CN106297029B - 物联网智能气表 - Google Patents

Abstract

一种物联网智能气表，赋与每一只气表唯一的代码，使用中心管理计算机通过移动信息通讯网络、互联网物联网网络、及智能卡网络的脱机终端进行集中的信息化管理；用气表的机械检测计量产生的每一供气单位必应收费状态，经即时瞬时通讯、数据交换确认收费后开阀进行新一轮供气，达到分散的气表供气的集中信息化管理控制；不满足下一轮供气条件时报警并继续供完剩余气量后，无需指令不需电源、自动关断气表内阀门；气表的计量数据未经A/D转换，控制未经D/A转换；管理、收费都只有一种计量数据，符合计量法立法宗旨的统一计量要求；将可能结束电子类气表使用机械/电子供气数据双计量、双控制、双显示，全行业大规模违反国家计量法的重大违法现状。

Description

物联网智能气表

技术领域

本发明涉及一种流量测量装置；更具体地说，涉及一种中心管理计算机通过无线电移动通讯网络及互联网、物联网进行集中/分散管理、收费，装置内电路仅在每一轮供气过程中瞬时上电工作，进行即时协议加密通讯及收费管理，开启装置内安装的阀门；在不满足供气条件时不需电力能自动关断装置内阀门的物联网智能气表。

背景技术

目前阶段公知公用的气表，主要经历了四代、并同时正在使用，第一代是机械式气表，主流的机械式气表使用膜式盒“容积法”等测量通过气表的气流体积，并由机械数字滚轮(字轮)或齿轮顶端上的数字指示来显示瞬时流量和累计流量读数。机械式气表计量可靠，但完全依赖人工上门抄表，对数据采集人员和用户的依赖度高，手工采集、人工录入原始数据错误率较高，原始数据采集可靠性不高；管理手段原始落后，效率不高。第二代是电子抄表气表，包括远传抄表类气表和无线电、光电、红外线抄表等类气表，是在机械式气表上叠加非电量电测器件，将气量经模拟/数字转换(A/D转换)成电子数字信号，用专门安装的电线或用无线电传送给管理方；电子抄表气表通常没有控制阀门，只抄表，不直接收费，不控制，是缺乏管理执行手段的过渡设备。第三代是智能气表，是电子抄表气表/远传气表的进一步发展；智能气表是在机械式气表上叠加非电量电测器件，并在机械气表上内装阀门和能进行收费和管理的智能电路；将气量经模拟/数字转换(A/D转换)成电子脉冲个数，传送给电子电路，智能气表积累电子脉冲数，并加入气价、时间、阶梯价格诸因素综合计算，收取气费后，再将收取气费的电子数字量转换成供气的模拟量(D/A转换)，控制气表内阀门进行管气供气，因此智能气表有管理执行手段。第四代是物联网气表；用物联网技术取代智能电路。前三代气表基本都是分散型管理方式，但第二代和第三代已具备分散/区域集中管理的趋势。目前，包括现有的第四代物联网气表、智能气表和电子/远传气表都必须24小时不间断供电，即使只是电路休眠状态下极微小的供电，但必须供电才能电子计量。若不供电现有物联网气表、智能气表和远传气表的工作就失灵、失效！但是，目前即使是世界上最优质的电池在正常使用寿命期内也有一定的猝死率；在需要较大功率驱动电动机关闭气表内阀门时，若因各种原因已配置电源或充电电容器不能供给电流，则必然导致智能气表的失控！目前，在很多智能气表电路上加装了大容量的法拉电容器，这就是事实上的双电源，减少了失控情况的发生，但并没有从根本上解决问题，反而出现了新的供气故障现象，电子气表常因电源问题导致供气中断，而更换电池、拆换气表折腾用户耗工耗时增加管理成本，更换电池成了电子气表的一项专业性较强的日常工作，影响供气用气，增大了供气管气公司的管理成本和工作量。

现阶段的物联网气表、智能气表和电子抄表气表，使用的非电量电测技术，将机械气表测量得到的流量信号转换成最终的数字电子信号；例如：在转动的机械计量齿轮上安装永磁铁，相近部位安装干簧管，将气表的机械计量检测的气量这一非电量模拟数据，转换成电子电路可操作、可识别的电子脉冲数字量，由此实现模拟/数字(A/D)转换。机械式计量检测的是机械模拟信号，并最终以机械数字字轮显示累计供气量；而收费和收费后的管理控制是电子数字信号，电子数字量再转换成供气的模拟量(D/A转换)。这种在机械式计量器具中进行模/数(A/D)、数/模(D/A)转换并用于电子控制的工作模式，存在重大缺陷：同时存在两种计量数据，两种计量结果！与计量法的立法宗旨“统一的计量标准”相违背，是违法计量器具！就是日常的供气、用气、缴费管理都是电子数据，计量的检测和显示结果是机械数据，而电子数据只是机械检测过程中的电子变造品；一个用气数据两种显示、两种不同计量读数：缴纳费用依据的是电子脉冲变造品，控制供气用气也是电子脉冲变造品；而电子数据在实际管理中若出现与机械数据不一致，供气管气部门则规定出现不统一时以机械显示数据为准，电子数据仅作为参考数据！这种行业性、大规模违反国家计量法“统一的计量标准”这一根本的立法宗旨的现象不能长期、永久存在下去！

同时，由于很多气表长期在用户处工作，气表的外部信用密封极易被破坏，特别是电子类气表内有电路，气表的外部信用铅封是个大问题，存在管理盲点。

目前，移动通讯、信息网络，互联网、物联网信息网络的电讯号覆盖面广、使用广泛；但是也有很多气表安装处所信号微弱通讯困难，时有不能进行即时通讯现象，所以，可以考虑要保障供气用气就将智能IC卡网络脱机终端的智能IC卡，作为物联网智能气表集中管理时网络即时通讯、保障供气的保留冗余功能；

因此，研发一种“手机式气表”：使用集中管理计算机、每一只气表只有唯一的代码；集中管理计算机有管理对象的详细资料，通过网络对气表供气进行管理、收费；气表电路不依赖工作电源可以脱电工作、仅在收费时瞬时上电工作、进行互联网协议通讯及物联网安全加密数据通讯，实现计算机集中/分散管理，计量统一、用气数据单一传递和显示、收费供气闭环稳定可靠、防止非法非破坏性攻击、若无气费无电也必须能关断表内阀门，适应现阶段经济、技术发展气平的物联网智能气表，全面实现供气信息化管理就成为必然。

发明内容

本发明要解决的问题在于，将通讯网络、互联网、物联网作为平台，赋与每一只气表唯一的代码，把每一只物联网智能气表做成一只具有最简单收费功能的“手机”；赋与中心管理计算机更多的管理功能，使用目前广泛使用、覆盖面广、成熟的移动信息、通讯网络，互联网、物联网信息网络，及无线电网络通讯技术，利用这些信息传输的现成优势，进行瞬时、即时协议加密数据通讯、数据交换，实施中心计算机集中管理，高效方便地实施供气管网的信息化、智能化中央集中管理与分散安装气表的管理控制。

