《IC卡採暖計費控制閥及其採暖計費管理方法》是鄭州春泉暖通節能設備有限公司於2006年3月10日申請的專利，該專利的公布號為CN1821639，申請號為2006100175158，授權公布日為2006年8月23日，發明人是楊東、李玉琴。
《IC卡採暖計費控制閥及其採暖計費管理方法》涉及一種IC卡預付費的採暖計費控制閥及其採暖計費方法。IC卡採暖計費控制閥含有安裝在採暖用戶入戶管路中的電動閥以及帶有讀卡器的單片機控制處理電路及與其配套的IC卡，讀卡器（電路）的射頻輸出端連線讀寫天線，其數據連線埠、地址連線埠和控制連線埠分別連線單片機的相應I/O連線埠和控制連線埠，執行電機控制、驅動電路的輸入端連線單片機設定的控制連線埠，控制、驅動電路的輸出端連線執行電機。該發明IC卡採暖計費方法，沿用傳統按面積收費的基本概念並將其衍生為“平方/小時”作為計量單價，突破傳統按面積收費、吃大鍋飯的弊端，實現了分戶採暖的“按需、按量計費”，可以節約家庭開支，提高用戶的節約能源和環保意識，具有長遠的社會綜合效益。
2018年12月20日，《IC卡採暖計費控制閥及其採暖計費管理方法》獲得第二十屆中國專利優秀獎。
（概述圖為《IC卡採暖計費控制閥及其採暖計費管理方法》摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：IC卡採暖計費控制閥及其採暖計費管理方法
- 授權日：2006年8月23日
- 公布號：CN1821639
- 申請日：2006年3月10日
- 申請號：2006100175158
- 地址：河南省鄭州市紫荊山路51號紫鼎商務6E
- 申請人：鄭州春泉暖通節能設備有限公司
- 發明人：楊東、李玉琴
- Int.Cl.：F16K31/04(2006.01)；G07F15/06(2006.01)；G05B15/02(2006.01)
- 代理機構：鄭州大通專利代理有限公司
- 代理人：陳大通、陳勇
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,有益效果,附圖說明,技術領域,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
中國人口眾多，資源相對不足，人均資源占有量不到世界平均水平的一半。近年來隨著國民經濟的飛速發展，能源短缺的問題顯得更加突出，減少環境污染、節約能源，已成為中國國民經濟可持續發展的關鍵。為此，中國政府提出了“建立資源節約型國民經濟體系和資源節約型社會”的號召，全國許多城市相繼出台了建立節約型社會的具體方針和措施。
針對長期以來困擾社會各界的民用、商用建築集中取暖存在嚴重能源浪費的問題，政策規定新建住宅必須達到一定的節能標準，對於不符合節能設計標準65％的建築不予審批。在集中供暖的條件下，無論是新建建築或是對舊有住宅的節能改造，除了“單管加跨越管，加裝溫控閥”以外，還沒有找到更好的方法。舊有住宅的節能改造，成為中國建築節能的“癌症”。截至2006年3月，主要通過“一戶一表”改造實現分戶取暖計量控制，達到按需分配、以求節約的目的，但是投資大，成本高，熱力公司難以承擔或者是根本不願意承擔高額的改造投入，顯然讓用戶承擔這些費用也不盡合理。傳統的取暖計費方法，是按面積分攤收費，存在巨大的弊端，造成巨大的能源浪費，不利於環境保護。常見的比較合理的採暖計費方法，多是使用流量表或熱量表，例如中國發明專利200310105002.9提出的一種分戶供暖智慧型化管理方法以及套用該方法的裝置，包括幾個階段：進入採暖期接通系統電源，系統進行自檢，檢查完畢讀取信息，核實用戶IC卡費用餘額進行管理，其優點是：用戶可隨時購買熱能的使用權，取消了時間的限制；用戶也可購買任意量的熱能使用權，取消了量的限制，適用於按面積收費或按熱能收費；在裝置中使用了熱量表。實用新型專利02237727.1的一種可自動控制室溫的IC卡智慧型熱量表，含有室溫自動控制系統和流量感測器及電磁控制閥，通過室溫控制器控制供熱和計費的運行狀態，自動調節室溫，節約能源和熱費。能量表和流量表的最大缺點是成本太高，難以被商家看好和消費方接受，不能很好的套用推廣，不利於對舊有取暖管網的升級改造，無法達到節能降耗的目的。
