区域户表的自动控制管理系统 技术领域
本发明涉及对一定区域范围内的每家每户的水表、电表、燃气表等各种消费媒介的计量户表进行计量和计费管理系统，特别是能对每家每户的各种消费媒介的通道进行自动控制的区域户表管理系统。
技术背景
目前，对户表(如每家每户的水表、电表、燃气表等)的控制、计量和计费操作，根据技术状况不同则存在以下两种方式：
第一种方式是基于只有显示功能的户表，该类户表只显示使用媒介的消耗量，对使用媒介的控制(关闭或启动)动作，必须通过人工操作通道上预先安装的阀门来实现。对于每一户使用该媒介的计量和计费工作，也必须通过人工查表和人工计算机的计算来实现。这种户表的控制、计量及计费方式，耗费大量的人力和财力，而且工作效率低，计量及计费误差很大，已经不适用于21世纪现代化城市的发展。
第二种方式起源于电子及通讯的应用技术，是通过综合电子通讯及微电子应用技术的条件下发展起来的，这种方式中的一些系统，通过计算机的通讯网络(如：RS485)，对户表进行自动抄表。每一只户表具有电子显示媒介消耗量的功能，可以使用于某些住宅小区地水、电、气的网络管理的系统中。然而，由于硬件及软件结构的设计限制，这种网络管理系统仅仅只能起到自动远程读取数据和处理数据的功能，根本不能实现自动控制的功能，即不能对使用媒介自动关闭和开启。而这种远程控制的功能又正好是计算机管理应用中的精华部分，一旦缺少这个精华部分，计算机管理系统的计量和收费系统也就失去了主动控制权的支撑，因而不能称得上是一个真正地、完整且有效的管理系统，只能被认为是计算机应用中的初级阶段。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种能对每一户的户表进行计量和计费，并且对每一户内所使用的各种媒介进行自动控制的管理系统。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：它由计算机的区域管理中心计算机、通讯网络及户表组成；户表由微电脑、通讯卡、机电控制系统、媒介计量器组成，机电控制系统由放大电路和机电控制器组成。媒介计量器和机电控制器设置在媒介通道上，微电脑通过通讯卡与区域管理中心计算机连接，媒介计量器的信号输出端与微电脑连接，微电脑的信号输出端通过放大电路控制机电控制器。
本发明管理系统中的媒介计量器将计量媒介使用量的数据(该数据可以是水的用量、气体的用量及电的用量等等)转换成电子脉冲信号，供户表上的微电脑进行计量。
机电控制系统的功能是根据户表微电脑发出的指令，对媒介通道的阀门实施开启或关闭的自动控制。
以上所述的机电控制系统的各个部件，可以采用目前市场上现有的气、液压、机械及电气产品。这里所描述的是该机电控制系统在户表上的特殊应用的原理。该原理是：由户表微电脑发出信号，机电控制系统按此信号对媒介通道实施开启或关闭。按照此原理设计的机电控制系统在具体设计上可以是多种多样的，这里不一一详述。
微电脑，将载有设计的专用的软件烧入软件存储器(PROM，EEPROM，等等)，或类似功能的元件上。每一个微电脑可控制和管理单个或若干个同一媒介或不同媒介的媒介计量器。该微电脑结合软件，将成为户表的决策中心，这种合成后的功能将在具体实施方案章节中详细说明。
户表的通讯卡(Communication Card)在户表微电脑和区域管理中心计算机之间起着接收和输送通讯信号、数据等的功能；它可以是RS232、RS485，或者是任何一种计算机通讯卡，具体选择可由设计者根据情况而定。
本发明管理系统可对每一用户的媒介使用量进行远程计量和计费，在预付款或按期欠款等的前提条件下，对媒介使用消耗量进行对比计算，并可对媒介供应通道进行远程自动关闭和开启控制。
附图说明
