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专利名称：智能加水机的制作方法
技术领域：
本发明涉及智能加水机。
环卫部门使用的洒水车一直沿用从消防栓直接上水。消防栓在无特殊需要的情况下是消防部门专用的供水管道，是无偿使用。而环卫部门的洒水车用水是付费的，由于直接从消防栓上水就无法计量，最终造成结算困难。同样的情况还出现在公共绿地的浇水问题上。
随着城市污水处理系统的完善，处理后对达不到饮用标准的所谓中水可用于环卫和市政园林部门路面洒水和浇绿地，显然对中水的使用是收费的。从另一个方面讲，环卫和市政园林部门对其所属的洒水车和所浇绿地的用水也需控制，以尽量减少无效使用，防止水资源浪费，降低成本。
因此，本发明的目的在于提供一种适合于上述要求的智能加水机。
本发明的智能加水机包括一个与供水系统连接的接口，一个与用水单元(例如，洒水车)连接的供水接口，一个接收用水请求的请求装置，一个检测供水量的检测装置，一个控制计量装置，一个执行装置，以及一个显示报警装置。其中，所述的一个接收用水的请求装置进一步包括一个插卡的插孔，所述的卡是IC卡、磁卡等，和一个至少包括数字0-9、确定和取消键的键盘，所述的一个检测供水量的检测装置是一个流量计，该流量计是一个能输出电检测信号的流量计，所述的控制计量装置是一个装有特定软件的CPU，能读出和识别所述的卡，并根据键盘输入的上水量和来自供水量的检测装置的检测信号对执行装置发出供水和停止供水的信号，实现实时计量并写入所述的卡上的装置，所述的执行装置包括一个可逆的电动机和一个由该电动机控制的阀，优选的是一个电动阀门，所述的显示报警装置包括一个显示器和一个报警器。
按照本发明的一个实施例，智能加水机的与供水系统连接的接口，与用水单位连接的接口，检测供水量的检测装置以及执行装置是在地面下，而接收用水请求装置，控制计量装置以及显示报警装置是在地面上，其间通过信号传输线连接。
按照本发明的另一个实施例，智能加水机的与供水系统连接的接口，检测供水量的检测装置以及执行装置是在地面下，而与用水单元连接的接口，检测供水量的检测装置，控制计量装置以及显示报警装置是在地面上，其间通过供水管道和信号传输线连接。
使用时，将智能加水机安装在便于用水单元上水的场合，如路边、绿地内，然后将与供水系统连接的接口通过管路和接头与供水系统相接。与用水单元连接的接口可以是快速转换接口，也可以是具管螺纹的管路，或者是多级锥形接头，以适合不同用水单元上水接口的要求。
按照本发明的智能加水机可分别接受四种不同的卡，即设置卡、用户卡、查询卡、和校时卡，以适应不同用户的需要。其中设置卡该卡是智能加水机生产厂用来在产品上完成机器号、用户号或代码、以及用户下属的用水单元的编号或代码的设定。在此所说的用户包括供水单位和用水单位；所说的用水单元是指具体用水的装置，例如，隶属于用户环卫部门的某辆洒水车。因此，设置卡是对智能加水机的使用范围作出的限定。
用户卡是供用水单元使用。当在某台智能加水机上用水，就必须具有该机存储的机器号、用户号或代码、和该用水单元的编号或代码，否则，不予供水。
查询卡该卡是供供水单位使用，例如，自来水公司，查询或抄录任何一台智能加水机的使用记录，例如，机器号、用户号、用水单元编号、用水单元的用水时间、用水量等，以便供水单位汇总，向用户结算，并开列清单。查询卡可适用于一台或多台智能加水机，且适用于同一台智能加水机的所有用户及其隶属的所有用水单元。
校时卡是供供水单位用的卡。卡内存有标准时间，供使用单位校对一台或多台智能加水机时间用。
下面就用户卡的使用作更详细的说明。
