本发明公开了一种非接触IC卡式U形数字化水表，包括一种水表基座、水表面盖、水表刻度面板、数字水表指针机芯、阀门控制电机、进水阀门、水量采样单元、信号调理电路、管道式微型叶轮发电机，其水表刻度面板上刻有三个刻度盘和IC卡刷卡区，与水表基座相连的进水管和出水管处于水表基座上的同一侧，且进水管和出水管相互等距平行，整体上状如U形，数字水表指针机芯是在一块PCB板上焊接有低功耗单片机并装配有三个独立的微型步进电机机芯，水表面盖与水表基座的空心圆柱体通过螺纹连接，全部将数字水表指针机芯、水表刻度面板、水量采样单元、锂亚电池组和电池管理模块密封在水表基座中央顶部的空心圆柱体中。
1.一种非接触IC卡式U形数字化水表，包括U形水表基座(1)、水表面盖(8)、水表刻度面板(29)、数字水表指针机芯、阀门控制电机(23)、进水阀门(24)、水量采样单元(25)、信号调理电路(30)、管道式微型叶轮发电机(27)，其特征在于，与U形水表基座(1)相连的进水管(2)和出水管(3)处于水表基座(1)上的同一侧，且进水管(2)和出水管(3)相互等距平行，在进水管(2)的一侧向上拉伸有一个圆柱体形状的进水阀门座(17)，在进水阀门座(17)中安装有一个阀门控制电机(23)，阀门控制电机(23)的控制线路通过进水管侧控制线管路(7)引出至U形水表基座(1)上中央顶部的圆柱体中，与内置的PCB板(20)相连，进水阀座盖(5)通过螺纹与进水阀门座(17)连接，并将阀门控制电机(23)密封在进水阀门座(17)中，其阀门控制电机(23)的转动轴与安装在进水管(2)中的进水阀门(24)相接，在出水管(3)的一侧向上拉伸有一个圆柱体形状的微型叶轮发电机座(19)，管道式微型叶轮发电机(27)安装在与出水管(3)相通的微型叶轮发电机座(19)中，管道式微型叶轮发电机(27)的控制线路通过出水管侧控制线管路(6)引出至U形水表基座(1)上的中央顶部的圆柱体中，与内置的PCB板(20)相连，微型叶轮发电机座盖(4)通过螺纹与微型叶轮发电机座(19)连接，并将管道式微型叶轮发电机(27)密封在微型叶轮发电机座(19)中，用水时，管道中的水流冲动叶轮，管道式微型叶轮发电机(27)发电，发出的电能送电池管理模块(40)，经过整流滤波及其控制，对锂亚电池组(22)充电，所述的水表面盖(8)为圆形，水表面盖(8)与U形水表基座(1)的空心圆柱体通过螺纹连接，将数字水表指针机芯、水表刻度面板(29)、水量采样单元(25)、锂亚电池组(22)和电池管理模块(40)密封在U形水表基座(1)中央顶部的空心圆柱体中。
2.根据权利要求1所述的非接触IC卡式U形数字化水表，其特征在于，所述的水表刻度面板(29)是由塑料材质构成的圆形面板，上面分别镂刻有两条封闭的圆形刻度盘和一条开放的大圆弧形刻度盘，分别是：一个是倍率为×0.001刻度盘(15)，为封闭的圆形刻度盘，倍率为×0.001刻度盘(15)的中心处安装有一个倍率为×0.001刻度盘的指针(14)，倍率为×0.001刻度盘(15)3
上共有10大格，从0到9，每一大格又分为10小格，每一小格代表0.001m，倍率为×0.001
刻度盘的指针(14)每顺 时钟偏转360°，代表消耗水量0.001×100＝0.1m ；
一个是倍率为×0.1刻度盘(10)，为封闭的圆形刻度盘，倍率为×0.1刻度盘(10)的中心处安装有一个倍率为×0.1刻度盘的指针(11)，倍率为×0.1刻度盘(10)上共有103
大格，从0到9，每一大格又分为10小格，每一小格代表0.1m，倍率为×0.1刻度盘的指针
(11)每顺时钟偏转360°，代表消耗水量0.1×100＝10.0m ；
