代码式智能冷水水表制造技术

一种代码式智能冷水水表，由流量计、电动阀门、传感器、电子控制电路、数字键盘、液晶显示等组成。电路包括单片机、数字比较器、电压探测器、电压比较器、驱动电路、电动机、计数开关、计数防伪开关、蜂鸣器等。代码加密是指定１６位（６４比特）主工作密钥，与１６位特征码做初次ＤＥＳ加密，再与需传递的信息做ＤＥＳ运算，得到１６位十六进制码，经过数制转换为四组十进制码，做为功能代码。代码解密由单片机完成。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于用于预收费的自来水自动计量控制装置，具体是指代码式智能冷水水表。
技术介绍
已知的自来水水表大多为机械计量，即使用的水量直接反映在水表的计数器上，由抄表员定期抄录所用水量，再由收款员到用户处按量收费。这类水表管理模式落后、浪费很多人力和物力。经改进的水表有8位代码的智能水表，这种表基本能实现用水预收费，较传统的机械计量式水表有一定进步，但也存在可靠性和安全性差，限制按键次数(不能超过8次，如超过8次就锁死，必须由自来水公司解密，很不方便)，容易错码等缺点。
技术实现思路
本技术的目的就是为了克服现有水表存在的问题而提供一种代码式智能冷水水表。本技术的目的可以通过以下技术方案来实现这种水表包括流量计、电动阀门、传感器、电子控制电路、数字键盘、液晶显示器。具体技术是电子控制电路电源(4)直流电池经滤波输出电压VCC，其再经稳压块IC3和滤波输出电压VCC1；电压比较器(6)三极管TN发射极经电阻接三极管TP基极，电阻串联稳压管再与串联的电阻并联，再通过IC1的3、4管脚与IC1内部模拟比较器联接共同组成比较电路(7)，比较电路接TP集电极；驱动电路(8)3个三极管TN的集电极分别经电阻后接3个三极管TP的基极，其中1个TP的集电极接另2个TP的发射极；数字键盘(9)包括1-9个按键和一个“0”按键及一个确认键和一个退格键，还有“代码”键，“显示”键；单片机IC1的管脚1经电阻接电压比较器的三极管TN的基极，IC1的管脚2、5、6分别经3个电阻后接驱动电路的3个三极管TN的基极；IC1的管脚3、4分别接在比较电路中的电阻与稳压管之间和电阻与电阻之间；IC1的管脚9接电压探测器IC4；IC1的管脚10、11、13、16、17、25、26、27、28、33接数字键盘；IC1的管脚12、32、33、35、36、37、38、39分别接数字比较器IC2的管脚6、9、10、12、13、14、15、1；IC1的管脚24经电阻接三极管TP；IC1的管脚21、22、23分别经电阻接液晶显示器LCD；IC1的管脚13、33、35、37分别接上拉电阻；IC1的管脚37、39分别接计数开关JK1和计数防伪开关JK2；电机M1分别经行程开关XK1和XK2接驱动电路中的三极管TP的集电极；IC2接电压VCC1；IC4接电压VCC1；IC1的管脚39经电阻接电压VCC1；传感器由一系列磁性开关(干簧管)及机械开关构成，是单片机的外部信号源。有计数开关、计数防伪、阀的限位开关等。代码加密和代码解密加密指定16位主工作密钥，与16位特征码做初次DES加密，加密后的密文做为动态密钥，再与需要传递的明文信息做DES运算，得到加密后的16位十六进制码的密文，经过数制转换为四组十进制码做为智能水表的功能代码。解密主工作密钥与16位特征码做初次DES加密，加密后的密文做为动态密钥，与用户输入的功能代码转换后的十六进制码做逆DES运算，解密析出原明文信息，进行合法性判别后，进入下一步数据处理。本技术的目的还可以通过以下技术方案来实现 IC1为AVR系列单片机AT90S8515；IC2为74HC85。本技术具有如下优点1、智能化程度高。2、试码命中率为1800亿亿分之一。3、操作方便、无故障。附图说明图1是本技术的总体示意图，其中(1)阀体，(2)数字键盘，(3)液晶显示器。图2是图1中电路原理图，其中(4)电源，(5)上拉电阻排，(6)电压比较器，(7)比较电路，(8)驱动电路，(9)数字键盘。图3是图1中数字键盘示意图。图4是图1中液晶显示示意图。图5是图1中代码输入时液晶显示示意图。图6是代码加密程序方框图。图7是代码解密程序方框图。具体实施方式本水表除了具有传统水表的计量功能外，新增了电动阀门、传感器及电子控制器。电子控制器采用目前较先进的AVR系列单片机AT90S8515为核心部件，数字键盘及液晶显示器(LCD)作为数据信息传递手段。用户预购水量及管理部门控制指令均以功能代码的形式，由键盘输入传递给表内单片机系统，由单片机系统解密析出相应的数据信息，并根据数据信息的要求进行相关处理，进而完成剩余水量累计、性能维护、开关阀门等相关控制及操作。该技术的功能代码是采用国际上通用的DES加密技术(由美国国家标准局公布的数字加密标准——Data Encryption Standard)，对16位十六进制代码(64比特)的数据(密钥亦为64比特)加密生成，具有非常出色的安全防伪性能。