一种低功耗网络智能水表表头及其使用方法技术

该发明专利技术属于网络智能水表表头，包括带进、出水口的表头壳体、流量传感器，含微处理器及与之连接的设有低电量报警电路的电源及其控制模块、流量数据采集模块、间隙式显示单元模块、触发式通信与数据传输模块及复位设置模块在内的流程控制系统；该发明专利技术采用低功耗的触发式通信传输及远程供电、间隙式显示方式以有效降低表头的功耗，其功耗仅为背景技术的１０－２５％，通过低电量报警、防磁干扰功能以确保其可靠性和稳定性。因而具有测量及显示用水量、远程抄表准确，表头的功耗极低、电池的使用寿命和工作时间长，表头结构简单、维护方便，能满足全天候通信及远程抄表要求，有利于提高网络智能水表的推广应用等特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于一种带远程抄表功能的流量数字水表表头及该表头的使用方法，特别 是一种微型嵌入式数字控制电路支持的既可对流量进行计量、又可进行远程抄表的低功耗 智能(数字)式水表表头及其使用方法。该表头特别适合与要求较长时间不需更换电池 的水网供水系统配套、用于对用户的用水量进行记录、并将记录数据通过网络传送给管理 (收费)部门处理。
技术介绍
近年来，随着电子技术，通信技术和传感技术的发展，人们研制出一系列新型的 网络智能水表，这些测量仪器通过各种类型的传感器得到水流信息，再将传感器输出的 电信号进行放大、整形及处理、然后数字显示或者通过网络提交用水量信息。公告号为 CN201035737Y、专利技术名称为《流量计费表数字远传抄表系统》的专利文献所记载的即是此类 技术；该专利技术包括图像采集与预处理部分、数字信号处理部分、数据存储模块、显示 部分，该技术由于采用图像采集技术并采用DSP作处理器、通过LED长显示，其功耗大，需频 繁更换电池，不便于在较长时间内稳定性地工作等缺陷；而在公开号为CN101526370A、发 明名称为《远控智能水表》的专利文献公开了一种包括设有机电阀的基表及与基表连接 的CPU、水源进出口，计数干簧管及与CPU进行数据传输的远程控制器；该技术采用干簧管 作传感器、通过RS485总线与CPU结合对水表的水量数据及用水信息进行查询处理、远程控 制，其计数精度及抗干扰力均较差，电路复杂、通信模块功耗较高；采用电池供电，又未提供 低电量报警功能，一是若水表终端的电池用尽、新的用水量将不被记录，二是维护工作量及 排查难度在；此外，由于表头工作环境较复杂，加之该系统未设置防护及去除干扰的装置， 在潮湿、雷雨气候条件下电磁等干扰频繁，在使用中往往会发生查表出错或误断水的情况。 因而，上述技术存在电路及结构复杂，功耗高、稳定运行周期短且无低电量报警及对电磁及 雷击干扰等的防护功能，以及随之带来的用水量不被记录或误断水、查表出错等缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对
技术介绍
存在的缺陷，研究设计一种低功耗网络智能水表表 头及其使用方法，在准确测量、显示用水量，实现远程抄表的同时，采用低功耗的通信传输 方式、显示器间断显示方式，并增设低电池电量报警及防电磁干扰的功能；从而达到大幅度 降低水表表头的功耗，有效延长数字水表表头中电池的使用寿命和时间，提高表头工作的 稳定性和可靠性，简化表头结构，有利于进一步提高网络智能水表的推广应用等目的。本专利技术的解决方案是取消
技术介绍