本发明要同时解决的第二个技术问题在于，双计量、双控制、双显示违法计量问题；现有技术的智能气表存在的一个供气用气数据同时有机械数据和电子数据，一个供气两种计量数据，无统一计量违反国家计量法的严重违法行为！本发明实现机械计量数据满足一个收费单位，就出现一个必应的收费状态，只有经确认收到气费，才产生下一个供气周期；实现计量统一、用气数据单一传递和显示、收费供气闭环稳定可靠，从原理上、结构上彻底消除电子类气表全行业性、大规模违反国家计量法的双计量根源。

本发明要解决的第三个技术问题在于，作为电子仪表的电子类气表无电计量问题；提供一种在符合供气条件时无需电源也可准确计量的电子类气表脱电工作方案，即无电也能够准确完成机械计量结果转化为电子收费、电子管理数据。绝对不是电子检测计量即双计量、双控制、双显示的违法计量！从根本上解决作为新型家居电器的现有智能气表或各类电子抄表气表在无电或不供电就可能不计量或计量不准确的问题。

本发明要解决的第四个技术问题在于，无电关阀问题；现有智能气表很多虽然加了第二电源(例如大容量的法拉电容器)但仍然存在电路损坏、电池电源和法拉电容失效，关不了阀门的问题；在解决第三个问题时即提出脱电计量方案，在气表不间断供气、仅在供气过程中检查确定供气条件时给电子设备瞬时供电、通过网络即时通讯联接中心集中管理电脑，核收气费或核实其它供气条件；若正常收取下一轮供气费用，供气继续；恢复控制机构至新供气状态；若不能收取下一轮供气费用时，无需供电也能自动关断气表内阀门、防止非法非破坏性攻击，从而实现电子货币与实物货物闭环式支付交换。

本发明要解决的第五个技术问题在于，网络信号不稳定、但一定要保证正常供气的问题；在移动通讯、网络信号覆盖不到或信号弱的处所，加接外接天线、使用智能网络的脱机终端智能卡作为物联网智能气表即时网络通讯的补充，这是保证用户供气用气，不因气表通讯问题妨碍气表正常工作、进而影响用户用气，为气表电路设计的有用的冗余功能；

本发明要解决的第六个问题是，在各种供气条件不满足、且已停止供气时，提供一种应急供气机制，保障用户用气利益、这就是增设透支预支临时应急供气功能；

本发明要解决的第七个问题是，信用铅封问题；解决物联网智能气表的外部信用铅封问题：用最简单的机械结构从内部对气表外壳及整体结构、控制电路块加密锁闭保护，维修时使用反向驱动开盖检查维修，从设备上解决外部信用铅封给日常管气供气带来的隐患。

本发明要解决的第八个问题是，电池的使用、更换、维护问题；解决物联网智能气表作为电子类气表的电池在长期使用中维护专业性强、更换困难，电子类气表出现因电源问题导致气表不能正常工作、供气中断问题；提出一种外电池更换、安装极为方便、冗余度大，方便用户自行操作；不因用户更换电池操作不当而损坏电池、电路的解决方案。内、外电池并联使用，使用电源保护开关电路，在外电源电压高于内电源时，内电源不供电，节约使用内电源，让内电池延寿，更有利于气表的长期稳定工作；

本发明试图要解决的第九个问题是，发明的生产、使用的实用性；简化优化发明的结构，使用尽可能少的零、部件，更优的结构，解决前面提出的问题，并易于装配、方便检测，使之便于工业化、流水线生产，长期使用管理中免维护、少维护、易检查。

本发明采用的技术方案是：

提供一种这样的解决方案：发明自第一代普通机械气表、第二代远传或电子抄表气表、第三代智能气表之后，符合计量法法定要求的第四代物联网智能气表！形象地说，就好象一只能上网通讯、交换信息、付费管理的“智能手机”气表。赋与每一只气表从内部电路，到外部标记相关联的唯一的代码，使用中心管理计算机，通过移动信息、通讯网络，互联网的2.0版物联网信息网络的即时通讯功能，使用中心管理计算机强大的数据库、和管理控制功能，采集处理供气收费信息和发送管理指令，对供气进行集中管理、收费、控制；在每个气表内安装协议加密网络通讯电子电路；在机械气表检测计量、电子收费管理中完全消除或取消模/数(A/D)转换和数/模(D/A)转换，消除机械/电子双重计量、双重控制，以符合国家计量法要求的统一的计量标准的法律法规；电子设备仅在供气过程中进行协议加密网络通讯和收费管理时即时、瞬时上电工作、更利于供气设备本身稳定可靠工作；在有大容量长寿命的内电池基础上，增设可由用户自己方便更换操作的外电源；使用电源保护开关电路，在外电源电压高于内电源时，内电源不供电，节约使用内电源，更有利于气表的长期稳定工作。外电源与电路的连接使用桥路，完全解决用户自己更换外电源时可能出现的电源极性问题；在气表内安装无电可以自动关闭的阀门，管理控制更可靠；结构上更加简化、零部件数量更少、发明思路更简捷、整机工作更可靠；实现电子货币与实物货物达到完全的闭环支付交换：即输出的供气量在供气中途进行即时通讯收费，结果(收费成功或失败)输出反馈到输入端，经收费校验、计量检测、数值传递、过程管理、实时控制、决定继续供气或供气完毕开阀关阀，达到完全闭环控制；计量结果显示统一的计量数据：输入的气费与输出的供气量总是完全相同；在即时通讯可能不能实现或有障碍的处所，作为网络通讯补充或增强手段，增设使用智能IC卡网络脱机终端的智能IC卡进行管理、收费；在每一轮供气过程中途电路瞬时上电工作，进行网络通讯和收费管理，在不满足供气条件时告警、并连续不间断继续完成已收气费供气量后，不需供给电力能自动关断装置内阀门；每一轮供气过程中电路瞬时上电工作并符合供气条件时，启动表内电机恢复控制机构至新一轮供气的起始状态；单一机械数字显示只是执行电子数字指令的结果，电子指令一开始执行并完成后就具有无条件由机械部分强制继续执行不可撤消的特性；在各种供气条件不满足不能给用户供气时，作为保障用户供气用气的特别手段，设置特别按键，预支透支气费，或通过使用有条件开启电路按键，提供一种应急供气管理机制；圆满实施集中化收费管理控制与分散管理控制相结合的物联网智能气表解决方案。

