大口径无线通信式分体表制造技术

本发明专利技术大口径无线通信式分体表，计量表与控制阀采用分体式结构，计量表和控制阀均设有电控部分，计量表和控制阀采用无线方式通信，计量表的电控部分设有M-BUS通信接口，计量表和上位机通过M-BUS总线方式通信，主要解决了分体大口径水表采用电缆连接表、阀所带来的通信不可靠的弊端，另外计量表的电控部分有M-BUS总线接口，兼容性好，易于远程监控，配合非接触IC卡可实现水费的预付费管理。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术专利涉及工、农业用水领域，具体地说涉及到大口径无线通信式分体表。
技术介绍
大口径水表是指DN80mm (含DN80mm)以上口径的水表。由于大口径水表的用户均为工业、商业及机关团体用户，水价高、水量大，在总水量中占到一定的比例，因此对大口径水表的管理直接影响到供水企业的效益。大口径水表的管理面临以下两个突出问题，问题一:目前大多数大口径水表不再沿用传统的机械式水表，而是在大口径水表上增加电控部分成为智能大口径水表。智能大口径水表大多米用分体结构，一般由发信基表、电控阀门组成，二者通过电缆连接，发信表和阀门之间通过有线方式连接，对安装环境要求比较苛亥IJ，而且电缆易受破坏，安装于潮湿环境中不能保证发信表和阀门正常通讯。问题二:大口径水表的抄表及监控。大口径水表分布广、距离远、数量多，传统的人工抄表周期为一个月，供水企业无法在抄表周期内发现水表故障，按照大表在常用流量条件下计量，每个月给供水企业带来大量损失；采用无线方式抄表，采用移动平台的GPRS或SMS传送现场打包的抄表数据，服务器接收数据后，解包并传递给最终客户以便用户进行数据分析和研究，这就需要在大口径水表安装SIM手机卡，由于大口径水表多安装于表井下且多泡在水中，从防水工艺和信号传输两方面均不能保证此种抄表方法的可靠性，并且此系统需要借助移动运营平台，增加运营费用。 针对上述大口径水表所存在的两个关键性问题，我公司专利技术专利大口径无线通信式分体表解决了上述问题，控制阀门和计量表采用分体式结构，两者采用无线方式通信，另外计量表的电控部分有M-BUS总线接口，兼容性好，易于远程监控，配合非接触IC卡可实现水费的预付费管理。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种大口径无线通信式分体表，表阀分体，且二者通过无线方式通信，且计量表的电控部分设有M-BUS接口，可与小区现有的M-BUS抄表系统兼容，只需有M-BUS总线便可完成抄表，方便供水企业远程监控，并且配合非接触IC卡可实现水费的预付费管理。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下所述； 大口径无线通信式分体表，计量表与控制阀采用分体式结构，计量表和控制阀均设有电控部分，计量表和控制阀采用无线方式通信，计量表的电控部分设有M-BUS通信接口，计量表和上位机通过M-BUS总线方式通信。进一步的方案是:计量表电控部分由中央处理器、超声波流量测量电路、电压检测电路、电源供电电路、显示电路、M-BUS通信接口电路、无线通信模块组成，电源由3.6V锂电池提供；超声波流量测量电路由专用的超声波测量芯片TDC-GP21配合顺、逆流换能器测得精确的流量信息，超声波测量芯片采用SPI方式将水量信息通信至中央处理器；显示电路由中央处理器直接驱动显示，电压检测电路用于检测电池电压，若电压低于设定值则显示无电标志；无线通信模块具有独立的中央处理器，无线通信模块与计量表电控部分中央处理器采用标准串口通信； 进一步的方案是:控制阀的电控部分由中央处理器、阀门控制电路、射频卡读卡电路、电源供电电路、读卡电路电源控制电路、无线通信模块组成。电源由14.4V电池组供电，读卡电路电源控制电路接于中央处理器的对应引脚，用于对读卡电路电源的控制，读卡电路用于将外部射频卡信息经读卡电路至中央处理器，阀门控制电路的K、G控制端接于中央处理器的的响应引脚，阀门控制电路的电源由14.4V电池组提供，无线通信具有独立的中央处理器，无线通信模块与控制阀的电控部分中央处理器采用标准串口通信； 进一步的方案是:无线通信模块有独立的中央处理器，无线通信模块由中央处理器、RF无线收发芯片、信号发送电路、信号接收电路组成，无线模块接收信息时，RF无线信号经信号接收电路接收至RF无线收发芯片，无线收发芯片接到此信号采用SPI方式通信至中央处理器；无线模块发射信号时，中央处理器将数据信息采用SPI方式通信至RF无线收发芯片，RF无线收发芯片将信号经发送电路发送至外部接收设备。上位机通过M-BUS总线向计量表发送开关阀命令，计量表接收命令成功，回复数据，然后打开无线模块电源，向无线模块发送开阀或关阀命令，计量表内的无线模块向控制阀内的无线模块发送RF射频信号，控制阀接受到计量表发来的开关阀命令，对阀门进行开、关阀操作。同时上位机可通过M-BUS总线向水表发送抄数据命令，水表回复累计流量和瞬时流量等数据。本专利技术的有益效果是: (I)本专利技术专利计量表和控制阀采用分体式结构，且二者采用无线方式进行通信，避免了采用有线方式在表井潮湿的安装环境中通信不可靠的弊端。(2)本专利技术专利计量表有M-BUS通信接口，兼容性好，可与小区现有的M-BUS抄表系统兼容，实现远程监控功能，相比较GPRS/GSM远程监控降低了运营成本。附图说明附图1为本专利技术结构及信号流向示意图。附图2为本专利技术无线通信模块RF信号发送、接收电路。具体实施例方式下面结合具体实施方式对本专利技术的技术方案作进一步详细的描述。如附图1所示:1为计量表，2为控制阀，大口径无线通信式分体表，计量表与控制阀采用分体式结构，计量表和控制阀的电控部分都设有无线通信模块，计量表可与控制阀进行无线通讯，计量表的电控部分设有M-BUS通信接口，可与上位机通过M-BUS总线进行通信，上位机可向计量表发送开关阀命令。控制阀电控部分由由中央处理器、阀门控制电路、射频卡读卡电路、电源供电电路、读卡电路电源控制电路、电压A/D转换控制电路、无线通信模块组成。中央处理器型号为ATMEGA88，电源由14.4V电池组供电，14.4V电池组经过稳压芯片HT7150稳压至5V为中央处理器、读卡电路提供电源，阀门控制电路的K、G控制端接于中央处理器的的响应引脚，阀门控制电路的电源由14.4V电池组提供，阀门控制电路采用传统的大口径水表阀门驱动电路在此不赘述。为了保证在控制阀和计量表通讯异常的情况下阀门能正常的开、关，特别设置了通过刷设置卡(非接触IC卡)可以正常开、关阀门的功能，硬件上通过读卡电路实现，读卡电路的电源由VCCl提供，读卡电路电源控制电路输入端接于中央处理器的PBO引脚，用于对读卡电路电源的控制，读卡电路电源控制电路由电阻Rl3、PNP型三极管P4、电容C31组成，读卡电路电源VCCl由三极管P4的集电极取出向读卡电路提供电源，读卡电路用于将外部射频卡信息经读卡电路至中央处理器。一般情况下，控制阀可与计量表进行正常的无线通信，若通讯异常，可用非接触IC卡在控制阀上刷卡来实现阀门开、关，从而保证正常供水。此外，还可在此读卡电路上实现水费的预付费功能，读卡电路的具体实施方式请参照我公司技术专利“可在低电压下工作的射频卡读写电路”，专利号:ZL200820069508.7。阀门控制电路在开关阀工作时需要对电池组电压进行检测，电压A/D转换控制电路由若干电阻、NPN型三极管N5、PNP型三极管P5组成，电压A/D转换控制电路的输入端接于中央处理器的PB5引脚，输出端接于中央处理器的ADC6引脚，电池组接于P5的发射极，P5的基极与N5的集电极经电阻R14连接，N5的发射极接地，N5基极经电阻R4接中央处理器的PB5脚，P5的集电极经电阻R7接于中央处理器的ADC6引脚，当阀门动作时，中央处理器的PB6脚置低电平，则开始进行电压本文档来自技高网...