發明內容
專利目的
《IC卡採暖計費控制閥及其採暖計費管理方法》所要解決的技術問題：針對當前取暖計費方式不合理，升級改造成本高，投資大的缺點，提出一種基於面積和時間的採暖計費方法及IC卡採暖計費控制閥，實現採暖計費方式科學、合理的變革，以達到節約能源的目的。
技術方案
《IC卡採暖計費控制閥及其採暖計費管理方法》採用的技術方案：
一種IC卡採暖計費控制閥，含有安裝在採暖用戶入戶管路中的電動閥，電動閥的執行機構含有連線電源和控制、驅動電路的執行電機，所述的控制閥還含有帶有讀卡器或讀卡電路的單片機控制處理電路及與其配套使用的非接觸式IC卡，讀卡器或讀卡電路的射頻輸出端連線讀寫天線，讀卡器的數據輸入/輸出連線埠、地址連線埠和控制連線埠分別連線單片機程式設定的相應I/O連線埠和控制連線埠，執行電機控制、驅動電路的輸入端連線單片機程式設定的控制輸出連線埠，控制、驅動電路的輸出端連線執行電機。
所述的IC卡採暖計費控制閥，讀卡器或讀卡電路的讀卡晶片採用MFRC500；中央處理器採用8位的8051系列或8052系列其中的一種單片機，或者採用16位的MC68HC16，或16位的MSP430F147，或16位的MSP430F435單片機，單片機連線有保護、存儲電路X5045，讀卡晶片MFRC500的射頻輸出端連線讀寫天線，讀卡晶片的數據輸出連線埠通過上拉電阻連線CPU的P0連線埠，其控制連線埠A0、A1、A2分別連線CPU的P2口的P2.0、P2.1、P2.2，讀卡晶片的讀、寫連線埠分別對應連線CPU的讀、寫連線埠，其中斷輸出連線埠IRQ連線CPU的一個外部中斷輸入連線埠，其地址鎖存使能連線埠ALE連線CPU的對應連線埠ALE，其復位端RST連線CPU的一個I/O口；X5045的選通連線埠CS、串列輸入、輸出連線埠SI、SO分別連線CPU的一個I/O口，其串列時鐘SCK和復位連線埠RST分別連線CPU的T1和RST口，CPU程式設定的一個I/O控制連線埠連線電動閥執行電機的控制、驅動電路；同CPU程式設定的相應I/O連線埠連線有功能按鍵開關和LED顯示模組，功能按鍵開關S1、S2、S3通過高低電平的選擇分別接入CPU的P1.1、P1.2、P1.4口，CPU的P1.0、P1.6、P1.7、T0口連線LED顯示模組接口；同CPU的串列通訊連線埠RXD、TXD連線埠連線有通訊接口。
所述的IC卡採暖計費控制閥，讀卡晶片或者採用MFRC530，或MFRC531，或MFRC632；中央處理器選用AT89C52或者AT89S52單片機，或者採用P89C54BP6或P89C58A，或者MC68HC11A8，或者MC68HC11E9，以及PIC16C877A，或PIC16C876A；讀卡晶片或者採用FM17XX系列的一種讀卡晶片FM1702N，或FM1715，或FM1725；保護、存儲電路或者結合使用看門狗電路MAX813或IMP813和存儲晶片AT24C04。
所述的IC卡採暖計費控制閥，執行電機控制、驅動電路採用光電耦合隔離電路，光電耦合器的一個輸入端通過電阻連線電源，其另一個輸入端通過限流電阻連線CPU控制輸出連線埠，光電耦合器的輸出端通過雙向二極體連線執行電機工作電源；執行電機控制、驅動電路或採用電晶體開關電路，電晶體基極連線的偏置電路兩個電阻的接點連線CPU控制輸出端，電晶體的射極輸出端連線執行電機工作電源。
所述的IC卡採暖計費控制閥，含有溫度檢測電路，溫度檢測採用數字溫度感測器，數字溫度感測器的輸出接入中央處理器的一個中斷輸入連線埠。
一種IC卡預付費採暖計費管理方法，含有如上所述的IC卡採暖計費控制閥，以一個用戶或一個用戶的每個取暖房間為一個計費單元，每個計費單元設有一個IC卡計費控制閥，IC卡計費控制閥的電動閥安裝在計費單元的入戶管路中，在IC卡上存儲有計費單元對套用戶的姓名、樓號、單元號、取暖面積信息，用戶通過對IC卡充值，購買消費金額，計費控制閥控制處理電路的讀卡器或讀卡電路讀取IC卡信息，傳輸到與其連線的中央處理器，計費控制閥控制處理電路的存儲器存儲有採暖計費管理系統，採暖計費管理系統首先判斷IC卡內有沒有消費金額，（1）如果IC卡內沒有消費金額或餘額小於某一定值X0時，電動閥關閉；（2）在檢測到IC卡內有消費金額的情況下，