供气，毕竟是居民生活的基本需求！只有一种通讯手段是不够的！在有了“手机式气表”同时，还要有“智能式气表”。但一户只要一只气表，所以本发明是物联网智能气表。

其中技术方案主要的发明方法或思路是：

在机械气表(50)上叠加的防磁物联网气表外壳(80)内的电路板(1)，安装有互联网协议、物联网安全协议的程序和电路，有瞬时上电通过物联网与中心管理计算机进行即时密码通讯、数据交换的功能；电路板(1)并有能执行开启阀门(5)指令的功率驱动电路；在电路板(1)的存储器上赋与每一只气表不同且唯一的数字电子代码；在防磁物联网气表外壳(80)的明显部位有与电子代码相关联的气表代码(62)、与供气管理方联系的通讯方式方法(60)；在防磁物联网气表外壳(80)上有电路天线(2)、外接天线接口(72)；每个气表的供气量字轮(52)显示的数字、每个气表电路的内部代码，与集中管理计算机内的相应气表代码和供气量、管理内容经校验一一对应；在机械气表(50)停止供气、阀门(5)关闭，控制支柱1(34)作用于安装在控制臂(13)上的开关K1(25)，开关K1(25)处于合上状态时，按压防磁物联网气表外壳(80)上的应急按键(3)可以给电路板(1)上电并启动电路板(1)工作，电路板(1)有条件给电磁铁(14)、微型减速电动机(19)正方向上电、驱动控制臂(13)正方向局部转动开启阀门(5)；控制支柱1(34)与开关K1(25)脱离、开关K1(25)处于断开状态时，按压应急按键(3)可以给电路板(1)上电并查看电池、电路工作状态和缴费供气情况；电路板(1)上的智能卡启动电路磁性开关(4)贴近防磁物联网气表外壳(80)；在机械气表(50)内的供气通路(53)上安装有在未加控制时可无电自动关闭的阀门(5)；阀门(5)的内结构由阀体(6)、橡胶碗(7)、杠杆(8)、磁滑阀(9)、支杆(27)、滑阀(32)、阀门架(10)组成；橡胶碗(7)上有先导孔(28)、泄流孔(29)、耳朵(30)；橡胶碗(7)整体内有布帘(54)作加强筋、底部内有增加抗压强度的加强板(31)；加强板(31)在加工进橡胶碗(7)前表面粗糙、布满微小孔；阀门架(10)紧贴机械气表上外壳(51)；安装在机械气表上外壳(51)外有阀门(5)的外结构控制臂(13)，控制臂(13)上并排安装有磁极相互倒置的磁铁1(11)、磁铁2(12)，还安装有电磁铁(14)、开关K1(25)、开关K2(26)，和微型减速电动机(19)，还组合安装有弹簧卡刀1(15)、弹簧卡刀2(16)、弹簧卡刀3(17)；在控制臂(13)作正方向开通阀门(5)的局部转动时，磁铁1(11)、磁铁2(12)隔着机械气表上外壳(51)、阀门架(10)与磁滑阀(9)分别磁作用，磁铁1(11)转动至与磁滑阀(9)未到各自中线的上方，与磁滑阀(9)同性相斥，磁滑阀(9)向内，磁滑阀(9)通过杠杆(8)、支杆(27)、杠杆(8)另一端穿进耳朵(30)的滑阀(32)放开泄流孔(29)，并带动橡胶碗(7)向离开阀门口(81)方向运动，从而开通阀门(5)；在开通阀门(5)过程中，未转动至磁滑阀(9)上方各自中线的磁铁1(11)、与磁滑阀(9)的同性相斥力，和磁铁2(12)与磁滑阀(9)异性相吸的力，提供了控制臂(13)向关阀方向转动的动能，从而将关闭阀门(5)所需的能量，寄存在磁铁1(11)与磁滑阀(9)的同性相斥、磁铁2(12)与磁滑阀(9)的异性相吸的位移中；供气过程中控制臂(13)受磁铁1(11)与磁滑阀(9)的同性相斥作用力、磁铁2(12)与磁滑阀(9)的异性相吸作用力，作反方向关闭阀门(5)的受控制转动，磁铁2(12)转动至磁滑阀(9)上方、与磁滑阀(9)异性相吸，磁滑阀(9)向外，磁滑阀(9)通过杠杆(8)、支杆(27)、穿进耳朵(30)的杠杆(8)另一端的滑阀(32)推动橡胶碗(7)向靠近阀门口(81)方向运动，滑阀(32)压紧泄流孔(29)、橡胶碗(7)，从而关断阀门(5)；控制臂(13)上安装的微型减速电动机(19)的机身固定在防磁阀门支架(63)上，微型减速电动机(19)的转动力输出轴插入与控制臂(13)固为一体的金属离合套(58)内，作为控制臂(13)的中心转动轴(21)；中心转动轴(21)上还有离合孔(22)、开盖块(40)；开盖块(40)作用于单向锁头(45)，电磁铁(14)的作用杆(20)作用于离合孔(22)；用机械气表上外壳(51)上的多根支柱(70)将防磁阀门支架(63)加以固定，从而将整个控制臂(13)及控制臂(13)上的所有零件、部件安装在机械气表上外壳(51)与防磁阀门支架(63)之间；机械气表上外壳(51)上的控制支柱1(34)、控制支柱2(35)，在控制臂(13)转动时，控制支柱1(34)作用于开关K1(25)、控制支柱2(35)作用于开关K2(26)，开关K1(25)、开关K2(26)受控制合上或断开；在气表计量齿轮组(36)上引出计数定量轮(64)，计数定量轮(64)上带控制缺口1(66)、控制缺口2(67)、控制缺口3(68)的定量轴(65)，安装在机械气表上外壳(51)与防磁阀门支架(63)间；控制臂(13)上的弹簧卡刀1(15)、弹簧卡刀2(16)、弹簧卡刀3(17)与控制缺口1(66)、控制缺口2(67)、控制缺口3(68)一一相对，弹簧卡刀1(15)、弹簧卡刀2(16)、弹簧卡刀3(17)在定量轴(65)转动时分别作用于控制缺口1(66)、控制缺口2(67)，控制缺口3(68)；弹簧卡刀1(15)、弹簧卡刀2(16)、弹簧卡刀3(17)的刀身呈弯曲状态，可在受力时作弹性伸缩；在电磁铁(14)未上电不工作时，电磁铁(14)的作用杆(20)在电磁铁弹簧(18)的作用下缩在控制臂(13)的小孔(23)内，控制臂(13)与中心转动轴(21)脱开，控制臂(13)与中心转动轴(21)可以分别转动；在电磁铁(14)上电工作时，电磁铁(14)的作用杆(20)受电磁铁(14)的电磁力作用，克服电磁铁弹簧(18)的作用力从控制臂(13)的小孔(23)伸入中心转动轴(21)上的离合孔(22)，微型减速电动机(19)与控制臂(13)合上，同时微型减速电动机(19)正方向上电，控制臂(13)与中心转动轴(21)因此共同正方向局部转动，开启阀门(5)；需要打开防磁物联网气表外壳(80)时，在电磁铁(14)未上电，给微型减速电动机(19)反方向上电，微型减速电动机(19)反方向转动，控制臂(13)不动，在微型减速电动机(19)的中心转动轴(21)上的开盖块(40)也反方向转动，带动安装在机械气表上外壳(51)上的单向锁头(45)、锁杠杆(46)，锁杠杆(46)两端的锁舌1(43)、锁舌2(44)，克服锁盖器弹簧(42)的弹力，锁舌1(43)、锁舌2(44)分别退出防磁物联网气表外壳(80)内壁上的锁孔1(61)，锁孔2(69)，锁杠杆(46)触碰常闭开关K3(82)，常闭开关K3(82)断开，微型减速电动机(19)断电停止转动；防磁物联网气表外壳(80)上外电池盒(56)；电池盒(56)与电路板(1)通过桥式整流器电连接；内电池(37)与外电池(38)使用并联电源保护开关电路，并通过常闭开关K3(82)与电路板(1)电连接。