【技术保护点】
大口径无线通信式分体表，含有计量表和控制阀两部分，其特征是：计量表与控制阀采用分体式结构，计量表和控制阀均设有电控部分，计量表和控制阀采用无线方式通信，计量表的电控部分设有M?BUS通信接口，计量表和上位机通过M?BUS总线方式通信。

【技术特征摘要】
1.口径无线通信式分体表，含有计量表和控制阀两部分，其特征是:计量表与控制阀采用分体式结构，计量表和控制阀均设有电控部分，计量表和控制阀采用无线方式通信，计量表的电控部分设有M-BUS通信接口，计量表和上位机通过M-BUS总线方式通信。2.根据权利要求1所述的大口径无线通信式分体表，其特征是:计量表电控部分由中央处理器、超声波流量测量电路、电压检测电路、电源供电电路、显示电路、M-BUS通信接口电路、无线通信模块组成，电源由3.6V锂电池提供；超声波流量测量电路由专用的超声波测量芯片TDC-GP21配合顺、逆流换能器测得精确的流量信息，超声波测量芯片采用SPI方式将水量信息通信至中央处理器；显示电路由中央处理器直接驱动显示，电压检测电路用于检测电池电压，若电压低于设定值则显示无电标志；无线通信模块具有独立的中央处理器，无线通信模块与计量表电控部分中央处理器采用标准串口通信。3.根据权利要求1所述的大口径无线通信式分体表，其特征是:控制阀的电控部...

【专利技术属性】
技术研发人员：费战波，刘胜利，董意德，
申请(专利权)人：河南新天科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：