带有NB‑IoT通讯模块的智能计量仪表制造技术

本实用新型专利技术提供了带有NB‑IoT通讯模块的智能计量仪表，属于计量仪表领域，在智能计量仪表中设有主控芯片，在主控芯片上连接有NB‑IoT通讯模块和电压采集电路，电压采集电路上设有输入端和输出端，输入端连接有锂电池，输出端分别与控制端、采样端相连。通过增设电压采集电路，借助电压采集电路中的分压器件和滤波器件对锂电池的电压进行实时监测，以便根据电压所处的区间不同，采取针对性的措施，降低拆卸智能计量仪表更换锂电池的次数，避免频繁拆带导致智能计量仪表的损坏，从而延长智能计量仪表的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
带有NB-IoT通讯模块的智能计量仪表
本技术属于计量仪表领域，特别涉及带有NB-IoT通讯模块的智能计量仪表。
技术介绍
由于科技越来越发达，世界进入了物联网时代，燃气计量装置也不例外，其中基于碱性电池的GPRS的物联网燃气表更是其中的新秀。表端采集数据后需要通过GPRS模块连接互联网与后端服务器通信连接，以便实现服务器与表端的交互，由此可进行远程阀门控制、表端各个信息的监控、手机APP进行远程充值、表端参数实时调整，数据分析以及异常自动报警等功能。由于GPRS模块收发功耗较大，加上碱性电池容量小，能量密度低，需要经常手动更换电池，频繁更换电池，会对表的本身结构有所损伤，可能会引起其他故障；以上行为会降低燃气表的使用寿命。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种使用低功耗元件，从而延长使用寿命的智能计量仪表。为了达到上述技术目的，本技术采用如下技术方案：带有NB-IoT通讯模块的智能计量仪表，在所述智能计量仪表中设有主控芯片，主控芯片上设有控制端和采样端，在主控芯片上连接有NB-IoT通讯模块和电压采集电路，电压采集电路上设有输入端和输出端，输入端连接有锂电池，输出端分别与控制端、采样端相连；在电压采集电路中还设有分压器件和滤波器件。可选的，在所述电压采集电路中设有三极管Q1和三极管Q4，三极管Q1的发射极连接输入端，三极管Q1的集电极经分压器件和滤波器件与主控芯片的采样端相连，三极管Q1的基极与三极管Q4的集电极相连，三极管Q4的发射极接地，三极管Q4的基极与主控芯片的控制端相连。进一步的，在三极管Q1的基极与三极管Q4的集电极之间设有电阻R4。进一步的，在三极管Q4的基极与主控芯片的控制端之间设有电阻R6。进一步的，所述分压器件为串联的电阻R1和R2。进一步的，所述滤波器件为并联在电阻R2两端的电容C1。进一步的，所述锂电池包括锂电池单体，以及与锂电池单体并联的电容。进一步的，所述电压采集电路用于通过输入端采集锂电池的电压，将采集到的电压经输出端传输至主控芯片，并获取锂电池的剩余电量Cr，在主控芯片内预设有剩余电量阈值L1、L2、L3，A)Cr≥L1，为锂电池正常状态，此状态下不进行任何处理；B)L2＜Cr≤L1，为低锂电池电量的状态，触发电量不足警报；C)L3＜Cr≤L2，为锂电池电量锁定状态，电量标示闪烁提示；D)Cr＜L3，为锂电池掉电状态，提示更换锂电池。采用上述技术方案后，本技术具有如下优点：1、现有的智能计量仪表通过通讯模块将自身采集到的数据与服务器进行通讯，从而实现远程阀门控制、表端信息监控、异常自动报警灯功能，由于通讯模块使用普通碱性电池供电，导致供电持续时间短。本技术使用锂电池代替碱性电池，借助锂电池能量密度大的特性，能够延长通讯模块的工作时间，进而延长了智能计量仪表的使用寿命。进一步还通过增设电压采集电路，借助电压采集电路中的分压器件和滤波器件对锂电池电压进行实时监测，以便根据锂电池电压所处的区间不同，采取针对性的措施，降低拆卸智能计量仪表更换锂电池的次数，避免频繁拆带导致智能计量仪表的损坏，从而延长智能计量仪表的使用寿命。借助使用NB-IoT(NarrowBandInternetofThings,窄带物联网)通讯模块，利用了NB-IoT的低功耗特性，也能够使得智能计量仪表工作时间延长。2、在电压采集电路中设有三极管Q1和三极管Q4，三极管Q4与智能计量仪表主控芯片的控制端相连，以便根据主控芯片的指令，对三极管Q4的导通和截止状态进行控制，进而控制与锂电池连接的三极管Q1的导通、截止状态，最终控制整个电压采集电路的通断情况，使得对锂电池的电压检测处于受控状态，避免锂电池的能量损失。3、通过在三极管Q1和Q4之间设置电阻R4的方式，能够降低三极管Q1基极的对地电流，防止三极管Q1因电流过大被烧毁。4、单片机的电流承受能力是有限的，部分单片机单个IO口灌电流承受范围在10-20mA之间，最大的承受电流上限为50mA。这里通过在三极管Q4的基极与主控芯片的控制端之间设有电阻R6的方式，将流经主控芯片IO口与三极管Q4基极的电流进行限制，在保护主控芯片的同时，也防止三极管Q4被烧坏。5、本实施例中提出的电压采集电路的用途是对锂电池的输出电压进行采样，以便于根据采样结果判定锂电池的剩余电量水平，这里为了提高采样精度，仅获取锂电池输出电压的部分电压，因此需要使用分压器件对锂电池的输出电压进行分压处理，这里提供的分压器件为串联的电阻R1和R2，使得主控芯片的采样端从电阻R2上取点完成检测。6、基于前一项对分压器件的原理及结构描述，滤波组件用于对分压后的电流进行滤波处理，降低干扰对主控芯片采样结果带来的误差，防止影响电压检测精度。7、本实施例中使用的锂电池用于向智能计量仪表提供电能，以便通讯模块能够与外界进行数据传输。这里锂电池包括锂电池单体以及并联在锂电池单体两端的电容，这里使用电容可以起到滤波作用，同时考虑到电容自身具有的充放电效果，当锂电池电压出现波动时，借助电容的充放电作用可以减小锂电池电压的波动，起到对锂电池的保护作用。8、基于本实施例中提出的智能计量仪表，在通过电压采集电路获取锂电池的电压后，将采集到的电压经输出端、采样端发送至主控芯片处，以便于后者根据剩余电量阈值结合采集到的电压对智能计量仪表进行后续处理，从而在延长智能计量仪表使用寿命的同时，还能够防止燃气泄漏等意外的发生，提升了安全性。附图说明下面结合附图对本技术作进一步说明：图1为本技术所述带有NB-IoT通讯模块的智能计量仪表的结构示意图一图2为本技术所述带有NB-IoT通讯模块的智能计量仪表的结构示意图二；图3为本技术所述带有电容的锂电池的结构示意图；图4为本技术所述带有NB-IoT通讯模块的智能计量仪表的结构框图。具体实施方式为使本技术的结构和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术的结构作进一步地描述。需要说明的是，本申请实施例中描述的智能计量仪表，包括燃气表、水表等多种计量表端。实施例一如图1所示，本实施例提出的带有NB-IoT通讯模块的智能计量仪表，包括主控芯片，在主控芯片上连接有实现该智能计量仪表与外界进行数据交换的NB-IoT通讯模块，在主控芯片上还连接有电压采集电路，在电压采集电路的输入端连接有锂电池BAT。在实际使用时，电压采集电路获取锂电池BAT的电压，并将经过分压滤波后的电压值经主控芯片的采样端传输至主控芯片，使得主控芯片根据获取到的数据经控制端对锂电池BAT的供电回路的通断进行控制。在电压采集电路中设有三级管Q1和三极管Q4，如图1可知，三极管Q1的发射极作为电压采集电路的输入端与锂电池BAT相连，三极管Q1的集电极经分压器件和滤波器件与主控芯片的采样端相连，以便将采集到的锂电池BAT的电压传输至主控芯片处，另外，三级管Q1的基极与三极管Q4的集电极相连，三极管Q4的发射极接地，三极管Q4的基极与主控芯片的控制端相连。在实际使用过程中，电压采集电路获取锂电池BAT的电压，经过三极管Q1，接着由分压器件进行分压，并经过滤波器件进行滤波，最终将滤波后的电压信号传输至主控芯片的采样端内，以便主控芯片基于接收到的电压信号进行判断；如果主控芯片判定当本文档来自技高网...