下面对发明方法或思路作一些说明：

这一发明方案中，在电路板(1)的存储器上的数字电子代码，与机械气表上外壳(51)上相关联的气表代码(62)必须一致；每个气表的供气量字轮(52)显示的数字、和每只气表电路存储器上的数字电子代码，与集中管理计算机内的相应气表代码和供气量、管理内容，经校验也一一对应；每只气表上的显著位置，与气表代码并列的是供气管理方的通讯联系方式；由于本发明的收费管理是必应信号，不是脉冲信号，不会消失，只有在确认收到气费后才会发出开阀指令，因此是完全可靠的收费管理。在中心管理计算机中用户无气费，收不到气费后，电路将收到停发指令或自行停止通讯，直到用户按应急按键(3)，一是知悉无气费、二是确认，才重新通讯开启阀门(5)供气。在机械气表(50)内的压力环境里，只有带耳朵(30)、泄流孔(29)、先导孔(28)、和加强板(31)的橡胶碗(7)，以及作用于杠杆(8)、支杆(27)的磁滑阀(9)，杠杆带动的滑阀(32)，增加了装置的稳定可靠性。在机械气表(50)压力环境外的机械气表上外壳(51)上，一只仅可以有限转动的控制臂(13)上集成了几乎所有的几个零件、部件：磁铁1(11)、磁铁2(12)、电磁铁(14)、开关K1(25)、开关K2(26)，以及组合在一起的弹簧卡刀1(15)、弹簧卡刀2(16)、弹簧卡刀3(17)，微型减速电动机(19)；机械气表上外壳(51)上的支柱(70)将阀门架(10)、与防磁阀门支架(63)固定在一起，从而将整个控制臂(13)及控制臂(13)上的所有零件、部件安装在机械气表上外壳(51)与防磁阀门支架(63)之间；开关K2(26)是一个位置开关，在控制臂(13)转动完成开阀动作、开关K2(26)触及控制支柱2(35)，发出断电信号，从而完成一轮供气开阀驱动。从气表计量齿轮组(36)引出的计数定量轮(64)的定量轴(65)上、与弹簧卡刀1(15)、弹簧卡刀2(16)、弹簧卡刀3(17)对应的控制缺口1(66)、控制缺口2(67)、控制缺口3(68)也引出安装在阀门架(10)与防磁阀门支架(63)间。

特别说明：磁铁1(11)转动至磁滑阀(9)上方，并不是完全重合的上方，而是差一点、不到两个磁铁中线的上方，这样受磁滑阀(9)作用，磁铁1(11)的斥力和磁铁2(12)的吸力才会指向关阀方向。

另一个有变化的发明思路，是控制臂上只用一只磁铁：磁铁1(11)；在阀门(5)的内结构的滑阀(32)上方加自关断弹簧(48)。同样，磁铁1(11)转动至磁滑阀(9)上方，并不是完全重合的上方，而是差一点、不到两个磁铁中线的上方，磁铁1(11)的斥力才会指向关阀方向，具体的发明方法或思路是：

机械气表(50)内的供气通路(53)上有在未加控制时无电自动关闭的阀门(5)，阀门(5)的内结构由阀体(6)、橡胶碗(7)、杠杆(8)、磁滑阀(9)、支杆(27)、滑阀(32)、自关断弹簧(48)、阀门架(10)组成；橡胶碗(7)上有先导孔(28)、泄流孔(29)、耳朵(30)，橡胶碗(7)整体内有布帘(54)作加强筋、底部内有增加抗压强度的加强板(31)；加强板(31)在加工进橡胶碗(7)前表面粗糙、布满微小孔；磁滑阀(9)通过杠杆(8)、支杆(27)作用于另一端的滑阀(32)和滑阀(32)上的自关断弹簧(48)；阀门(5)的外结构有控制臂(13)，控制臂(13)上安装有磁铁1(11)、电磁铁(14)、开关K1(25)、开关K2(26)、和微型减速电动机(19)，还组合安装了弹簧卡刀1(15)、弹簧卡刀2(16)、弹簧卡刀3(17)；在控制臂(13)作正方向局部转动开启阀门(5)时，磁铁1(11)隔着机械气表上外壳(51)、阀门架(10)与磁滑阀(9)同性相斥，磁滑阀(9)向里，磁滑阀(9)通过杠杆(8)、支杆(27)、穿进耳朵(30)的滑阀(32)带动橡胶碗(7)向离开阀门口(81)方向运动，滑阀(32)放开泄流孔(29)，同时压缩自关断弹簧(48)、从而开通阀门(5)；未完全转动至磁铁1(11)与磁滑阀(9)各自中线的磁铁1(11)、与磁滑阀(9)的同性相斥力，提供了控制臂(13)向关阀方向转动的动能；从而将关闭阀门(5)所需的能量，寄存在磁铁1(11)与磁滑阀(9)的同性相斥的位移、和自关断弹簧(48)被压缩的弹簧形变中；供气过程中控制臂(13)受磁铁1(11)与磁滑阀(9)的同性相斥作用力，作反方向关闭阀门(5)的受控制转动，一轮供气将结束时，磁铁1(11)转动离开磁滑阀(9)、自关断弹簧(48)释放压缩力，磁滑阀(9)被动向外，自关断弹簧(48)带动滑阀(32)、橡胶碗(7)向靠近阀门口(81)方向运动，滑阀(32)压紧泄流孔(29)、橡胶碗(7)，从而关断阀门(5)。

无论是用一个磁铁1(11)，还是用两个磁铁的磁铁1(11)和磁铁2(12)，阀门(5)的内结构都可以安装自关断弹簧(48)。

实施本发明具有以下有益效果：

1、本发明提出了一种全新的互联网2.0版物联网智能气表方案，形象地说是手机式气表，利用中心管理计算机强大的数据库和管理、控制功能，和现在完全覆盖、广泛而大规模普遍使用的移动通讯、信息网络，通过协议加密通讯进行即时/瞬时数据通讯，对分散的气表管气供气进行完全信息化的高度集中管理，将气表打造成类似手机一样进行完全信息化的、集中管理的家居电子产品；是继机械气表、电子读表气表、智能气表后新一代信息化气表。

2、本发明实现了计量法最基本的立法宗旨：统一的计量标准！将结束目前电子类气表全行业大规模违反国家计量法的历史。将可能纠正电子类气表全行业，在同一计量设备中同时使用机械计量数据和电子计量数据两种计量数据的大规模违法现状；实施本发明，采用单一机械检测/数字字轮显示通过气表的瞬时流量大小和累积流量读数，统一用气量读数；电子信号仅为必应的收费供气指令，未确认收到气费绝不消失。彻底解决现有机械检测计量仪表的电子类气表双计量、双显示、双控制的重大结构性缺陷。

3、本发明实现了家居电气仪表的脱电工作；突破了传统的非电量电测技术必须依赖不间断供电才能正常计量工作的经典模式；提高了供气和供气计量的稳定性、可靠性。

4、本发明内装的无电阀门，在未收到气费、气表又无电时仍能正常关闭阀门，大大地提高了管理的质量和效益。

5、本发明实现了电子货币与实物货物的闭环支付交换！其输入(缴费收费)与输出(供气)具有完全的对应控制关系，即输出端的结果反馈至输入端，实现闭环自动控制。采用供气过程中机械瞬时上电通讯收费、收不到气费并不立即断气，而是告警通知缴纳气费，继续供完气不用电自动稳定关阀的方式，电子指令一开始执行并完成后就具有无条件由机械部分强制继续执行不可撤消的性质，方便了用户的使用，也方便了供气管理者的维护管理，统一了使用者和管理者的利益。