图1为本发明实施例1结构框图
图2为本发明实施例2结构框图
图3为本发明的户表结构框图
具体实施方案
如图1、3所示的本发明实施例1，它由主网计算机、一个或一个以上的区域管理中心计算机、通讯网络及户表组成；户表由微电脑、通讯卡、机电控制系统、媒介计量器组成，机电控制系统由放大电路和机电控制器组成，媒介计量器为单个媒介计量器，即为水表，水表的信号输出端与微电脑连接，机电控制器为单个机电控制器，即为继电器和电磁阀。水表和电磁阀设置在进水管通道上，户表微电脑通过通讯卡、通讯网络接口与区域管理中心计算机连接，区域管理中心计算机通过主通讯网与主网计算机连接，机电控制系统以通讯方式与户表微电脑连接，户表微电脑的信号输出端通过放大电路控制电磁阀。每一户内的户表微电脑上设有显示器。
本发明实施例1的媒介计量器也可为电表、燃气表等，电表、燃气表等媒介计量器的信号输出端与微电脑连接，机电控制器为继电器或电磁阀或具有由微电脑控制开启和关闭功能的装置。
如图2、3所示的本发明实施例2，媒介计量器为若干个媒介计量器，即包括水表、电表、燃气表等媒介计量器，水表、电表、燃气表等媒介计量器的信号输出端都与以通讯方式微电脑连接，机电控制器为若干个机电控制器，即包括继电器和电磁阀。水表、电表、燃气表等等媒介计量器和对应的机电控制器设置在对应的媒介通道上，微电脑的信号输出端通过放大电路控制继电器和电磁阀。
本发明的户表微电脑是户表的“大脑”，它的设计可以采用市场上现有的微电脑元部件，也可以使用现成的，可利用的成品。本发明实施例采用的微电脑含有微电脑芯片(CPU)，记忆存储器(ROM)，软件存储器(PROM，EEPROM，等等)，至少一位数字信号输出(One bit digitaloutput，用于机电控制系统)，媒介消耗量的累加及加数器，信息显示器(如：LCD，液晶显示器等)。
机电控制系统由放大电路、机电控制器(继电器和电磁阀)组成。当户表微电脑决定开启媒介供应通道时，该微电脑在它的数字输出卡的一位上(One bit on a digital l/O card)输出“1”或者是“0”(视具体的设计而定)，放大电路将此信号放大以此驱动继电器(如果媒介是电，此时媒介供应通道已经开启)。该继电器的触点将额定所需的电流导入电磁阀，该电磁阀进而开启通道上的阀门，从而让使用媒介进入用户的应用器械。
这里所提到微电脑输出的信号“1”，视具体应用它所表示的物理意义，可以是5vdc，12vdc，24vdc.或者是任何可以实现的直流电或交流电。
相反，当微电脑决定关闭媒介供应通道时，该微电脑输出信号“0”或者是“1”(视具体的设计而定)，此时电子放大器输出为“0”，继电器触点松开，切断电磁阀的电流供应，电磁阀依靠弹簧的力量关闭媒介供应通道，从而切断媒介的供应。
本发明实施例1、2的微电脑的控制软件流程和功能为：
a.将媒介消耗量定期储存在微电脑的记忆体上；
b.根据媒介消耗量计算预付款或定期后付款所允许的媒介消耗量的剩余消费允量；
c.当剩余消费允量在正常允许值(事先设定在软体中或由区域管理中心计算机远程定期或不定期输入到户表微电脑中)内，在液晶显示器上(或其它类型的显示器上)，显示本计费周期内所消耗媒介的数量；
d.剩余消费允量超出正常允值后，在液晶显示器上以闪动的方式显示剩余消费允值，以提醒用户注意交费；
e.当剩余消费允量为零或一定的负值时(由当地主管部门确定，由区域管理控制中心计算机输入此负值的上限)，但仍在上限之内，户表继续保持媒介的供应，同时以显示器闪动辅助蜂鸣器发出即将停止媒介供应的警告；
f.当剩余消费允量达到负值上限时，由微电脑发出信号，由机电控制系统关闭媒介通道上的阀门，媒介供应停止；在显示器上显示通道已被关闭及其原因；
