计量表具及其基于低功耗传感器接口的计量模块制造技术

一种计量表具及其基于低功耗传感器接口的计量模块，包括：内部具有低功耗传感器接口单元的单片机，与该单片机相连的无线芯片，与该无线芯片相连的天线以及用于提供后备供电的超级电容；其中，该单片机能够经由该低功耗传感器接口单元获得计量信号，并在内部实现硬件计量；该无线芯片及该天线与该单片机配合能够支持无线通信。本实用新型专利技术能够低功耗地实现高精度计量，并能够支持无线抄表。

【技术实现步骤摘要】
计量表具及其基于低功耗传感器接口的计量模块
本技术涉及计量表具，尤其是涉及具有无线抄表功能的计量表具。
技术介绍
当前流量表计量的一种常规实现方式为使用MCU（微处理器）软件计量，其缺点为：1）无法计量LC（电感电容）类型的计量传感器；2）由于MCU要不断去访问中断，然后软件计算计量结果，导致MCU繁忙且若出现其它中断可导致计量丢失，影响计量精度。当前流量表计量的另一种常规实现方式为使用型号为MSP430FW带SCANIF系列的MCU，其缺点为：MSP430的SCANIF虽然能够通过硬件计量，但是该MCU存在外设少的缺点，由于外设较少使得计量表具产品往往在使用带SCANIF的MCU后，还要另加一块MCU作为主控处理器，这会增加计量表具的复杂度，并导致功耗的增加。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于克服上述现有技术所存在的不足，而提出一种基于低功耗传感器接口的计量模块，能够低功耗地实现高精度计量，并能够支持无线抄表。本技术针对上述技术问题提出一种基于低功耗传感器接口的计量模块，包括：内部具有低功耗传感器接口单元的单片机，与该单片机相连的无线芯片，与该无线芯片相连的天线以及用于提供后备供电的超级电容；其中，该单片机能够经由该低功耗传感器接口单元获得计量信号，并在内部实现硬件计量；该无线芯片及该天线与该单片机配合能够支持无线通信。在一些实施例中，该计量模块还包括：电源接口，用于提供直流供电。在一些实施例中，该计量模块还包括：传感器接口，其与该单片机相连，用于连接计量用传感器。在一些实施例中，该计量模块还包括：电机接口，其与该单片机相连，用于连接电控阀门。在一些实施例中，该计量模块还包括：配置接口，其与该单片机相连，用于对该单片机的内部特性参数进行配置。在一些实施例中，该单片机内部还包括：模拟比较器单元，外设反射系统单元，数模转换器单元，脉冲计数器单元以及MCU处理单元；其中，计量信号输入到该模拟比较器单元，经该模拟比较器单元整形后通过该外设反射系统单元送入该低功耗传感器接口单元，经过该低功耗传感器接口单元内部解码后，再经过该外设反射系统单元送入该脉冲计数器单元计数，该MCU处理单元不定期从该脉冲计数器单元中取出计数值和计量方向。在一些实施例中，该单片机为EFM32系列单片机。本技术针对上述技术问题还提出一种计量表具，包括基表和装设在该基表上的、如上所述的计量模块。在一些实施例中，该基表为水表、气表或者热量表的基表。在一些实施例中，该基表是带有电控阀门的基表。与现有技术相比，本技术的计量表具及其基于低功耗传感器接口的计量模块，通过巧妙地选用内部具有低功耗传感器接口单元的单片机来实现硬件计量，并通过与该单片机相连的无线芯片和天线来提供无线通信，以及通过超级电容来为该计量模块提供后备供电，能够低功耗地实现高精度计量，并能够支持无线抄表。附图说明图1是本技术的基于低功耗传感器接口的计量模块实施例的框图示意。图2是本技术的计量模块中单片机的框图示意。具体实施方式以下结合本说明书的附图，对本技术的较佳实施例予以进一步地详尽阐述。参见图1，图1是本技术的基于低功耗传感器接口的计量模块实施例的框图示意。本技术提出一种基于低功耗传感器接口的计量模块10，其大致包括：内部具有低功耗传感器接口单元的单片机1，与该单片机1相连的无线芯片2，与该无线芯片2相连的天线3，用于提供后备供电的超级电容4，与该单片机1相连的传感器接口5、电机接口6以及配置接口7、8，以及电源接口9。其中，该电源接口9用于提供直流供电。该配置接口7、8与该单片机1相连，用于对该单片机1的内部特性参数进行配置。该电机接口6与该单片机1相连，用于连接电控阀门。该传感器接口5与该单片机1相连，用于连接计量用传感器。具体而言，计量用传感器（图未示），例如：LC类传感器，可以通过该传感器接口5与该单片机1相连，在该单片机1内部实现硬件计量。电控阀门（图未示）通过该电机接口6与该单片机1相连，可以实现计量流体的通断控制。该单片机1能够通过无线芯片2和天线3与外部设备，例如：集中器，进行无线通信，以实现无线抄表功能。