A、在用戶打開電動閥時開始計時，以“每平方面積每小時”的收費單價為計價單位，按照單價乘以對應計費單元的取暖面積再乘以採暖時間計費，並將當前採暖計費金額從用戶消費金額中扣除，並在用戶關閉電動閥或採暖計費控制閥時停止計費，
B、當系統檢測到用戶餘額小於某一定值X0時，自動關閉電動閥。
所述的採暖計費管理方法，採暖計費控制閥連線有溫度檢測元件，溫度檢測元件安裝在計費單元用戶採暖管路中，溫度檢測元件將檢測到的溫度信息傳輸到IC卡計費控制閥控制電路，
（1）當用戶採暖管道內介質的溫度高於設定溫度T0時，計費控制管理系統處於允許計費狀態；
（2）當用戶採暖管道內介質的溫度低於設定溫度T0時，計費控制管理處於禁止計費狀態，不再減少用戶IC卡內的消費餘額。
一種IC卡預付費採暖計費管理方法，含有如上所述的IC卡採暖計費控制閥，以一個用戶或一個用戶的每個取暖房間為一個計費單元，每個計費單元設有一個IC卡計費控制閥，計費控制閥的電動閥安裝在計費單元的入戶管路中，在IC卡上存儲有計費單元對套用戶的姓名、樓號、單元號、取暖面積信息，用戶通過對IC卡充值購買消費金額，讀卡器或讀卡電路讀取IC卡信息，傳輸到與其連線的中央處理器，計費控制閥控制處理電路的存儲器存儲有採暖計費管理系統，採暖計費管理系統首先判斷IC卡內有沒有消費金額，
（1）如果IC卡內沒有消費金額或餘額小於某一定值X0時，電動閥關閉；
（2）在檢測到IC卡內有消費金額的情況下，按照計費單元對應的用戶的取暖面積，以“每平方面積每小時”的收費單價為計價單位，按照對應計費單元的取暖面積，將IC卡內消費金額折合成用戶總的使用時間，並且
A、在用戶打開電動閥時開始計時，將當前採暖計費時間從用戶消費金額對應的總的使用時間中扣除，並在用戶關閉電動閥時停止計費
B、當用戶剩餘使用時間為零或為某一定值時，系統自動關閉電動閥。
所述的採暖計費管理方法，採暖計費控制閥連線有溫度檢測元件，溫度檢測元件安裝在計費單元用戶採暖管路中，溫度檢測元件將檢測到的溫度信息傳輸到IC卡計費控制閥控制處理電路，
（1）如果用戶採暖管道內介質的溫度高於設定溫度T0時，計費控制管理系統處於允許計費狀態；
（2）如果用戶採暖管道內介質的溫度低於設定溫度T0時，計費控制管理系統處於禁止計費狀態，不再減少用戶IC卡內的消費餘額。
一種IC卡預付費採暖計費管理方法，含有如上所述的IC卡採暖計費控制閥，以一個用戶為一個計費單元，每個計費單元設有一個總的IC卡計費控制閥，IC卡上存儲有用戶的姓名、樓號、單元號、各房間取暖面積信息，IC卡計費控制閥的電動閥安裝在計費單元的入戶管路中，用戶通過IC卡購買消費金額，讀卡器或讀卡電路讀取IC卡信息，傳輸到與其連線的中央處理器，計費控制閥控制處理電路的存儲器存儲有採暖計費管理系統，同一用戶的各個不同房間分別設有控制閥門，反映各控制閥門狀態的開關量信號輸入計費控制閥處理電路，採暖計費管理系統首先判斷IC卡內有沒有消費金額，
（1）如果IC卡內沒有消費金額或餘額小於某一定值X0時，電動閥關閉；
（2）在檢測到IC卡內有消費金額的情況下，在用戶打開電動閥時開始計時，以“每平方面積每小時”的收費單價為計價單位，按照用戶所有房間的取暖面積乘以採暖計時時間再乘以單價計費，將當前取暖計費金額從用戶消費金額中扣除，當用戶關閉對應房間的控制閥時，按對應房間的取暖面積和計時時間返還不應扣除的消費金額，當計費管理系統檢測到用戶消費餘額小於某一定值X0時，自動關閉電動閥；或者
（3）在檢測到IC卡內有消費金額的情況下，在用戶打開對應房間的控制閥時開始計時，以“每平方面積每小時”的收費單價為計價單位，按照單價乘以對應房間的取暖面積再乘以計時時間計費，將當前計費金額從用戶消費金額中扣除，在用戶關閉對應房間的控制閥門時停止計費，當計費管理系統檢測到用戶消費餘額小於某一定值X0時，自動關閉電動閥。
