CN2257636Y - 通过断电控制透支的水电气热及有线电视综合预收费器 - Google Patents

Abstract

一种通过断电控制透支的水电气热及有线电视综合预收费器，其控制电路的信号采集电路将各信号线汇集一基表，再输入至单片机，单片机接存储器和IC卡卡座构成内外数据交换电路，单片机接译码器和数码显示器组成数据显示电路，控制电路的稳压电路接有一由充电电池构成的不间断电源，电表的入户线通过单片机控制的断电执行机构至电表，利用现有的水、电、气、热计量装置，集水、电、气、热及有线电视预收费为一体，大大降低了成本，管理、维护十分方便。

Description

通过断电控制透支的水电气热及有线电视综合预收费器

本实用新型涉及一种水、电、气、热及有线电视预收费装置，尤其是一种通过断电控制透支的水、电、气、热及有线电视综合预收费器。

目前，随着经济水平的提高，一般家庭已经使用上了电、自来水、燃气，有些地区还实现了集中供热，越来越多的家庭开始安装有线电视，从而极大方便了人民群众的生活，但是，繁杂的、至少每月一次各项的人工收费工作，不但给供应、物业管理部门造成极大的负担，同样也使用户感到麻烦，并时常因此产生许多矛盾等。由于科技的发展，现在已有了各种关于水、电、气、热的预收费装置，但这些装置均为水、电、气、热及的单独控制的预收费装置，而控制燃气或自来水等线路的供应的装置，从技术上解决很困难，而且成本较高，结构复杂，维护管理繁杂，并且其产品均需完全取代、废弃现有的水、电、气、热的计量装置，这不符合我国经济现状，并且由于其存在功能单一，通用性较差等诸多缺点而没有得到广泛地推广应用。

本实用新型的主要目的是提供一种通过断电控制透支的水电气热及有线电视综合预收费器，其可采用IC卡技术，利用了现有的水、电、气、热计量装置，而实现水、电、气、热以及有线电视综合预收费的一体化装置。

本实用新型的另一目的是提供一种通过断电控制透支的水电气热及有线电视综合预收费器，其可消费透支的电、水、热及有线电视可通过断电控制来实现。

本实用新型的再一目的是提供一种通过断电控制透支的水电气热及有线电视综合预收费器，其可消费透支的部分在新预购值输入收费器时核减。

本实用新型的目的是这样实现的：一种通过断电控制透支的水电气热及有线电视综合预收费器，它由壳体，IC卡卡座，信号采集电路以及控制电路组成，其中所述的控制电路由信号采集电路将各信号线汇集一基表，再输入至单片机，单片机接存储器和IC卡卡座构成内外数据交换电路，单片机接译码器和数码显示器组成数据显示电路而构成，控制电路的稳压电路接有一由充电电池构成的不间断电源，电表的入户线通过单片机控制的断电执行机构至电表。

所述的信号采集电路由水表、电表、热水表、煤气表的旋转圆盘信号读取装置读取信号，并通过各自的比较器接一分频器而构成，有线电视信号读取装置由开关控制的计时定时脉冲发生器接一比较器组成。

所述的旋转圆盘信号读取装置以旋转圆盘作为计数盘，通过在其上标记，并对准标记位置而设置发光和接收二极管构成反射式信号读取装置。

所述的旋转圆盘信号读取装置以旋转圆盘作为计数盘，通过在其上穿一小孔或在边缘开一小口，并对准小孔或小口位置设置发光和接收二极管构成透射式信号读取装置。

所述的旋转圆盘信号读取装置以旋转圆盘作为计数盘，通过在其上标记，并对准标记位置而设置霍尔电磁元件式的信号读取装置。

所述的IC卡卡座可为独立分离式，其上包括报警显示电路，通过信号线与控制电路连接。

所述的控制电路包括一与单片机相接的载波器。

所述的信号采集电路的信号线基表的前端每根信号线均通过一电阻接一比较器，再通过或门至单片机而构成信号线保护电路。

所述的电表的入户线上带有保护线，保护线的电阻通过比较器接至或门。

所述的控制电路包括一接在电源端，并输入至单片机的欠压监测电路。

所述的控制电路包括一接在电源端，并输入至单片机的掉电检测电路。

所述的基表接线端子的开口D上设有卡口弹簧A和弹簧B，内部设有金属插针C。

所述的断电执行机构由单片机控制可控硅，可控硅连接电磁铁B3、B4，电磁铁B3通过压杆G下的弹簧T控制入户线开关的开闭，电磁铁B4可控制保持杆S的左右移动，保持杆S可卡持在电磁铁B3与压杆G之间。

