CN2883838Y

CN2883838Y - Ic卡采暖计费控制阀

Info

Publication number: CN2883838Y
Application number: CN 200620030128
Authority: CN
Inventors: 杨东; 李玉琴
Original assignee: ZHENGZHOU CHUNQUAN HVAC ENERGY-SAVING EQUIPMENT CO LTD
Current assignee: ZHENGZHOU CHUNQUAN HVAC ENERGY-SAVING EQUIPMENT CO LTD
Priority date: 2006-03-10
Filing date: 2006-03-10
Publication date: 2007-03-28
Anticipated expiration: 2016-03-10

Abstract

本实用新型涉及采暖领域的计费控制装置，特别是涉及一种使用IC卡预付费的采暖计费控制阀。IC卡采暖计费控制阀含有安装在采暖用户入户管路中的电动阀以及带有读卡器(电路)的单片机控制处理电路及非接触式IC卡，读卡器或读卡电路的射频输出端连接读写天线，读卡器的数据输入/输出端口、地址端口和控制端口分别连接单片机程序设定的相应I/O端口和控制端口，执行电机控制、驱动电路的输入端连接单片机程序设定的控制输出端口，控制、驱动电路的输出端连接执行电机。本实用新型通过中央处理器进行智能计费管理和控制，用户可根据情况购买消费金额和控制采暖时间，实现了分户采暖的“按需计费、按量收费”，具有长远的社会综合效益。

Description

IC卡采暖计费控制阀

一、技术领域：本实用新型涉及一种采暖领域的计费控制装置，特别是涉及一种使用IC卡预付费的采暖计费控制阀。

二、背景技术：我国人口众多，资源相对不足，人均资源占有量不到世界平均水平的一半。近年来随着国民经济的飞速发展，能源短缺的问题显得更加突出，减少环境污染、节约能源，已成为我国国民经济可持续发展的关键。为此，我国政府提出了“建立资源节约型国民经济体系和资源节约型社会”的号召，全国许多城市相继出台了建立节约型社会的具体方针和措施。

针对长期以来困扰社会各界的民用、商用建筑集中取暖存在严重能源浪费的问题，政策规定新建住宅必须达到一定的节能标准，对于不符合节能设计标准65％的建筑不予审批。在集中供暖的条件下，无论是新建建筑或是对旧有住宅的节能改造，除了“单管加跨越管，加装温控阀”以外，还没有找到更好的方法。旧有住宅的节能改造，成为我国建筑节能的“癌症”。目前主要通过“一户一表”改造实现分户取暖计量控制，达到按需分配、以求节约的目的，但是投资大，成本高，热力公司难以承担或者是根本不愿意承担高额的改造投入，显然让用户承担这些费用也不尽合理。传统的取暖计费方法，是按面积分摊收费，存在巨大的弊端，造成巨大的能源浪费，不利于环境保护。目前常见的比较合理的采暖计费方法，多是使用流量表或热量表，例如中国发明专利200310105002.9提出的一种分户供暖智能化管理方法以及应用该方法的装置，包括几个阶段：进入采暖期接通系统电源，系统进行自检，检查完毕读取信息，核实用户IC卡费用余额进行管理，其优点是：用户可随时购买热能的使用权，取消了时间的限制；用户也可购买任意量的热能使用权，取消了量的限制，适用于按面积收费或按热能收费；在装置中使用了热量表。实用新型专利02237727.1的一种可自动控制室温的IC卡智能热量表，含有室温自动控制系统和流量传感器及电磁控制阀，通过室温控制器控制供热和计费的运行状态，自动调节室温，节约能源和热费。能量表和流量表的最大缺点是成本太高，难以被商家看好和消费方接受，不能很好的应用推广，不利于对旧有取暖管网的升级改造，无法达到节能降耗的目的。

三、实用新型内容：

本实用新型所要解决的技术问题：针对当前取暖计费方式不合理，升级改造成本高，投资大的缺点，提出一种实现基于传统按面积计费的IC卡采暖计费控制阀，实现采暖计费方式科学、合理的变革，以达到节约能源的目的。