所述的採暖計費管理方法，採暖計費控制閥連線有溫度檢測元件，溫度檢測元件安裝在計費單元用戶採暖管路中，溫度檢測元件將檢測到的溫度信息傳輸到IC卡計費控制閥控制電路，（1）當用戶採暖管道內介質的溫度高於設定溫度T0時，計費控制管理系統處於允許計費狀態；（2）當用戶採暖管道內介質的溫度低於設定溫度T0時，計費控制管理處於禁止計費狀態，不再減少用戶IC卡內的消費餘額。
所述的採暖計費管理方法，同一用戶內，IC卡計費控制閥分別或同時按照對應房間的取暖面積和計時時間計費。
有益效果
1、提出一種新的比較合理、切實可行的取暖計量計費方法。《IC卡採暖計費控制閥及其採暖計費管理方法》IC卡採暖計費方法，沿用了傳統按面積收費的基本概念，並將其衍生為“平方/小時”作為基本收費單位，突破傳統按面積收費、吃大鍋飯的弊端，實現了分戶採暖的“按需計費”，可以節約家庭開支，有利於提高用戶的節約能源和環保意識，具有長遠的社會綜合效益。假如某城市有住宅面積11741萬平方米，參照國家十五計畫的建築採暖能耗標準（每平方米建築面積12.5公斤標準煤）計算，在改造成IC卡預付費供熱方式後，居民在上班時間或在家時只開部分取暖閥採暖，如果將採暖的時間和範圍縮小40％，將減少40％的能耗，每個採暖季節將節約標準煤58.7萬噸；減少能源消耗的同時也緩解了鐵路、公路的運輸壓力，降低了運輸燃油的消耗，同時產生巨大的環保效應。
2、《IC卡採暖計費控制閥及其採暖計費管理方法》充分考慮了中國2006年前的供熱收費制度和舊有供熱系統的水質量，符合居民傳統消費習慣，取不取暖、何時取暖由消費者決定，並以巧妙的方法實現按量收費，容易被供需雙方所接受，成本也不高，容易推廣實施，尤其適用於舊有住宅採暖系統的分戶控制和節能改造，有望從根本上杜絕中國2006年3月前建築能源浪費的主要根源。
3、《IC卡採暖計費控制閥及其採暖計費管理方法》IC卡採暖計費控制閥採用IC卡預付費，通過中央處理器進行智慧型計費管理和控制，用戶可根據情況自行決定消費金額和控制採暖時間，安裝使用方便，含有通訊接口，能夠實現綜合管理，降低管理成本。
附圖說明
圖1：IC卡採暖計費方法計費管理系統方框圖之一；
圖2：IC卡採暖計費方法計費管理系統方框圖之二；
圖3：IC卡採暖計費方法計費管理系統方框圖之三；
圖4：IC卡採暖計費控制閥結構方框圖；
圖5：IC卡採暖計費控制閥控制處理電路原理圖。
技術領域
《IC卡採暖計費控制閥及其採暖計費管理方法》涉及一種採暖領域的計費控制裝置及採暖計費方法，特別是涉及一種使用IC卡預付費的採暖計費控制閥及其採暖計費方法。
權利要求
1、一種IC卡採暖計費控制閥，含有安裝在採暖用戶入戶管路中的電動閥，電動閥的執行機構含有連線電源和控制、驅動電路的執行電機，其特徵是：所述的控制閥還含有帶有讀卡器或讀卡電路的單片機控制處理電路及與其配套使用的非接觸式IC卡，讀卡器或讀卡電路的射頻輸出端連線讀寫天線，讀卡器的數據輸入/輸出連線埠、地址連線埠和控制連線埠分別連線單片機程式設定的相應I/O連線埠和控制連線埠，執行電機控制、驅動電路的輸入端連線單片機程式設定的控制輸出連線埠，控制、驅動電路的輸出端連線執行電機。
2、根據權利要求1所述的IC卡採暖計費控制閥，其特徵是：讀卡器或讀卡電路的讀卡晶片採用MFRC500；中央處理器採用8位的8051系列或8052系列其中的一種單片機，或者採用16位的MC68HC16，或16位的MSP430F147，或16位的MSP430F435單片機，單片機連線有保護、存儲電路X5045，讀卡晶片MFRC500的射頻輸出端連線讀寫天線，讀卡晶片的數據輸出連線埠通過上拉電阻連線CPU的P0連線埠，其控制連線埠A0、A1、A2分別連線CPU的P2口的P2.0、P2.1、P2.2，讀卡晶片的讀、寫連線埠分別對應連線CPU的讀、寫連線埠，其中斷輸出連線埠IRQ連線CPU的一個外部中斷輸入連線埠，其地址鎖存使能連線埠ALE連線CPU的對