[发明专利]一种用于多只智能水表公用的控制器

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于多只智能水表公用的控制器。

背景技术

目前的一台控制器只能测控一只水表。这不仅造成资源浪费，而且给管理带来不便。就智能IC卡水表而言，水表都是安装在住宅内。用户使用不当，容易损坏水表。供水部门抽查水表也很困难。据了解，国内有个别智能水表的厂家开始研究一台控制器对多只水表进行检测和控制。但使用的是低频射频IC卡。这种卡与天线板之间读、写的距离小，卡内可写的字节少，不能实现“一卡通”。截至目前为止，国内尚未形成产品，也未投入应用。

多只智能水表公用控制器在增加少数元器件情况下，可对多达8只发信水表进行用水量检测、断线检测、执行器开、关控制。这种控制器安装在户外的箱体内，表面装有有机玻璃。用户不再接触控制器。若用户需要了解水表信息，只要将用户卡在有机玻璃面上靠一下，控制器上LCD显示屏随即显示该用户卡对应的水表信息。

发明内容

本发明提供了一种用于多只智能水表公用的控制器，它不但可以实现一台控制器对多只水表进行控制，有效地节约成本，而且便于管理，系统安全性好，提高用水计量精度。

本发明采用了以下技术方案：一种用于多只智能水表公用的控制器，它主要包括电源、天线板、射频识别读写器、存储器和单片机，电源通过AC/DC变换器分别与单片机、存储器和射频识别读写器连接，天线板的输出端与射频识别读写器的输入端连接，天线板与射频识别读写器为双向数据传输连接，射频识别读写器的输出端与单片机的输入端口连接，射频识别读写器与单片机为双向数据传输连接，在单片机的一个I/O端口与存储器为双向数据传输连接，存储器存储各水表的数据，单片机的控制端口与若干智能水表的控制单元连接，每个智能水表对应有高频射频识别卡，高频射频识别卡与射频识别读写器配合使用，当对应的高频射频识别卡插入射频识别读写器中感应后，单片机根据高频射频识别卡的信息对相应的智能水表进行控制，并将智能水表用水信息存储在存储器内。

所述的单片机为PIC16F946型单片机，PIC16F946型单片机设有的4列8位控制端口与8只智能水表的控制单元连接。所述的存储器为串行的EEPROM铁电FM24CL04型存储器。所述的射频识别读写器件采用FM1702型射频识别读写芯片。所述的单片机的输出端口连接有LED显示屏，LED显示屏显示智能水表的信息。所述单片机的输出端口连接有红外接口，红外接口与单片机为双向连接，单片机通过红外接口与外部接收器进行数据传输来实现抄表作业。所述单片机的控制端口与若干智能水表的控制单元分别通过2x16的金属水晶插头座连接。

本发明具有以下有益效果：本发明的单片机上可以与多只智能水表连接，这样一台控制器可以控制多台智能水表，大大节约成本，而且提高用水量的精度。本发明的单片机的输出端口连接有红外接口，红外接口与单片机为双向连接，单片机通过红外接口与外部接收器进行数据传输来实现抄表作业，这样工作人员不需要入户就可以通过专用工具进行抄表，便于管理。本发明采用高频射频识别卡，这样可以防止对用水扇区的数据进行改写，每张高频射频识别卡的用水扇区设置不同的密码，每张卡用水扇区的密码是采用4字节卡的序列号，取反后扩充为8字节，再通过DESSS加密算法(参与加密算法的密钥由密钥管理人员专人负责)，并选择其中前6字节数据作为IC卡的用水扇区的密码。所以获取一张卡的密码几乎是不可能的。由于用水扇区的密码同卡的序列号相联系，故每张卡的密码是唯一的。这就保证了系统的安全性。本发明单片机与智能水表的连接采用2x16的金属水晶插头座，这种水晶插座分上、下两排，不仅使安装方便、控制器的结构紧凑，更重要的是安装时不易出错。上排用于水量检测和断线检测；下排用于执行器的开、关控制。而水晶插头的连线使用不同的颜色线区分，智能水表首次采用阀表一体结构，这对水表的维修、更换十分方便。本发明单片机上LED显示屏，这样可以清晰地显示水表的信息，供水部门工作人员使用检查卡也可检查各智能水表的信息，有利于用户智能水表信息查询和管理。