本实用新型所采用的技术方案：

一种IC卡采暖计费控制阀，含有安装在采暖用户入户管路中的电动阀，电动阀的执行机构含有连接电源和控制、驱动电路的执行电机，所述的控制阀还含有带有读卡器或读卡电路的单片机控制处理电路及与其配套使用的非接触式IC卡，读卡器或读卡电路的射频输出端连接读写天线，读卡器的数据输入/输出端口、地址端口和控制端口分别连接单片机程序设定的相应I/O端口和控制端口，执行电机控制、驱动电路的输入端连接单片机程序设定的控制输出端口，控制、驱动电路的输出端连接执行电机。

所述的IC卡采暖计费控制阀，读卡器或读卡电路的读卡芯片采用MFRC500；中央处理器采用8位的8051系列或8052系列其中的一种单片机，或者采用16位的MC68HC16，或16位的MSP430F147，或16位的MSP430F435单片机，单片机连接有保护、存储电路X5045，读卡芯片MF RC500的射频输出端连接读写天线，读卡芯片的数据输出端口通过上拉电阻连接CPU的P0端口，其控制端口A0、A1、A2分别连接CPU的P2口的P2.0、P2.1、P2.2，读卡芯片的读、写端口分别对应连接CPU的读、写端口，其中断输出端口IRQ连接CPU的一个外部中断输入端口，其地址锁存使能端口ALE连接CPU的相应端口ALE，其复位端RST连接CPU的一个I/O口；X5045的选通端口CS、串行输入、输出端口SI、SO分别连接CPU的一个I/O口，其串行时钟SCK和复位端口RST分别连接CPU的T1和RST口； CPU程序设定的一个I/O控制端口连接电动阀执行电机的控制、驱动电路；同CPU程序设定的相应I/O端口连接有功能按键开关和LED显示模块，功能按键开关S1、S2、S3通过高低电平的选择分别接入CPU的P1.1、P1.2、P1.4口，CPU的P1.0、P1.6、P1.7、T0口连接LED显示模块接口；同CPU的串行通讯端口RXD、TXD端口连接有通讯接口。

所述的IC卡采暖计费控制阀，读卡芯片或者采用MF RC530，或MF RC531，或MF RC632；中央处理器选用AT89C52，或者AT89S52单片机，或者采用P89C54BP6或P89C58A，或者MC68HC11A8，或者MC68HC11E9，以及PIC16C877A，或PIC16C876A；读卡芯片或者采用FM17XX系列的一种读卡专用芯片FM1702N，或FM1715，或FM1725；保护、存储电路或者结合使用看门狗电路MAX813或IMP813和存储芯片AT24C04。

所述的IC卡采暖计费控制阀，执行电机控制、驱动电路采用光电耦合隔离电路，光电耦合器的一个输入端通过电阻连接电源，其另一个输入端通过限流电阻连接CPU控制输出端口，光电耦合器的输出端通过双向二极管连接执行电机工作电源；执行电机控制、驱动电路或采用晶体管开关电路，晶体管基极连接的偏置电路两个电阻的接点连接CPU控制输出端，晶体管的射极输出端连接执行电机工作电源。

所述的IC卡采暖计费控制阀，含有温度检测电路，温度检测采用数字温度传感器，数字温度传感器的输出接入中央处理器的一个中断输入端口。

本实用新型的有益积极效果：

1、本实用新型提出一种IC卡采暖计费控制阀，含置计费管理控制系统，沿用传统按面积收费的基本概念，巧妙的实现了分户采暖的“按需计费、按量收费”，取不取暖、何时取暖由消费者决定，可以节约家庭开支，有利于提高用户的节约能源和环保意识，具有长远的社会综合效益。尤其适用于旧有住宅采暖系统的分户控制和节能改造，有望从根本上杜绝我国目前建筑能源浪费的主要根源。

2、本实用新型设有温度检测电路，充分考虑了我国现行的供热收费制度和旧有供热系统的水质量，在供暖条件达不到的情况下，计费控制管理系统处于禁止计费状态，不再减少用户IC卡内的消费余额，容易被供需双方所接受，相对于流量计量，成本低，效果好，有利于推广实施。

3、本实用新型IC卡采暖计费控制阀采用IC卡预付费，通过中央处理器进行智能计费管理和控制，用户可根据情况购买消费金额和控制采暖时间，安装使用方便，含有通讯接口，能够实现综合管理，降低管理成本。