6、本发明用最简结构从水表内部对整个水表实施锁闭，防止非供水管理维修人员非法非破坏性自行开启或拆卸水表铅封和水表内部零部件。提高了长期管理的安全性和可靠性。若进行攻击，搞坏电源、攻击电路、破坏结构等，水表在一轮供水完成后需停供时，不需任何电能就自动关闭阀门。若攻击行为将损害攻击者自己；对自己的财产或生活设施进行破坏性攻击，只有损失而没有收益，在正常情况下就不会发生；因此具有极高的抗攻击性。

7、本发明具有很好的工厂生产实用性，用户使用的简单可靠性，管理部门易管理易维修性。将极大地提高厂家生产效率和用户管理使用效益，有力地推进城市的信息化管理。

简言之，本发明为城市供气信息化管理提出了良好的解决方案，从设备、技术上提供了强力有效的管理、控制、执行手段；用互联网的2.0版一物联网解决供气管气的集中/分散信息化管理，并且彻底解决电子类气表现阶段、全行业、大规模存在的电子数据/机械数据双计量、双控制、双显示违法计量器具问题。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1 物联网智能气表结构示意图

图2 物联网智能气表的电路原理框图

图3 控制臂只用一个磁铁的物联网智能气表结构示意图

图4 物联网智能气表阀门无电自动关断状态示意图

图5 物联网智能气表电机驱动开启阀门示意图

图6 物联网智能气表的收费与供气闭环支付交换控制图

图7 物联网智能气表锁盖器电气机械结构示意图

图8 物联网智能气表机械程序控制图

图中，1、电路板 2、电路天线 3、应急按键 4、智能卡启动电路磁性开关 5、阀门6、阀体 7、橡胶碗 8、杠杆 9、磁滑阀 10、阀门架 11、磁铁1 12、磁铁2 13、控制臂 14、电磁铁 15、弹簧卡刀1 16、弹簧卡刀2 17、弹簧卡刀3 18、电磁铁弹簧 19、微型减速电动机 20、作用杆 21、中心转动轴 22、离合孔 23、小孔 24、磁滑阀外壳 25、开关K1 26、开关K2 27、支杆 28、先导孔 29、泄流孔 30、耳朵 31、加强板 32、滑阀 33、磁滑阀磁铁 34、控制支柱135、控制支柱2 36、计量齿轮组 37、内电池 38、外电池 40、开盖块 41单向锁头弹簧 42、锁盖器弹簧 43、锁舌1 44、锁舌2 45、单向锁头 46、锁杠杆 47、卡刀限位固定螺丝 48、自关断弹簧 49、计量齿轮盒 50、机械气表 51、机械气表上外壳 52、字轮 53、供气通路 54、布帘 55、机械气表下外壳 56、电池盒 58、金属离合套 59、电路电源指示发光二极管 60、通讯方式方法 61、锁孔1 62、气表代码 63、防磁阀门支架 64、计数定量轮 65、定量轴 66、控制缺口1 67、控制缺口2 68、控制缺口3 69、锁孔2 70、支柱 71、定量轴胶圈 72、外接天线接口 73、控制臂平衡条 74、锁盖柱1 75、锁盖柱2 77、开关限位柱 78、出气口端 79、进气口端 80、防磁物联网气表外壳 81、阀门口 82、常闭开关K3

具体实施方式

本发明是这样实现的：在机械膜式气表中，通过气表的气流量，经气表的膜式容积式计量盒的机械检测计量，在计量齿轮盒(49)中经计量齿轮组(36)的齿轮传递，将计量值用转动的机械数字字轮(52)或齿轮顶端上的数字来显示累计流量和瞬时流量读数；在气量的计量值传递轮中，设定一个适当的计量定量等级，例如家庭常用气表设定在0.1立方米计量轮上，作为计数定量轮(64)。这个计数定量轮(64)转动一圈就是1立方米气流量，作为每一轮供气的收费基本单位。若是更大供气量的更大通径气表，相应地就设在更高计量级的计量轮如1立方米或者10立方米、100立方米上。在计数定量轮(64)的轮轴上、在不同高度位置、不同角度的部位上，设置有为便于在转动中依次循环控制的三个定量控制缺口：控制缺口1(66)、控制缺口2(67)、控制缺口3(68)；一个控制缺口转过去后再接着下一个控制缺口；与每个控制缺口一一对应的是弹簧卡刀1(15)、弹簧卡刀2(16)、弹簧卡刀3(17)；将弹簧卡刀1(15)、弹簧卡刀2(16)、弹簧卡刀3(17)中部弯曲，使其作为长度可以伸缩的弹簧使用。弹簧卡刀1(15)、弹簧卡刀2(16)、弹簧卡刀3(17)组合安装在控制臂(13)上。

下面结合例图加以说明。在例图中，为了将主要部分的结构表现得较为清楚，图中将一些次要结构作了挪动、或气表原结构中不需作表述的部分作了适当的省略，对若干零部件，如弹簧卡刀的形状、位置和编号，为图示方便，也有所不同；同时，对于前面已作了诸多详细说明的，下面的说明就作了适当的省略。

