現(xiàn)在的城市基本上都在使用管道的煤氣或管道天然氣，而其計量的煤氣表的抄表和統(tǒng)計收費就是一個很龐大和頭痛的問題，一些困難是可想而知的。為了解決收費抄表等問題，現(xiàn)在已經(jīng)有一些智能的煤氣表開發(fā)使用了，具體有兩種：
一類是參考IC卡電能表利用電磁閥來控制用戶煤氣管道，而它實現(xiàn)上不現(xiàn)實，主要是供電問題。
另一類是戶外抄表形式，無需電源只在常規(guī)表具數(shù)碼盤上加入BCD碼輸出電路，將表頭上每一位數(shù)碼接至串行輸出電路即可。抄表時只需將手持抄表器插入戶外插頭即可，但不能實現(xiàn)遠程抄表和預收費功能。

但采用2051單片機來設計的這款預收費功能的智能煤氣表可以是一種有效的解決方法之一。
一、結(jié)構(gòu)原理
所謂預收費智能煤氣表就是需要先交錢后用氣的煤氣表。為了人性化管理，煤氣表只是提醒用戶交錢，不會因用戶超過預付款而停止供應煤氣。但會督促用戶及時付款。其主要功能有：
1、檢測煤氣表的讀數(shù)，并顯示給用戶。
2、進行用氣情況存儲和用氣報警；
3、與煤氣管理計算機系統(tǒng)進行信息交換，實現(xiàn)抄表、報表的功能。
預收費智能煤氣表的結(jié)構(gòu)框圖如下：

讀數(shù)傳感器把煤氣表的實際讀數(shù)從煤氣表中取出，再送到 單片機 AT892051中去處理，這是關鍵。單片機在讀取煤氣表的氣量后，就把數(shù)據(jù)存儲在電可改寫存儲器EEPROM中，停電后也不會丟失數(shù)據(jù)，而管理系統(tǒng)可以通過串行通信來訪問EEPROM進行比較和管理。
LCD顯示用于顯示用戶所用的煤氣量以及用戶預付余款所對應的煤氣量。很顯然，LCD是用戶用于監(jiān)視用氣情況的。一般的機械表是只能顯示歷史用氣的總量，無法詳細顯示詳細的用氣狀況的，但用了 單片機 就可以完成這些功能的。
聲音報警電路是一種安全防范的預報電路。在用戶的煤氣量接近預付款所對應的煤氣量時，則產(chǎn)生報警，從而提醒用戶及時付款?？梢栽O置透支用氣要交違約金的方式來提高報警提醒的作用。
智能煤氣表只是煤氣管理系統(tǒng)的一個檢測終端。所以每臺都需要通過串行接口和計算機的管理系統(tǒng)的主機相連。因此需要串行轉(zhuǎn)換電路來把 單片機 的串行信號轉(zhuǎn)化為標準的RS-485信號，以供管理的主機的串行接口接收和發(fā)送。采用標準的RS-485協(xié)議可以提高互換性和維護的方便。

二、主要電路原理
1、讀數(shù)傳感器電路

智能煤氣表對煤氣的計量原理不改變的，計數(shù)數(shù)碼盤也不改變。因此計量的精度是不變的，為了取得數(shù)碼盤上的數(shù)據(jù)須加讀數(shù)傳感器，在次我們采用永磁鐵和干簧管組成，其取數(shù)原理如圖，用戶使用煤氣時，表盤是轉(zhuǎn)動的，這樣粘貼在上面的磁鐵就一起轉(zhuǎn)動，當它轉(zhuǎn)到干簧管P1時，P1閉合，此時使 單片機 的INT0產(chǎn)生中斷，當轉(zhuǎn)盤繼續(xù)轉(zhuǎn)到P2時，INT1產(chǎn)生中斷，利用這種方式來取得一周的數(shù)據(jù)，讀數(shù)分辨率決定于磁鐵安裝在哪一位的表盤上，一般可以將磁鐵放在煤氣表的小數(shù)點后的第二位轉(zhuǎn)盤上就可以了，由于采用了兩個干簧管，分辨率可以達到0.05立方米，如只用一個干簧管，就是一個中斷處理的話就到0。1了。
2、用氣量存儲器
防止 單片機 異常等情況發(fā)生時能正常工作，這里采用X5045，帶看門狗的存儲器，容量為512字節(jié)，可以滿足存儲的要求了，具體使用可以參考單片機與電子制作網(wǎng)中的相關網(wǎng)頁介紹。
3、按鍵接口電路
在此智能煤氣表中采用2個按鍵，一個是復位，一個是查詢。
復位按鍵就是使 單片機 復位的，接VCC和單片機的RST腳即可；按下后執(zhí)行初始化和自檢功能。
查詢?yōu)榻覶0和GND端，使用計數(shù)中斷來進入查詢程序，使用戶可以查看自己的用氣情況。
4、遠程通信串行接口電路
煤氣計算機管理系統(tǒng)是一個信息采集管理系統(tǒng)，它由主機、串行通信線路和智能煤氣表組成。主機是一臺微型計算機系統(tǒng)，串行通信采用RS-485標準協(xié)議。智能煤氣表是系統(tǒng)的終端，檢測方式采用廣播方式，由于智能煤氣表采用8位 單片機 ，所以單個系統(tǒng)最多可以接256個智能煤氣表。
一般情況下，當RS-485總線存在短路、開路、簡單空閑時，差分總線電壓為0V，所以在故障情況下的接收器的輸出狀態(tài)是不確定的，為此MAXIM公司把閥值通過芯片內(nèi)整定為-50MV和-200MV，由于上限閥值為-50MV，而故障時為0V從而保證使接收器內(nèi)產(chǎn)生邏輯“1”。
單片機 與主機通過485通信采用半雙工工作方式，單片機平時處于接收狀態(tài)，等待主機的查詢信號。當接收到串行口中斷信號時，則單片機進行分析，首先判斷第9位是否為“1”，是則是地址串行中斷，然后再判斷是否為本機的地址，是則傳送本機數(shù)據(jù)到主機，完了馬上回到接收狀態(tài)，等待下次查詢。
5、電源及供電問題
每個單元有256個用戶組成，采用集中供電的方式解決，就是和485的通信線一個電纜即可。4根線解決，電源和485通信做在一個插頭和插座上。。。。方便實用。當然最好是在套系統(tǒng)中增加一個備用電瓶防停電。