CN2557774Y

CN2557774Y - 热量式ic卡智能电磁阀

Info

Publication number: CN2557774Y
Application number: CN 01220051
Authority: CN
Inventors: 谢宗海; 黄仁堂; 周增力; 李成政
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-04-25
Filing date: 2001-04-25
Publication date: 2003-06-25
Anticipated expiration: 2011-04-25

Abstract

本实用新型公开了一种热量式IC卡智能电磁阀，它由核心部件单片机和与之相连接的六个电路单元构成；它们分别是流量采样电路和温度采样及温度采样后的电压频率转换电路、单片机控制下的显示电路、IC卡卡座盒子开门关门IC卡插卡与否检测和电源起动电路以及不用水超时自动停电电源电路、电源断电检测电路、控制电磁水阀电路和控制有关燃具控制信号和报警电路和检测IC卡湿水和读写IC卡控制电路。该装置可以控制、计量水、电的用度，极具有市场推广、应用价值。

Description

热量式IC卡智能电磁阀

技术领域

本实用新型涉及一种水流量和水升温的综合计量控制仪器，尤其是一种热量式IC卡智能电磁阀。

背景技术

我们国家地大物博，资源也相当丰富，但也有相当多的地区水资源并不富裕，特别是在人口密度较大的一些大中城市水资源更是缺乏，加热燃料资源也由于现代化建设的需求而日趋紧张，太阳能热水装置的开发虽然能缓解一些。在一些人群集中的学校、医院等场所，水和加热能源的紧张更为突出，加上一些人的节约观念淡薄，浪费水和能源的现象随处可见。根据广西情报所检索，国内目前尚未报道IC卡用于水计量装置中对接触式IC卡防水，防停电漏写卡的热量式IC卡智能电磁阀。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种热量式IC卡智能电磁阀，该装置可以控制、计量水、电的用度。为此，本实用新型采用的技术方案是一种热量式IC卡智能电磁阀，包括具有至少十个以上接线端子的单片机(8051)，其中，与所述单片机(8051)接线端子相连接的还包括流量和温度采样及其电压频率转换电路，防水式IC卡卡座盒及其电源起动、自动停电电路，IC卡湿水情况及IC卡读卡控制电路，流量、温度、热量显示电路，电源断电控制电路，电磁阀控制及报警电路，其中，所述的流量和温度采样及其电压频率转换电路由旋翼式水表的花针(M)、红外接收管(T₁)、接收管发射极电阻(R₁)、红外发光二极管(D₁)、限流电阻(R₂)、三极管(T₂)、电阻(R₃)、三极管(T₃)、电阻(R₄)、电压频率转换器(LM331)构成，并且，所述的红外接收管(T₁)其发射极与所述的单片机(8051)的接线端子(P₃₄)相连接且构成流量采样电路，所述的三极管(T₂)、电阻(R₃)构成一个冷水温度信号取样电路且经所述三极管(T₂)的发射极连接一K开关3的断开端，所述的三极管(T₃)、电阻(R₄)构成一个热水温度信号取样电路且经所述三极管(T₃)的发射极连接所述K开关3的闭合端，所述单片机(8051)的接线端子(P₁₀)与所述的电压频率转换器(LM331)连接的K开关3的闭合端相连接，所述的电压频率转换器(LM331)的另一端与所述的单片机(8051)的接线端子(P₃₅)相连接且构成温度取样电路。由于采用了上述的技术方案，本实用新型体现出的优点是显而易见的：

1、具有热水流量计量和温差相乘的特点，给热水的管理提供一种自动化管理仪器，经单片机软件处理也可做冷水流量管理仪器；

2、接触式IC卡湿水后，IC卡数据不受破坏，低成本的卡座盒可以使IC卡使用过程达到防水效果，卡座上的插卡开关与盒子门上的干簧管和磁铁组成的防水开关串联，这两开关控制电源的起动，只有IC卡***且关盒子门才起动电源提供了基本的防水措施。卡座中接触弹片与IC卡接触条和测水接触条间隔地排列，可以防止卡未***时卡本身就己湿水的情况下对卡的读写误操作。这种测水功能可直接去控制电源起动，以实现软硬件同时检测。使IC卡数据处理更为可靠；