由于本实用新型技术先进，结构合理，其利用现有的水、电、气、热计量装置，并通过断电控制来实现水、电、气、热以及有线电视的综合预收费管理，而大大降低了成本，管理、维护十分方便。

下面结合附图和具体实施方案对本实用新型做进一步的详细说明。

图1为本实用新型的系统构成示意图；

图2为本实用新型的控制电路原理图；

图3为本实用新型的信号读取装置结构示意图；

图4为本实用新型的入户线控制原理、断电执行机构电路原理及结构示意图；

图5为本实用新型的信号基表安装及结构示意图；

图6为本实用新型的有线电视线路信号读取装置结构示意图。

参见图1，本实用新型由外壳1，显示报警插卡控制器2，控制电路板3，电路切断开关4，大功率电度表计量信号线5，小功率电度表计量信号线6，燃气表计量信号线7，自来水表计量信号线8，供热计量信号线9，有线电视计时信号线10，入户线防窃电信号线11，小功率电度表进线防窃电信号线12，插卡报警控制器电缆13，以及备用可充电池及电源电路14组成。入户线通过开关4至电表5、6。

如图2所示，本实用新型控制电路由信号采集电路将各信号线汇集一基表，再输入至单片机，单片机接存储器和IC卡卡座构成内外数据交换电路，单片机接译码器和数码显示器组成数据显示电路而构成，控制电路的稳压电路接有一由充电电池构成的不间断电源，电表的入户线通过单片机控制的断电执行机构至电表。

图中AN为入卡检测开关，Y为报警器，与LED显示同步；

IC9与单片机中断P32口组成多中断监测电路；

IC7-3和分频器F1组成大功率电表的计量计数检测电路；

IC7-4和分频器F2组成小功率电表的计量计数检测电路；

IC8-1和分频器F3组成燃气表的计量计数检测电路；

IC8-2和分频器F4组成自来水表的计量计数检测电路；

IC8-3和分频器F5组成热能表的计量计数检测电路；

IC8-4组成有线电视计时计数检测电路；

IC13-1和IC13-2组成大功率电表信号线保护电路；

IC13-3和IC13-4组成小功率电表信号线保护电路；

IC14-1和IC14-2组成燃气表信号线保护电路；

IC14-3和IC14-4组成自来水表信号线保护电路；

IC15-1和IC15-2组成热能表信号线保护电路；

IC15-3和IC15-4组成有线电视计时器信号线保护电路；

IC16-1和IC16-2组成大功率电表入户线保护电路；

IC16-3和IC16-4组成小功率电表入户线保护电路；

其中控制电路3是由以下几部分组成的：

单片机IC1为中心处理单元；

译码器IC2和数码显示器IC3组成数据显示电路；

加密电擦写存储器IC4和IC卡座IC10构成内外数据交换电路；

电源变压器B1，整流桥Q，大功率稳压电路IC5，电池DC，稳压器IC6，欠压监测电路IC7-1，掉电检测电路IC7-2，组成不间断电源电路；载波器的输入控制电路IN，数据输出电路OUT，与单片机串口组成电力载波控制电路，用于集中管理的实时数据监测。

a、b为电源变压器B1的初级，上电后通过桥Q整流C1、C2滤波，IC5稳压，即给可充电池DC充电，又给第二稳压器IC6提供电力，一般状态下，电池DC处于浮充状态，在掉电后，DC继续为IC6提供电力，形成不间断电源，确保设备在停电时仍然能工作，但在停电和电池出现故障同时存在时，为确保数据不丢失，由IC7-2构成掉电检测电路，使单片机中断，单片机处理后，将有关数据保存在存储器。

上电后，单片机通过C3、R1复位，口线初始化，等待接收各路计数信号，由于快速产生的计数脉冲已经通过分频器处理，因此在P32口出现的中断频率不高，如出现中断，通过P10-P17口是否出现高电平进行查询区分中断对象。

P33口出现中断，说明有IC卡或其它同类卡进入，单片机通过P20-P23口对IC卡进行读写，如果IC卡合法和正确，则将其存储的数据通过单片机和P24-P27口写入存储器IC4。