應連線埠ALE，其復位端RST連線CPU的一個I/O口；X5045的選通連線埠CS、串列輸入、輸出連線埠SI、SO分別連線CPU的一個I/O口，其串列時鐘SCK和復位連線埠RST分別連線CPU的T1和RST口，CPU程式設定的一個I/O控制連線埠連線電動閥執行電機的控制、驅動電路；同CPU程式設定的相應I/O連線埠連線有功能按鍵開關和LED顯示模組，功能按鍵開關S1、S2、S3通過高低電平的選擇分別接入CPU的P1.1、P1.2、P1.4口，CPU的P1.0、P1.6、P1.7、T0口連線LED顯示模組接口；同CPU的串列通訊連線埠RXD、TXD連線埠連線有通訊接口。
3、根據權利要求2所述的IC卡採暖計費控制閥，其特徵是：讀卡晶片或者採用MFRC530，或MFRC531，或MFRC632；中央處理器選用AT89C52或者AT89S52單片機，或者採用P89C54BP6或P89C58A，或者MC68HC11A8，或者MC68HC11E9，以及PIC16C877A，或PIC16C876A；讀卡晶片或者採用FM17XX系列的一種讀卡晶片FM1702N，或FM1715，或FM1725；保護、存儲電路或者結合使用看門狗電路MAX813或IMP813和存儲晶片AT24C04。
4、根據權利要求1或2或3所述的IC卡採暖計費控制閥，其特徵是：執行電機控制、驅動電路採用光電耦合隔離電路，光電耦合器的一個輸入端通過電阻連線電源，其另一個輸入端通過限流電阻連線CPU控制輸出連線埠，光電耦合器的輸出端通過雙向二極體連線執行電機工作電源；執行電機控制、驅動電路或採用電晶體開關電路，電晶體基極連線的偏置電路兩個電阻的接點連線CPU控制輸出端，電晶體的射極輸出端連線執行電機工作電源。
5、根據權利要求4所述的IC卡採暖計費控制閥，其特徵是：含有溫度檢測電路，溫度檢測採用數字溫度感測器，數字溫度感測器的輸出接入中央處理器的一個中斷輸入連線埠。
6、一種IC卡預付費採暖計費管理方法，含有權利要求1所述的IC卡採暖計費控制閥，以一個用戶或一個用戶的每個取暖房間為一個計費單元，每個計費單元設有一個IC卡計費控制閥，IC卡計費控制閥的電動閥安裝在計費單元的入戶管路中，在IC卡上存儲有計費單元對套用戶的姓名、樓號、單元號、取暖面積信息，用戶通過對IC卡充值，購買消費金額，計費控制閥控制處理電路的讀卡器或讀卡電路讀取IC卡信息，傳輸到與其連線的中央處理器，計費控制閥控制處理電路的存儲器存儲有採暖計費管理系統，其特徵是：
採暖計費管理系統首先判斷IC卡內有沒有消費金額。
（1）如果IC卡內沒有消費金額或餘額小於某一定值X0時，電動閥關閉；
（2）在檢測到IC卡內有消費金額的情況下，
A、在用戶打開電動閥時開始計時，以“每平方面積每小時”的收費單價為計價單位，按照單價乘以對應計費單元的取暖面積再乘以採暖時間計費，並將當前採暖計費金額從用戶消費金額中扣除，並在用戶關閉電動閥或採暖計費控制閥時停止計費，
B、當系統檢測到用戶餘額小於某一定值X0時，自動關閉電動閥。
7、根據權利要求6所述的採暖計費管理方法，其特徵是：採暖計費控制閥連線有溫度檢測元件，溫度檢測元件安裝在計費單元用戶採暖管路中，溫度檢測元件將檢測到的溫度信息傳輸到IC卡計費控制閥控制電路。
（1）當用戶採暖管道內介質的溫度高於設定溫度T0時，計費控制管理系統處於允許計費狀態；
（2）當用戶採暖管道內介質的溫度低於設定溫度T0時，計費控制管理處於禁止計費狀態，不再減少用戶IC卡內的消費餘額。
8、一種IC卡預付費採暖計費管理方法，含有權利要求1所述的IC卡採暖計費控制閥，以一個用戶或一個用戶的每個取暖房間為一個計費單元，每個計費單元設有一個IC卡計費控制閥，計費控制閥的電動閥安裝在計費單元的入戶管路中，在IC卡上存儲有計費單元對套用戶的姓名、樓號、單元號、取暖面積信息，用戶通過對IC卡充值購買消費金額，讀卡器或讀卡電路讀取IC卡信息，傳輸到與其連線的中央處理器，計費控制閥控制處理電路的存儲器存儲有採暖計費管理系統，其特徵是：採暖計費管理系統首先判斷IC卡內有沒有消費金額。