3、具有防中途停电免写卡功能；

4、对用完水后，而又不开盒子门取走IC卡的场合，能自行断电。以节省电能。

附图说明

图1是本实用新型的电路结构方框示意图；

图2是本实用新型的流量和热水温度及冷水温度采样的电路图；

图3是本实用新型的显示流量、温度、温差、热量的电路图；

图4是本实用新型卡座盒结构示意图及具与电路的连接图；

图4-1是图4的卡座盒关门时的结构示意图；

图4-2是图4的卡座盒开门时内部各部分结构示意图与电路的连接图；

图5是本实用新型的电源断电检测电路图；

图6是本实用新型的电磁水阀控制和报警电路图；

图7是本实用新型的IC卡读写和检测IC卡湿水情况的电路图；

图8是本实用新型的IC卡卡座内接触弹片的接线示意图；

图9是本实用新型的IC卡芯片接线示意图。

具体实施方式

本实用新型涉及一种热量式IC卡智能电磁阀，包括具有至少十个以上接线端子的单片机(8051)，其中，与所述单片机(8051)接线端子相连接的还包括流量和温度采样及其电压频率转换电路，防水式IC卡卡座盒及其电源起动、自动停电电路，IC卡湿水情况及IC卡读卡控制电路，流量、温度、热量显示电路，电源断电控制电路，电磁阀控制及报警电路，其中，所述的流量和温度采样及其电压频率转换电路由旋翼式水表的花针(M)、红外接收管(T₁)、接收管发射极电阻(R₁)、红外发光二极管(D₁)、限流电阻(R₂)、三极管(T₂)、电阻(R₃)、三极管(T₃)、电阻(R₄)、电压频率转换器(LM331)构成，并且，所述的红外接收管(T₁)其发射极与所述的单片机(8051)的接线端子(P₃₄₎相连接且构成流量采样电路，所述的三极管(I₂)、电阻(R₃)构成一个冷水温度信号取样电路且经所述三极管(I₂)的发射极连接一K开关3的断开端，所述的三极管(T₃)、电阻(R₄)构成一个热水温度信号取样电路且经所述三极管(T₃)的发射极连接所述K开关3的闭合端，所述单片机(8051)的接线端子(P₁₀)与所述的电压频率转换器(LM331)连接的K开关3的闭合端相连接，所述的电压频率转换器(LM331)的另一端与所述的单片机(8051)的接线端子(P₃₅)相连接且构成温度取样电路。并且，所述的防水式IC卡卡座盒及其电源起动、自动停电电路包括卡座(A)、IC卡芯片、芯片电路板、干簧管(F)、设置在盒内门上的永磁铁(B)、电容(C₁)、滤波电容(C₂)、输出电源(E₁)、二极管(D₂)、记数器(4040)、电源起动三极管(T₄)、接地电阻(R₅)、(R₆)、限流电阻(R₇)，其中，在所述的干簧管(F)与所述的电容(C₁)的相接处连接所述的接地电阻(R₅)及连接所述的单片机(8051)的(P₃₂)端，所述的记数器(4040)的(CR)端与所述的接地电阻(R₆)及一个流量脉冲信号端(I)相连接、其时钟信号输入端(CP)连接一个低频脉冲发生器(H)的输出信号端其输出端(Q₁₂)连所述的接限流电阻(R₇)，所述的R₇另一端与所述的电源起动三极管(T₄)的基极端相连接，而所述的(T₄)的发射极与所述的电源E。相连接、其集电极端与所述的滤波电容(C₂)、输出电源(E₁)相连接。另外，所述的卡座(A)其卡座包括上排(1-8)弹片与下排(1′-8′)弹片，其中，所述的上排弹片中的(1、3、5、7)弹片与所述的下排弹片中的(1′、3′、5′、7′)弹片具有间隔且接通。其中，所述的IC卡芯片装在所述芯片电路板上，且所述的芯片电路板其正、反两面板的间距一样，在所述的芯片电路板上设有与所述的卡座弹片相对应的八条电气接触条，且位于正面板上的四条接触条与所述卡座上排的(1、3、5、7、)弹片相连接、位于反面板的四条接触条与所述卡座下排的(1′、3′、5′、7′)弹片相连接，所述正、反两面板上另外的四条电气接触条分别与所述的IC卡芯片的电源端及地线端、串行数据端、时钟脉冲端相连接。从各图上可以更详细地看出本装置中各个电路单元之间的结构关系：图1是本实用新型的方框图，由核心部件单片机和与之相连接的六个电路单元构成；它们分别是流量采样电路和温度采样及温度采样后的电压频率转换电路、单片机控制下的显示电路、IC卡卡座盒子开门关门IC卡插卡与否检测和电源起动电路以及不用水超时自动停电电源电路、电源断电检测电路、控制电磁水阀电路和控制有关燃具控制信号和报警电路和检测IC卡湿水和读写IC卡控制电路。图2-图9表示的是本装置的具体实施方案；上述的流量信号的采样和温度信号的采样电路如图2所示，图中M是旋翼式水表花针，在花针的下方安装一个红外发光二极管D₁，R₂是D₁的限流电阻，M的上方安装有红外接收管T₁，R₁是接收管的发射极电阻，水流流动M就转动，R₂上得到脉冲信号I，送入单片机8051记数端P₃₄得到流量信号，图中三极管T₂和电阻R₃为冷水温度取样电路，三极管T₃、电阻R₄是热水温度取样电路，在8051P10控制下分别将冷水和热水温度信号送入电压频率转换器LM331变成脉冲信号再送到8051P₃₅端得到温度信号，经8051软件处理得到冷热水温差，并用软件将流量乘以温差得到热量(水的比热等于1，水的密度为1)。