另外，借助配置接口7、8，外部设备，例如：手持抄表器，可以直接对该单片机1的内部特性参数进行设置。通过电源接口9，可以使该计量模块10从外部直流电源获得工作电源供给。可以理解的是，采用该计量模块10，与含计量用传感器、计量指示、电控阀门以及电源等的基表有机地结合到一起，可以装配成一个智能的计量表具，例如：智能水表、智能气表、智能热量表等，该智能的计量表具并具有无线抄表功能。值得一提的是，对于基表具有电控阀门的情形，以基表为水表为例，该计量模块10在上电时，可以通过该电机接口6打开阀门，允许计量流体（水）流动；反之，在掉电时，可以通过该电机接口6关闭阀门，禁止计量流体（水）流动。另外，可以借助无线通信，远程控制阀门的打开/关闭。参见图2，图2是本技术的计量模块中单片机的框图示意。该单片机1大致包括：ACMP（AnalogComparator，模拟比较器）单元11，PRS（PeripheralRelexSysytem,外设反射系统）单元12，LESENSE（LowEnergySensorInterface，低功耗传感器接口）单元13，DAC（DigitaltoAnalogConvrter,数模转换器）单元14，PCNT(PulseCounter,脉冲计数器)单元16以及MCU处理单元17。ACMP单元11，用于实现模拟信号的调理。模拟信号，例如：LC振荡信号等，或者，脉冲信号，从ACMP单元11输入，输出标准的数字信号。PRS单元12，用于实现在两个外设之间自动通信，无须MCU处理单元17的干预。LESENSE单元13，用于自动采集前端传感器数据，并通过内部Decoder（解码）处理。另外，LESENSE单元13可以用于设置前端ACMP单元11的触发电平，以及DAC单元14的输出模式。DAC单元14，受控于该LESENSE单元13，可以为前端的ACMP单元11输入提供激励源：用作前端脉冲信号的上拉电平，或者，用作LC传感器（或振荡电路）的精确激励信号。PCNT单元16，用于解码输入脉冲的速度和方向，即可对计量表具的正反转进行计量。结合图1和图2，该计量模块10的计量过程大致包括：前端传感器（例如：LC传感器或电子脉冲）信号输入到ACMP单元11，经ACMP单元11整形后通过PRS单元12送入LESENSE单元13（其内部有16个可编程的状态机，编程时根据输入的信号编码，设置到该MCU处理单元17中），经过LESENSE单元13内部解码后，再经过PRS单元12送入PCNT单元16计数，MCU处理单元17不定期从PCNT单元16中取出计数值和计量方向。值得一提的是，此处的计量方向，以水表为例，对应为水流的方向，也即：水表的正转和反转。在本实施例中，该单片机1为EFM32系列单片机。该MCU处理单元17为ARM内核的32位处理器。另外，该无线芯片2可以根据不同频段范围，选择不同芯片。该计量模块10能够通过无线自组网协议与集中器通信，实现远程无线抄表功能。与现有技术相比，本技术的计量表具及其基于低功耗传本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于低功耗传感器接口的计量模块，其特征在于，包括：内部具有低功耗传感器接口单元的单片机，与该单片机相连的无线芯片，与该无线芯片相连的天线以及用于提供后备供电的超级电容；其中，该单片机能够经由该低功耗传感器接口单元获得计量信号，并在内部实现硬件计量；该无线芯片及该天线与该单片机配合能够支持无线通信。

【技术特征摘要】
1.一种基于低功耗传感器接口的计量模块，其特征在于，包括：内部具有低功耗传感器接口单元的单片机，与该单片机相连的无线芯片，与该无线芯片相连的天线以及用于提供后备供电的超级电容；其中，该单片机能够经由该低功耗传感器接口单元获得计量信号，并在内部实现硬件计量；该无线芯片及该天线与该单片机配合能够支持无线通信。2.依据权利要求1所述的基于低功耗传感器接口的计量模块，其特征在于，该计量模块还包括：电源接口，用于提供直流供电。3.依据权利要求1所述的基于低功耗传感器接口的计量模块，其特征在于，该计量模块还包括：传感器接口，其与该单片机相连，用于连接计量用传感器。4.依据权利要求1所述的基于低功耗传感器接口的计量模块，其特征在于，该计量模块还包括：电机接口，其与该单片机相连，用于连接电控阀门。5.依据权利要求1所述的基于低功耗传感器接口的计量模块，其特征在于，该计量模块还包括：配置接口，其与该单片机相连，用于对该单片机的...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢明鑫，李春江，杨松霖，
申请(专利权)人：成都长城开发科技有限公司，
类型：新型
国别省市：四川,51