一种NB-IoT物联网燃气表制造技术

本实用新型专利技术公开了一种NB‑IoT物联网燃气表，包括发讯燃气表、阀门、阀门驱动器、控制器以及计数器；控制器包括MCU、采样模块、阀门控制模块、电源模块、时钟模块、通讯电源控制模块、通讯模块、SIM卡以及射频天线，MCU分别与采样模块、阀门控制模块、时钟模块、通讯电源控制模块以及通讯模块通信连接，电源模块分别与MCU、阀门控制模块、时钟模块以及通讯电源控制模块电性连接，通讯模块分别与通讯电源控制模块、SIM卡以及射频天线通信连接，阀门控制模块与阀门驱动器通信连接，采样模块与计数器通信连接；本实用新型专利技术解决了现有技术存在的不能远程抄表、实用性低、施工难、成本投入高、信号覆盖不好以及功耗高的问题。

A NB IOT gas meter

【技术实现步骤摘要】
一种NB-IoT物联网燃气表
本技术属于气计量
，具体涉及一种NB-IoT物联网燃气表。
技术介绍
物联网燃气表是指应用了物联网技术的远传燃气表，是最新一代远传燃气表。它显著的特点之一是它的综合成本很低，特别是安装成本，就跟普通机械燃气表一样，无需打孔、布线等现场操作，只要把表装在管道上就可以运行了，所有的调试完全在计算机终端完成，全国推广起来简便易行。物联网燃气表删繁就简，从表具端到云端无任何中间环节，即使出现问题也仅是个表问题，维护和运行成本可降至最低。NB-IoT(基于蜂窝的窄带物联网)是IoT领域的一个新兴技术，支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接。NB-IoT支持待机时间长、对网络连接要求较高设备的高效连接。作为一项应用于低速率业务中的技术，NB-IoT有以下优势：(1)强链接：在同一基站的情况下，NB-IoT可以比现有无线技术提供50-100倍的连接数。一个扇区能够支持10万个连接，支持低延迟时敏感度、超低的设备成本、低设备功耗和优化的网络结构。(2)高覆盖：NB-IoT室内覆盖能力强，比LTE提升20dB增益，相当于提升了100倍覆盖区域能力。不仅可以满足农村这样的广覆盖需求，对于厂区、管道井、地下车库、井盖这类对深度覆盖有要求的应用场景同样适用。(3)低功耗：低功耗特性是物联网应用的一项重要指标，特别对于一些不能经常更换电池的设备和场合，如安置在荒野偏远地区的燃气表，它们不可能像智能手机一天一充电，长达几年的电池使用寿命是最本质的要求。NB-IoT聚焦小数据量，小速率应用，因此NB-IoT设备功耗可以做到非常小，从而设备续航时间会大大延长。(4)低成本：与LoRa相比，NB-IoT无需重新建网，射频和天线基本都是复用的。低速率、低功耗、低宽带同样给NB-IoT芯片以及模块带来低成本的优势。(5)抗干扰能力强：NB-IoT物联网采用的付费授权频段，不会受到其他类似设备的干扰，工作性能稳定，抗干扰性能强传统燃气表已经无法满足现有的使用需求，无法解决目前供气行业中存在的问题，而使用物联网燃气表可以保证数据传输的可靠、及时、有效。而随着NB-IoT技术的运用，有效解决了信号覆盖和功耗问题。目前在供气行业中，NB-IoT燃气表的应用成为研究的重点。现有技术存在以下问题：(1)传统的IC卡表不能远程抄表，实用性低；(2)传统有线远传表施工难，成本投入高；(3)信号覆盖不好，功耗高。
技术实现思路
针对现有技术中的上述不足，本技术提供的一种实用性高、成本投入低、信号覆盖好以及功耗低的NB-IoT物联网燃气表，用于解决现有技术存在的不能远程抄表、实用性低、施工难、成本投入高、信号覆盖不好以及功耗高的问题。为了达到上述技术目的，本技术采用的技术方案为：一种NB-IoT物联网燃气表，包括发讯燃气表、阀门、阀门驱动器、控制器以及计数器，阀门驱动器位于控制器内部，且分别与控制器和阀门通信连接，发讯燃气表的顶端两侧设置有进气口和出气口，进气口的连接接口外侧和出气口的连接接口外侧均设置有第一螺纹，出气口的连接接口通过接管螺母与燃气管道固定连接，阀门通过接管螺母与进气口的连接接口固定连接，接管螺母的内部设置有与第一螺纹相配合的第二螺纹，计数器位于发讯燃气表的内部，且通过信号线缆与控制器通信连接；控制器包括MCU、采样模块、阀门控制模块、电源模块、时钟模块、通讯电源控制模块、通讯模块、SIM卡以及射频天线，MCU分别与采样模块、阀门控制模块、时钟模块、通讯电源控制模块以及通讯模块通信连接，电源模块分别与MCU、阀门控制模块、时钟模块以及通讯电源控制模块电性连接，通讯模块分别与通讯电源控制模块、SIM卡以及射频天线通信连接，阀门控制模块与阀门驱动器通信连接，采样模块与计数器通信连接。