图3是显示电路，分别显示流量、温度、温差、热量。图中8051RXD和TXD在P₁₁、P₁₂、P₁₃控制下将流量、热水温度和温差、热量信号分别送入译码显示集成块14499(1)、14499(2)、14499(3)，这三片14499分别驱动3个4位数码管E40301(1)、E40301(2)、E40301(3)。图4是IC卡卡座盒子的结构示意图及其与电路的连接图，图4-1是卡座盒子关门时结构示意图，图4-2是盒子开门时的内部结构示意图和电路接线图。图4-2中A为卡座，K₁为卡座上的开关，IC卡***时K₁闭合，F为盒子上装在盒子内部的干簧管，B为永磁铁，安装在盒子门上，门关上时干簧管F中的接点开关K₂闭合，开关K₁和F中的开关K₂串联，然后又与电容C₁、二极管D₂串联再接到记数器4040的CR端，CR端还接一个接地电阻R₆和流量脉冲信号I。另外C₁与F相接处还接电阻R₅到地，R₅上的电压信号接到单片机8051P₃₂脚。4040时钟信号输入端CP接有低频脉冲发生器H的输出信号。4040的输出端Q₁₂接限流电阻R₇，再接电源起动三极管T₄，T₄集电极输出的电源E₁供给除4040以外的所有电路的电源，T₄集电极接有滤波电容C₂。当IC卡***且门关闭时，K₁、K₂接通，R₆上有一瞬时高电平，4040Q₁₂为低电平T₄导通，这就起动了整个装置的电源。使用过程中，水流量脉冲I不停地对4040清零，Q₁₂一直输出低电平，使装置一直维持工作电源，一旦停止用水，方波发生器H对4040记数10分钟左右(可调整)使Q₁₂输出高电平，T₄截止，工作电源切断，这一功能可使停水后不拔卡的情况能节省电源的消耗，在这电路中，当盒子门一打开K₂断开，8051P₃₂得一低电平信号而马上进入写卡状态，以致可将本次用水所耗热量值减去并写入IC卡。图5是电源断电检测电路，图中T₂为断电检测三极管，R₈是T₅的限流电阻，断电信号由T₅发射极电阻R₉经反相器G₁送入8051P₃₃。图中E₀拆除时，R₉上得高电平，8051P₃₃得低电平信号而马上进入写卡状态，将本次用水所耗热量减去并写入IC卡内。图6是控制电磁阀和报警电路图，由8051P₁₅和反相器G₂、三极管T₆、T₇、限流电阻R₁₀及电磁阀L组成，如果IC卡中的热量值不为零，8051P₁₅将输低电平经反相器G₂后，使T₆、T₇导通，电磁阀通电，可正常供水。IC卡中热量值为0，T₆、T₇截止，无法供水。P₁₇、P₁₆按IC卡中有无热量值而输出相应信号，这两信号备用，可以去控制燃具的相应电路。以确保IC卡中有无热量值和装置各部分协调。图中P₂₀、电阻R₁₁、三极管T₈、喇叭Y组成报警电路，当剩余的热量值小于某数值时，P₂₀输出报警信号，喇叭发出报警声。图7是IC卡读写控制和IC卡湿水情况检测电路。IC卡采用串行式电可改写存储器，其串行数据输入输出端和时钟脉冲输入端分别与8051P₀₀P₀₁相接，电路通电后，先检测IC卡中热量值是否为0，如果为0，电磁阀电源被切断。如果不为0，则可以接通电磁阀电源。IC卡湿水信号和卡座上的湿水信号由卡座引出线1、3、5、7、1’、3’、5’、7’及其相联的电阻R₁₄上得到并送到比较器N的同相端(+)、电阻R₁₂、R₁₃分压所得到的电压值送到比较器N的反相端(-)，比较器输出经反相器G₃送到8051P₀₂。当IC卡湿水或卡座中有水，电阻R₁₄上得到较高的电压，比较器N输出高电平，P₀₂得到低电平，此时由8051输出切断电磁阀电源并发出报警信号。另外，本装置IC卡卡座接线方面安排了特殊的接线方法，图8是IC卡卡座及其接线图，卡座的上排弹片1-8与下排弹片1’-8’一一对应相接，1、3、5、7、1’、3’、5’、7’相接，专用于检测IC卡湿水情况。图9是IC卡芯片的接线图，芯片安装于印刷电路上，电路板两面有间距一样并与卡座弹片对应的8条电气接触条。正面图如图9实线图所示，虚线图是从正面方向看进去的反面接线图，各引脚按顺序与电路板正反两面的接触条接通，这样就可使IC卡***卡座时，不论正反均可使各引脚与卡座的对应弹片接通，同时正面的4条接触条1、3、5、7和反面的4条接触条1’、3’、5’、7,，这8条用于检测湿水情况。它们与IC卡芯片的电源端6、6’、芯片地线8、8’、串行数据输入输出端2、2’、时钟脉冲端4、4’间隔地安排，使得IC卡一但湿水，而使这些接触条的某条湿水时，就可在这一条上获得电压信号，使图7中的8051P₀₂脚检测出IC卡已经湿水，以提醒IC卡使用者及时处理，从而使IC卡数据可靠。

