[实用新型]一种太阳能集中供热系统的远程预付费水表

说明书

技术领域：

本实用新型涉及太阳能利用技术及自动控制技术，具体涉及太阳能系统中供热计量的技术领域。

背景技术：

近年来，国家的相关部门也陆续颁布了《全国住宅小区智能化系统示范工程建设要点和技术指导》(试行稿)和《住宅远传抄表系统》等重要文件，为智能小区的行业发展方向提供了理论依据并提出了其发展目标：在先进的计算机技术、通信技术、控制技术及IC卡技术基础上，采用系统集成方法，逐步建立一个沟通小区内部住户与住户、住户与小区综合服务中心，住户与外部社会的多媒体综合信息交互网络平台。

但是目前在中国大部分城市，智能小区的建设还处于规划当中，北京、上海和广州等大城市的智能小区试点也在不断地完善。特别是水、气、电等耗能资源的抄表方式正在进入电子化、智能化和数字化的时代。在以前的相当一段时间内，我国城市居民住宅的水、气、电读表方式还是人工逐月上门抄表的方式，不仅办事效率低下、消耗大量的人力成本，而且还为不法分子提供入室抢劫的可乘之机。

随着住宅商品化的发展，住宅单元个性化和独立性的增强，这种耗能计量收费方式愈来愈显得与社会发展不相适应。另一方面，随着科学技术的进步和人们物质文化生活水平的提高，太阳能集中供热系统的逐步实施，则太阳能集中供热系统的远程预付费水表成为太阳能建筑一体化设计中是中不可缺少的重要组成部分，具有十分重要的发展意义。

发明内容：

本实用新型提出一种太阳能集中供热系统的远程预付费水表，主要使用Dallas公司推出的DS1961s(TM卡)作为用户预存水费的存储介质，设计一款集成度高、动作准确、计量精度高的远程预付费水表。如附图1所示，主要包括微控制器、TM卡读写电路、信号采集模块、电动阀控制电路、电压检测电路、电源模块、实时时钟电路、LCD显示模块等。其特征在于，流量检测模块将太阳能标准热水供水量的机械信号转化为电子信号，通过数据采集接口传送至微控制器，微控制器从TM卡中的预存太阳能标准热水供水量中减去相应的数值并通过电动阀门驱动模块控制水阀门的开闭，同时系统还配备LCD显示电路、电压检测、实时时钟电路等辅助功能模块。微控制器为TM卡远程预付费水表的核心控制单元，它需要完成用户太阳能标准热水供水量信息的采集、累加，并向外围电路发出控制信号。

本实用新型的各个主要组成部分的功能和特点进行说明：

1微控制器

TI公司MSP430系列单片机是一种超低功耗的混合信号控制器，其具有16位RISC结构，CPU的16个寄存器和常数发生器使MSP430微控制器能达到最高的代码效率.灵活的时钟源可以使器件达到最低的功率消耗.数字控制的振荡器(DCO)可使器件从低功耗模式迅速唤醒，在小于6us的时间内被激活到正常的工作方式.MSP430系列单片机的16位定时器是应用于工业控制如纹波计数器、数字化电机控制、电表、水表和手持式仪表等的理想配置，其内置的硬件乘法器大大加强了其功能，提供了软硬件相兼容的范围，提高了数据处理能力.

2TM卡读写模块

TM卡的读写模块是实现远程预付费水表系统功能的关键模块。该模块硬件连线比较少，只需一根数据线连接微控制器的IO口和DS1961s，当TM卡触碰读写卡座，相应的IO口设置在中断工作方式下，微控制器迅速地从低功耗模块中跳转至运行模式，MSP430F149通过IO口从TM卡读取用户的用水信息、余额、现行水价等信息。

1-Wire单总线系统中只定义了一根数据线，所以，保证在适当的时间驱动总线上的每个设备是非常重要的。为使上述操作易于实现，接在1-Wire总线上的每个装置必须都带有个漏极开路或三态端口连接数据线。DS1961s的1-Wire端口是漏极开路的，其内部等效电路如附图2所示。多点总线由连接了多个从机设备的1-Wire总线组成。在标准速率下，1-Wire总线的最大速率为16.3kbps。在高速模式下，速率可达142kbps。DS1961s并不保证与iButton标准完全兼容。其最大速率在标准速率模式下为14.1kbps，在高速模式下125kbps。为了在任意速率下执行存储器和SBA操作命令，DS1961s需要的1-Wire上拉电阻最大值为2.2k欧姆。当与几个DS1961s同时通信时，例如安装同样的密钥给几个器件，在器件从暂存器向EEPROM传送数据时，应该利用一个上拉至Upup的低阻抗上拉旁路这个电阻。