图1是物联网智能气表结构示意图，图1状态显示的是控制臂(13)上的磁铁1(11)与磁滑阀(9)同性相斥，磁滑阀(9)通过杠杆(8)、支杆(27)、穿过橡胶碗(7)上的耳朵(30)的滑阀(32)，拉动橡胶碗(7)向离开阀门口(81)方向运动，橡胶碗(7)上的泄流孔(29)打开，阀门(5)处于开启状态。下面对图1的工作过程加以描述。先设定进气阀门(5)的状态为关闭，如图4状态：控制臂(13)上固定有二个极性互为倒置的磁铁1(11)和磁铁2(12)；由于磁铁2(12)与磁滑阀(9)异性相吸，磁滑阀(9)通过杠杆(8)、支杆(27)作用于另一端的滑阀(32)，穿过橡胶碗(7)上耳朵(30)的滑阀(32)压紧橡胶碗(7)上的泄流孔(29)，从而令进气阀门(5)的状态为关闭。在这个状态，控制臂(13)上的开关K1(25)受控制支柱1(34)作用，开关K1(25)合上，电路板(1)上电，电路电源指示发光二极管(59)瞬时发光，通过通讯网络与管理中心的集中管理计算机进行交互式通讯、物联网协议数据交换加密通讯，若该用户帐户费用不足或长期、多次不能收缴气费，供气公司已设定该用户为不能清算气费用气户，这种情形极少见，瞬时通讯停止，电路无费报警，电路停止交互式加密通讯。此种状态需用户去缴纳费用，并按应急按键(3)恢复供气；也可根据气表上的通讯方式方法(60)立即与供气公司联系解决。通常情况下，若经数据交换确认、加密通讯正常，中心管理计算机对费用或其他供气条件进行收费确认，向电路板(1)发出开阀指令，电路板(1)给电磁铁(14)、微型减速电动机(19)正方向上电，电磁铁(14)的作用杆(20)克服电磁铁弹簧(18)的弹力从控制臂(13)的小孔(23)伸出，顶住中心转动轴(21)，在微型减速电动机(19)转动至中心转动轴(21)上的离合孔(22)正对作用杆(20)位置时，作用杆(20)从控制臂(13)的小孔(23)进入离合孔(22)，微型减速电动机(19)驱动控制臂(13)，开关K1(25)离开控制支柱1(34)，开关K1(25)断开；在此同时，控制臂(13)上的弹簧卡刀3(17)、弹簧卡刀2(16)的斜面依次碰上计数定量轮(64)的定量轴(65)，并利用弹性“弯腰”通过定量轴(65)；另一方面，控制臂(13)上的磁铁2(12)与磁滑阀(9)分离，磁铁1(11)转动至磁滑阀(9)上方，但不到磁铁1(11)与磁滑阀(9)的中心线，磁铁1(11)与磁滑阀(9)异性相斥，磁滑阀(9)通过杠杆(8)、支杆(27)作用于另一端的滑阀(32)，穿过橡胶碗(7)上耳朵(30)的滑阀(32)离开泄流孔(29)，并带动橡胶碗(7)向离开阀门口(81)方向运动开启阀门(5)；控制臂(13)在转动中触及控制支柱2(35)，开关K2(26)合上，发出断电指令，电路板(1)断电，电磁铁(14)断电，微型减速电动机(19)断电；控制臂(13)在断电瞬间仍保持转动，然后在磁铁1(11)与磁滑阀(9)异性相斥力作用下停顿、退后，在这瞬间停顿中，电磁铁(14)的作用杆(20)在电磁铁弹簧(18)的作用下退出离合孔(22)，缩回到控制臂(13)的小孔(23)内，控制臂(13)与中心转动轴(21)分离；在磁铁1(11)与磁滑阀(9)同性相斥力、磁铁2(12)与磁滑阀(9)异性相吸力作用下，控制臂(13)向关阀方向转动，弹簧卡刀1(15)的刀口停在计数定量轮(64)的定量轴(65)上，一次开阀驱动完成，一轮供气开始。若未能收到气费，按压应急按键(3)，若满足供气条件，气表的开启阀门(5)的过程是相同的，不同处仅是中心管理计算机的清算管理方式不同。在供气过程中，计量齿轮组(36)转动，计数定量轮(64)转动，定量轴(65)上的控制缺口1(66)、控制缺口2(67)、控制缺口3(68)依次转动至弹簧卡刀控制位置：控制缺口1(66)逐渐转动至弹簧卡刀1(15)的位置，供气过程中弹簧卡刀1(15)通过控制缺口1(66)；弹簧卡刀2(16)接替弹簧卡刀1停在转动过来的控制缺口2(67)上；弹簧卡刀2(16)通过控制缺口2(67)；弹簧卡刀3(17)停在控制缺口3(68)上，供气至此，根据设定，已有一轮供气的一半以上或三分之二，并继续不停顿地供气；此时控制臂(13)上的开关K1(25)已转动至控制支柱1(34)位置，开关K1(25)合上，电路板(1)上电，电路电源指示发光二极管(59)瞬时发光，通过通讯网络与管理中心的集中管理计算机进行瞬时物联网协议加密通讯收取下一轮供气气费，若用户气费未能收到，仍继续供气，直至这一单位气供完；若正常收到气费，发出下一轮供开阀指令，电路板(1)给电磁铁(14)、微型减速电动机(19)正方向上电，电磁铁(14)的作用杆(20)克服电磁铁弹簧(18)的弹力从控制臂(13)的小孔(23)伸出，顶住中心转动轴(21)，在微型减速电动机(19)转动至中心转动轴(21)上的离合孔(22)正对作用杆(20)位置时，作用杆(20)进入离合孔(22)，微型减速电动机(19)驱动控制臂(13)，开关K1(25)离开控制支柱1(34)，开关K1(25)断开，另一方面，控制臂(13)上的弹簧卡刀2(16)、弹簧卡刀1(15)的斜面依次碰上计数定量轮(64)的定量轴(65)，并利用弹性“弯腰”通过定量轴(65)；控制臂(13)上的开关K2(26)在转动中触及控制支柱2(35)，开关K2(26)合上，发出断电指令，电路板(1)断电，电磁铁(14)断电；控制臂(13)在断电瞬间仍保持转动，然后在磁铁1(11)与磁滑阀(9)异性相斥力作用下退后，在这瞬间停顿中，电磁铁(14)的作用杆(20)在电磁铁弹簧(18)的作用下退出离合孔(22)，缩回到控制臂(13)的小孔(23)内，控制臂(13)与中心转动轴(21)分离；弹簧卡刀1(15)的刀口停在计数定量轮(64)的定量轴(65)上，直至转动中的定量轴(65)上的控制缺口1(66)在新一轮供气中转过来与弹簧卡刀1(15)再次会合。如此重复一轮又一轮的收费--供气--收费--供气过程。

一轮正常供气，弹簧卡刀转动和控制臂(13)被驱动复原的距离就是弹簧卡刀1(15)刀口至弹簧卡刀3(17)刀口的距离，只有几个毫米。在不欠气费、银行扣缴或统一结算气费的正常供气作业中，关闭阀门的情形不可能发生！物联网智能气表的作业只是在一轮供气中途即时、瞬时查收气费，启动气表控制机构恢复至新一轮供气状态，瞬时作业不足一秒。从管理角度来说，集中管理计算机可以极轻易地完成一个极大区域内本发明气表的大规模供气集中管理、控制、收费，包括多阶梯气价的气费管理、缺气时有效的供气管理、供气设施失控的即时供气管理。用气户也可因此得到优质的供气管理服务，及时方便地得到自己的用气、气费信息。

图3是控制臂(13)上只有一只控制用磁铁的物联网智能气表结构示意图，即只用了一只磁铁1(11)，少用了一只磁铁2(12)，但是在阀门架(10)内滑阀(32)上方增加了一只自关断弹簧(48)。由于少用了一只强磁铁，降低了成本；这个方案的最大优势在于，在控制臂(13)被取下时，阀门(5)仍可以自然地处在关闭状态。图6的工作过程与图1所述几乎完全相同。不同之处仅在于，由于只用了一只与磁滑阀(9)处于同性相斥状态的磁铁1(11)，磁铁2(12)的作用被自关断弹簧(48)代替。下面叙述工作过程：气表的供气通路(53)上有在未加控制时无电自动关闭的阀门(5)，阀门(5)的内结构由阀体(6)、橡胶碗(7)、杠杆(8)、磁滑阀(9)、支杆(27)、自关断弹簧(48)、阀门架(10)组成；橡胶碗(7)上有先导孔(28)、泄流孔(29)、耳朵(30)，橡胶碗(7)底部内有增加抗压强度的加强板(31)；磁滑阀(9)通过杠杆(8)、支杆(27)作用于另一端的滑阀(32)和滑阀(32)上方的自关断弹簧(48)；阀门(5)的外结构有控制臂(13)，控制臂(13)上安装有磁铁1(11)、电磁铁(14)、开关K1(25)、开关K2(26)、微型减速电动机(19)、弹簧卡刀1(15)、弹簧卡刀2(16)、弹簧卡刀3(17)；在控制臂(13)作正方向有限转动开启阀门(5)时，磁铁1(11)隔着机械气表(50)、阀门架(10)与磁滑阀(9)同性相斥，磁滑阀(9)向里，磁滑阀(9)通过杠杆(8)、支杆(27)、穿进耳朵(30)的滑阀(32)带动橡胶碗(7)向离开阀门口(81)方向运动，滑阀(32)放开泄流孔(29)，同时压缩自关断弹簧(48)、从而开通阀门(5)；未完全转动至磁铁1(11)与磁滑阀(9)各自中线的磁铁1(11)、与磁滑阀(9)的同性相斥力，提供了控制臂(13)向关阀方向转动的动能；从而将关闭阀门(5)所需的能量，寄存在磁铁1(11)与磁滑阀(9)的同性相斥的位移、和自关断弹簧(48)被压缩的动能中；供气过程中控制臂(13)受磁铁1(11)与磁滑阀(9)的同性相斥作用力，作反方向关闭阀门(5)的有控制转动，一轮供气将结束时，磁铁1(11)转动离开磁滑阀(9)上方、自关断弹簧(48)释放压缩力，磁滑阀(9)被动向外滑动，自关断弹簧(48)带动滑阀(32)、橡胶碗(7)向靠近阀门口(81)方向运动，滑阀(32)压紧泄流孔(29)、橡胶碗(7)，从而关断阀门(5)。其它的工作过程与图1完全相同了。