当智能加水机安装完毕，且用水单元的上水接口和智能加水机的供水接口完成连接。此时，用水单元操作人员通过接收用水的请求装置的插卡装置的插孔插入用户卡，该卡至少包括机器号、用户代码、用水单元代码及预购水量的剩余量。上述信息由控制计量装置识别，认别的结果通过显示报警装置显示。当识别的结果是有效的，用水单元操作人员接着通过按动键盘输入用水量并确认，控制计量装置在获取用水量并确认的信息后，向执行装置发出信号，电动阀门打开，水从供水系统经智能用水机的进水接口、阀、计量装置的流量计、供水接口及其与用水单元的连接管路流入用水单元。其中，流量计对流经该计的用水量进行检测，并实时地通过显示报警装置显示已加入用水单元的用水量，或者显示还有多少水未加入用水单元。一旦达到所要求的用水量，控制计量装置向执行装置的电动机发出一信号，使其逆转将阀门关闭，停止向用水单元供水。计量装置与此同时从IC卡中扣除已加入用水单元的实际用水量。此时插入请求装置中的卡被退出。从而完成对用水单元的加水。
使用时一旦出现，如卡内剩余的用水量已用完，或其它故障时，显示报警装置予以显示，并发出报警信号，智能加水机将自动关闭。
显然，本发明的智能加水机克服了已有技术中存在的缺陷，且是无人管理，有利于水资源的充分合理便用，和有利于降低成本。
本发明的上述目的和其他目的及其优点通过结合附图所示实施例的详细说明将会更加清楚。附图有

图1是按照本发明的智能加水机的结构示意图；图2是按照本发明的智能加水机的原理框图；图3是流程图；图4是电路图。
首先参照图1和图2说明本发明的智能加水机，如图所示，智能加水机包括一个置于地下预制槽内的机架1，机架1上有一进水管道2，管道从一侧向外延伸，其终结处是与供水系统连接的接口3。进水管道2的另一端和电动阀门4的一端相接，阀门4的另一端与流量计5的一端相接，所述的流量计是具电输出的流量计，机架1上还有一供水管道6，该管道从另一侧向外延伸，其终结处是与用水单元连接的接口7，供水管道6的另一端与流量计5的另一端相接。由此，进水管道2、阀门4、流量计5、供水管道6及两端的接口3、7构成水的流动通道。而接收用水的请求装置8，控制计量装置9及显示报警装置10装在地面上的机壳11内。其中阀门4和流量计5与控制计量装置9之间通过信号传输线12、13连接。接收用水的请求装置8进一步包括一个插卡的插孔14和一个键盘15，显示报警装置10包括显示器16和蜂音器17。所述的控制计量装置9进一步包括一个对插入插孔的卡的识别装置，该装置读出卡的类别，卡内记载的数据并与存在存储器内的数据比较；一个接收来自键盘输入的经确认的请求用水量信号，并由此执行装置发出打开/关闭信号的装置；一个用水量计量装置，该装置接收来自流量计输出的电信号计量用水量并将用水量存储在存储器内的装置；一个第一写入装置，该装置读出记载在设置卡内的至少包括机器号，用户单位号或代码，和用户所属用水单元编号或代码，并写入或存储在存储器内；一个第二写入装置，该装置将用水单元每次的用水量写入用水卡；一个第三写入装置，该装置读出存储在存储器内的各用户单位及其所属用户单元不同时间的用水量并写入查询卡；一个第四写入装置，该装置读出记载在校时卡内的时钟信号，并修改CPU中的时钟；一个在接到用水卡的剩余量为零的信号时，向执行装置发出一个关闭信号的装置；和一个显示报警信号输出装置，该装置对前述各装置的运行情况向显示报警装置输出显示和/或报警信号。
控制计量装置的电路图将在后面图4中说明。
现在参照图3来说明本发明的流程图。
程序始于步骤101，在该步骤，用水单元的操作人员将上水用的用户卡插入智能加水机前端面板上的接受用水请求装置的插孔14内，如插入卡的方向不对，卡被弹出，表示插卡方向有误。如插入正确，智能加水机进入初始化(步骤102)，初始化步骤使各项指示归零。结束后进入步骤103，检查供电电压。检查的结果在步骤104判断检测到的电压是否达到运行必需的标称电压，例如是否达到4.4伏，如检测结果是未达到，进入步骤105，其结果在智能加水机前端面板上的显示报警装置的显示器16上显示，并通过蜂音器17报警，然后进入步骤106，在步骤106经10钟等待，掉电停机。说明该智能加水机不能工作。如果在步骤103检测的电压达到或超过标称电压，经步骤104判定是达到或超过标称电压，表明智能加水机处于正常工作状态。