中设于基表内的机电阀、以简化表头结构并消 除误断水的隐患；针对智能(数字)式网络水表功耗最大的部分，多为数据通信单元、显示 单元及微处理单元，而且常规表头在大部分计数测量的空闲时间、通信信道空闲时间都处 于工作状态，显示器亦处于长显示状态，这是此类表头高功耗的结症所在。本专利技术采用低功 耗的通信传输方式、即在通信启动时通信模块采用远程供电的形式，在微处理器部分采用在数据保持方式下呈低功耗的方式，显示部分则采用仅在查表及校表(设置)时显示(其 余时间不显示)、且显示清晰可靠的间隙式显示方式，以克服
技术介绍
功耗高的弊端；在电 源及其控制模块中增设电池低电量报警电路、而在通信与数据传输模块中增设防电磁干扰 电路，以确保通信稳定、可靠；本专利技术即以此实现其专利技术目的。因而本专利技术水表表头包括带 进、出水口的表头壳体，设于壳体内流道中心的流量传感器，含微处理器及与之连接的电源 及其控制模块、流量数据采集模块、显示单元模块、通信与数据传输模块在内的流程控制系 统，关键在于在流程控制系统中还设有复位设置模块；而在电源及控制模块中还设有低电 量报警电路、在通信与数据传输模块中设有防电磁干扰电路；而所述通信与数据传输模块 为触发式通信与数据传输模块，显示单元模块为间隙式显示单元模块；流程控制系统中 微处理器通过数据线分别与流量数据采集模块、显示单元模块、通信与数据传输模块连接， 通过导线分别与电源及其控制模块、复位处理模块连接，而流量数据采集模块通过数据线 与流量传感器连接，电源及其控制模块还通过导线与显示单元模块连接以直接向其提供电 源；整套流程控制系统固定于基板上后密封式固定于壳体内流量传感器的上方与表头视窗 之间的腔体内，供远程抄表用信号线则经通信与数据传输模块接口引出壳体外。上述微处理器为MCU微处理(控制)器或CPU微处理器。所述复位处理模块包括 复位芯片及与之配套的JTAGE插座组成。所述触发式通信与数据传输模块为在接收到远程 控制指令后才启动的触发式通信与数据传输模块，该通信与数据传输模块在触发工作时的 工作电源采用外电源远程供电或由控制系统内的电池供电，当采用外电源远程供电时其电 源线接口设于壳体外。而所述间隙式显示单元模块为仅在查表及校表设置时显示(工作) 的模块。所述低电池电量报警电路采用微电量阀值比较电路，该电路接于电源及其控制电 路与微处理器电源缺失引脚之间。所述防电磁干扰电路由包括采用肖特基二极管的防信号 反射电路及防冲击电路组成。本专利技术表头按常规方式接于管网中后，其使用方法为1.0:传感器运行当用水阀门开启后、水流带动传感器运行并输出流量数据信 号；1. 1 微处理器启动流量数据采集模块采集到由步骤1. 0输出的数据信号并输入 微处理器、触发其工作，在启动计数时钟单元进行计数、转换、记录和存储的同时，使其余模 块维持在待工作状态；1. 2 传感器停止运行当用水阀门关闭后、传感器停止运行，流量数据采集模块 的输出信号中断，微处理器关闭计数时钟单元；此时，包括流程控制系统在内的整个表头转 入待工作状态4. 0 ；2. 0 当远程控制指令发出时2. 1 通信与数据传输模块在收到远程控制指令的同时、激活微处理器以控制通信 与数据传输模块执行通信或数据传输任务，并使其余模块维持在待工作状态；2. 2 当步骤2. 1完成通信或数据传输任务后，微处理器中断通信与数据传输模块 的工作，此时，包括流程控制系统在内的整个表头又转入待工作状态4. 0 ；3.0:低电量报警3. 1 当控制系统内的电池进入低电量状态时、低电量报警电路输出报警信号，经 微处理器开通通信与数据传输模块中的通信单元，向远程控制端发送低电量警告信号；3. 2 当步骤3. 1将低电量警告信号发送完毕后，微处理器使整个表头转入待工作 状态4. 0 ；4. 0 表头进入待工作状态当传感器及整个流程控制系统处于工作间隙时，整个 流程控制系统进入最低功耗的待工作状态。本专利技术由于针对智能(数字)式水表表头功耗最大的部分，多为数据通信单元、 显示单元及微处理单元，且常规表头在大部分计数测量的空闲时间、通信信道空闲(非工 作)时间都处于高耗能的工作状态，显示器亦处于长显示状态，是其功耗高的结症；分别 采用低功耗的触发式通信传输及远程供电、间隙式显示方式，使系统在非工作时间段均处 于待工作状态、以有效降低表头的功耗，并通过设置低电量报警功能、防磁干扰功能，确保 其工作的可靠性和稳定性，与