图2是物联网智能气表的电路原理框图，这个电路中有互联网的2.0版物联网的安全协议、可与中心管理计算机进行数据交换通讯；关键是电路板(1)平时不上电、不工作，也不受攻击；只在一轮供气过半，弹簧卡刀3(17)压在定量轴的控制缺口3(68)上，控制臂(13)转动至开关K1(25)与控制支柱1(34)处，电路板(1)上电瞬时工作，收费后电路向微型减速电动机(19)和电磁铁(14)瞬时正方向供电……，这个过程就不赘述了。这里涉及到供气管气收气费的规章制度，无论是预付费还是供后结算，收不到气费就有一个有效管理控制、督促缴纳气费的问题。本发明气表是这个问题的更好解决方案。

图6是物联网智能气表的收费与供气闭环支付交换控制图，物联网智能气表的供气与收费管理，即电子货币与实物货物闭环支付交换的控制图，这个图清楚说明了物联网智能气表中电子货币与实物货物在供气管理中的支付交换、供气管理的过程控制；其输出端反馈到输入端，实现闭环控制，收费与供气是一个完全的输入/输出闭环控制关系；更特别考虑到供气与居民生活的特殊性，即使未收到气费，也不能立即断气，要继续供气，给用气户一个缓冲。

图4是物联网智能气表阀门无电自动关断状态示意图，图5是物联网智能气表电机驱动开启阀门状态示意图。由于前面已作了详细叙述，就不再赘述了。

图7是物联网智能气表锁盖器电气机械结构示意图，本图从图1中取出便于说明。在正常供气过程中，控制臂(13)正向驱动开阀时，中心转动轴(21)上的开盖块(40)正向转动触碰到单向锁头(45)，在单向锁头弹簧(41)作用下，单向锁头(45)转动让过开盖块(40)，因此正向开阀对锁盖器机械结构不发生作用；在电路板(1)接受开盖指令后，中心转动轴(21)反方向转动，开盖块(40)反向转动中触碰到单向锁头(45)，并克服锁盖器弹簧(42)的弹力，驱动锁杠杆(46)，锁杠杆(46)两端的锁舌1(43)退出机械气表上外壳(51)上的锁孔1(61)、锁舌2(44)退出锁孔2(69)，驱动锁杠杆(46)触碰常闭开关K3(82)，由于内电池(37)与外电池1(38)外电池2(39)是通过常闭开关K3(82)向电路板(1)供电的，微型减速电动机(19)断电停转，此时将防磁物联网气表外壳(80)取下即可。

图8是物联网智能气表机械程序控制图，这个图的工作过程前面已作了详细叙述，就不再赘述了。

Claims (2)

1.一种物联网智能气表，包括机械式气表、与气表为一体的阀门和信息化集中/分散管理的物联网网络通讯电路；

其中所述机械式气表，包括进行计量传递的计量齿轮组(36)，及供水量字轮(52)；阀门(5)包括阀体(6)、控制阀门(5)开启的电路板(1)和自动关闭阀门(5)的机械控制机构；

