一种多功能智能水表系统技术方案

一种多功能智能水表系统，包括微控制器，所述微控制器的输入端连接计量信号采集模块；微控制器通过通信单元与终端进行双向通信；所述通信单元包括红外通信模块、NB通信模块和蓝牙通信模块；所述微控制器通过通信接口分别与红外通信模块、NB通信模块和蓝牙通信模块连接。本实用新型专利技术通过采用NB通信、蓝牙通信、红外通信结合的方式，有效解决水表装置数据抄读和缴费问题，且能够有效保障用户用水的安全，避免水资源的浪费。免水资源的浪费。免水资源的浪费。

【技术实现步骤摘要】
一种多功能智能水表系统


[0001]本技术涉及智能水表
，特别是一种多功能智能水表系统。

技术介绍

[0002]根据中国城镇水务行业2035年报告指出，智慧水务相关行业投资在2021年将达百亿元以上，物联网技术+农村饮用水提标改造等驱动行业进入高景气时代。我国大部分水务企业管理过程中存在许多待解决问题：如供水管网泄漏量大；表计漏水现象严重；用户缴纳水费困难以及偏远地区信号弱等局限性。
[0003]现有水表通信通常是采用窄带物联网（Narrow Band Internet of things，NBIOT）通信方式将用户用水数据上传到水司管理的后台，实时监测管网用户的用水信息。NB物联网已经成为万物互联网络的一个重要分支，基于它的诸多优点，比如连接节点多、覆盖范围广、运营成本和待机功耗低等，广泛应用在以电池供电的水表装置中，为水表数据的传输提供了保障。然而若只采用NB通信方式，在农村地区基站少、信号弱的地方则不适用，很容易输出不成功。
[0004]为了解决信号薄弱地区用户水表数据无法上传及用户在线缴纳水费问题，本技术亟需设计和建设一套完整的、满足偏远地区使用需求的水表系统，解决面临的问题，提高智慧水务信息化水平。