（1）如果IC卡內沒有消費金額或餘額小於某一定值X0時，電動閥關閉；
（2）在檢測到IC卡內有消費金額的情況下，按照計費單元對應的用戶的取暖面積，以“每平方面積每小時”的收費單價為計價單位，按照對應計費單元的取暖面積，將IC卡內消費金額折合成用戶總的使用時間，並且
A、在用戶打開電動閥時開始計時，將當前採暖計費時間從用戶消費金額對應的總的使用時間中扣除，並在用戶關閉電動閥時停止計費
B、當用戶剩餘使用時間為零或為某一定值時，系統自動關閉電動閥。
9、根據權利要求8所述的採暖計費管理方法，其特徵是：採暖計費控制閥連線有溫度檢測元件，溫度檢測元件安裝在計費單元用戶採暖管路中，溫度檢測元件將檢測到的溫度信息傳輸到IC卡計費控制閥控制處理電路。
（1）如果用戶採暖管道內介質的溫度高於設定溫度T0時，計費控制管理系統處於允許計費狀態；
（2）如果用戶採暖管道內介質的溫度低於設定溫度T0時，計費控制管理系統處於禁止計費狀態，不再減少用戶IC卡內的消費餘額。
10、一種IC卡預付費採暖計費管理方法，含有權利要求1所述的IC卡採暖計費控制閥，以一個用戶為一個計費單元，每個計費單元設有一個總的IC卡計費控制閥，IC卡上存儲有用戶的姓名、樓號、單元號、各房間取暖面積信息，IC卡計費控制閥的電動閥安裝在計費單元的入戶管路中，用戶通過IC卡購買消費金額，讀卡器或讀卡電路讀取IC卡信息，傳輸到與其連線的中央處理器，計費控制閥控制處理電路的存儲器存儲有採暖計費管理系統，其特徵是：同一用戶的各個不同房間分別設有控制閥門，反映各控制閥門狀態的開關量信號輸入計費控制閥處理電路，採暖計費管理系統首先判斷IC卡內有沒有消費金額。
（1）如果IC卡內沒有消費金額或餘額小於某一定值X0時，電動閥關閉；
（2）在檢測到IC卡內有消費金額的情況下，在用戶打開電動閥時開始計時，以“每平方面積每小時”的收費單價為計價單位，按照用戶所有房間的取暖面積乘以採暖計時時間再乘以單價計費，將當前取暖計費金額從用戶消費金額中扣除，當用戶關閉對應房間的控制閥時，按對應房間的取暖面積和計時時間返還不應扣除的消費金額，當計費管理系統檢測到用戶消費餘額小於某一定值X0時，自動關閉電動閥；或者
（3）在檢測到IC卡內有消費金額的情況下，在用戶打開對應房間的控制閥時開始計時，以“每平方面積每小時”的收費單價為計價單位，按照單價乘以對應房間的取暖面積再乘以計時時間計費，將當前計費金額從用戶消費金額中扣除，在用戶關閉對應房間的控制閥門時停止計費，當計費管理系統檢測到用戶消費餘額小於某一定值X0時，自動關閉電動閥。
11、根據權利要求10所述的採暖計費管理方法，其特徵是：採暖計費控制閥連線有溫度檢測元件，溫度檢測元件安裝在計費單元用戶採暖管路中，溫度檢測元件將檢測到的溫度信息傳輸到IC卡計費控制閥控制電路。
（1）當用戶採暖管道內介質的溫度高於設定溫度T0時，計費控制管理系統處於允許計費狀態；
（2）當用戶採暖管道內介質的溫度低於設定溫度T0時，計費控制管理處於禁止計費狀態，不再減少用戶IC卡內的消費餘額。
12、根據權利要求10或11所述的採暖計費管理方法，其特徵是：同一用戶內，IC卡計費控制閥分別或同時按照對應房間的取暖面積和計時時間計費。
實施方式
實施例一
參見圖4：IC卡採暖計費控制閥結構方框圖。《IC卡採暖計費控制閥及其採暖計費管理方法》IC卡採暖計費控制閥，含有安裝在採暖用戶入戶管路中的電動閥，電動閥執行機構的執行電機連線電源和控制、驅動電路，所述的控制閥還含有單片機控制處理電路，單片機控制處理電路含有讀卡器或讀卡電路的及與其配合使用的非接觸式IC卡，讀卡器或讀卡電路的射頻輸出端連線讀寫天線，讀卡器的數據輸入/輸出連線埠、地址連線埠和控制連線埠分別連線單片機程式設定的相應I/O連線埠和控制連線埠，執行電機控制、驅動電路的輸入端連線單片機程式設定的控制輸出連線埠，控制、驅動電路的輸出端連線執行電機。