进一步地，计数器的内部设置有机械传动装置、机械字轮以及发讯传感器，机械传动装置与机械字轮活动连接，且其与机械字轮的接触部分设置有电磁铁，发讯传感器的两端分别与电磁铁和控制器通信连接。进一步地，通讯模块为NB-IoT通讯模块。进一步地，NB-IoT通讯模块的主控芯片U2的型号为M5310，且其主控芯片U2的VBAT管脚和GND管脚之间连接电容组，电容组包括并联的电容C1、电容C2、电容C3以及电容C4，主控芯片U2的RESET管脚连接并联的电阻R1和电容C5，电阻R1远离RESET管脚的另一端连接VBAT管脚，电容C5远离RESET管脚的另一端连接地信号GND，主控芯片U2的RXD管脚、TXD管脚以及RING管脚分别通过电阻R6、电阻R7以及电阻R8与对应的MCU的主控芯片U1的TXD管脚、RXD管脚以及RI管脚连接，主控芯片U2的RF-ANT管脚连接π型匹配电路，π型匹配电路包括电容C11、电容C12以及电阻R5，电阻R5一端分别与RF-ANT管脚和电容C11的一端连接，且其另一端分别与射频天线和电容C12的一端连接，电容C11的另一端和电容C12的另一端均连接地信号GND；主控芯片U2的USIM_DATA管脚通过上拉电阻R9与USIM_VDD管脚连接，主控芯片U2的USIM_VDD管脚通过电容C9与USIM_GND管脚连接，主控芯片U2的USIM_DATA管脚、USIM_CLK管脚以及USIM_RST管脚分别通过电阻R2、电阻R3以及电阻R4与对应的SIM卡的IO管脚、CLK管脚以及RST管脚连接，主控芯片U2的USIM_VDD管脚与SIM卡的VCC管脚连接，主控芯片U2的USIM_GND管脚与SIM卡的GND管脚连接，SIM卡的IO管脚、CLK管脚以及RST管脚分别通过电容C6、电容C7以及电容C8与地信号GND连接，SIM卡的IO管脚、CLK管脚、VCC管脚以及RST管脚均与TVS二极管阵列TVS1连接。进一步地，通讯电源控制模块包括电源控制开关电路和通讯电源稳压电路，电源控制开关电路包括电阻R10、电阻R11、电阻R12、三极管T16以及CMOS开关管Q7，通讯电源稳压电路的稳压芯片U9型号为TD1410；CMOS开关管Q7的源极连接电源输入VCIN，其栅极通过电阻R12连接三极管T16的集电极，且其漏极连接稳压芯片U9的VIN管脚，电源输入VCIN通过电阻R10连接三极管T16的集电极，三极管T16的基极通过电阻R12连接MCU的主控芯片U1的IO管脚，且其发射极连接地信号GND；稳压芯片U9的VIN管脚和GND管脚并联电容C13和电容C14，稳压芯片U9的VIN管脚和EN管脚并联电阻R13，稳压芯片U9的FB管脚和GND管脚并联电阻R14，稳压芯片U9的GND管脚连接地信号GND，稳压芯片U9的SW管脚和GND管脚并联二极管D3，稳压芯片U9的FB管脚通过串联的电阻R15和电容C15与地信号GND连接，且电阻R15和电容C15的连接端与稳压芯片U9的SW管脚连接，电容C15的两端并联电容C16、电容C17以及电容C18，电阻R15和电容C15的连接端本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种NB-IoT物联网燃气表，其特征在于，包括发讯燃气表(1)、阀门(2)、阀门驱动器(3)、控制器(4)以及计数器(5)，所述阀门驱动器(3)位于控制器(4)内部，且分别与控制器(4)和阀门(2)通信连接，所述发讯燃气表(1)的顶端两侧设置有进气口和出气口，所述进气口的连接接口(7)外侧和出气口的连接接口(7)外侧均设置有第一螺纹，所述出气口的连接接口(7)通过接管螺母(8)与燃气管道固定连接，所述阀门(2)通过接管螺母(8)与进气口的连接接口(7)固定连接，所述接管螺母(8)的内部设置有与第一螺纹相配合的第二螺纹，所述计数器(5)位于发讯燃气表(1)的内部，且通过信号线缆(6)与控制器(4)通信连接；/n所述控制器(4)包括MCU、采样模块、阀门控制模块、电源模块、时钟模块、通讯电源控制模块、通讯模块、SIM卡以及射频天线，所述MCU分别与采样模块、阀门控制模块、时钟模块、通讯电源控制模块以及通讯模块通信连接，所述电源模块分别与MCU、阀门控制模块、时钟模块以及通讯电源控制模块电性连接，所述通讯模块分别与通讯电源控制模块、SIM卡以及射频天线通信连接，所述阀门控制模块与阀门驱动器(3)通信连接，所述采样模块与计数器(5)通信连接。/n...

