CN201903927U - 一种无线远传ic卡智能燃气表 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种无线远传IC卡智能燃气表。在IC卡预付费燃气表基础上安装了无线收发模块与一个在外部电池没电或电压过低时接入的内部电池，不仅可以无线抄表，实现随时方便的了解燃气表的运行情况和可靠的用气控制，而且还实现了即使外部电池没电或者外部电池低电压时无线远传及其控制部分仍然可以正常工作的独特功能。
Description
技术领域
本实用新型涉及IC卡智能燃气表，用于安装在燃气基表上进行计费，特别是一种无线远传IC卡智能燃气表。
背景技术
现有的IC卡燃气表，安装在燃气基表上，当基表计数轮转动一周，燃气表便进行采样，计数一次；IC卡可以进行预付费，当费用用尽，燃气表控制基表阀门关闭。这种IC卡燃气表能够控制用户的用气，但是对于抄表工作，仍然有很多不便，比如用户家中无人，就不能进行抄表，不能及时得知用户的用气与剩余费用情况。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种无线远传IC卡智能燃气表，用以解决现有技术抄表不便的问题。
为实现上述目的，本实用新型的方案是：一种无线远传IC卡智能燃气表，包括微处理器与外部电池，微处理器输入连接用于检测基表计数的计数电路与防窃气的防窃检测电路，输出连接用于显示的LCD电路，输出控制连接用于控制基表阀门的基表阀门控制电路、用于报警提示的报警电路；微控制器还接设有存储器电路、IC卡电路；外部电池连接第一稳压电路模块，第一稳压模块的输出端连接微处理器与上述各电路的电源端，所述燃气表还接设有无线收发电路、第二稳压模块与一个内部电池，第二稳压模块输入连接外部电池，输出连接所述无线收发电路的电源端，所述内部电池通过一个可控开关元件分别连接所述第一稳压模块的输出端以及第二稳压模块的输出端，所述可控开关元件的控制端连接在微处理的输出端口上。
本实用新型的无线远传IC卡智能燃气表，安装了无线收发模块与一个在外部电池没电或电压过低时接入的内部电池，不仅可以无线抄表，实现随时方便的了解燃气表的运行情况和可靠的用气控制，而且还实现了即使外部电池没电或者外部电池低电压时无线远传及其控制部分仍然可以正常工作的独特功能。
进一步的，所述可控开关元件的输出端与第一稳压模块的输出端之间设有第一二极管，可控开关元件的输出端与第二稳压模块的输出端之间设有第二二极管。
所述微处理器采用MSP430F4152单片机。
所述外部电池采用串联干电池，电压为6V，内部电池采用锂电池，电压为3.6V。
所述无线收发电路采用TI的CC1101芯片，与微处理器采用SPI通讯方式，工作频率为433.76MHz。
附图说明
图1是本实用新型的功能结构框图；
图2是本实用新型的部分电路原理图；
图3是无线收发模块电路图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。
如图1所示的一种无线远传IC卡智能燃气表，包括微处理器U1与内部电池BT2、外部电池BT1，微处理器U1输入连接用于检测基表计数的计数电路与防窃气的防窃检测电路，输出连接用于显示的LCD电路，输出控制连接用于控制基表阀门的基表阀门控制电路、用于报警提示的报警电路；微控制器U1还接设有存储器电路、IC卡电路与无线收发电路。
微控制器U1采用MSP430F4152单片机（以下单片机也是指微控制器U1），报警电路采用蜂鸣器BZ1与发光二极管LED。
计数电路与防窃检测电路均采用了干簧管（S1，S2），干簧管的一端接地，另一端通过上拉电阻与单片机管脚相连。基表计数轮上的小磁铁与计数干簧管S2的吸合产生的低电平作为计数脉冲。计数轮转动一周，小磁铁吸合计数干簧管S2一次即产生一次计数。防窃检测电路的磁干扰干簧管S1的位置处于计数干簧管S2的外侧，当窃气者使用磁铁阻碍正常计数时，磁干扰干簧管S1首先闭合，单片机29脚检测到低电平后控制关闭阀门，同时液晶显示错误代码EE20，重新上电或插卡即可开阀。
基表阀门控制电路包括三极管（VT1，VT3，VT4，VT2，VT6，VT5，），保护二极管（VD3，VD4，VD5，VD6，）等，单片机45脚输出高电平时，三极管VT2、VT6、VT5导通，阀门ON脚为高电平，阀门OFF脚为低电平，阀门打开；单片机44脚输出高电平时，三极管VT1、VT3、VT4导通，阀门ON脚为低电平，阀门OFF脚为高电平，阀门关闭。另外法拉电容C21能在主板掉电后为阀门控制电路提供足够的电量来完成关阀，从而能在断电后能安全可靠的关闭阀门，同时在开关阀的过程中也起到供电滤波功能。