技术实现思路

[0005]本技术的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种通信可靠性高，节约用水的多功能智能水表系统。
[0006]本技术的技术方案是：一种多功能智能水表系统，包括微控制器，所述微控制器的输入端连接计量信号采集模块；微控制器通过通信单元与终端进行双向通信；所述通信单元包括红外通信模块、NB通信模块和蓝牙通信模块；所述微控制器通过通信接口分别与红外通信模块、NB通信模块和蓝牙通信模块连接。
[0007]进一步，所述微控制器的输出端连接阀门控制电路。
[0008]进一步，所述微控制器的输入端还连接电压检测模块和按键模块。
[0009]进一步，所述微控制器和电压检测模块均连接电源模块。
[0010]进一步，所述微控制器经NB通信模块连接运营商基站；所述微控制器经蓝牙通信模块连接手机或IPad终端。
[0011]进一步，所述微控制器经红外通信模块与红外接收设备进行通信，所述红外接收设备包括存储器；所述红外接收设备经存储器将数据导入管理人员终端设备中。
[0012]进一步，所述微控制器通过串口分别与红外通信模块、NB通信模块和蓝牙通信模块连接。
[0013]进一步，所述计量信号采集模块采用机电分离式结构，水表为霍尔水表或无磁水表，水表的机械部件与电子部件分离设置。
[0014]进一步，所述阀门控制电路包括四个三极管V4~V7和两个MOS管V8和V9，两个MOS管的漏极为电源端，分别连接三极管V6和V7的集电极，两个MOS管的漏极之间通过电容连接；MOS管V8和V9的栅极还分别连接三极管V4和三极管V5的集电极；三极管V4和V5的基极均经电阻连接微控制器的控制端。
[0015]进一步，三极管V4和V5为NPN三极管，三极管V6和V7为PNP三极管。
[0016]本技术的有益效果：通过在农村地区基站信号稳定的片区，采用窄带物联网（NBIOT）通信方式将用户用水数据上传到水司管理的后台，实时监测管网用户的用水信息；在基站信号不稳定的区域，通过短距离通信设备蓝牙或红外的方式来获取用户的用水信息，实现用户的在线缴费功能，从而为水表数据的传输提供了保障，大大提高智慧水务信息化水平；通过设置阀门控制电路，能够有效保障用户用水的安全，在用户长时间不用水的情况下，可以远程将阀门关闭，避免造成不必要的财产损失和水资源的浪费。
附图说明
[0017]图1是本技术实施例的系统原理框图；
[0018]图2是本技术实施例阀门控制电路的电路原理图；
[0019]图3是本技术实施例NB通信模块的电路连接图；
[0020]图4是本技术实施例蓝牙通信模块的电路原理图；
[0021]图5是本技术实施例红外通信模块的电路原理图。
具体实施方式
[0022]以下将结合说明书附图和具体实施例对本技术做进一步详细说明。
[0023]如图1所示：一种多功能智能水表系统，包括微控制器，微控制器的输入端连接电压检测模块、计量信号采集模块和按键模块；微控制器的输出端连接阀门控制电路；微控制器通过通信单元与终端进行双向通信；所述通信单元包括红外通信模块、NB通信模块和蓝牙通信模块；所述微控制器通过通信接口分别与红外通信模块、NB通信模块和蓝牙通信模块连接。所述微控制器和电压检测模块均连接电源模块。
[0024]具体地，微控制器优选采用国产华大半导体公司的低功耗系列单片机HC32L17X系列单片机，它采用32 位 ARM架构的Cortex M0，主频达到48MHz，它的低功耗模式：8μA@32.768KHz 低速工作模式，CPU运行，外设关闭，从 Flash 运行程序；内部带有128K 字节 Flash 存储器，16K 字节 RAM 存储器；宽电压工作范围：1.8V~5.5V。
[0025]本实施例中，计量信号采集模块，采用机电分离式结构，机械部件与电子部件完全分开，一方面电子部件便于做防水处理，提高电子部件的可靠性；另一方面，采用机电分离式结构，便于现场维护，使机械部件或电子部件可以重复利用。本实施例的水表可以是霍尔水表或者无磁水表，通过自带的传感器来采集水表流量信号。
[0026]霍尔水表的采样原理为：首先将水表机芯的转动信号，通过相应的减速机构，上传到表盘的指针处，通过磁感应原理，在表盘的指针处，安装磁感应器件，当用户用水时，指针带动磁感应器件一起转动，指针上端的霍尔器件根据磁场强度的变化，输出不同的高低电平脉冲，将此脉冲信号通过电路处理后连接到微控制器的相应端口，以此来确定走水的量值。
[0027]无磁水表的采样原理为：利用LC的振荡原理，通常在机械水表的百分位指针上安装半圆形的不锈钢薄片或铜薄片，指针转动带动薄片转动，对LC电路进行充电后，通过微控制器检测电容C两端的电压，输出为衰减缓慢的正弦波，当L电感线圈处在不锈钢薄片区域时，电容C两端输出的正弦波波形衰减较快，无磁水表是利用正弦波形衰减的快慢来确定表盘的位置和旋转的圈数，使得发信电路产生采样信号，处理后并输出数字信号，将信号输出到微控制器的对应接口，以此来确定水量的多少。
[0028]本实施例中，电压检测模块用于检测水表供电端口的电压。此处属于现有技术，因此不展开详细描述。
[0029]本实施例中，按键模块用于查询表内数据，开阀等操作。此处属于现有技术，因此不展开详细描述。
[0030]本实施例中，阀门控制电路主要应用在带阀水表的控制电路中，用来保障用户用水的安全，在用户长时间不用水的情况下，可以远程将阀门关闭，避免造成不必要的财产损失和水资源的浪费。
[0031]如图2所示：阀门控制电路包括所述阀门控制电路包括四个三极管V4本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多功能智能水表系统，其特征在于，包括微控制器，所述微控制器的输入端连接计量信号采集模块；微控制器通过通信单元与终端进行双向通信；所述通信单元包括红外通信模块、NB通信模块和蓝牙通信模块；所述微控制器通过通信接口分别与红外通信模块、NB通信模块和蓝牙通信模块连接；所述微控制器的输出端连接阀门控制电路。2.根据权利要求1所述的多功能智能水表系统，其特征在于，所述微控制器的输入端还连接电压检测模块和按键模块。3.根据权利要求2所述的多功能智能水表系统，其特征在于，所述微控制器和电压检测模块均连接电源模块。4.根据权利要求1或2所述的多功能智能水表系统，其特征在于，所述微控制器经NB通信模块连接运营商基站；所述微控制器经蓝牙通信模块连接手机或IPad终端。5.根据权利要求1或2所述的多功能智能水表系统，其特征在于，所述微控制器经红外通信模块与红外接收设备进行通信，所述红外接收设备包括存储器；所述红外接...

【专利技术属性】
技术研发人员：石英春，雷道仲，陈圣明，
申请(专利权)人：湖南信息职业技术学院，
类型：新型
国别省市：