一个是倍率为×10刻度盘(9)，所述的刻度盘为开放的大圆弧形，位于圆形的水表刻度面板(29)的最外圈，其水表刻度面板(29)的中心处安装有倍率为×10刻度盘的指针(12)，倍率为×10刻度盘(9)上从0、20、40、60、80、100、120、140、160、180、200共有十一大格，每一大格又分为10个中格，每一中格含有一个小格，因此每一大格共分为20小格，每一3
小格代表10m，倍率为×10刻度盘的指针(12)每逆时钟偏转一大格，代表当前水表上的剩
3.根据权利要求1所述的非接触IC卡式U形数字化水表，其特征在于，水表刻度面板(29)上有一个标识为波浪状的非接触IC卡的刷卡区(26)和一个LED指示灯(13)。
4.根据权利要求1所述的非接触IC卡式U形数字化水表，其特征在于，所述的数字水表指针机芯是在一块PCB板(20)上焊接有一块低功耗单片机(21)并安装有三个相同尺寸并独立的微型步进电机机芯，每个微型步进电机机芯均包含有：一个环形状的铁心体(31)、线圈A(32)、线圈B(33)、转子体(34)、齿轮A(35)、齿轮B(36)、齿轮C(37)、指针驱动轴(39)，其转子体(34)嵌入在铁心体(31)中，齿轮C(37)的转动轴即是指针驱动轴(39)，线圈A(32)与线圈B(33)的引脚端焊接在PCB板上，每个微型步进电机机芯均通过四个自攻螺钉(38)与PCB板(20)相连，所述的PCB板(20)为圆形。
5.根据权利要求4所述的非接触IC卡式U形数字化水表，其特征在于，数字水表指针机芯上的每个微型步进电机机芯的线圈A(32)的两个输出引出脚与线圈B(33)的两个输出引出脚分别与低功耗单片机(21)的I/O端口直接相连。
6.根据权利要求4所述的非接触IC卡式U形数字化水表，其特征在于，数字水表指针机芯上的每个微型步进电机机芯是按照如下的啮合传动关系相连：转子体(34)转动时带动齿轮A(35)，齿轮A(35)带动齿轮B(36)，齿轮B(36)带动齿轮C(37)，齿轮C(37)转动的同时带动指针驱动轴(39)转 动。
7.根据权利要求2或4所述的非接触IC卡式U形数字化水表，其特征在于，倍率为×0.001刻度盘的指针(14)与倍率为×0.1刻度盘的指针(11)和倍率为×10刻度盘的指针(12)同时穿过水表刻度面板(29)上的各自倍率刻度盘的中心孔，分别与安装在PCB板上与其对应的微型步进电机机芯的指针驱动轴(39)套接。
8.根据权利要求4所述的非接触IC卡式U形数字化水表，其特征在于，安装在PCB板(20)上中央位置处的微型步进电机机芯的铁心体(31)的摆放方向与放置在其两侧处的微型步进电机机芯的铁心体(31)正交。
非接触IC卡式U形数字化水表
技术领域
[0001] 本发明涉及一种非接触IC卡式U形水表，尤其涉及一款基于非接触IC卡技术的U形数字化水表。
背景技术
[0002] 自来水表是计量用户使用水量的仪器，是用户交纳自来水费的依据。目前，居民小区采用预付费IC卡水表，已经彻底改变传统机械水表及上门抄表收费的模式，水费的收缴方式由过去繁琐的人工抄表、手工计价，转变为用户持IC卡购水消费方式，进而实现水费收缴管理微机化管理，大大降低自来水公司或小区物业管理部门的营运成本，对用户而言可免去每月应付上门抄表的麻烦，同时，IC卡自来水表的广泛使用，改变过去用水无度的现状，保障自来水资源有计划地使用、节约使用，避免水资源的浪费。
发明内容
[0003] 技术问题：
[0004] 公知的IC卡式自来水表大都是在机械式水表基座的基础上，另外加装电子控制电路和IC卡读卡器控制盒组成，概括来说，公知的IC卡式自来水表还存在如下的问题：
[0005] 一、公知的接触式IC卡式水表或是非接触式IC卡式水表，都是在机械式水表基座上加装一个塑料外壳，外壳内装有电子控制盒和读卡器，显示部分采用机械传动码盘与机械刻度盘和LCD数字显示相混合的方式，可以说目前的IC卡水表仍旧处于半机械化、半电子化状态；另一方面，由于塑料外壳做不到完全密封，不能防止水淹没和防潮，因此水表上各个电接触点容易腐蚀造成接触不良，造成水表的故障率较高。