如前所述，本发明的智能用水机为适用于不同用户，配备了四种卡，现继续参照图3未说明上述四种卡的流程。
使用设置卡、用户卡、查询卡、校时卡这四种卡的任何一种插入智能加水机的接收用水请求装置的插孔14后的流程与前述的步骤101至步骤106是相同的。当步骤104确定机器的电压达到或超过标称电压的情况下，从确认何种卡开始，然后进入相应卡的流程。分别说明如下使用设置卡，在步骤201对所插入的卡是否是设置卡进行确认，如果经确认不是设置卡，则进入下面将说明的步骤301作进一步的判断。如果确认是设置卡，进入步骤202，在该步骤是确定阀门6是否关闭，如果确认阀门6已关闭，直接进入步骤204，如果判断结果是阀门6未关闭，则进入步骤203将阀门6关闭，然后进入步骤204，在该步骤实现以下操作对特定的智能加水机设置机器号、用户号或代码、用水单元的编号或代码写入控制计量装置9的存储器，如24C1024。采取步骤204的理由非常简单，因为智能加水机是设置在各个不同的地区，其对应的用户卡、查询卡、校时卡都是对某一特定的智能加水机，这就需要加水机和用户卡、查询卡、校时卡之间应有约定的代码，以便识别。当智能加水机设置了机器号、用户号或代码、用水单元编号或代码后，进入步骤205，智能加水机的显示报警装置10的显示器将显示上述信息。最后进入步骤106，等待10秒钟后掉电。
使用用户卡步骤201在确认插入的卡不是设置卡后进入步骤301，在该步骤需确认是否使用的是用户卡，如果不是，进入下面将说明的步骤401作进一步判断。如果是用户卡，进入步骤302，读智能加水机的控制计量装置的存储，并与写入用户卡中的机器号、用户号或代码、用水单元编号或代码核对，如果核对的结果是该用户卡不是用于该智能加水机的，进入步骤303由显示器16显示卡不对，并通过蜂音器17报警，之后进入步骤106，等待10秒钟后掉电。如果用户卡内存储的智能加水机的机器号、用户号或代码、用水单元编号或代码与存储器的记载相同，进入步骤304，在该步骤检查用户卡可用水的剩余量并在显示报警装置10的显示器16上显示。之后进入步骤305，在该步骤将剩余量与基本应存量进行比较，提示是否需缴费，增加剩余量。如果剩余量不足，进入步骤306，由显示器16显示该结果，并由蜂音器17报警，然后进入步骤106，等待10秒钟后掉电。如果剩余量大于基本应存量，不需缴费，则进入步骤307，用水单元的操作人员在该步骤通过面板上的键盘15键入加水量并应确认。但如果仅键入加水量而未确认，在这种情况下则进入步骤308，显示器16显示该结果，并由蜂音器17报警，然后进入步骤106，等待10钟后掉电。如键入加水量并确认则进入步骤309，此时控制计量装置9向电动阀门4发出一个开阀的信号，阀门4打开，水从供水管道经智能加水机的进水接头3、进水管道2、经阀4、流量计5、供水管道6以及与用水单元连接的接口7流入用水单元，如洒水车。当水流经流量计5时，它将对流入用水单元的水进行计量。流量计5是一个用电脉冲计数的电子流量计，该电脉冲经传输线13送入控制计量装置9计算加水量，并在步骤310从用户卡中扣除已加水量，进而在步骤311由显示器16滚动显示递增的加水量。步骤312是监视用水卡的剩余量是否为零，如果是零，直接进入步骤314关阀，并在步骤315显示器16显示剩余量为零，然后进入步骤106，等待10秒钟掉电。如果不为零，直至达到键入的加水量，此时由控制计量装置9向电动阀门4发出关阀信号(步骤313)，电动阀门4在步骤314关闭。接着在步骤315显示器16显示用户卡的剩余量，起到提示用水单元的操作人员及时补充剩余量的作用，然后进入步骤106，等待10秒钟掉电。