当载波器接到控制中心通过电力线路发来的载波信号后，送给P31口一个启动信号，单片机则将有关实时数据通过P30口送到载波器，通过电力线送回控制中心，从而实现实时检测和计量，以及损耗的实时统计。

图中的显示器IC3通过译码器IC2译码，用来显示单片机内部有关数据，显示器IC3、报警器Y、入卡检测开关AN、IC卡座IC10组成遥控器，并通过电缆线13与电路板3连接，从而实现合理位置对收费器的控制。

计数信号是通过如下方式获取的，无论电表、气表还是水表，其上均有旋转的圆盘，可选择合理转数的圆盘做为计数盘，在其上可通过红外反射、透射、霍尔元件等方式取得转盘信号，图3示出了四个实用例子。通过在计数盘上标记，并对准标记位置而设置发光和接收二极管构成反射式信号读取装置；或通过在计数盘上穿一小孔或在边缘开一小口，并对准小孔或小口位置设置发光和接收二极管构成透射式信号读取装置；通过在计数盘上标记，并对准标记位置而设置霍尔电磁元件式的信号读取装置。

无论红外光电信号，还是霍尔电磁信号，转盘每转动一周，都会输出一个脉冲，通过信号线传输，送到比较器整形，然后分频，使单片机产生一个中断，完成一个单位的计数。

有线电视计时信号是通过图6所示的计时定时脉冲发生器产生的，如需要使用付费有线电视，将开关K1向左推，插头电视信号线CT与插座CZ接通，电视开始使用线路，同时，联动的开关K2将收费器提供的电源接通，计时定时脉冲发生器开始工作，每一时间单位给收费器送一计时信号，从而实现有线电视的预付费处理。

在信号基表上安装如图5所示的接线端子，此端子上有卡口A和弹簧B，将信号线端插入端子后，内部金属插针C接通，A压缩弹簧B进入开口D，使之不能被取出，确保信号线不被做弊以及有利于施工和安装。

为防止在信号线上做弊，图2中的IC11和IC12及连接的有关比较器组成信号线保护电路，在基表端设置一个特殊的电阻R，做为比较器的一部分，一旦有人切断信号线或使信号线短路，都使比较器产生一个高电平输出，此信号被单片机检测到后，就会自动切断供电，并在IC卡中记录此行为。除信号线被保护外，电力入户线也采取同样方式保护。其将保护线缠绕在入户线上，保护线的一段通过一电阻接比较器，再接或门而至单片机。当保护线被破坏后，比较器产生一个高电平输出，此信号被单片机检测到后，就会自动切断供电，并在IC卡中记录此行为

用户断供电执行机构如图4所示。其零序互感器B2，接触开关4，电磁线圈B3，B4，比较器IC17，光电藕合器IC18和IC19以及强电电源电路组成继电、断电、漏电保护电路。上电时，单片机根据程序控制可控硅，可控硅触发电磁铁B3、B4的接通，电磁铁B3通过压杆G下的弹簧T控制入户线开关的开闭，电磁铁B4可控制保持杆S的左右移动，保持杆S可卡持在电磁铁B3与压杆G之间。当P36写1，电磁铁B3瞬间吸合，开关4接通入户线路，此时电磁铁DT被保持杆S卡住。当需要切断用户供电时，单片机的P37写1，释放电磁铁B4瞬间吸合，S右移，电磁铁B3的DT释放，开关4被切断。电表的入户线通过单片机控制的断电执行机构至电表。断电执行机构可与本实用新型装置分离安装。

当用户需要用水、电、气、热水以及有线电视时，应先将预先记录了在管理部门购买的使用量的IC卡插入本实用新型的IC卡卡座内，这时控制电路上的存储器电路读入IC卡上的数据，输入给单片机，单片机的内部程序判断正确后，接通用户电源，用户方可使用。报警显示用的数码管显示所用各量的数量，当某量将使用完毕时，报警扬声器发出报警，提醒用户及时到管理部门购买。否则在使用许可范围超过后，将切断用户的电源。

