包括液晶显示窗口1、操作按键2、上行通信模块插槽3、下行抄表模块插槽4、强电接入端子排5、弱电接线端子排6。

实施例5：结合图3，如实施例1所述的一种高可靠性分体式农排费控终端，所述刷卡装置包括电源转换电路、刷卡CPU、RFID射频刷卡电路、数字按键、液晶显示屏或数码管显示屏、语音电路、通讯RS485，所述电源转换电路连接刷卡CPU，以通过采集本体装置的刷卡装置供电输出获得能量；所述数字按键连接刷卡CPU用于输入；所述刷卡CPU分别连接液晶显示屏或数码管显示屏、语音电路用于输出；所述RFID射频刷卡电路与刷卡CPU双向连接，所述刷卡CPU通过通讯RS485连接所述采集本体装置。其中：所述RFID射频刷卡电路通过射频芯片及天线实现非接触卡的刷卡功能；所述液晶显示屏或数码管显示屏实现用户卡片内金额、用户机井号选择及当次使用金额等信息；所述语音电路实现用户卡金额的播报、用户刷卡成功与否及其他操作提示内容；所述通讯RS485实现与数据采集本体的通讯功能。

实施例6：结合图5，如实施例1或5所述的一种高可靠性分体式农排费控终端，所述刷卡壳体包括显示窗口7、数字按键面板8、语音播报窗口9、刷卡区域10、通讯RS485及电源接线端子11。

实施例7：结合图6，如实施例1所述的一种高可靠性分体式农排费控终端，通讯RS485的电路结构包括：第一光耦ISO2、第二光耦ISO4、第三光耦ISO6、RS485芯片U2、第一TVS管D3、第二TVS管D4和热敏电阻RT2，RS485芯片U2的RX引脚通过第一光耦ISO2连接采集本体主控MCU的RXD1信号端；采集本体主控MCU的R485_EN1信号端通过第二光耦ISO4连接RS485芯片U2的/RE和TE引脚；采集本体主控MCU的TXD1信号端通过第三光耦ISO6连接RS485芯片U2的TE引脚；RS485芯片U2的VVC引脚接工作电压；RS485芯片U2的GND引脚接地；RS485芯片U2的VO+引脚一方面通过第一TVS管D3接地，另一方面通过热敏电阻RT2连接屏蔽双绞线；RS485芯片U2的VO-引脚一方面通过第二TVS管D4接地，另一方面连接屏蔽双绞线。通讯RS485实现采集本体CPU和刷卡装置之间的通讯，其中：第一TVS管D3、第二TVS管D4实现通讯RS485共模保护作用；热敏电阻RT2实现通讯RS485过电流保护作用。

优选的实施例中，所述电源线为直流12V供电。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过电路设定来指令相关的硬件来完成的，该电路设定可以通过单片机或其他类似功能的集成芯片完成，本实用新型的核心实用新型点在于系统的整体结构布局，局部控制方法可通过现有技术编程完成。

本领域技术人员同样可以得知所述余额查询、刷卡取电/关电等功能，信息交互、信息上报、费控等功能，均为现有技术，是市场上可购得电表的基础功能。本实用新型属于现有功能模块的结构布局设计，不应视为软件方法创新，属于实用新型的保护客体。

以上实施例仅用于说明本实用新型的技术方案，而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。

Claims (8)

1.一种高可靠性分体式农排费控终端，其特征在于它包括一个采集本体装置和一个刷卡装置，二者通过电源线和通讯RS485进行连接，所述采集本体装置和刷卡装置分别安装在采集本体壳体和刷卡装置壳体之中。

2.根据权利要求1所述的一种高可靠性分体式农排费控终端，其特征在于所述采集本体装置包括开关电源、采集本体主控MCU、电力线载波通讯模块、无线公网通讯模块、RS485电路、液晶显示电路、刷卡装置供电输出，所述开关电源为农排费控终端提供工作电源；所述电力线载波通讯模块、无线公网通讯模块、RS485电路分别同采集本体主控MCU双向连接；所述采集本体主控MCU连接刷卡装置供电输出以向刷卡装置提供所需的工作电源；所述RS485电路包括抄表RS485和通讯RS485：所述采集本体主控MCU通过通讯RS485连接所述刷卡装置；所述采集本体主控MCU通过抄表RS485连接费控电表。

3.根据权利要求2所述的一种高可靠性分体式农排费控终端，其特征在于所述采集本体装置还包括加解密芯片，加解密芯片与采集本体主控MCU连接。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种高可靠性分体式农排费控终端，其特征在于所述采集本体壳体包括液晶显示窗口(1)、操作按键(2)、上行通信模块插槽(3)、下行抄表模块插槽(4)、强电接入端子排(5)、弱电接线端子排(6)。

5.根据权利要求1所述的一种高可靠性分体式农排费控终端，其特征在于所述刷卡装置包括电源转换电路、刷卡CPU、RFID射频刷卡电路、数字按键、液晶显示屏或数码管显示屏、语音电路、通讯RS485，所述电源转换电路连接刷卡CPU，以通过采集本体装置的刷卡装置供电输出获得能量；所述数字按键连接刷卡CPU用于输入；所述刷卡CPU分别连接液晶显示屏或数码管显示屏、语音电路用于输出；所述RFID射频刷卡电路与刷卡CPU双向连接，所述刷卡CPU通过通讯RS485连接所述采集本体装置。

6.根据权利要求1或5所述的一种高可靠性分体式农排费控终端，其特征在于所述刷卡壳体包括显示窗口(7)、数字按键面板(8)、语音播报窗口(9)、刷卡区域(10)、通讯RS485及电源接线端子(11)。

7.根据权利要求1所述的一种高可靠性分体式农排费控终端，其特征在于通讯RS485的电路结构包括：第一光耦(ISO2)、第二光耦(ISO4)、第三光耦(ISO6)、RS485芯片(U2)、第一TVS管(D3)、第二TVS管(D4)和热敏电阻(RT2)，RS485芯片(U2)的RX引脚通过第一光耦(ISO2)连接采集本体主控MCU的RXD1信号端；采集本体主控MCU的R485_EN1信号端通过第二光耦(ISO4)连接RS485芯片(U2)的/RE和TE引脚；采集本体主控MCU的TXD1信号端通过第三光耦(ISO6)连接RS485芯片(U2)的TE引脚；RS485芯片(U2)的VVC引脚接工作电压；RS485芯片(U2)的GND引脚接地；RS485芯片(U2)的VO+引脚一方面通过第一TVS管(D3)接地，另一方面通过热敏电阻(RT2)连接屏蔽双绞线；RS485芯片(U2)的VO-引脚一方面通过第二TVS管(D4)接地，另一方面连接屏蔽双绞线。

8.根据权利要求1所述的一种高可靠性分体式农排费控终端，其特征在于所述电源线为直流12V供电。