使用查询卡步骤301在确认插入的卡不是用户卡时进入步骤401，在该步骤确定插入智能加水机的接受用水请求装置插孔14内的卡是否是查询卡。如前所述，该卡是给供水单位用的，例如，自来水公司，用于查询任何一台智能加水机的现行使用记录，并可以下载存在智能加水机内的数据，供电脑管理系统用。在步骤401确认插入的卡为查询卡，进入步骤402，读控制计量装置9的存储器内的数据，首先核对与查询卡内记载的机器号、该机允许使用的用户号或代码、各个用水单元的编码或代码是否一致，如不一致，在步骤403由显示器16显示该结果，并由蜂音器17报警，然后进入步骤106，等待10秒钟后掉电。如果查询卡内的上述记载与存储器内的记载相符，在步骤404将记载在存储器内至以有关该台智能加水机所有用户及其用水单元何时加多少水的数据写入查询卡内，这些数据在供水单位的电脑中重放，以便统计各用户的用水量，向各用户结算，且可提供用户所属各用水单元何时用多少水的清单，并在步骤405由显示器16显示写入查询卡的数据。然后进入步骤106，等待10秒钟掉电。
使用校时卡在步骤401确认插入的不是查询卡的情况下进入步骤501，该步骤是确认插入的卡是否是校时卡，如果确认不是校时卡，进入步骤502，显示器16显示该卡不是用于本智能加水机的卡，或者是废卡，并由蜂音器17发出报警，然后进入步骤106，等待10秒钟后掉电。如果确认该卡是校时卡，则进入步骤503，如前所述，校时卡是供供水单位校正智能加水机时间。校时卡本身含有一标准时基，可给出年、月、日、时、分、秒的数据，因此，在步骤503将上述数据写入控制计量装置9的存储器内，并在步骤504显示。然后进入步骤106等待10秒钟掉电。
尽管图3中所示的流程图中对智能加水机的四种不同卡的识别过程是串行的，但对于本专业的技术人员不难理解，只要对流程稍作改动就可实现识别过程是并行的。
现参照图4说明按照本发明的智能加水机的控制计量装置9的电路图。如图所示，智能加水器具有两组电源，其一是经J2引入的主电源，该电源供加水机各个用电部份使用。其二是经稳压器V3向由T2、T3组成的电源管理器供给稳压电源。
当设置卡、用水卡、查询卡或校时卡插入接收用户请求装置8的插孔14，接通J5上的接点K1、K2，由此使由T2、T3组成的电源管理器由闭合状态转为导通状态，使CPU工作。在此需说明的，T2、T3组成的电源管理器的作用在于在闭合状态，亦即在没有卡插入的情况下，CPU是处于关机状态，这将有利于延长CPU的寿命和节电。按照本实施例，CPU是一单片机U1，其时钟信号是由集成电路IC1和晶振XT2产生；单片机U1的主振频率由晶振XT1产生；集成电路IC2为单片机U1的存储器；V1、V2分别为单片机U1的复位电路和低电压检测电路，后者是保证单片机U1在正常的电压下(例如4.4伏)正常工作。
当用水单元的操作人员向用水单元供水时，将用水卡插入插孔8，如前所述，单片机U1工作，读出卡上的机器号、用户号、用水单元编号，并与存储器IC2内存储的机器号、用户号、用水单元编号进行比较，不论一致与否，均由LCD显示器16显示。如一致，读出用水卡上的剩余量并在LCD显示器16上显示，然后按动具有0-9、确认和取消键的键盘，输入欲加水量并确认，输入的信息由J6输入单片机U1并存入存储器LC2，与此同时，单片机U1向由T4、T5和T6、T7组成的控制电机正向和反向转动的电机导向电路发出打开阀门4的信号，经T4、T5或T6，T7和J1将阀门4打开，向用水单元供水。当水流经流量计5时，该流量计以脉冲计数的方式对供水量计数，并将脉冲数经J4送入单片机U1并转换成按标准计量单位计量供水量，然后一方面通过LCD显示器16滚动地显示实时的供水量，另一方面，滚动地减去用水卡上的剩余量。
当达到用水单元所需的供水量时，单片机U1向导向电路发出关闭阀门4的信号，经T6、T7或T4、T5和J1将阀门4关阀，停止向用水单元供水。与此同时，流量计5不再计数，LED显示器16显示最终的供水量，单片机U1经T9向蜂音器17，图中的SPEAKER发出信号，蜂音器发出报警信号。