[0006] 二、公知的接触IC卡式水表，读卡器因为带有插槽不能防尘，特别在房屋装修时，泥沙或其它异物掉进读卡器卡座缝中，刷卡时，常常导致IC卡座接触不良或读卡器损坏。
[0007] 三、公知的IC卡式水表都是直通表，水表基座的两边分别是直通的进水管和出水管，这类水表安装时需占用较多的空间，进水管和出水管不能同一个方向进出，随着城市小户型房屋的增多，IC卡式直通水表不能满足小户型用户提出的直接将水表安装在房屋的墙角而不占用额外地方的需求。
[0008] 四、公知的IC卡式水表完全由用户交费购水，基本上脱离供水部门的监督与管理，常常会出现用户购买水量用完后，由于电池电量不足或更换电池不及时，导致进水阀门不能关闭致使用户欠费用水的情况，即产生透支用水现象，结果使水费的追缴变得困难，造成供水企业的经济效益大量流失。
[0009] 技术方案：
[0010] 本发明的目的是提出了一种适合在小户型房屋内安装的，基于非接触IC卡技术的非接触IC卡式U形全数字化水表，其技术方案如下：
[0011] 一种非接触IC卡式U形数字化水表，包括U形水表基座、水表面盖、水表刻度面板、数字水表指针机芯、阀门控制电机、进水阀门、水量采样单元、信号调理电路、管道式微型叶轮发电机，其要点在于，与U形水表基座相连的进水管和出水管处于水表基座上的同一侧，且进水管和出水管相互等距平行，在进水管的一侧向上拉伸有一个圆柱体形状的进水阀门座，在进水阀座中安装有一个阀门控制电机，阀门控制电机的控制线路通过进水管侧控制线管路引出至U形水表基座上中央顶部的圆柱体中，与内置的PCB板相连，进水阀座盖，通过螺纹与进水阀门座连接，并将阀门控制电机密封在进水阀门座中，其阀门控制电机的转动轴与安装在进水管中的进水阀门相接，在出水管的一侧向上拉伸有一个圆柱体形状的微型叶轮发电机座，管道式微型叶轮发电机安装在与出水管相通的微型叶轮发电机座中，管道式微型叶轮发电机的控制线路通过出水管侧控制线管路引出至U形水表基座上的中央顶部的圆柱体中，与内置的PCB板相连，微型叶轮发电机座盖通过螺纹与微型叶轮发电机座连接，并将管道式微型叶轮发电机密封在微型叶轮发电机座中，用水时，管道中的水流冲动叶轮，管道式微型叶轮发电机发电，发出的电能送电池管理模块，经过整流滤波及其控制，对锂亚电池组充电，所述的水表面盖为圆形，水表面盖与U形水表基座的空心圆柱体通过螺纹连接，将数字水表指针机芯、水表刻度面板、水量采样单元、锂亚电池组和电池管理模块密封在U形水表基座中央顶部的空心圆柱体中。
[0012] 所述的非接触IC卡式U形数字化水表，其水表刻度面板是由塑料材质构成的圆形面板，上面分别镂刻有两条封闭的圆形刻度盘和一条开放的大圆弧形刻度盘，分别是：
[0013] 一个是倍率为×0.001刻度盘，为封闭的圆形刻度盘，倍率为×0.001刻度盘的中心处安装有一个倍率为×0.001刻度盘的指针，倍率为×0.001刻度盘上共有10大格，从3
0到9，每一大格又分为10小格，每一小格代表0.001m，倍率为×0.001刻度盘的指针每顺
3
时钟偏转360°，代表消耗水量0.001×100＝0.1m ；
[0014] 一个是倍率为×0.1刻度盘，为封闭的圆形刻度盘，倍率为×0.1刻度盘的中心处安装有一个倍率为×0.1刻度盘的指针，倍率为×0.1刻度盘上共有10大格，从0到9，每一3
大格又分为10小格，每一小格代表0.1m，倍率为×0.1刻度盘的指针每顺时钟偏转360°，
3
代表消耗水量0.1×100＝10.0m ；
[0015] 一个是倍率为×10刻度盘，所述的刻度盘为开放的大圆弧形，位于圆形的水表刻度面板的最外圈，其水表刻度面板的中心处安装有倍率为×10刻度盘的指针，倍率为×10刻度盘上从0、20、40、60、80、100、120、140、160、180、200共有十一大格，每一大格又分为3