无线收发模块主要采用了TI的CC1101芯片，电路采用的是CC1101技术资料推荐的典型电路（如图中所示的J2连接该芯片的接插件，具体电路如图3所示，图中J1为与J2连接的接插件），CC1101与单片机的通信采用SPI总线方式，并由单片机管脚4作为CC1101的片选，片选信号为低有效；CC1101工作在433.76MHz，传输速率为38.4khz。设置CC1101的GDO0管脚功能为同步词汇被送出或收到时声明，在数据包末端时反声明，此管脚连接到单片机的50脚，并配置此管脚为普通IO口线，设置为下降沿中断，当CC1101接收到数据时，GDO0产生一个下降沿，进入中断服务程序设置状态字节中的GDO0位，这样通信处理函数便得到执行，并根据接收到的数据中的控制字判断是唤醒指令，还是抄表指令并作相应处理。CC1101的GDO2被设置为清理信道评估，并与单片机的普通IO口线53管脚相连，设置此管脚为下降沿中断，当有同波段的频率到来时，便触发中断进入相应的中断服务程序，在此服务程序设置电磁波感应的次数为0，若CC1101出现死机状态，程序不能进入GDO2的中断服务程序，在主循环中能够重新配置CC1101使之进入正常状态。设置CC1101为电磁波激活模式，降低整机系统功耗。
燃气表的外部电池BT1采用四节串联的干电池，外部电池BT1连接稳压电路，稳压电路包括第一稳压模块UN2与第二稳压模块UN1，均由RH5RL33AA及其连接电路构成，第二稳压模块UN1的输出端连接无线收发电路的电源端VCC2（如图中J2的最上一个端口），第一稳压模块UN2的输出端连接微处理器与其他电路的电源端VCC。两个串联电阻（R12，R27）分压外部电池电压（+E），两电阻串联点连接单片机U1的48脚，从而实现掉电检测。正常状态下此48脚为高电平，当电池电量低或者掉电，单片机进入中断服务程序保存数据、关闭阀门、显示电量阀门状态指示。
内部电池BT2采用3.6V锂电池，连接一个可控开关元件VT9（CMOS管），可控开关元件VT9的输出端分别通过二极管（VD8，VD10）连接两个稳压模块（UN2，UN1）的输出端（VCC，VCC2），可控开关元件VT9的控制端连接在微处理U1的34脚上。
单片机的34脚输出脉冲触发可控开关元件VT9，进行内部电池切换。其原理为，当程序检测到外部电池掉电后程序使单片机的34脚输出低电平（平时外电池如一直为连接状态时34脚一直输出高电平），这时开关管VT9导通，二极管VD8、VD9也导通，那么这时内部锂电池电压（3.6V）也就直接供给整个电路的供电使用。这样即使用户没有安装外置电池或者外置电池低电压时无线远传控制部分仍然可以正常工作的独特功能，此时的阀门也会立即关闭，IC卡所有操作都为无效，报警电路也无效。计数和防窃气功能持续工作。如程序检测到外部电池又上电的话，首先关闭内部锂电供电切换到外部电池供电之后在保存数据，再启动看门狗复位程序。程序重新启动后所有功能将恢复外电池供电的功能。而内外电池电压检测是通过MSP430F4152内部AD转换原理检测电池电压的，外部电池一旦检测到电压低则在LCD上会显示换电池字样指示，在主程序循环检测中如出现电池电压的则会关闭阀门。
本实用新型还具有大流量检测功能与长时间未使用关阀功能，前者是通过IC卡设置本设备所允许的最大流量，通过连续的监测设备使用3个完整的0.1方气，若在这三个0.1方中流量都超过了限定值则关阀，同时显示错误代码EE70；若没有监测到此条件则认为是正常流量。后者是指用户超过设定时间没有使用设备，设备自动关闭阀门，同时显示EE80，关阀后根据情况由用户自行打开或使用燃气部门工作人员解锁卡打开阀门。具体多久未使用设备关阀可通过IC卡设置。关阀后重插入用户卡即可开阀。本实用新型的IC卡电路由于是现有的成熟技术，不再赘述。
Claims (5)
1.一种无线远传IC卡智能燃气表，包括微处理器与外部电池，微处理器输入连接用于检测基表计数的计数电路与防窃气的防窃检测电路，输出连接用于显示的LCD电路，输出控制连接用于控制基表阀门的基表阀门控制电路、用于报警提示的报警电路；微控制器还接设有存储器电路、IC卡电路；外部电池连接第一稳压电路模块，第一稳压模块的输出端连接微处理器与上述各电路的电源端，其特征在于，所述燃气表还接设有无线收发电路、第二稳压模块与一个内部电池，第二稳压模块输入连接外部电池，输出连接所述无线收发电路的电源端，所述内部电池通过一个可控开关元件分别连接所述第一稳压模块的输出端以及第二稳压模块的输出端，所述可控开关元件的控制端连接在微处理的输出端口上。
2.根据权利要求1所述的一种无线远传IC卡智能燃气表，其特征在于，所述可控开关元件的输出端与第一稳压模块的输出端之间设有第一二极管，可控开关元件的输出端与第二稳压模块的输出端之间设有第二二极管。
3.根据权利要求1所述的一种无线远传IC卡智能燃气表，其特征在于，所述微处理器采用MSP430F4152单片机。
4.根据权利要求1所述的一种无线远传IC卡智能燃气表，其特征在于，所述外部电池采用串联干电池，电压为6V，内部电池采用锂电池，电压为3.6V。
5.根据权利要求1所述的一种无线远传IC卡智能燃气表，其特征在于，所述无线收发电路采用TI的CC1101芯片，与微处理器采用SPI通讯方式，工作频率为433.76MHz。
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