本实用新型由于通过在透支出现后，切断供电的手段来杜绝透支。在切断供电后，虽然燃气或自来水等仍然能使用，由于综合收费器仍然在工作，所以计量计数照常进行，当新预购值输入收费器后会自动核减IC卡上记录透支部分。预购内容可以通过IC卡设置成电子钱包方式，也可设置成按各自计量单位核减的方式，在使用电子钱包方式时，用户预交的是货币金额值，各种收费的计数脉冲会由程序自动换算成货币金额自动核减；如果使用各自计量单位时，在程序中按不同的方式进行计量与核减，电用“度”，气用“立方米”，水用“吨”，有线电视用“分钟”等。

在任何一项预付费值为0并且不允许透支的情况下，或电子钱包方式值为0的情况下，收费器将强制切断用户供电，从而迫使用户购买相应的预付费值或续钱，实现预收费之目的，采用此收费器比分别切断燃气或自来水管道等方式大大降低了成本。

Claims (13)

1、一种通过断电控制透支的水电气热及有线电视综合预收费器，它由壳体，IC卡卡座，信号采集电路以及控制电路组成，其特征在于：所述的控制电路由信号采集电路将各信号线汇集一基表，再输入至单片机，单片机接存储器和IC卡卡座构成内外数据交换电路，单片机接译码器和数码显示器组成数据显示电路而构成，控制电路的稳压电路接有一由充电电池构成的不间断电源，电表的入户线通过单片机控制的断电执行机构至电表。

2、根据权利要求1所述的通过断电控制透支的水电气热及有线电视综合预收费器，其特征在于：所述的信号采集电路由水表、电表、热水表、煤气表的旋转圆盘信号读取装置读取信号，并通过各自的比较器接一分频器而构成，有线电视信号读取装置由开关控制的计时定时脉冲发生器接一比较器组成。

3、根据权利要求2所述的通过断电控制透支的水电气热及有线电视综合预收费器，其特征在于：所述的旋转圆盘信号读取装置以旋转圆盘作为计数盘，通过在其上标记，并对准标记位置而设置发光和接收二极管构成反射式信号读取装置。

4、根据权利要求2所述的通过断电控制透支的水电气热及有线电视综合预收费器，其特征在于：所述的旋转圆盘信号读取装置以旋转圆盘作为计数盘，通过在其上穿一小孔或在边缘开一小口，并对准小孔或小口位置设置发光和接收二极管构成透射式信号读取装置。

5、根据权利要求2所述的通过断电控制透支的水电气热及有线电视综合预收费器，其特征在于：所述的旋转圆盘信号读取装置以旋转圆盘作为计数盘，通过在其上标记，并对准标记位置而设置霍尔电磁元件式的信号读取装置。

6、根据权利要求1所述的通过断电控制透支的水电气热及有线电视综合预收费器，其特征在于：所述的IC卡卡座可为独立分离式，其上包括报警显示电路，通过信号线与控制电路连接。

7、根据权利要求1所述的通过断电控制透支的水电气热及有线电视综合预收费器，其特征在于：所述的控制电路包括一与单片机相接的载波器。

8、根据权利要求1所述的通过断电控制透支的水电气热及有线电视综合预收费器，其特征在于：所述的信号采集电路的信号线基表的前端每根信号线均通过一电阻接一比较器，再通过或门至单片机而构成信号线保护电路。

9、根据权利要求1所述的通过断电控制透支的水电气热及有线电视综合预收费器，其特征在于：所述的电表的入户线上带有保护线，保护线的电阻通过比较器接至或门。

10、根据权利要求1所述的通过断电控制透支的水电气热及有线电视综合预收费器，其特征在于：所述的控制电路包括一接在电源端，并输入至单片机的欠压监测电路。

11、根据权利要求1所述的通过断电控制透支的水电气热及有线电视综合预收费器，其特征在于：所述的控制电路包括一接在电源端，并输入至单片机的掉电检测电路。

12、根据权利要求1所述的通过断电控制透支的水电气热及有线电视综合预收费器，其特征在于：所述的基表接线端子的开口D上设有卡口弹簧A和弹簧B，内部设有金属插针C。

13、根据权利要求1所述的通过断电控制透支的水电气热及有线电视综合预收费器，其特征在于：所述的断电执行机构由单片机控制可控硅，可控硅连接电磁铁B3、B4，电磁铁B3通过压杆G下的弹簧T控制入户线开关的开闭，电磁铁B4可控制保持杆S的左右移动，保持杆S可卡持在电磁铁B3与压杆G之间。

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