代码加密过程如下加密运算由计算机销售管理系统完成，计算过程指定16位(64比特)主工作密钥，与16位特征码(包含用户号、区域代码等信息)做初次DES加密，加密后的密文做为动态密钥，再与需要传递的明文信息(包含用户预购量、维护指令或其它实用数据信息等)做DES运算，得到加密后的16位十六进制码(即64比特)的密文，经过数制转换为四组十进制码(每组5位)做为智能水表的功能代码。解密运算由智能水表单片机系统完成，过程主工作密钥与16位特征码做初次DES加密，加密后的密文做为动态密钥，与用户输入的功能代码转换后的十六进制码做逆DES运算，解密析出原明文信息，进行合法性判别后，进入下一步数据处理。DES加密技术在代码式表上的应用，使数据传递的安全性大大增强，破解概率几乎为0，无需限制用户的试码次数。控制器内部AT90S8515单片机的采用及相关电路的设计，构成了完成DES运算的硬件条件，嵌入单片机的运算过程设计构成其软件条件。接受功能代码后，电子控制器控制过程如下剩余水量不为0时，控制器控制电动阀门开启，允许用户用水。用户用水时，由计量传感器向控制器提供计数信号，内部数据处理单元递减剩余水量。剩余水量达到预定报警量时，控制器控制声报警器提示用户购水。剩余水量为1时，阀门关闭，用户可使用“显示”键开启阀门一次(LCD同时显示剩余水量)。当剩余水量为0时，阀门再次关闭，此时需输入新的购水功能代码后方可开启。输入新购量代码，控制器自动将新预购量累加到剩余量。智能水表使用中，当电池电量不足时或用户有非法操作时(如用强磁干扰)，阀门自动关闭。管理部门更换电池或通过功能代码传递相应的维护指令后，控制器控制阀门开启。代码式智能冷水水表的操作控制过程1、代码输入方法1)按“代码”键，进入代码输入状态(显示屏显现屏号及光标)，然后依次分屏输入四组数据字码，每组输入完毕后按“确认”键确认。2)输入字符有误，可用“退格”键删除后重新输入，“退格”+“0”可退出代码输入状态。3)四组数字码输入完毕，显示屏显示“剩余”、“累计用量”、或“存入“等信息，则说明输入数据正确；若听到两声急促报警，显示屏显示“E2”，说明输入有误，需重新输入显示“E1“表示代码失效。4)在非输入状态，按“显示”键能显示表内基本信息反馈，可间接验证输入的正确性。2、使用方法1)智能表出厂前，内部数据存储区已清空，阀门为关闭状态。2)输入建户码使智能表初始化。若显示信息有“_XXXXX_”屏出现，表示该表已建户，_XXXXX_为户号。户号屏的后续屏内容为反馈码。3)输入购量码，输入无误，智能表做系统自检，状态正常，则阀门开启；显示屏显示“存入”的预购量值，并闪烁数次。4)用水时，表内自动记本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种代码式智能冷水水表，它包括流量计、电动阀门、传感器、电子控制电路、数字键盘、液晶显示器，其特征是：Ⅰ、电子控制电路：电源（４）：直流电池经滤波输出电压ＶＣＣ，其再经稳压块ＩＣ３和滤波输出电压ＶＣＣ１；电压比较器（ ６）：三极管ＴＮ发射极经电阻接三极管ＴＰ基极，电阻串联稳压管再与串联的电阻并联，再通过ＩＣ１的３、４管脚与ＩＣ１内部模拟比较器联接共同组成比较电路（７），比较电路接ＴＰ集电极；驱动电路（８）：３个三极管ＴＮ的集电极分别经电阻后接３个 三极管ＴＰ的基极，其中１个ＴＰ的集电极接另２个ＴＰ的发射极；数字键盘（９）：包括１－９个按键和一个“０”按键及一个确认键和一个退格键，还有“代码”键，“显示”键；单片机ＩＣ１的管脚１经电阻接电压比较器的三极管ＴＮ的基极，ＩＣ １的管脚２、５、６分别经３个电阻后接驱动电路的３个三极管ＴＮ的基极；ＩＣ１的管脚３、４分别接在比较电路中的电阻与稳压管之间和电阻与电阻之间；ＩＣ１的管脚９接电压探测器ＩＣ４；ＩＣ１的管脚１０、１１、１３、１６、１７、２５、２６、２７、２８、３３接数字键盘；ＩＣ１的管脚１２、３２、３３、３５、３６、３７、３８、３９分别接数字比较器ＩＣ２的管脚６、９、１０、１２、１３、１４、１５、１；ＩＣ１的管脚２４经电阻接三极管ＴＰ；ＩＣ１的管脚２１、２２、２３分别经电阻接液晶显示器ＬＣＤ；ＩＣ１的管脚１３、３３、３５、３７分别接上拉电阻；ＩＣ１的管脚３７、３９分别接计数开关ＪＫ１和计数防伪开关ＪＫ２；电机Ｍ１分别经限位开关ＸＫ１和ＸＫ２接驱动电路中的三极管ＴＰ的集电极；ＩＣ２接电压ＶＣＣ１；ＩＣ４接电压ＶＣＣ１；ＩＣ１的管脚３９经电阻接电压ＶＣＣ１。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：阎廷辉，谷庆东，李玉成，
申请(专利权)人：阎廷辉，
类型：实用新型
国别省市：21[中国|辽宁]