10个中格，每一中格含有一个小格，因此每一大格共分为20小格，每一小格代表10m，倍率为×10刻度盘的指针每逆时钟偏转一大格，代表当前水表上的剩余水量减少20×10＝
3
200.0m。
[0016] 所述的非接触IC卡式U形数字化水表，其水表刻度面板上有一个标识为波浪状的非接触IC卡的刷卡区和一个LED指示灯。
[0017] 所述的非接触IC卡式U形数字化水表，其数字水表指针机芯是在一块PCB板上焊接有一块低功耗单片机并安装有三个相同尺寸并独立的微型步进电机机芯，每个微型步进电机机芯均包含有：一个环形状的铁心体、线圈A、线圈B、转子体、齿轮A、齿轮B、齿轮C、指针驱动轴，其转子体嵌入在铁心体中，齿轮C的转动轴即是指针驱动轴，线圈A与线圈B的引脚端焊接在PCB板上，每个微型步进电机机芯均通过四个自攻螺钉与PCB板相连，所述的PCB板为圆形。
[0018] 所述的非接触IC卡式U形数字化水表，其数字水表指针机芯上的每个微型步进电机机芯的线圈A的两个输出引出脚与线圈B的两个输出引出脚分别与低功耗单片机的I/O端口直接相连。
[0019] 所述的非接触IC卡式U形数字化水表，其数字水表指针机芯上的每个微型步进电机机芯是按照如下的啮合传动关系相连：转子体转动时带动齿轮A，齿轮A带动齿轮B，齿轮B带动齿轮C，齿轮C转动的同时带动指针驱动轴转动。
[0020] 所述的非接触IC卡式U形数字化水表，倍率为×0.001刻度盘的指针与倍率为×0.1刻度盘的指针和倍率为×10刻度盘的指针同时穿过水表刻度面板上的各自倍率刻度盘的中心孔，分别与安装在PCB板上与其对应的微型步进电机机芯的指针驱动轴套接。
[0021] 所述的非接触IC卡式U形数字化水表，其安装在PCB板上中央位置处的微型步进电机机芯的铁心体的摆放方向与放置在其两侧处的微型步进电机机芯的铁心体正交。
[0022] 技术效果：
[0023] 相对于公知的自来水表，本发明具有如下的有益技术效果：
[0024] 一、本发明采用了一种结构上特殊的水表基座，与水表基座连为一体的进水管和出水管在外形和结构上呈U形状，进水管和出水管为同一方向进出，且互相平行，因此水表可直接将水表安装在房屋的墙角，不占用额外的空间，这种水表特别有利于小户型房屋的安装。
[0025] 二、采用U形水表基座后，U形水表基座的环形内壁大大缓冲了漩涡水流的冲击，降低了管道中水流的漩涡和管道中泥沙对水表计量精度的影响。
[0026] 三、本发明采用内置锂亚电池组和管道式微型叶轮发电机并行循环供电和充电技术，在电池管理模块的控制下无需更换电池，所以更受用户欢迎。为了防止进水阀门锈蚀，定时控制进水阀门作常规维护动作，因此不会出现阀门锈蚀或用户购买的水量用完后，由于电池电量不足或更换电池不及时，导致阀门不能关闭，致使用户欠费用水的现象发生，即杜绝了透支用水。
[0027] 四、本发明完全改变了传统机械水表或IC卡水表的基本结构和控制方式，采用了基于PCB板的数字水表指针机芯结构，水表内置三个独立的微型步进电机机芯，可同时驱动三根指针，从而去掉了繁冗的多级机械数字字轮组，将机械表盘直接转换为数字表盘，有效地提高了指示驱动机构的可靠性和使用寿命，实现了IC卡水表的全数字化。
[0028] 五、与公知IC卡式水表的指示方式不同的是，本发明去除了传统水表中的机械数字字轮组或者LCD屏幕，采用了数字水表指针机芯的方式显示剩余的购水量，用户持卡的购水量通过非接触IC卡将其购买的水量通过数字指针显示出来，三根指针所指示的位置不为零时，即表示当前的剩余水量，因此其剩余水量的指示方式清晰直观，符合人们的观察习惯，界面友好。