圖5為《IC卡採暖計費控制閥及其採暖計費管理方法》IC卡採暖計費控制閥控制處理電路原理圖：讀卡晶片採用PHILIPS公司的MFRC500；中央處理器可採用8位的51或52系列單片機，如選用AT89C52或AT89S52，或P89C54BP6或P89C58A單片機等，也可以採用16位的MC68HC16或MSP430F147或MSP430F435單片機。
讀卡晶片MFRC500的射頻輸出端TX1、TX2連線電感L001、L002、L1、L2，電容C001、C002、C011、C022、C2、C3組成的讀寫天線發射電路，其RX通過電阻R21、電容C4連線L2，其WMID通過電容C5接地，同時通過電阻R22和RX端連線；讀卡晶片的數據輸出連線埠D0～D8通過上拉電阻連線CPU的P0連線埠，其控制連線埠A0、A1、A2分別連線CPU的P2口的P2.0、P2.1、P2.2，讀卡晶片的讀、寫連線埠分別對應連線CPU的讀、寫連線埠，其中斷輸出連線埠IRQ連線CPU的一個外部中斷輸入連線埠INT1，其地址鎖存使能連線埠ALE連線CPU的相應連線埠ALE，這兩個連線埠分別通過電阻R23、R24接電源，其復位端RST連線CPU的P2.4口，其時鐘口XOUT、XIN連線晶振；中央處理器連線有保護、存儲電路，積體電路晶片X5045的選通連線埠CS、串列輸入、輸出連線埠SI、SO分別連線CPU的I/O口P1.0、P1.5、P1.3，其串列時鐘SCK和復位連線埠分別連線CPU的T1和RST口；同CPU程式設定的相應I/O連線埠連線有功能按鍵開關和LED顯示模組，功能按鍵開關S1、S2、S3通過高低電平的選擇分別接入CPU的P1.1、P1.2、P1.4口，CPU的P1.0、P1.6、P1.7、T0口連線LED顯示模組接口；CPU程式設定的一個I/O控制連線埠連線電動閥執行電機的控制、驅動電路；同CPU的串列通訊連線埠RXD、TXD連線埠連線有通訊接口。
《IC卡採暖計費控制閥及其採暖計費管理方法》IC卡採暖計費控制閥，讀卡晶片或者採用PHILIPS公司的MFRC530，或MFRC531，或MFRC632；中央處理器或者MC68HC11A8，或者MC68HC11E9，以及PIC16C877A，或PIC16C876A；讀卡晶片或者採用復旦微電子股份有限公司的FM17XX讀卡專用晶片FM1702N，或FM1715，或FM1725；保護、存儲電路或者結合使用看門狗電路MAX813或IMP813和存儲晶片AT24C04。
該實施例IC卡採暖計費控制閥，執行電機控制、驅動電路採用光電耦合隔離電路，光電耦合器的一個輸入端通過電阻連線電源，其另一個輸入端通過限流電阻連線CPU控制輸出連線埠P2.7，光電耦合器的輸出端通過雙向二極體連線執行電機工作電源。
實施例二
參見圖5，該實施例IC卡採暖計費控制閥電路結構基本同實施例一，不同的是：含有溫度檢測電路，溫度檢測採用數字溫度感測器，數字溫度感測器的輸出接入中央處理器的一個中斷輸入連線埠INT0；執行電機控制、驅動電路或採用電晶體開關電路，電晶體基極連線的偏置電路兩個電阻的接點連線CPU控制輸出端，電晶體的射極輸出端連線執行電機工作電源。可使用的單片機還有，台灣義隆公司生產的EM78系列，如EM78P447；華邦公司的W77、W78系列，如E78C52D，E78E58B等，具體電路連線不再詳述。
實施例三
參見圖1，《IC卡採暖計費控制閥及其採暖計費管理方法》IC卡預付費採暖計費管理方法，以一個用戶或一個用戶的每個取暖房間為一個計費單元，每個計費單元設有一個IC卡計費控制閥，IC卡計費控制閥的電動閥安裝在計費單元的入戶管路中，在IC卡上存儲有計費單元對套用戶的姓名、樓號、單元號、取暖面積信息，用戶通過對IC卡充值，購買消費金額，計費控制閥控制處理電路的讀卡器或讀卡電路讀取IC卡信息，傳輸到與其連線的中央處理器，計費控制閥控制處理電路的存儲器存儲有採暖計費管理系統，採暖計費管理系統首先判斷IC卡內有沒有消費金額。
（1）在用戶IC卡內沒有消費金額或餘額不足（小於某一設定值）的情況下，電動閥處於關閉狀態，用戶不能通過手動開啟；
（2）在檢測到IC卡內有消費金額的情況下，
