CN2927001Y - 采用集成芯片的户外直读式阶梯计量水表 - Google Patents
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Abstract
一种采用集成芯片的户外直读式阶梯计量水表，包括有户内水表、户外显控器和集成芯片，其特点集成芯片为ZL06－1芯片和ZL06－2芯片，其中ZL06－1芯片设置在户内水表中，ZL06－2芯片设置在户外显控器中，ZL06－1芯片的6脚通过两芯通讯线与ZL06－2芯片的6脚输入端相连接。本实用新型通过在户外设置以ZL06－2芯片为核心的显控器、在户内水表上设置以ZL06－1芯片为核心的控制模块，再用既作电源供给又作数据通讯的两芯通讯线连起来，就能在户外显控器上直接抄录用水量，实现了抄表收费不进户，也不必将户内水表移出来的设计目的，同时还可分别计量不同价段的水量，即国家建设部推广的“阶梯水价”，如果户内水表带有控制阀，还可在户外显控器上对欠费户进行控制。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种智能水表，特别是涉及一种采用集成芯片的户外直读式阶梯计量水表，是对现有智能水表结构的改进，属于测量液体流量的仪表领域。
背景技术
目前，民用自来水的计量基本上是采用旋翼式水表、直接安装在户内的自来水管道上，这样抄表收费就必须进户，这给供水公司和用户都带来诸多不便。为解决不进户抄表的问题，我国的南方已将自来水管和水表移出户内，北方许多城市也相应校仿，不惜投入相当可观的工本费用来解决出户水表的防冻问题。现在市场上已有不少以单片机为核心的IC卡智能水表出现，但是，由于水表的工作环境恶劣，除水、气、潮湿对电路的影响外，还要忍受人为的攻击(如高压点火器放电、磁干扰、拆卸表等)，表装在户内，收费管理人员根本就无法监测这种IC卡智能水表的运行情况，如计量失准、欠费不关阀和无故关阀的故障常有发生。特别是供电电池的使用寿命远低于其理论值，这又给维护上带来许多困难，由于上述的原因使得IC卡智能水表难以推广。此外，市场上推出的远传水表、网络抄表、红外抄表系统，其可靠性还有待验证。到目前为止，市场上还没有出现可以直观地在户外读出阶梯用水量的智能水表
实用新型内容
本实用新型的目的在于解决现有技术存在的上述不足，特别是针对现有IC卡智能水表采用单片机的现状，给出了一种新型的采用集成芯片的户外直读式阶梯计量水表。本实用新型是在户外设一个含有ZL06-2芯片为核心显控器、在户内水表上安一个含有ZL06-1芯片为核心的控制模块，再用两芯通讯线连起来，既作电源供给，又作数据通讯，可在户外显控器上直接抄录用水量。与此同时还可以实现分别计量不同价段的水量，即国家建设部推广的”阶梯水价”。该水表的控制核心是两块数字逻辑集成电路芯片ZL06-1、ZL06-2，具备如下功能
1.基表装在户内，读表可在户外，ZL06-2芯片直接驱动三阶梯(三个)电磁计数器；
2.两芯通讯线兼做ZL06-1芯片的电源供给，可用市电降压整流供电；
3.可在户外监视户内水表的工作情况；
4.可在户外控制开关阀；
5.有完善的保护功能，通讯线断路、短路、拆卸表、磁干扰都会自动关阀，同时记录故障；
6.全密封结构，表即使浸在水中也能正常工作；
7.芯片的外围元件极少，仅相当于普通IC卡智能水表的1/10。
本实用新型给出的技术方案是：这种户外直读式阶梯计量水表的集成芯片包括有户内水表、户外显控器和集成芯片，其特点是所述的集成芯片为ZL06-1芯片和ZL06-2芯片，其中ZL06-1芯片设置在户内水表中，ZL06-2芯片设置在户外显控器中，ZL06-1芯片的6脚通过两芯通讯线与ZL06-2芯片的6脚输入端相连接。
为更好的完成本实用新型的目的，实现分别计量不同价段的水量，所述的户外显控器中还设有阶梯水价定时器、平价水量显示器、中价水量显示器、高价水量显示器，其中ZL06-2芯片的8脚与阶梯水价定时器相连接，ZL06-2芯片的9脚与平价水量显示器相连接，ZL06-2芯片的10脚与平价水量显示器相连接，ZL06-2芯片的10脚与平价水量显示器相连接。
为更好的完成本实用新型的目的，所述的ZL06-1芯片中13脚接U4B的输入端，芯片内的全部R端都接到U4B的输出端；U16为R-S触发器受控于U6/U8/U12/U17，当通讯线短路、断路时U16的G端有高电平输出并发出关阀指令；6脚为双向通讯端口，当有编码信号输入时经U2正形，经U11、U12译码后使U16翻转12脚输出高电平发出开阀指令；1脚为为信号采集，通过U1F正形、U18判断、U17分频运算、U9编码、在经U1C/U10/U6A/U7C/UU4A变换后、U15接口电路放大9脚输出；U7B/U1A/U1B/U3D通过3.4.5脚接阻容构成R-C的芯片时钟电路；10脚接阀位状态信号，经U1E正形、通过U14C输入U13运算器进行处理；U17为分频器，15-24脚是分频控制端，接1或者接0来调节分频系数。
