【技术实现步骤摘要】
基于光照振动互补环境能收集技术的直读式无线燃气表
本专利技术属燃气表自动抄表的技术范畴,特别是指基于光照振动互补环境能收集技术的直读式无线燃气表。
技术介绍
随着城市化进程的持续推进和住房条件的不断改善,高层住宅大量涌现、日渐成为居住的主流业态;伴随高层住宅如影相随的水、电、燃气表的抄表难度亦倍增加剧。通过业界数十年的不懈努力,水电抄表问题相当程度上得到了解决或缓解。杭州推行一户一表之日,就是水表抄表难题不复存在之时,此外一户一表有利供水品质的改善,因此居民乐意为“一户一表”付费买单;在杭的新建高层住宅中标配集中式电表屏,电表的抄表难题迎刃而解;唯独燃气表的抄表举步维艰,不见起色!杭州管道天然气发展迅速,2012年管道天然气用户逾57万户,较2011年增长8.95%;但是时至今日杭州管道天然气公司的抄表模式依旧:抄表员定时入户实地抄表。燃气作为国家公共事业的重要组成部分,是居民日常生活中必不可少的能源;燃气表与水电表不同,从使用的安全视角考量,现有技术条件下不允许将其移到户外;換言之,燃气表无法复制水电表的成功之路--变更计量表安装地点。入户人工抄表模式存在诸多缺陷:企业承担高昂的人力成本压力,苦不堪言;抄表员劳动强度大、效率低,漏抄误抄率高、抄表数据的质量欠佳;用户体验差,居民不认同。1986年,美国建立了自动抄表研究协会,旨在发展和推广自动抄表技术。2000年,国家科委和建设部在《2000年小康型城市住宅科技产业工程示范小区规划设计导则》中提出解决入户抄表问题;2004年6月1日,建设部正式颁布行业标准:《JG/T162—2004住宅远传抄表系统》和《 ...
【技术保护点】
一种基于光照振动互补环境能收集技术的直读式无线燃气表,其特征在于包括膜式燃气表基表(100)、3*直读式红外编码器(200)、3*7选1开关模块(300)、红外编码采集和数据处理模块(400)、光照环境能收集和通信模块(500)、振动环境能收集模块(600)、极化继电器(700)、肖特基二极管(800);膜式燃气表基表(100)、3*直读式红外编码器(200)、3*7选1开关模块(300)、红外编码采集和数据处理模块(400)顺次相连,3*直读式红外编码器(200)和3*7选1开关模块(300)并联后与极化继电器(700)第一输出端相连,极化继电器(700)输入端分别与红外编码采集和数据处理模块(400)供电端、振动环境能收集模块(600)供电端、肖特基二极管(800)阴极相连,肖特基二极管(800)阳极、光照环境能收集和通信模块(500)、极化继电器(700)第二输出端顺次相连;直读式无线燃气表的电源能量源自光照振动互补环境能,燃气表能量流的电压参数如下:光照环境能收集和通信模块(500)输出电能、输出电压VCC1=3.3V,振动环境能收集模块(600)无/有效时、输出电压VCC2= ...
【技术特征摘要】
1.一种基于光照振动互补环境能收集技术的直读式无线燃气表,其特征在于包括膜式燃气表基表(100)、3*直读式红外编码器(200)、3*7选1开关模块(300)、红外编码采集和数据处理模块(400)、光照环境能收集和通信模块(500)、振动环境能收集模块(600)、极化继电器(700)、肖特基二极管(800);膜式燃气表基表(100)、3*直读式红外编码器(200)、3*7选1开关模块(300)、红外编码采集和数据处理模块(400)顺次相连,3*直读式红外编码器(200)和3*7选1开关模块(300)并联后与极化继电器(700)第一输出端相连,极化继电器(700)输入端分别与红外编码采集和数据处理模块(400)供电端、振动环境能收集模块(600)供电端、肖特基二极管(800)阴极相连,肖特基二极管(800)阳极、光照环境能收集和通信模块(500)、极化继电器(700)第二输出端顺次相连;直读式无线燃气表的电源能量源自光照振动互补环境能,燃气表能量流的电压参数如下:光照环境能收集和通信模块(500)输出电能、输出电压VCC1=3.3V,振动环境能收集模块(600)无/有效时、输出电压VCC2=0/3.3V;VCC1经肖特基二极管与VCC2连结,VCC2=0时、VCC3=VCC1–ΔV=3.3V–ΔV,VCC2=3.3V时、VCC3=VCC2=3.3V,其中ΔV=0.2~0.3V是肖特基二极管的压降;燃气表燃气数据信息流的流程如下:膜式燃气表基表(100)计数器中内嵌3*直读式红外编码器(200)、直读式红外编码器(200)输出燃气的模拟量编码值,经3*7选1开关模块(300)选通红外接收编码管、红外编码采集和数据处理模块(400)进行AD和数据处理、上传燃气的数字量数据至光照环境能收集和通信模块(500);借助无线手持抄表器与光照环境能收集和通信模块(500)的无线通信,实现燃气数据的无线抄表;燃气表互补环境能能量流的流程如下:燃气表断气时,振动环境能收集模块(600)无效、极化继电器断开、3*直读式红外编码器(200)和3*7选1开关模块(300)失电;光照环境能收集和通信模块(500)收集的光能转化成电能、在超级电容支持下提供模块自身所需的电能、供电电压VCC=3.0~5.0V,同时维系休眠状态下红外编码采集和数据处理模块(400)的供电、供电电压为VCC3=VCC1–ΔV=3.3V–ΔV;燃气表通气时,振动环境能收集模块(600)生效、极化继电器闭合,工作状态下红外编码采集和数据处理模块(400)、3*直读式红外编码器(200)和3*7选1开关模块(300)得电、上述三模块的供电电压为VCC2=3.3V;光照环境能收集和通信模块(500)仅提供模块自身耗用的电能,模块自身的供电电压为VCC、输出的电压VCC1=3.3V;VCC1=VCC2=3.3V,即光照环境能收集和通信模块(500)不向模块外输出电能。