A、在用戶打開電動閥時開始計時，以“每平方面積每小時”的收費標準為計費單價，按照對應計費單元的取暖面積和計時時間和該計費單價的乘積計費，並將當前計費金額從用戶消費金額中扣除，並在用戶關閉電動閥或採暖計費控制閥時停止計費，
B、當系統檢測到用戶消費餘額不足時，系統在控制電路作用下，自動將電動閥關閉。
實施例四
參見圖2，該實施例採暖計費管理方法基本同實施例三，其不同之處是：採暖計費控制閥連線有溫度檢測元件，溫度檢測元件安裝在計費單元用戶採暖管路中，檢測元件輸出連線數字溫度感測器，將檢測到的溫度信息傳輸到IC卡計費控制閥控制處理電路，通過下述步驟實現有效果計費，既：
（1）當控制管理系統檢測到用戶採暖管道內介質的溫度高於設定溫度T0時，計費控制管理系統處於允許計費狀態；
（2）當用戶採暖管道內介質的溫度低於設定溫度T0時，計費控制管理處於禁止計費狀態，不再減少用戶IC卡內的消費餘額。
實施例五、六
分別參見圖1、圖2，本兩實施例IC卡預付費採暖計費管理方法，其實施方法基本同實施例三、四，其不同之處在於：系統在檢測到IC卡內有消費金額的情況下，按照計費單元對應的用戶的取暖面積，以“每平方面積每小時”的收費標準為計價單位，按照對應計費單元的取暖面積，將IC卡內消費金額折合成用戶總的使用時間，
A、在用戶打開電動閥時開始計時，將當前計費時間從用戶消費金額對應的總的使用時間中扣除，並在用戶關閉電動閥時停止計費
B、當計費管理系統檢測到用戶使用時間為零時，通過採暖計費控制閥控制電路自動關閉電動閥。
實施例七
參見圖3，《IC卡採暖計費控制閥及其採暖計費管理方法》IC卡預付費採暖計費管理方法，以一個用戶為一個計費單元，每個計費單元設有一個總的IC卡計費控制閥，IC卡上存儲有用戶的姓名、樓號、單元號、各房間取暖面積信息，IC卡計費控制閥的電動閥安裝在計費單元的入戶管路中，用戶通過IC卡購買消費金額，讀卡器或讀卡電路讀取IC卡信息，傳輸到與其連線的中央處理器，計費控制閥控制處理電路的存儲器存儲有採暖計費管理系統，同一用戶的各個不同房間分別設有控制閥門，反映各控制閥門狀態、並對應其所在房間的取暖面積的開關量信號輸入控制處理電路，採暖計費管理系統首先判斷IC卡內有沒有消費金額。
（1）如果IC卡內沒有消費金額或餘額不足，禁止用戶開啟電動閥；
（2）在檢測到IC卡內有消費金額的情況下，在用戶打開對應房間的控制閥時開始計時，以“每平方面積每小時”的收費單價為計價單位，按照單價乘以對應房間的取暖面積再乘以計時時間計費，將當前計費金額從用戶消費金額中扣除，在用戶關閉對應房間的控制閥門時停止計費，當計費管理系統檢測到用戶消費餘額小於某一定值X0時，自動關閉電動閥。
所述的採暖計費管理方法，同樣通過在計費單元用戶採暖管路中安裝溫度檢測元件的方法，實現“有效果”計費的目的，即只有在管道內傳熱介質具備取暖條件的情況下，用戶開啟採暖控制閥計費管理系統才計費。
（1）當用戶採暖管道內介質的溫度高於設定溫度T0時，計費控制管理系統處於允許計費狀態；
（2）當用戶採暖管道內介質的溫度低於設定溫度T0時，計費控制管理處於禁止計費狀態，不再減少用戶IC卡內的消費餘額。
《IC卡採暖計費控制閥及其採暖計費管理方法》還實現了在同一用戶內，由用戶根據需要開啟或關閉取暖控制閥，IC卡計費控制閥分別或同時按照對應房間的取暖面積和計時時間計費。
實施例八
參見圖3，該實施例IC卡預付費採暖計費管理方法，其計費管理方式基本同實施例七，只是達到發明目的計量方式正好相反：即系統在檢測到IC卡內有消費金額的情況下，在用戶打開IC卡計費控制閥的電動閥或即使只有一個房間的分控閥打開的情況下，即開始以該用戶所有房間的取暖面積和取暖計時時間計費，將當前取暖計費金額從用戶消費金額中扣除，如果用戶關閉某一房間的分控閥時，從這一時刻開始計時，按所對應房間的取暖面積和計時時間乘以計費單價，返還不應扣除的對應房間的消費金額，並在用戶消費餘額不足或小於某一定值時，通過控制電路關閉電動閥。
榮譽表彰
2018年12月20日，《IC卡採暖計費控制閥及其採暖計費管理方法》獲得第二十屆中國專利優秀獎。