【技术特征摘要】
1.一种NB-IoT物联网燃气表，其特征在于，包括发讯燃气表(1)、阀门(2)、阀门驱动器(3)、控制器(4)以及计数器(5)，所述阀门驱动器(3)位于控制器(4)内部，且分别与控制器(4)和阀门(2)通信连接，所述发讯燃气表(1)的顶端两侧设置有进气口和出气口，所述进气口的连接接口(7)外侧和出气口的连接接口(7)外侧均设置有第一螺纹，所述出气口的连接接口(7)通过接管螺母(8)与燃气管道固定连接，所述阀门(2)通过接管螺母(8)与进气口的连接接口(7)固定连接，所述接管螺母(8)的内部设置有与第一螺纹相配合的第二螺纹，所述计数器(5)位于发讯燃气表(1)的内部，且通过信号线缆(6)与控制器(4)通信连接；
所述控制器(4)包括MCU、采样模块、阀门控制模块、电源模块、时钟模块、通讯电源控制模块、通讯模块、SIM卡以及射频天线，所述MCU分别与采样模块、阀门控制模块、时钟模块、通讯电源控制模块以及通讯模块通信连接，所述电源模块分别与MCU、阀门控制模块、时钟模块以及通讯电源控制模块电性连接，所述通讯模块分别与通讯电源控制模块、SIM卡以及射频天线通信连接，所述阀门控制模块与阀门驱动器(3)通信连接，所述采样模块与计数器(5)通信连接。


2.根据权利要求1所述的NB-IoT物联网燃气表，其特征在于，所述计数器(5)的内部设置有机械传动装置、机械字轮以及发讯传感器，所述机械传动装置与机械字轮活动连接，且其与机械字轮的接触部分设置有电磁铁，所述发讯传感器的两端分别与电磁铁和控制器(4)通信连接。


3.根据权利要求1所述的NB-IoT物联网燃气表，其特征在于，所述通讯模块为NB-IoT通讯模块。


4.根据权利要求1所述的NB-IoT物联网燃气表，其特征在于，所述NB-IoT通讯模块的主控芯片U2的型号为M5310，且其主控芯片U2的VBAT管脚和GND管脚之间连接电容组，所述电容组包括并联的电容C1、电容C2、电容C3以及电容C4，主控芯片U2的RESET管脚连接并联的电阻R1和电容C5，所述电阻R1远离RESET管脚的另一端连接VBAT管脚，所述电容C5远离RESET管脚的另一端连接地信号GND，主控芯片U2的RXD管脚、TXD管脚以及RING管脚分别通过电阻R6、电阻R7以及电阻R8与对应的MCU的主控芯片U1的TXD管脚、RXD管脚以及RI管脚连接，主控芯片U2的RF-ANT管脚连接π型匹配电路，所述π型匹配电路包括电容C11、电容C12以及电阻R5，所述电阻R5一端分别与RF-ANT管脚和电容C11的一端连接，且其另一端分别与射频天线和电容C12的一端连接，所述电容C11的另一端和电容C12的另一端均连接地信号GND；
主控芯片U2的USIM_DATA管脚通过上拉电阻R9与USIM_VDD管脚连接，主控芯片U2的USIM_VDD管脚通过电容C9与USIM_GND管脚连接，主控芯片U2的USIM_DATA管脚、USIM_CLK管脚以及USIM_RST管脚分别通过电阻R2、电阻R3以及电阻R4与对应的SIM卡的IO管脚、CLK管脚以及RST管脚连接，主控芯片U2的USIM_VDD管脚与SIM卡的VCC管脚连接，主控芯片U2的USIM_GND管脚与SIM卡的GND管脚连接，所述SI...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄嘉伟，张建，
申请(专利权)人：优艾特仪表科技成都有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51