g.在任何情况下，当用户付款后，将由区域管理中心计算机输入新的付款额的媒介消费量加在目前的剩余消费量上，该和值将成为新的剩余消费允量；如果通道已被关闭，控制系统重新开启阀门，继续提供媒介；管道的开启由户表微电脑发出信号，由机电控制系统执行；
h.回答区域管理中心计算机的询问；当接到询问后，根据相关信号，向区域管理中心计算机输送媒介消耗量，通道阀门开闭状态等信息；
i.在一定的区域内，媒介资源会出现短缺(如：水资源)，或在一定的使用时间内出现供不应求；本软件可根据区域中心计算机所发出的指令，对剩余消费允量进行修正，并在显示器上对用户加以提示；
j.在特定的消费时间内，根据区域管理中心所输入的指令，控制在该时间内媒介消费的允量；在该时间内若媒介消耗量接近限时消费允量时，在显示器上向用户发出警告；当达到允量时，提供机电控制系统关闭媒介供应通道；在限定时间过后，重新开启供应媒介；
k.在交流电断电的情况下，使用干电池为动力源，继续保证媒介的供应，并向区域管理中心计算机发出报告。
l.当户表使用干电池为动力源，电池的电量低于一定值时，以显示器闪动辅助蜂鸣器发出即将停止媒介供应的警告，并向区域管理中心计算机发出信号予以报告；当电池电量降到最低的设定工作电量时，媒介通道立即关闭，同时向区域管理中心计算机报告，并且在一定的时间内以显示的方式提示用户；
m.允许用户换电池，暂时中断媒介的供应；在新的电池换上后，该软件及微电脑重新启动，并根据记忆储存器中的数据，重新进入工作状态，重新启动媒介的供应；
n.在正常工作情况下，按照区域管理中心计算机的指令，可立即关闭媒介供应通道，并向区域管理中心计算机定时询求重新开启的指令；
o.在通道媒介关闭的情况下，按照区域管理中心计算机的指令，可立即开启媒介供应通道，并继续显示叠加后的媒介消耗值；同时向区域管理中心计算机定时询问再次关闭的指令；
p.在媒介通道开启的情况下，当媒介的消费量持续为微小值时，向用户提示(以闪动显示的方式)户内通道可能泄漏；当这种现象持续并超过预设时间，本户表要立即向区域中心计算机发出信号；
q.在通道关闭的情况下，通过计量器的媒介消耗量不为零时，本户表要立即向区域管理中心计算机报告，以便及时维修。
r.控制和管理一个以上的媒介计量器时，户表微电脑对每一个媒介计量器及相对应的机电控制系统，将重复使用以上程序。
本发明实施例1、2的区域管理中心计算机控制软件流程和功能为：
a.该中心软件要定期向各户表询问媒介消耗量，并将这些存储在机载存储器及备用的存储器中；
b.根据收费原则(预付款或定期后付款)、存储用户交费额度，并依此计算付款媒介消费允量；
c.及时将媒介消费允量计算结果传给特定的户表，供该户表计算剩余消费允量；
d.定期询问各户表的工作情况，查明每一段位(或每一户)的媒介通道的工作状态；
e.将媒介消耗量，用户付款情况，以及户表的工作状态等参数汇集成表格或者储存在数据库里，供管理人员参考、查阅；
f.根据管理人员制定的在特殊区域内或特定时间内媒介供应结构和数量的要求，根据设计的计算方法进行计算，然后向有关户表发出计算修正或限时媒介消费允值的限制；
g.根据管理人员输入的指令，向有关户表发出强行开启或关闭的命令；
h.允许管理人员针对单一户表的工作情况进行机上调查，包括媒介通道的开启状况和媒介消耗量等信息；
i.接受从户表微电脑反馈回来的泄漏信息，提示给管理人员；
j.将区域内各部位的媒介消耗量以及媒介供应总量加以比对，及时发现媒介供应通道在到达户表之前可能的泄漏或不正常的工作情况，并及时提示给管理人员；
k.中心软件和区域管理中心计算机要有和其他计算机联网的功能，要具有向其他计算机提供有关数据的功能；此项功能为将来建立更高一级的管理中心做好准备。