四、附图说明：

图1：IC卡采暖计费控制阀结构方框图

图2：IC卡采暖计费控制阀控制管理系统工作流程框图

图3：IC卡采暖计费控制阀控制处理电路原理图

五、具体实施方式：

实施例一：参见图1：IC卡采暖计费控制阀结构方框图。本实用新型IC卡采暖计费控制阀，含有安装在采暖用户入户管路中的电动阀，电动阀执行机构的执行电机连接电源和控制、驱动电路，所述的控制阀还含有单片机控制处理电路，单片机控制处理电路含有读卡器或读卡电路的及与其配合使用的非接触式IC卡，读卡器或读卡电路的射频输出端连接LC震荡发射电路及读写天线，读卡器的数据输入/输出端口、地址端口和控制端口分别连接单片机程序设定的相应I/O端口和控制端口，执行电机控制、驱动电路的输入端连接单片机程序设定的控制输出端口，控制、驱动电路的输出端连接执行电机。

图3为本实用新型IC卡采暖计费控制阀控制处理电路原理图：读卡芯片采用PHILIPS公司的MF RC500；中央处理器可采用8位的51或52系列单片机，如选用AT89C52或AT89S52，或P89C54BP6或P89C58A单片机等，也可以采用16位的MC68HC16或MSP430F147或MSP430F435单片机。

读卡芯片MF RC500的射频输出端TX1、TX2连接电感L001、L002、L1、L2，电容C001、C002、C011、C022、C2、C3组成的读写天线发射电路，其RX通过电阻R21、电容C4连接L2，其WMID通过电容C5接地，同时通过电阻R22和RX端连接；读卡芯片的数据输出端口D0～D7通过上拉电阻连接CPU的P0端口，其控制端口A0、A1、A2分别连接CPU的P2口的P2.0、P2.1、P2.2，读卡芯片的读、写端口分别对应连接CPU的读、写端口，其中断输出端口IRQ连接CPU的一个外部中断输入端口INT1，其地址锁存使能端口ALE连接CPU的相应端口ALE，这两个端口分别通过电阻R23、R24接电源，其复位端RST连接CPU的P0的P2.4口，其时钟口XOUT、XIN连接晶振；中央处理器连接有保护、存储电路，集成电路芯片X5045的选通端口CS、串行输入、输出SI、SO端口分别连接CPU的I/O口P1.0、P1.5、P1.3，其串行时钟SCL和复位端口RST分别连接CPU的T1和RST口；同CPU程序设定的相应I/O端口连接有功能按键开关和LED显示模块，功能按键开关S1、S2、S3通过高低电平的选择分别接入CPU的P1.1、P1.2、P1.4口，CPU的P1.0、P1.6、P1.7、T0口连接LED显示模块接口；CPU程序设定的一个I/O控制端口连接电动阀执行电机的控制、驱动电路；同CPU的串行通讯端口RXD、TXD端口连接有通讯接口。

本实用新型IC卡采暖计费控制阀，读卡芯片或者采用PHILIPS公司的MFRC530，或MF RC531，或MF RC632；中央处理器或者MC68HC11A8，或者MC68HC11E9，以及PIC16C877A，或PIC16C876A；读卡芯片或者采用复旦微电子股份有限公司的FM17XX读卡专用芯片FM1702N，或FM1715，或FM1725；保护、存储电路或者结合使用看门狗电路MAX813或IMP813和存储芯片AT24C04。

本实施例IC卡采暖计费控制阀，执行电机控制、驱动电路采用光电耦合隔离电路，光电耦合器的一个输入端通过电阻连接电源，其另一个输入端通过限流电阻连接CPU控制输出端口P2.7，光电耦合器的输出端通过双向二极管连接执行电机工作电源。

实施例二：参见图1、图3，本实施例IC卡采暖计费控制阀电路结构基本同实施例一，不同的是：含有温度检测电路，温度检测采用数字温度传感器，数字温度传感器的输出接入中央处理器的一个中断输入端口；执行电机控制、驱动电路或采用晶体管开关电路，晶体管基极连接的偏置电路两个电阻的接点连接CPU控制输出端，晶体管的射极输出端连接执行电机工作电源。可使用的单片机还有，台湾义隆公司生产的EM78系列，如EM78P447；华邦公司的W77、W78系列，如E78C52D，E78E58B等，具体电路连接不再详述。