附图说明

图1为本发明的结构示意图

具体实施方式

在图1中，本发明为一种用于多只智能水表公用的控制器，它主要包括电源、天线板、射频识别读写器、存储器和单片机，电源通过AC/DC变换器分别与单片机、存储器和射频识别读写器连接，天线板的输出端与射频识别读写器的输入端连接，天线板与射频识别读写器为双向数据传输连接，射频识别读写器的输出端与单片机的输入端口连接，射频识别读写器与单片机为双向数据传输连接，单片机的输出端口连接有LED显示屏，LED显示屏显示智能水表的信息，智能水表为阀表一体结构，射频识别读写器采用FM1702型射频识别读写芯片，射频识别读写器与，在单片机的一个I/O端口与存储器为双向数据传输连接，存储器存储各智能水表的数据，存储器为串行的EEPROM铁电FM24CL04型存储器，它可以擦写次数的几乎无限，每只智能水表的信息在存储器中的页面位置是按智能水表的楼层号确定的，存储器的写保护线WE同A0、A1、A2、GND连接起来，并连接到单片机的一个I/O端口(输出端口)，平时该I/O端口输出高电平，以防止外界的干扰信号产生对该器件的写操作，当单片机对存储器进行读、写操作时，才将此端口输出低电平。操作完毕，又恢复到高电平，这就保证了存储器数据的正确性，单片机为PIC16F946型单片机，PIC16F946型单片机设有的4列8位控制端口与8只智能水表的控制单元采用2x16的金属水晶插头座连接，当单片机的端口A的8位用于8只智能水表的用水量检测；端口B的8位用于8只智能水表的断线检测；端口C的8位用于8只智能水表开执行器控制；端口D的8位用于8只智能水表关执行器控制。每列I/O端口的第0位接智能水表1；第1位接智能水表2；第2位接智能水表3......；第7位接智能水表8，在软件设计时采用参考字节并进行左移的方法对8只智能水表循环操作。参考字节初始值设置为00000001，即对一楼智能水表进行操作；一楼智能水表操作完毕，参考字节左移一位，为00000010，即对二楼智能水表进行操作；二楼智能水表操作完毕，参考字节再左移一位，为00000100，即可对三楼智能水表进行操作，如此类推，直到8只智能水表操作完毕，每个智能水表对应有高频射频识别卡，高频射频识别卡与射频识别读写器配合使用，高频射频识别卡为IC卡，在每张高频射频识别卡的用水扇区设置不同的密码，每张高频射频识别卡的用水扇区密码是采用4字节卡的序列号，取反后扩充为8字节，再通过DESSS加密算法，并选择其中前6字节数据作为高频射频识别卡的用水扇区的密码，所以获取一张卡的密码几乎是不可能的。由于用水扇区的密码同卡的序列号相联系，故每张卡的密码是唯一的。这就保证了系统的安全性，当对应的高频射频识别卡插入射频识别读写器中感应后，单片机根据高频射频识别卡的信息对相应的智能水表进行控制，并将智能水表用水信息存储在存储器内，单片机的输出端口连接有红外接口，红外接口与单片机为双向连接，单片机通过红外接口与外部接收器进行数据传输来实现抄表作业。本发明的数据库数据库对每台控制器设置有5位数ID码。而高频射频识别卡中的用户号为6位数，其中高5位与控制器的ID码相同，最低位与用户智能水表楼层相对应，即为1-8，若该位为0或9，则卡无效。如果楼层超过8，则需使用2台控制器。这时9楼智能水表用户号最低位为1，其它楼层类推。本发明的数据库可制作如下的工具卡：“检查卡”、“测试卡”、“清0卡”、“抽查卡”。“清0卡”分为2种：“清0卡1”、“清0卡2”。这些工具卡是给供水部门工作人员专用的。单片机程序设计时，“测试卡”和“清0卡1”只适用于未开户的智能水表；而那些已开户的智能水表，不能使用。““清0卡2”则不分智能水表开户与否，均可使用。“抽查卡”与“检查卡”的区别是前者只检查某楼层智能水表；后者则检查所有智能水表。