自申报交费装置和方法 所属技术领域：本发明涉及电力、自来水、燃气、供热等领域申报、交费控制技术，尤所其是一种利用电子技术以时间为基准控制用户自己定期申报交费的装置。
背景技术：目前，为解决水、电、气、热等领域因手工抄表收费而带来的难题，出现了一种自动抄表技术，该技术利用专用的通讯设备和通讯线路实现抄表，通过与银行支付系统对接，达到抄表收费目的，同时抄表上来的数据可用于有关部门的各种管理。
这种抄表方式由于需要专用的通讯设备和通讯线路，投入大，成本高。由于需要对通讯设备和通讯线路进行维护，进一步加大了有关部门的使用成本。
因此，本人申请了两个专利来解决上述问题，申请号分别为01129045.5、02221338.4，它们有一个共同特点：对不按时申报交费的用户，执行切断操作，以迫使用户申报交费。但是，执行切断操作对某些特殊用户并不适用，如企业单位，可能造成有关部门与这些用户的纠纷。另外，对水、气、热等需电池供电的场合，执行切断操作，会耗费较大能量，缩短了电池的使用寿命，实际使用中需要较大容量的电池，这也会导致产品成本的上升。
发明内容：本发明的目的在于提供一种自申报交费装置，以满足某些特殊用户的需要，它不采用专用通讯设备来采集数据，而是采取一种以时间为基准的控制方式：由用户先使用，然后把用量和运行状态等数据定期向有关部门申报，并同时交清相应费用。
申报数据包含用户使用数量、时间、校验数据、计量装置的运行状态，经过本装置的加密处理。用户利用现有的通讯设施，采用多种途径进行申报，如电话、手机、互联网，同时，有关部门直接从用户地银行帐户上扣除相应的费用，达到申报交费一次完成的目的。用户也可以记录申报数据后，直接到指定部门、指定设备申报交费。有关部门在收到用户的申报数据后，一方面可以利用这些数据作各种统计分析，另一方面，可以及时知道本装置的运行情况，处理本装置可能出现的问题。
本发明的目的是这样实现的：
一种自申报交费装置和方法，其特征在于：它的计量装置电路由单片机、计量传感器、实时时钟、显示器组成。单片机根据实时时钟指定的时间，通过计量传感器测量有关数据后，经过加密校验处理，形成申报数据，并在显示器上显示，由用户向有关部门直接申报。
上述单片机输入端口线接安装在基表上的计数传感器，输出端口线接显示器，且输入、输出端口线还接有实时时钟。
显示器主要用于显示申报数据，用户使用数量，可以由LED数码管组成，也可以是LCD液晶显示器。
实时时钟主要为本装置提供精确的时间基准，达到定期申报的目的，可以是专用实时时钟芯片，也可以由单片机利用自身资源如定时器，通过软件方式实现。
计数传感器用于测量有关数据，可以是安装在计数基表拨盘上的光电转换开关、霍尔开关，或干簧管。
为了便于说明本发明的具体运行原理，下面结合具体的实施例来予以说明。
附图说明： 图1是本发明的方案框图。
图2是本发明的一个具体实施例的电路原理图。
图3是图2实施例中测量传感器的电路原理图。
具体实施方式：图中的集成芯片MSP430F1121构成本发明中的单片机，PCF8563以及32768Hz晶振X1构成本发明中的实时时钟；LCD显示模块与显示驱动芯片HT1621构成本发明的显示器，本发明中的计数传感器由图3中安装在基表上的干簧管S1、S2组成，S1、S2组成复合测量装置，以消除干簧管在吸合过程中因抖动而造成的多计数误差。
在本实施例中，各模块之间的连接是：液晶显示模块的段选线SEG0-SEG31分别与HT1621的SEG0-SEG31连接，公用线COM0-COM3分别与HT1621的COM0-COM3连接。HT1621的输入端口线/CE、WR分别与单片机MSP430F1121的输出端口线P1.7、P1.6连接。HT1621的输入/输出端口线与MSP430F1121的输入/输出端口线P1.5连接；实时时钟芯片PCF8563的OSCI、OSCO分别连接晶振X1的两端，中断输出/INT、I2C总线(SDA、SCL)分别通过R11、R10、R9以上拉电阻方式，连接至MSP430F1121的输入、输出端口线P2.0、P2.1、P2.2。