【技术保护点】
带有NB‑IoT通讯模块的智能计量仪表，在所述智能计量仪表中设有主控芯片，主控芯片上设有控制端和采样端，其特征在于，所述智能计量仪表还包括：在主控芯片上连接有NB‑IoT通讯模块和电压采集电路，电压采集电路上设有输入端和输出端，输入端连接有锂电池，输出端分别与控制端、采样端相连。

【技术特征摘要】
1.带有NB-IoT通讯模块的智能计量仪表，在所述智能计量仪表中设有主控芯片，主控芯片上设有控制端和采样端，其特征在于，所述智能计量仪表还包括：在主控芯片上连接有NB-IoT通讯模块和电压采集电路，电压采集电路上设有输入端和输出端，输入端连接有锂电池，输出端分别与控制端、采样端相连。2.根据权利要求1所述的带有NB-IoT通讯模块的智能计量仪表，其特征在于，所述电压采集电路中设有分压器件和滤波器件；在所述电压采集电路中还设有三极管Q1和三极管Q4，三极管Q1的发射极连接输入端，三极管Q1的集电极经分压器件和滤波器件与主控芯片的采样端相连，三极管Q1的基极与三极管Q4的集电极相连，三极管Q4的发射极接地，三极管Q4的基极与主控芯片的控制端相连。3.根据权利要求2所述的带有NB-IoT通讯模块的智能计量仪表，其特征在于，在三极管Q1的基极与三极管Q4的集电极之间设有电阻R4。4.根据权利要求2所述的带有NB-IoT通讯模块的智能计量仪表，其特征在于，在三极管Q4的基极与主控...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈时健，贾伟，肖静，刘一燃，都进宇，廖兵，陈超杰，
申请(专利权)人：金卡智能集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江,33