为更好的完成本实用新型的目的，所述的ZL06-2芯片中6脚是双向通讯端口，来自于ZL06-1芯片的编码信号经U13运算分配器将按预定的程序使对应的管脚9/10/11有高电平输出以驱动低、中、高计量器；8脚为时间控制复位端高电平有效；1脚是开关阀控制端，通过U9触发器转给U15进行编码、在经U6C/U5C/U10B转换由12脚输出；13脚为上电复位控制U10，1电平有效，芯片内的所有R端都接在U10的输出端；U11是分频器，其外引脚15-28是分频调节通过接1或接0来改变分频点，以适用于各种流量的用户。
上述技术方案所提及的ZL06-1芯片和ZL06-2芯片中的电路是由基本逻辑单元与门、与非、或门、或非、反向器、斯密特触发器、R-S触发器和计数器构成的组合逻辑。所提及的ZL06-1芯片和ZL06-2芯片分别采用SOP24线、28线塑封，购于中国电子科技集团公司第四十七研究所，当然，也可采用其它芯片制作厂家生产的具有类似功能的集成芯片。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：在户外设置含有ZL06-2芯片为核心显控器、在户内水表上设置含有ZL06-1芯片为核心的控制模块，再用两芯通讯线连起来，既作电源供给，又作数据通讯，可在户外显控器上直接抄录用水量，从而实现了抄表收费不需进户，也不必将户内水表移出来的发明目的，与此同时还可以实现分别计量不同价段的水量，即国家建设部推广的“阶梯水价”，如果户内水表带有控制阀，还可以在户外显控器上对欠费户进行开关控制。
附图说明
图1为本实用新型给出ZL06-1芯片的结构示意图；
图2为本实用新型给出ZL06-2芯片的结构示意图；
图3为本实用新型联接工作原理图。
具体实施方式
如图1所示，ZL06-1芯片采用CMOS硅栅工艺，具有微功耗、抗干扰、宽温度优点，其基本参数是；工作电压3.5V-6V，静态电流＜1μA，温度范围+80℃～-40℃，抗静电能力2500V。
ZL06-1芯片各引出管脚的功能是；
1.计量取样输入 8.空
2.空 9.计量数据输出
3.时钟校正 10.阀位状态输入
4.时钟频率调解 11.关阀指令输出
5.振荡电容 12.开阀指令输出
6.通讯线路输入 13.上电复位控制
7.电源地 14.电源正
15-24.分频系数调节
ZL06-1芯片电路是由基本逻辑单元与门、与非、或门、或非、反向器、斯密特触发器、R-S触发器和计数器构成的组合逻辑。图1是ZL06-1数字集成芯片的内部结构，其中13脚接U4B的输入端，芯片内的全部R端都接到U4B的输出端；U16为R-S触发器受控于U6/U8/U12/U17当通讯线短路、断路时U16的G端有高电平输出即外引脚11变高，发出关阀指令；6脚为双向通讯端口当有编码信号输入时经U2正形，经U11、U12译码后使U16翻转12脚输出高电平发出开阀指令；1脚为为信号采集，通过U1F正形、U18判断、U17分频运算、U9编码、在经U1C/U10/U6A/U7C/UU4A变换后、U15接口电路放大9脚输出；U7B/U1A/U1B/U3D通过3.4.5脚接阻容构成R-C的芯片时钟电路；10脚接阀位状态信号，经U1E正形、通过U14C输入U13运算器进行处理；U17为分频器15-24脚是分频控制端，接1或者接0来调节分频系数。
来自水表的计量信号由1脚输入后经正形、分频、存储、延迟在经U15的编码处理后经9脚输出；来自户外显控器的编码信号经6脚输入后，在经正形、译码、延迟经U16放大由12脚输出高电平关阀信号，11脚输出高电平开阀信号。当阀体完成开关操作时会反馈一个确认码由10脚输入，作用于芯片内部使其进入休眠节电运行2、3、4脚是时钟振荡的频率控制。
如图2所示，ZL06-2芯片电路特点和基本参数与ZL06-1芯片相同。
ZL06-2芯片各引出管脚的功能是；
1.开阀解锁输入 8.阶梯价定时解锁
2.空 9.平价水量输出
3.时钟校正 10.中价水量输出
4.时钟频率调解 11.高价水量输出
5.振荡电容 12.开、关阀控制指令输出
6.计量数据输入 13.上电复位控制
7.电源地 14.电源正
15-28 分频系数调节
图2是ZL06-2数字集成芯片的内部结构，其中6脚是双向通讯端口，来自于ZL06-1的编码信号经U13运算分配器将按预定的程序使对应的管脚9/10/11有高电平输出以驱动低、中、高计量器；8脚为时间控制复位端高电平有效；1脚是开关阀控制端通过U9触发器转给U15进行编码、在经U6C/U5C/U10B转换由12脚输出；13脚为上电复位控制U10，1电平有效，芯片内的所有R端都接在U10的输出端；U11是分频器其外引脚15-28是分频调节通过接1或接0来改变分频点以适用于各种流量的用户。