其特征在于，在机械气表(50)上叠加的防磁物联网气表外壳(80)内的电路板(1)，安装有互联网协议、物联网安全协议的程序和电路，有瞬时上电通过物联网与中心管理计算机进行即时密码通讯、数据交换的功能；电路板(1)并有能执行开启阀门(5)指令的功率驱动电路；在电路板(1)的存储器上赋予每一只气表不同且唯一的数字电子代码；在防磁物联网气表外壳(80)的明显部位有与电子代码相关联的气表代码(62)、与供气管理方联系的通讯方式方法(60)；在防磁物联网气表外壳(80)上有电路天线(2)、外接天线接口(72)；每个气表的供气量字轮(52)显示的数字、每个气表电路的内部代码，与集中管理计算机内的相应气表代码和供气量、管理内容经校验一一对应；在机械气表(50)停止供气、阀门(5)关闭，控制支柱1(34)作用于安装在控制臂(13)上的开关K1(25)，开关K1(25)处于合上状态时，按压防磁物联网气表外壳(80)上的应急按键(3)可以给电路板(1)上电并启动电路板(1)工作，电路板(1)有条件给电磁铁(14)、微型减速电动机(19)正方向上电、驱动控制臂(13)正方向局部转动开启阀门(5)；控制支柱1(34)与开关K1(25)脱离、开关K1(25)处于断开状态时，按压应急按键(3)可以给电路板(1)上电并查看电池、电路工作状态和缴费供气情况；电路板(1)上的智能卡启动电路磁性开关(4)贴近防磁物联网气表外壳(80)；在机械气表(50)内的供气通路(53)上安装有在未加控制时可无电自动关闭的阀门(5)；阀门(5)的内结构由阀体(6)、橡胶碗(7)、杠杆(8)、磁滑阀(9)、支杆(27)、滑阀(32)、阀门架(10)组成；橡胶碗(7)上有先导孔(28)、泄流孔(29)、耳朵(30)；橡胶碗(7)整体内有布帘(54)作加强筋、底部内有增加抗压强度的加强板(31)；加强板(31)在加工进橡胶碗(7)前表面粗糙、布满微小孔；阀门架(10)紧贴机械气表上外壳(51)；安装在机械气表上外壳(51)外有阀门(5)的外结构控制臂(13)，控制臂(13)上并排安装有磁极相互倒置的磁铁1(11)、磁铁2(12)，还安装有电磁铁(14)、开关K1(25)、开关K2(26)，和微型减速电动机(19)，还组合安装有弹簧卡刀1(15)、弹簧卡刀2(16)、弹簧卡刀3(17)；在控制臂(13)作正方向开通阀门(5)的局部转动时，磁铁1(11)、磁铁2(12) 隔着机械气表上外壳(51)、阀门架(10)与磁滑阀(9)分别磁作用，磁铁1(11)转动至与磁滑阀(9)未到各自中线的上方，与磁滑阀(9)同性相斥，磁滑阀(9)向内，磁滑阀(9)通过杠杆(8)、支杆(27)、杠杆(8)另一端穿进耳朵(30)的滑阀(32)放开泄流孔(29)，并带动橡胶碗(7)向离开阀门口(81)方向运动，从而开通阀门(5)；在开通阀门(5)过程中，未转动至磁滑阀(9)上方各自中线的磁铁1(11)、与磁滑阀(9)的同性相斥力，和磁铁2(12)与磁滑阀(9)异性相吸的力，提供了控制臂(13)向关阀方向转动的动能，从而将关闭阀门(5)所需的能量，寄存在磁铁1(11)与磁滑阀(9)的同性相斥、磁铁2(12)与磁滑阀(9)的异性相吸的位移中；供气过程中控制臂(13)受磁铁1(11)与磁滑阀(9)的同性相斥作用力、磁铁2(12)与磁滑阀(9)的异性相吸作用力，作反方向关闭阀门(5)的受控制转动，磁铁2(12)转动至磁滑阀(9)上方、与磁滑阀(9)异性相吸，磁滑阀(9)向外，磁滑阀(9)通过杠杆(8)、支杆(27)、穿进耳朵(30)的杠杆(8)另一端的滑阀(32)推动橡胶碗(7)向靠近阀门口(81)方向运动，滑阀(32)压紧泄流孔(29)、橡胶碗(7)，从而关断阀门(5)；控制臂(13)上安装的微型减速电动机(19)的机身固定在防磁阀门支架(63)上，微型减速电动机(19)的转动力输出轴插入与控制臂(13)固为一体的金属离合套(58)内，作为控制臂(13)的中心转动轴(21)；中心转动轴(21)上还有离合孔(22)、开盖块(40)；开盖块(40)作用于单向锁头(45)，电磁铁(14)的作用杆(20)作用于离合孔(22)；用机械气表上外壳(51)上的多根支柱(70)将防磁阀门支架(63)加以固定，从而将整个控制臂(13)及控制臂(13)上的所有零件、部件安装在机械气表上外壳(51)与防磁阀门支架(63)之间；机械气表上外壳(51)上的控制支柱1(34)、控制支柱2(35)，在控制臂(13)转动时，控制支柱1(34)作用于开关K1(25)、控制支柱2(35)作用于开关K2(26)，开关K1(25)、开关K2(26)受控制合上或断开；在气表计量齿轮组(36)上引出计数定量轮(64)，计数定量轮(64)上带控制缺口1(66)、控制缺口2(67)、控制缺口3(68)的定量轴(65)，安装在机械气表上外壳(51)与防磁阀门支架(63)间；控制臂(13)上的弹簧卡刀1(15)、弹簧卡刀2(16)、弹簧卡刀3(17)与控制缺口1(66)、控制缺口2(67)、控制缺口3(68)一一相对，弹簧卡刀1(15)、弹簧卡刀2(16)、弹簧卡刀3(17)在定量轴(65)转动时分别作用于控制缺口1(66)、控制缺口2(67)，控制缺口3(68)；弹簧卡刀1(15)、弹簧卡刀2(16)、弹簧卡刀3(17)的刀身呈弯曲状态，可在受力时作弹性伸缩；在电磁铁(14)未上电不工作时，电磁铁(14)的作用杆(20)在电磁铁弹簧(18)的作用下缩在控制臂(13)的小孔(23)内，控制臂(13)与中心转动轴(21)脱开，控制臂(13)与中心转动轴(21)可以分别转动；在电磁铁(14)上电工作时，电磁铁(14)的作用杆(20)受电磁铁(14)的电磁力作用，克服电磁铁弹簧(18)的作用力从控制臂(13)的小孔(23)伸入中心转动轴(21)上的离合孔(22)，微型减速电动机(19)与控制臂(13)合上，同时微型减速电动机(19)正方向上电，控制臂(13)与中心转动轴(21)因此共同正方向局部转动，开启阀门(5)；需要打开防磁物联网气表外壳(80)时，在电磁铁(14)未上电，给微型减速电动机(19)反方向上电，微型减速电动机(19)反方向转动，控制臂(13)不动，在微型减速电动机(19)的中心转动轴(21)上的开盖块(40)也反方向转动，带动安装在机械气表上外壳(51)上的单向锁头(45)、锁杠杆(46)，锁杠杆(46)两端的锁舌1(43)、锁舌2(44)，克服锁盖器弹簧(42)的弹力，锁舌1(43)、锁舌2(44)分别退出防磁物联网气表外壳(80)内壁上的锁孔1(61)，锁孔2(69)，锁杠杆(46)触碰常闭开关K3(82)，常闭开关K3(82)断开，微型减速电动机(19)断电停止转动；防磁物联网气表外壳(80)上外电池盒(56)；电池盒(56)与电路板(1)通过桥式整流器电连接；内电池(37)与外电池(38)使用并联电源保护开关电路，并通过常闭开关K3(82)与电路板(1)电连接。

2.根据权利要求1所述的一种物联网智能气表，其特征在于：机械气表(50)内的供气通路(53)上有在未加控制时无电自动关闭的阀门(5)，阀门(5)可替代的内结构由阀体(6)、橡胶碗(7)、杠杆(8)、磁滑阀(9)、支杆(27)、滑阀(32)、自关断弹簧(48)、阀门架(10)组成；橡胶碗(7)上有先导孔(28)、泄流孔(29)、耳朵(30)，橡胶碗(7)整体内有布帘(54)作加强筋、底部内有增加抗压强度的加强板(31)；加强板(31)在加工进橡胶碗(7)前表面粗糙、布满微小孔；磁滑阀(9)通过杠杆(8)、支杆(27)作用于另一端的滑阀(32)和滑阀(32)上的自关断弹簧(48)；阀门(5)的外结构有控制臂(13)，控制臂(13)上安装有磁铁1(11)、电磁铁(14)、开关K1(25)、开关K2(26)、和微型减速电动机(19)，还组合安装了弹簧卡刀1(15)、弹簧卡刀2(16)、弹簧卡刀3(17)；在控制臂(13)作正方向局部转动开启阀门(5)时，磁铁1(11)隔着机械气表上外壳(51)、阀门架(10)与磁滑阀(9)同性相斥，磁滑阀(9)向里，磁滑阀(9)通过杠杆(8)、支杆(27)、穿进耳朵(30)的滑阀(32)带动橡胶碗(7)向离开阀门口(81)方向运动，滑阀(32)放开泄流孔(29)，同时压缩自关断弹簧(48)、从而开通阀门(5)；未完全转动至磁铁1(11)与磁滑阀(9)各自中线的磁铁1(11)、与磁滑阀(9)的同性相斥力，提供了控制臂(13)向关阀方向转动的动能；从而将关闭阀门(5)所需的能量，寄存在磁铁1(11)与磁滑阀(9)的同性相斥的位移、和自关断弹簧(48)被压缩的弹簧形变中；供气过程中控制臂(13)受磁铁1(11)与磁滑阀(9)的同性相斥作用力，作反方向关闭阀门(5)的受控制转动，一轮供气将结束时，磁铁1(11)转动离开磁滑阀(9)、自关断弹簧(48)释放压缩力，磁滑阀(9)被动向外，自关断弹簧(48)带动滑阀(32)、橡胶碗(7)向靠近阀门口(81)方向运动，滑阀(32)压紧泄流孔(29)、橡胶碗(7)，从而关断阀门(5)。