2.根据权利要求1所述的一种基于光照振动互补环境能收集技术的直读式无线燃气表,其特征在于所述的3*直读式红外编码器(200)由个位编码器、十位编码器和百位编码器组成,3个编码器的原理和结构类同,供电电压VCC2=3.3V;个位编码器包括计数器字轮上1.5mm宽的单环半圆编码透空孔(201)、红外发射管(202)、红外接收编码组管(203),红外发射管(202)和红外接收编码组管(203)垂直正对计数器字轮、且与单环半圆编码透空孔(201)处在同一圆弧上;单环半圆编码透空孔随字轮旋转,抄表时红外发射管发射红外光,红外接收编码管或因字轮透空孔接收成功、或因字轮表盘遮挡接收失败,通过红外接收编码管的通断状态、获取字轮相应的转角位置;个位编码器的红外接收编码组管由7只红外接收编码管组成,其中5只红外接收编码管居中相隔360均匀排列,2只纠错红外接收编码管分布在接收编码管的两端:第S、E纠错红外接收编码管分别与第1、5红外接收编码管相距180;个位编码器的第S红外接收编码管与个位编码器的7选1开关模块CD4051脚1相连,个位编码器的第1红外接收编码管与个位编码器的7选1开关模块CD4051脚2相连,余类推;个位编码器输出的燃气模拟量编码格式是:海明距离1带纠错功能的模拟量编码。3.根据权利要求1所述的一种基于光照振动互补环境能收集技术的直读式无线燃气表,其特征在于所述的3*7选1开关模块(300)由个位7选1开关模块、十位7选1开关模块和百位7选1开关模块组成,3个7选1开关模块的原理和结构类同,供电电压VCC2=3.3V;个位7选1开关模块以个位CD4051为核心,个位编码器第S、1、2、3、4、5、E红外接收编码管的输出分别与CD4051脚1、2、4、5、12、13、14相连;红外编码采集和数据处理模块(400)STC12LE5A60S2脚18、19、20、44分别与CD4051脚9、10、11、3相连;个/十/百位的CD4051脚6分别与红外编码采集和数据处理模块(400)STC12LE5A60S2脚21、22、23相连;红外编码采集和数据处理模块(400)STC12LE5A60S2脚21、22、23输出个/十/百位CD4051的片选信号,红外编码采集和数据处理模块(400)STC12LE5A60S2脚9、10、11决定CD4051的7选1输入信号通道,选通的红外接收编码管信号送至STC12LE5A60S2脚44进行AD采样。4.根据权利要求1所述的一种基于光照振动互补环境能收集技术的直读式无线燃气表,其特征在于所述的红外编码采集和数据处理模块(400)以STC12LE5A60S2为核心,供电电压VCC3;STC12LE5A60S2脚21、22、23分别与个/十/百位的CD4051脚6相连、给出CD4051的片选信号;STC12LE5A60S2脚18、19、20与个/十/百位的CD4051脚9、10、11相连、给出CD4051的7选1输入通道选择信号;STC12LE5A60S2脚44与个/十/百位的CD4051脚3相连、对选通的红外接收编码管信号进行AD采样;STC12LE5A60S2脚42、43分别与光照环境能收集和通信模块(500)STM300C脚22、21相连,上传燃气的数字量数据;STC12LE5A60S2脚8与振动环境能收集模块(600)LTC3588_1脚10相连,输入振动环境能收集模块(600)电能就绪的中断信号0、极化继电器闭合、喚醒处在休眠状态下的STC12LE5A60S2、启动燃气数据的采集进程;STM300C脚11检测振动环境能收集模块(600)电能的就绪状态,STC12LE5A60S2脚9与STM300C脚16相连;STM300C检测振动环境能收集模块(600)电能未就绪,STM300C向STC12LE5A60S2发出电能未就绪的中断信号1,极化继电器断开、STC12LE5A60S2转入休眠、中止燃气数据的采集进程;反之极化继电器闭合、继续燃气数据的采集进程。5.根据权利要求1所述的一种基于光照振动互补环境能收集技术的直读式无线燃气表,其特征在于所述的光照环境能收集和通信模块(500)以STM300C和MAX666为核心,供电...
【专利技术属性】
技术研发人员:祁松明,童赟,黄懿明,吴明光,
申请(专利权)人:浙江大学,祁松明,
类型:发明
国别省市:浙江;33
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