同时串行EEPROM芯片CSI24W02中的SDA、SCL也分别连接至MSP430F1121的P2.1、P2.2。由于PCF8563的读地址为0XA3，写地址为0XA2，为了避免地址重复，因此将CSI24W02中的地址线A1、A2接至VCC，A0接至Vss，此时CSI24W02的读地址为0XAD，写地址为0XAC。安装在基表上的计数开关S1、S2分别连接头JP3、JP2与MSP430F1121中的输入端口线P1.0、P1.1相连。接口JP1主要用于单片机MSP430F1121的在线编程。电阻R1、R2输出端口P2.5与单片机内的比较器CA组成电源电压检测电路。按键PB1、PB2分别接至MSP430F1121的输入端口P2.5、P2.3。P2.5、P2.3是多功能复用口，在程序控制下，实现分时复用。
本实施例的具体工作原理是：干簧管S1、S2成90度角安装在基表上，基表每转动一个单位，如一吨水，一立方气，S1将闭合一次，产生一个脉冲，脉冲的上升沿和下降沿通过单片机MSP430F1121的P1.1申请中断，中断后，单片机通过P1.0测量S2的状态，S2的状态将改变一次，表示计量一吨水或一方气，计数有效一次。实时时钟芯片PCF8563与单片机MSP430F1121之间的通讯，采用标准的I2C总线协议，单片机MSP430F1121在设置好申报日期后，PCF8563到了该日期，通过/IRQ通知MSP430F1121，MSP430F1121计算出本次应申报的用量，并与相应日期、表编号、校验数据以及表的状态组合，经过加密后，形成申报数据。这些数据均保存在串行EEPROM CSI24W02中，单片机MSP430F1121与CSI24W02的通讯也是采用标准I2C总线协议。用户可以操作PB1、PB2按键，唤醒单片机，单片机通过LCD显示本次申报数据。用户记录该数据后，通过电话、手机、互联网向有关部门的收费中心申报，收费中心接收、解密，并根据校验数据识别申报数据的有效性。若用户数据无效，给出用户数据无效提示；若数据有效，向用户提示用户本次使用数量和用户应交费用，用户确认后，收费中心直接从用户银行存款中扣除。用户也可以直接携带申报数据直接到有关部门指定的收费地点申报交费。
有关部门收到申报数据后，可以知道用户计量装置的状态，如用户是否有干扰计量装置正常运行的行为，供电电源是否正常。由于所有的申报数据均截至在同一时刻，也可以利用申报数据进行各种统计分析，以满足有关部门的管理需要。
对逾期仍未申报交费的用户，有关部门可以采用价格手段督促用户申报交费，如可以根据逾期的天数收取滞纳金。
对长期未申报用户，有关部门可以派人查看一下，计量装置是否正常，用户是否有窃用行为。
在本实施例中，实时时钟可以不用专用芯片PCF8563，而利用单片机MSP430F1121内部定时器Timer A实现，具体是：设定Timer A定时间隔为50毫秒，其时钟源选择外部32768Hz晶振X2。这样，每隔50毫秒，Timer A申请中断一次，在相应的中断服务程序中，计数器加一次，由此带动秒、分、时、日、月、年等计数器滚动计数，从而实现实时时钟功能。
由上述实施例可以看出，单片机、显示器、实时时钟芯片、测量传感器构成了本发明的核心。由于申报数据均经过加密校验处理，加密算法可以采用DES(数据加密标准)或IDEA(国际数据加密算法)，因此，数据安全性、可靠性是可以保证，用户中途修改申报数据，几乎不可能成功，利用校验数据，可以可靠地识别出用户的使用数量。
本发明的使用，可以将有关部门的抄表工作由用户自己申报代替，并且申报、交费一次完成，既方便了有关部门的管理工作，也大大方便了用户交费，使水、电、气、热实现了网上申报。由于不用切断机构，使得成本更低，在水、气、热等需电池供电的领域，也可以使电池的寿命可以大大延长，解决了电池供电问题。与其他类似系统相比，低成本，高可靠使得本发明具有较高的实用价值。