本实用新型IC卡采暖计费控制阀内置取暖计费控制管理系统，系统工作基本流程参见图2：采暖计费管理系统首先判断IC卡内有没有消费金额，如果IC卡内没有消费金额电动阀处于关闭状态；

在检测到IC卡内有消费金额的情况下，并且用户采暖管道内介质的温度高于设定温度T0时，

A、在用户打开电动阀时开始计时，按照单价乘以对应计费单元的取暖面积再乘以采暖时间计费，并将当前采暖计费金额从用户消费金额中扣除，并在用户关闭电动阀或采暖计费控制阀时停止计费，当用户余额不足时，自动关闭电动阀。

B、当用户采暖管道内介质的温度低于设定温度T0时，计费控制管理处于禁止计费状态，不再减少用户IC卡内的消费金额。

Claims

1、一种IC卡采暖计费控制阀，含有安装在采暖用户入户管路中的电动阀，电动阀的执行机构含有连接电源和控制、驱动电路的执行电机，其特征是：所述的控制阀还含有带有读卡器或读卡电路的单片机控制处理电路及与其配套使用的非接触式IC卡，读卡器或读卡电路的射频输出端连接读写天线，读卡器的数据输入/输出端口、地址端口和控制端口分别连接单片机程序设定的相应I/O端口和控制端口，执行电机控制、驱动电路的输入端连接单片机程序设定的控制输出端口，控制、驱动电路的输出端连接执行电机。

2、根据权利要求1所述的IC卡采暖计费控制阀，其特征是：读卡器或读卡电路的读卡芯片采用MF RC500；中央处理器采用8位的8051系列或8052系列其中的一种单片机，或者采用16位的MC68HC16，或16位的MSP430F147，或16位的MSP430F435单片机，单片机连接有保护、存储电路X5045，读卡芯片MF RC500的射频输出端连接读写天线，读卡芯片的数据输出端口通过上拉电阻连接CPU的P₀端口，其控制端口A₀、A₁、A₂分别连接CPU的P₂口的P_2.0、P_2.1、P_2.2，读卡芯片的读、写端口分别对应连接CPU的读、写端口，其中断输出端口IRQ连接CPU的一个外部中断输入端口，其地址锁存使能端口ALE连接CPU的相应端口ALE，其复位端RST连接CPU的一个I/O口；X5045的选通端口CS、串行输入、输出端口SI、SO分别连接CPU的一个I/O口，其串行时钟SCK和复位端口RST分别连接CPU的T₁和RST口；CPU程序设定的一个I/O控制端口连接电动阀执行电机的控制、驱动电路；同CPU程序设定的相应I/O端口连接有功能按键开关和LED显示模块，功能按键开关S₁、S₂、S₃通过高低电平的选择分别接入CPU的P_1.1、P_1.2、P_1.4口，CPU的P_1.0、P_1.6、P_1.7、T₀口连接LED显示模块接口；同CPU的串行通讯端口RXD、TXD端口连接有通讯接口。

3、根据权利要求2所述的IC卡采暖计费控制阀，其特征是：读卡芯片或者采用MF RC530，或MF RC531，或MF RC632；中央处理器选用AT89C52，或者AT89S52单片机，或者采用P89C54BP6或P89C58A，或者MC68HC11A8，或者MC68HC11E9，以及PIC16C877A，或PIC16C876A；读卡芯片或者采用FM17XX系列的一种读卡专用芯片FM1702N，或FM1715，或FM1725；保护、存储电路或者结合使用看门狗电路MAX813或IMP813和存储芯片AT24C04。

4、根据权利要求1或2或3所述的IC卡采暖计费控制阀，其特征是：执行电机控制、驱动电路采用光电耦合隔离电路，光电耦合器的一个输入端通过电阻连接电源，其另一个输入端通过限流电阻连接CPU控制输出端口，光电耦合器的输出端通过双向二极管连接执行电机工作电源；执行电机控制、驱动电路或采用晶体管开关电路，晶体管基极连接的偏置电路两个电阻的接点连接CPU控制输出端，晶体管的射极输出端连接执行电机工作电源。

5、根据权利要求4所述的IC卡采暖计费控制阀，其特征是：含有温度检测电路，温度检测采用数字温度传感器，数字温度传感器的输出接入中央处理器的一个中断输入端口。