[0029] 六、本发明结构上紧凑，且没有在水表基座的基础上另加塑料外壳，通过螺纹，其圆形的水表面盖直接与U形水表基座的空心圆柱体相接，实现其一体化结构，可将PCB板、数字水表指针机芯、低功耗单片机、水量采样单元、锂亚电池组、电池管理模块全部封装在水表基座中央顶部的空心圆柱体中，其密封性好，使用寿命长，所述的水表即使浸泡在水中也能正常工作。
附图说明
[0030] 图1是非接触IC卡式U形数字化水表正向外形图；
[0031] 图2是非接触IC卡式U形数字化水表侧向外形图；
[0032] 图3是非接触IC卡式U形数字化水表正视图；
[0033] 图4是非接触IC卡式U形数字化水表后视图；
[0034] 图5是非接触IC卡式U形数字化水表侧视图；
[0035] 图6是非接触IC卡式U形数字化水表底视图；
[0036] 图7是非接触IC卡式U形数字化水表结构局部拉伸图；
[0037] 图8是非接触IC卡式U形数字化水表数字水表指针机芯正视图；
[0038] 图9是非接触IC卡式U形数字化水表数字水表指针机芯侧视图；
[0039] 图10是非接触IC卡式U形数字化水表电原理框图。
[0040] 标号说明：
[0041] 1 U型水表基座 2 进水管
[0042] 3 出水管 4 微型叶轮发电机座盖
[0043] 5 进水阀门座盖 6 出水管侧控制线管路
[0044] 7 进水管侧控制线管路 8 水表面盖
[0045] 9 倍率为×10刻度盘 10 倍率为×0.1刻度盘
[0046] 11 倍率为×0.1刻度盘的指针 12 倍率为×10刻度盘的指针
[0047] 13 LED指示灯 14 倍率为×0.001刻度盘的指针
[0048] 15 倍率为×0.001刻度盘 16 U型水表基座底部的加强筋框
[0049] 17 进水阀门座 18 水表基座上的外螺纹
[0050] 19 微型叶轮发电机座 20 PCB板
[0051] 21 低功耗单片机 22 锂亚电池组
[0052] 23 阀门控制电机 24 进水阀门
[0053] 25 水量采样单元 26 IC卡刷卡区
[0054] 27 管道式微型叶轮发电机 28 微型步进电机机芯
[0055] 29 水表刻度面板 30 信号调理电路
[0056] 31 铁心体 32 线圈A
[0057] 33 线圈B 34 转子体
[0058] 35 齿轮A 36 齿轮B
[0059] 37 齿轮C 38 自攻螺钉
[0060] 39 指针驱动轴 40 电池管理模块
具体实施方式
[0061] 下面结合附图说明本发明的具体实施方式。
[0062] 本发明包括一种状如U形水表基座1、进水管2、出水管3、圆形的水表面盖8、水表刻度面板29、数字水表指针机芯、阀门控制电机23、进水阀门24、水量采样单元25、信号调理电路30、管道式微型叶轮发电机27、低功耗单片机21、锂亚电池组22和电池管理模块40。与U形水表基座1相连的进水管2和出水管3处于U形水表基座1上的同一侧，且进水管2和出水管3相互等距平行，在整体上状如U形，由于进水管2和出水管3可同方向进出，而不占用额外的空间，因此可直接将水表安装在房屋的墙角，特别有利于小户型房屋的安装，另外，U形水表基座1的底部有一个带圆圈的十字加强筋框16，主要用于加固水表基座。
[0063] 所述的非接触IC卡式U形数字化水表，其在进水管2的一侧向上拉伸有一个圆柱体形状的进水阀门座17，在进水阀座17中安装有一个阀门控制电机23，阀门控制电机23的控制线路通过进水管侧控制线管路7引出至U形水表基座1上中央顶部的圆柱体中，并与内置的PCB板20相连，进水阀座盖5，通过螺纹与进水阀门座17连接，并将阀门控制电机23密封在进水阀门座17中，其阀门控制电机23的转动轴与安装在进水管2中的进水阀门
24相接。