来自ZL06-1芯片6脚发出的控制信号经通讯线加人ZL06-2芯片的6脚输入端，经正形、运算译码后经U12进行运算，其计量值分别从9、10、11脚输出。8脚是定时输入，定时周期由外部设定，当8脚有高电平输入时则分段计量进行新一轮循环。当1脚有高电平输入时，经编码运算由12脚输出编码开阀信号。2、3、4脚是时钟振荡的频率控制。
如图3所示，这种户外直读式阶梯计量水表的集成芯片包括有户内水表13、户外显控器14和ZL06-1芯片、ZL06-2芯片，其中ZL06-1芯片设置在户内水表13中，ZL06-2芯片设置在户外显控器14中，ZL06-1芯片的6脚通过两芯通讯线7与ZL06-2芯片的6脚输入端相连接。为实现分别计量不同价段的水量，所述的户外显控器14中还设有阶梯水价定时器8、平价水量显示器9、中价水量显示器10、高价水量显示器11，其中ZL06-2芯片的8脚与阶梯水价定时器8相连接，ZL06-2芯片的9脚与平价水量显示器9相连接，ZL06-2芯片的10脚与平价水量显示器10相连接，ZL06-2芯片的10脚与平价水量显示器11相连接。
在给出的实施例中，ZL06-1芯片与发讯干簧管1、固体换向开关2、微形可逆减速电机3、电动球阀4、普通冷水表5和其他外围电路都密封在户内水表13内，ZL06-2芯片、阶梯水价定时器8、平价水量显示器9、中价水量显示器10、高价水量显示器11和其他外围电路密封在户外显控器14内，户外显控器14与户内水表13由两芯通讯线7相连，通讯线的状态始终在ZL06-1芯片的监视下，当短路或断路都会发出指令自动关阀，有效通迅距离在1000米以内，图中标记6是通讯接口，标记12是开阀键。
Claims (4)
1.一种采用集成芯片的户外直读式阶梯计量水表，包括有户内水表、户外显控器和集成芯片，其特征在于所述的集成芯片为ZL06-1芯片和ZL06-2芯片，其中ZL06-1芯片设置在户内水表中，ZL06-2芯片设置在户外显控器中，ZL06-1芯片的6脚通过两芯通讯线与ZL06-2芯片的6脚输入端相连接。
2.根据权利要求1所述的采用集成芯片的户外直读式阶梯计量水表，其特征在于所述的户外显控器中还设有阶梯水价定时器、平价水量显示器、中价水量显示器、高价水量显示器，其中ZL06-2芯片的8脚与阶梯水价定时器相连接，ZL06-2芯片的9脚与平价水量显示器相连接，ZL06-2芯片的10脚与平价水量显示器相连接，ZL06-2芯片的10脚与平价水量显示器相连接。
3.根据权利要求1所述的采用集成芯片的户外直读式阶梯计量水表，其特征在于所述的ZL06-1芯片中13脚接U4B的输入端，芯片内的全部R端都接到U4B的输出端；U16为R-S触发器受控于U6/U8/U12/U17，当通讯线短路、断路时U16的G端有高电平输出并发出关阀指令；6脚为双向通讯端口，当有编码信号输入时经U2正形，经U11、U12译码后使U16翻转，12脚输出高电平发出开阀指令；1脚为为信号采集，通过U1F正形、U18判断、U17分频运算、U9编码、在经U1C/U10/U6A/U7C/UU4A变换后、U15接口电路放大9脚输出；U7B/U1A/U1B/U3D通过3.4.5脚接阻容构成R-C的芯片时钟电路；10脚接阀位状态信号，经U1E正形、通过U14C输入U13运算器进行处理；U17为分频器，15-24脚是分频控制端，接1或者接0来调节分频系数。
4.根据权利要求1所述的采用集成芯片的户外直读式阶梯计量水表，其特征在于所述的ZL06-2芯片中6脚是双向通讯端口，来自于ZL06-1芯片的编码信号经U13运算分配器将按预定的程序使对应的管脚9/10/11有高电平输出驱动低、中、高计量器；8脚为时间控制复位端；1脚是开关阀控制端，通过U9触发器转给U15进行编码、在经U6C/U5C/U10B转换由12脚输出；13脚为上电复位控制U10，芯片内的所有R端都接在U10的输出端U11是分频器，其外引脚15-28是分频调节通过接1或接0来改变分频点。
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| CN103033228A (zh) * | 2012-12-14 | 2013-04-10 | 中国电子科技集团公司第四十七研究所 | 一种二线制流量检测电子装置 |
| CN103033227A (zh) * | 2012-12-14 | 2013-04-10 | 中国电子科技集团公司第四十七研究所 | 流量检测专用集成电路 |
| CN110823307A (zh) * | 2019-11-28 | 2020-02-21 | 徐州润物科技发展有限公司 | 一种防冻水表 |
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