Claims

1.一种热量式IC卡智能电磁阀，包括具有至少十个以上接线端子的单片机(8051)，其特征是，与所述单片机(8051)接线端子相连接的还包括流量和温度采样及其电压频率转换电路，防水式IC卡卡座盒及其电源起动、自动停电电路，IC卡湿水情况及IC卡读卡控制电路，流量、温度、热量显示电路，电源断电控制电路，电磁阀控制及报警电路，其中，所述的流量和温度采样及其电压频率转换电路由旋翼式水表的花针(M)、红外接收管(T₁)、接收管发射极电阻(R₁)、红外发光二极管(D₁)、限流电阻(R₂)、三极管(T₂)、电阻(R₃)、三极管(T₃)、电阻(R₄)、电压频率转换器(LM331)构成，并且，所述的红外接收管(T₁)其发射极与所述的单片机(8051)的接线端子(P₃₄)相连接且构成流量采样电路，所述的三极管(T₂)、电阻(R₃)构成一个冷水温度信号取样电路且经所述三极管(T₂)的发射极连接一K开关3的断开端，所述的三极管(T₃)、电阻(R₄)构成一个热水温度信号取样电路且经所述三极管(T₃)的发射极连接所述K开关3的闭合端，所述单片机(8051)的接线端子(P₁₀)与所述的电压频率转换器(LM331)连接的K开关3的闭合端相连接，所述的电压频率转换器(LM331)的另一端与所述的单片机(8051)的接线端子(P₃₅)相连接且构成温度取样电路。

2.根据权利要求1所述的热量式IC卡智能电磁阀，其特征是：所述的防水式IC卡卡座盒及其电源起动、自动停电电路包括卡座(A)、IC卡芯片、芯片电路板、干簧管(F)、设置在盒内门上的永磁铁(B)、电容(C₁)、滤波电容(C₂)、输出电源(E₁)、二极管(D₂)、记数器(4040)、电源起动三极管(T₄)、接地电阻(R₅)、(R₆)、限流电阻(R₇)，其中，在所述的干簧管(F)与所述的电容(C₁)的相接处连接所述的接地电阻(R₅)及连接所述的单片机(8051)的(P₃₂)端，所述的记数器(4040)的(CR)端与所述的接地电阻(R₆)及一个流量脉冲信号端(I)相连接、其时钟信号输入端(CP)连接一个低频脉冲发生器(H)的输出信号端其输出端(Q₁₂)连所述的接限流电阻(R₇)，所述的R₇另一端与所述的电源起动三极管(T₄)的基极端相连接，而所述的(T₄)的发射极与所述的电源E。相连接、其集电极端与所述的滤波电容(C₂)、输出电源(E₁)相连接。

3.根据权利要求2所述的热量式IC卡智能电磁阀，其特征是，所述的卡座(A)其卡座包括上排(1-8)弹片与下排(1′-8′)弹片，其中，所述的上排弹片中的(1、3、5、7)弹片与所述的下排弹片中的(1′、3′、5′、7′)弹片具有间隔且接通。

4.根据权利要求2或3求所述的热量式IC卡智能电磁阀，其特征是，所述的IC卡芯片装在所述芯片电路板上，且所述的芯片电路板其正、反两面板的间距一样，在所述的芯片电路板上设有与所述的卡座弹片相对应的八条电气接触条，且位于正面板上的四条接触条与所述卡座上排的(1、3、5、7、)弹片相连接、位于反面板的四条接触条与所述卡座下排的(1′、3′、5′、7′)弹片相连接，所述正、反两面板上另外的四条电气接触条分别与所述的IC卡芯片的电源端及地线端、串行数据端、时钟脉冲端相连接。