[0064] 所述的非接触IC卡式U形数字化水表，其在出水管3的一侧向上拉伸有一个圆柱体形状的微型叶轮发电机座19，管道式微型叶轮发电机27安装在与出水管3相通的微型叶轮发电机座19中，管道式微型叶轮发电机27的控制线路通过出水管侧控制线管路6引出至U形水表基座1上的中央顶部的圆柱体中，并与内置的PCB板20相连。微型叶轮发电机座盖4通过螺纹与微型叶轮发电机座19连接，并将管道式微型叶轮发电机27密封在微型叶轮发电机座19中，用水时，管道中的水流冲动叶轮，使得管道式微型叶轮发电机27发电，发出的电能送电池管理模块40，经过整流滤波及其控制，可对锂亚电池组22充电。
[0065] 所述的数字水表指针机芯是在一块PCB板20上焊接有低功耗单片机21，并且装配有三个相同尺寸的独立的微型步进电机机芯，每个微型步进电机机芯均包含有如下的部件，分别是：一个环形状的铁心体31、线圈A 32、线圈B 33、转子体34、齿轮A 35、齿轮B36、齿轮C 37、指针驱动轴39，其转子体34嵌入在铁心体31中，齿轮C 37的转动轴即是指针驱动轴39，线圈A32与线圈B 33的引脚端焊接在PCB板上，每个微型步进电机机芯均通过四个自攻螺钉38与PCB板20相连。
[0066] 数字水表指针机芯上的每个微型步进电机机芯是按照如下的啮合传动关系相连：转子体34转动时带动齿轮A 35，齿轮A 35带动齿轮B 36，齿轮B 36带动齿轮C 37，由于齿轮C 37的转动轴即为指针驱动轴39，所以，齿轮C 37转动的同时也带动指针驱动轴39转动，指针驱动轴39转动从而带动套接在其上的指针偏转。
[0067] 数字水表指针机芯上的每个微型步进电机机芯的线圈A 32的两个输出引出脚与线圈B 33的两个输出引出脚分别与低功耗单片机21的I/O端口直接相连，因此共有3×4＝12个引脚与低功耗单片机21的I/O端口直接相连。
[0068] 安装在PCB板20上的三个独立的微型步进电机机芯的铁心体31，在安装位置上存在如下的关系：其安装在PCB板20上中央位置处的微型步进电机机芯的铁心体31的摆放方向与放置在两侧处的微型步进电机机芯的铁心体31正交，以使相互之间的电磁干扰降低至最小。
[0069] 所述的非接触IC卡式U形数字化水表，其特征在于，其圆形的水表刻度面板29是由塑料材质构成的面板，其上面分别镂刻有两条封闭的圆形刻度盘10、15和一条开放的大圆弧形刻度盘9，分别是：一个是倍率为×0.001的圆形刻度盘15，其刻度盘15的中心处安装有一个对应的刻度指针14，刻度盘15上共有10大格，从0到9，每一大格又分为10小格，3 3
每一小格代表0.001m，指针14每顺时钟偏转360°，代表消耗水量0.001×100＝0.1m ；
一个是倍率为×0.1的圆形刻度盘10，其刻度盘10的中心处安装有一个对应的刻度指针
3
11，小刻度盘10上共有10大格，从0到9，每一大格又分为10小格，每一小格代表0.1m，
3
指针11每顺时钟偏转360°，代表消耗水量0.1×100＝10.0m ；一个是倍率为×10的大刻度盘9圆弧，位于圆形的水表刻度面板29的最外圈，其水表刻度面板29的中心处安装有对应的刻度指针12，大刻度盘9上从0、20、40、60、80、100、120、140、160、180、200共有十一大格，每一大格又分为10个中格，每一中格含有一个小格，因此每一大格共分为20小格，每
3
一小格代表10m，指针12每逆时钟偏转一大格，代表当前水表上的剩余水量减少20×10＝
3
200.0m。
[0070] 本发明中，在水表刻度面板29上，对应倍率为×0.001的刻度盘15的中心位置处，安装有一个倍率为×0.001刻度盘的指针14，其对应倍率为×0.1的刻度盘10的中心位置处，安装有一个倍率为×0.1刻度盘的指针11，其对应倍率为×10的刻度盘9的中心位置处，安装有一个倍率为×10刻度盘的指针12，三个指针同时穿过水表刻度面板29上的各自倍率刻度盘的中心孔，分别与安装在PCB板上对应的微型步进电机机芯的指针驱动轴39套接。