技术介绍
相比、在相同工作条件下本专利技术表头的功耗仅为其 10-25%，在相同电池电源的条件下、本专利技术表头不更换电池的有效使用时间可较
技术介绍
长3倍以上；而在通信与数据传输模块中增设了防电磁干扰电路，以确保通信稳定本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低功耗网络智能水表表头，包括带进、出水口的表头壳体，设于壳体内流道中心的流量传感器，含微处理器及与之连接的电源及其控制模块、流量数据采集模块、显示单元模块、通信与数据传输模块在内的流程控制系统，其特征在于在流程控制系统中还设有复位设置模块；而在电源及控制模块中还设有低电量报警电路、在通信与数据传输模块中设有防电磁干扰电路；而所述通信与数据传输模块为触发式通信与数据传输模块，显示单元模块为间隙式显示单元模块；流程控制系统中：微处理器通过数据线分别与流量数据采集模块、显示单元模块、通信与数据传输模块连接，通过导线分别与电源及其控制模块、复位处理模块连接，而流量数据采集模块通过数据线与流量传感器连接，电源及其控制模块还通过导线与显示单元模块连接以直接向其提供电源；整套流程控制系统固定于基板上后密封式固定于壳体内流量传感器的上方与表头视窗之间的腔体内，供远程抄表用信号线则经通信与数据传输模块接口引出壳体外。

【技术特征摘要】
一种低功耗网络智能水表表头，包括带进、出水口的表头壳体，设于壳体内流道中心的流量传感器，含微处理器及与之连接的电源及其控制模块、流量数据采集模块、显示单元模块、通信与数据传输模块在内的流程控制系统，其特征在于在流程控制系统中还设有复位设置模块；而在电源及控制模块中还设有低电量报警电路、在通信与数据传输模块中设有防电磁干扰电路；而所述通信与数据传输模块为触发式通信与数据传输模块，显示单元模块为间隙式显示单元模块；流程控制系统中微处理器通过数据线分别与流量数据采集模块、显示单元模块、通信与数据传输模块连接，通过导线分别与电源及其控制模块、复位处理模块连接，而流量数据采集模块通过数据线与流量传感器连接，电源及其控制模块还通过导线与显示单元模块连接以直接向其提供电源；整套流程控制系统固定于基板上后密封式固定于壳体内流量传感器的上方与表头视窗之间的腔体内，供远程抄表用信号线则经通信与数据传输模块接口引出壳体外。2.按权利要求1所述低功耗网络智能水表表头，其特征在于所述微处理器为MCU微处 理器或CPU微处理器。3.按权利要求1所述低功耗网络智能水表表头，其特征在于所述复位处理模块包括复 位芯片及与之配套的JTAGE插座组成。4.按权利要求1所述低功耗网络智能水表表头，其特征在于所述触发式通信与数据传 输模块为在接收到远程控制指令后才启动的触发式通信与数据传输模块，该通信与数据传 输模块在触发工作时的工作电源采用外电源远程供电或由控制系统内的电池供电，当采用 外电源远程供电时其电源线接口设于壳体外。5.按权利要求1所述低功耗网络智能水表表头，其特征在于所述间隙式显示单元模块 为仅在查表及校表设置时显示的模块。6.按权利要求1所述低功耗网络智能水表表头，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪仕斌，刘乃琦，林凡，王兴欣，陈诚，
申请(专利权)人：成都品冠科技有限公司，
类型：发明
国别省市：90[中国|成都]