当使用设置卡、查询卡、校时卡时，参照前述程序即可理解，不再说明。
按照本发明的一个实施例，当智能加水机的进水不是通过公用的自来水管道供水时，该机可通过T1、T10、JD3、J8以及未示出的泵抽水，从而对用水单元供水。
申请人已将本发明的构思及其实施例作了详细说明，本专业的技术人员可在此基础上作出各种改进和变换，但这些改进和变换都没有脱离本发明的精神，都在权利要求书确定的保护范围之内。
权利要求
1.一种智能加水器，其特征在于包括一个与供水系统连接的接口，一个与用水单元连接的接口，一个接收用水请求的请求装置，一个检测用水量的检测装置，一个控制计量装置，一个执行装置，和一个显示报警装置，其中所述的接收用水请求的请求装置进一步包括一个插卡的卡孔和一个至少包括0-9、取消和确定键的键盘；所述的检测用水量的检测装置是一个电信号输出的流量计；所述的控制计量装置是一个带软件的CPU，所述的带软件的CPU进一步包指一个对插入插孔的卡的识别装置，该装置读出卡的类别，卡内记载的数据并与存在存储器内的数据比较；一个接收来自键盘输入的经确认的请求用水量信号，并由此执行装置发出打开/关闭信号的装置；一个用水量计量装置，该装置接收来自流量计输出的电信号计量用水量并将用水量存储在存储器内的装置；一个第一写入装置，该装置读出记载在设置卡内的至少包括机器号，用户单位号或代码，和用户所属用水单元编号或代码，并写入或存储在存储器内；一个第二写入装置，该装置将用水单元每次的用水量写入用水卡；一个第三写入装置，该装置读出存储在存储器内的各用户单位及其所属用户单元不同时间的用水量并写入查询卡；一个第四写入装置，该装置读出记载在校时卡内的时钟信号，并修改CPU中的时钟；一个在接到用水卡的剩余量为零的信号时，向执行装置发出一个关闭信号的装置；和一个显示报警信号输出装置，该装置对前述各装置的运行情况向显示报警装置输出显示和/或报警信号；所述的执行装置是电动阀门；所述的显示报警装置进一步包括一个显示器和一个蜂音器。
2.按照权利要求1所述的智能加水器，其特征在于所述的与供水系统连接的接口，与用水单元连接的接口，检测用水量的检测装置及执行装置是在地面下；接收用水请求的请求装置，控制计量装置和显示报警装置位于地面上；其中检测用水量的检测装置和执行装置和控制计量装置间通过传输线连接。
3.按照权利要求1所述的智能加水器，其特征在于所述的与供水系统连接的接口，检测用水量的检测装置及执行装置是在地面下；与用水单元连接的接口，接收用水请求的请求装置，控制计量装置和显示报警装置位于地面口；其中检测用水量的检测装置和执行装置与控制计量装置间通过传输线连接，与用水单元连接的接口和检测用水量的检测装置间用管道连接。
4.按照权利要求1所述的智能加水机，其特征在于所述的接收用水请求的请求装置插卡的插孔接收的是设置卡，用户卡，查询卡和校时卡。
5.按照权利要求4所述的智能加水器，其特征在于所述的设置卡、用户卡、查询卡和校时卡是IC卡或磁卡。
全文摘要
本发明公开了一种智能加水机，包括一个与供水系统连接的接口，一个与用水单元连接的供水接口，一个接收用水请求的请求装置，一个检测供水量的检测装置，一个控制计量装置，一个执行装置，以及一个显示报警装置。当用水卡插入请求装置的插孔内并通过键盘输入需用水量就可对用水单元供水，检测装置和控制计量装置对用水量进行检测、计量并写入用水卡，显示报警装置显示运行情况并视需发出报警信号。该加水机还接收设置卡、查询卡和校时卡。本发明的智能用水机具无人管理，充分利用水资源和节水的优点。
文档编号G01D4/00GK1453560SQ0313072
公开日2003年11月5日 申请日期2003年5月8日 优先权日2003年5月8日
发明者曹世来 申请人:徐正华