[0071] 圆形水表面盖8上的内螺纹与U形水表基座1的空心圆柱体的外螺纹相接，全部将数字水表指针机芯、低功耗单片机21、水量采样单元25、水表刻度面板29、锂亚电池组22和和电池管理模块40全部密封在U形水表基座1中央顶部的空心圆柱体中。
[0072] 本发明的电原理框图如图十，低功耗单片机21通过水表基座1中的水量采样单元25获取水流量信号，经信号调理转换电路30将水流量信号转换为电脉冲信号，再传递给低功耗单片机21，经计算转化为数字水表指针机芯上的微型步进电机机芯各个转动轴偏转所需的角位移量，从而带动各个指针在对应的刻度盘上指示实时用水状况，这时所指的刻度即用户剩余的用水量。用户不用水时，水表的三个指针11、12、14分别停留在各自的刻度盘上的刻度位置处，低功耗单片机21处于休眠状态。
[0073] 与公知的IC卡式水表的刷卡方式和剩余水量指示方式不同的是，本发明去除了传统水表中的机械数字字轮组或者LCD屏幕，采用了数字水表指针机芯的方式显示剩余的购水量，用户所持IC卡的购水量可通过非接触IC卡将其购买的水量通过数字指针显示出来，圆形的水表刻度面板29上有一个标识为波浪状的非接触IC卡的刷卡区26和一个LED指示灯13，用户持IC卡接近水表刻度面板29的波浪状的刷卡区26，可实现非接触式刷卡，刷卡成功后，LED指示灯13闪烁一次，IC卡上预存的水量即转变成倍率为×10刻度盘的指针12在对应在刻度盘9上指示的水量，而倍率为×0.001刻度盘的指针14，与倍率为×0.1刻度盘的指针11，则反映了当前水表用水的速率。具体来说，用户用水时，水表当前的三个指针按照预定的倍率规律偏转，其关系如下：当倍率为×0.001的刻度盘的指针14每顺时3
钟转360°，代表消耗水量0.001×100＝0.1m，则倍率为×0.1的刻度盘的指针11将顺时钟转一小格；如果倍率为×0.1的刻度指针11每顺时钟转360°，代表消耗水量0.1×100
3
＝10.0m，则倍率为×10的刻度指针12会逆时钟偏转一小格，表示当前水表上的剩余水量
3
已减少10.0m，当三个指针指示的刻度均为零时，表示预存的水量消耗殆尽，低功耗单片机
21将控制阀门控制电机23动作，关闭进水阀门24，同时，LED指示灯13会闪烁提示用户须重新对IC卡充值。当三根指针11、12、14所指示的位置不全为零时，即表示当前可使用的剩余水量，因此其剩余水量的指示方式直观清晰，符合人们的观察习惯，其界面友好。
[0074] 总之，本发明采用了一种结构上为U形的水表基座，与水表基座连为一体的进水管和出水管为同一方向进出，且互相平行，因此水表可直接将水表安装在房屋的墙角，不占用额外的空间，特别有利于小户型房屋的安装，而且采用U形水表基座后，U形水表基座的环形内壁大大缓冲了漩涡水流的冲击，降低了管道漩涡和泥沙对水表计量精度的影响。本发明还采用了内置锂亚电池组和管道式微型叶轮发电机循环供电和充电技术，无需更换电池，因此不会出现由于电池电量不足，导致阀门不能完全关闭致使用户欠费用水的现象发生。本发明完全改变了传统机械水表或IC卡水表的半机械化、半电子化的基本结构和控制方式，采用了基于PCB板的数字水表指针机芯，水表内置三个独立的微型步进电机机芯，可同时独立驱动三根指针，从而去掉了繁冗的多级机械数字字轮组，将机械表盘直接转换为数字表盘，有效地提高了指示驱动机构的可靠性和使用寿命，实现了IC卡水表的全电子化和数字化。本发明结构紧凑，没有在水表基座的基础上另加塑料外壳，其圆形的水表面盖与U形水表基座的空心圆柱体通过螺纹相接，实现其一体化结构，可全部将PCB板、数字水表指针机芯、低功耗单片机、水量采样单元、锂亚电池组和电池管理模块全部封装在水表基座中央顶部的空心圆柱体中，其密封性好，因此水表即使浸泡在水中也能正常工作，是一款全新的高端非接触IC卡式U形数字化水表表型。
