一种无线远传智能水表制造技术

本发明专利技术公开一种无线远传智能水表，包括一个中空的表壳和设置在表壳上方的显示腔。上述表壳的相对两侧分设有进水口和进水口，表壳的内腔中安装有流量传感器和霍尔唤醒装置。显示腔内设有无线远传模块、电子显示屏和微控制器。上述霍尔提醒装置如图所示，其由支架、霍尔传感器和绝缘挡板组成。当水流从表壳的进水口进入时，水口推动绝缘挡板下部的感应端向表壳的进水口一侧运动，此时绝缘挡板上部的磁钢片则朝向表壳的进水口一侧运动，并使得磁钢片与霍尔传感器吸合，霍尔传感器发出唤醒信号即脉冲信号至微控制器，水表的控制系统被唤醒进入工作状态。本发明专利技术具有误差小、功耗低、寿命长、且更适于在智能水网中使用的特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及水表计量领域，具体涉及一种无线远传智能水表。
技术介绍
随着我国城市人口膨胀和水资源的枯竭以及供水行业的发展需要，高质量的供水管理成为城市公共事业的急需，智能水网的建设也必将作为促进水资源管理的重要方式。智能水网能够将包括从水的源头管理、水的生产监控、水质在线检测、进入水网的调度、用水的计量、水务办公自动化等几个方面的融合。其中智能水网的实现离不开强大的物联网系统，更离不开先进的计量仪器仪表等。遍布城市各区域即用户终端的智能水表是智能水网的重要组成部分和设计关键环节。智能水表不仅仅需要完成抄表收费工作和数据统计分析为水管理和生产提供参考依据，而且能够通过网络为用户提供数据服务，为售后服务提供网络监视平台。目前的水表多采用的485无源总线连接方式进行的数据采集，水表对水量的计量方式普遍通过对计数轮上的数字采用光电直读来完成，即水表计量是通过水流流经水表驱动叶轮旋转，而在叶轮轴上的有个联动部件和计数机构相连，使计数机构累计叶轮的转数，从而记下通过水表的水量，而计数机构多采用多级齿轮带动，长时间使用是有磨损的，从而造成计量的误差。为了克服上述问题，专利号为CN94210324.6的中国技术专利公开了一种新型数字式水表，它由壳体，水流发电兼流量传感器和装有微处理器芯片、微型可充电电池及数码管的线路板组合而成。该水表虽然能够在不需要外加或更换电源的条件下水流量的数字显示和不间断供电问题，保证了水表可以长期正常工作使用。但是由于该水表只考虑了单机独立工作状态，而并未考虑整个智能水网系统的整体统计的工作量，因此该水表的水流发电兼流量传感器即使在水表内无水流时也会始终处于持续工作的状态。当流量传感器采集持续不断地采集流量数据时，不仅会照成流量传感器的疲劳，影响传感器甚至是水表的寿命，而且传感器持续返回的流量数据会加大微控制器的数据处理量和功耗，这些数据处理量和功耗看似对于单个水表而已不大，但是对于需要管理成千上万个水表的智能水网的监控中心而言，这些数据统计量和功耗则是巨大的。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种误差小、功耗低、寿命长、且更适于在智能水网中使用的一种无线远传智能水表。为解决上述问题，本专利技术是通过以下方案实现的:—种无线远传智能水表,包括一个中空的表壳和设置在表壳上方的显不腔,上述表壳的相对两侧分设有进水口和出水口 ；其不同之处是还进一步包括流量传感器、霍尔唤醒装置、无线远传模块、电子显示屏和微控制器，其中霍尔提醒装置由支架、霍尔传感器和绝缘挡板组成；其中支架横设在靠近进水口一侧的表壳上层内侧壁处；绝缘挡板的中部安装在支架上，绝缘挡板在表壳内呈直立悬空设置，其绝缘挡板下部的感应端与表壳的进水口正对，绝缘挡板上部靠近表壳内侧壁一侧固定有磁钢片；霍尔传感器固定在与磁钢片相对的表壳上层内侧壁上，且霍尔传感器和磁钢片之间存在一定间隙；霍尔传感器的引脚与微控制器电连接；当水流从表壳的进水口进入时，水口推动绝缘挡板下部的感应端向表壳的出水口一侧运动，此时绝缘挡板上部的磁钢片则朝向表壳的进水口一侧运动，并使得磁钢片与霍尔传感器吸合，霍尔传感器发出唤醒脉冲信号至微控制器；流量传感器设置在表壳内腔中，并处于表壳的进水口和出水口之间；流量传感器的引脚与控制器电连接，当水流从表壳的进水口流入出水口时，流量传感器返回水流流量脉冲信号至微控制器；无线远传模块、电子显示屏和微控制器均设置在显示腔内；无线远传模块和电子显示屏均与微控制器电连接。为了能够更好地感应水流，上述方案中，所述绝缘挡板的感应端最好呈圆片状。为了让分布在城市各个区域的水表与监控中心进行远距离的无线通信，所述无线远传模块为射频模块，该射频模块主要由射频收发器、功率放大电路、天线匹配电路和射频收发天线构成；其中功率放大电路包括信号接收前置放大电路、信号发射前置放大电路、以及2个四通道双级双掷的射频端模拟开关和天线端模拟开关，信号接收前置放大电路和信号发射前置放大电路分别并联在射频端模拟开关和天线端模拟开关的2组输出口之间，且射频端模拟开关的输入口连接射频收发器，天线端模拟开关的输入口则经过天线匹配电路与射频收发天线相连；射频端模拟开关和天线端模拟开关的2组控制端口分别相连。上述方案中，所述信号发射前置放大电路主要由电容及电感构成的平衡滤波电路；电感及电容构成的LC谐振电路；射频放大晶体管；电感及电容构成的第一 LC滤波电路；电感及电容构成的第二 LC滤波电路；电容构成的晶体管电源滤波电路；偏压电阻；以及限流电阻构成；天线端模拟开关的第一输出口经过平衡滤波电路、LC谐振电路和第一 LC滤波电路连接在射频放大晶体管的漏极上；该射频放大晶体管的漏极还分别与晶体管电源滤波电路和电源输出端口连接，射频放大晶体管的源极接地；射频放大晶体管的栅极分为两路，一路经电容连接在射频端模拟开关的第一输出口上，另一路则经过第二 LC滤波电路、偏压电阻和限流电阻分别连接在射频收发器的第一控制端上；上述射频收发器的第一控制端的一路经过电阻、及电容构成的第一 RC滤波电路与射频端模拟开关的第一控制端相连；另一路则经过电阻、及电容构成的第二 RC滤波电路连接在天线端模拟开关的第一控制立而上。上述方案中，所述信号前置接收电路主要由电感及电容构成的滤波去耦电路；射频三极管；电阻、电容及电感构成的波型整形电路；双极性三极管；以及电阻及电容和构成的滤波反馈电路的构成；天线端模拟开关中的第二输出口经过滤波去耦电路连接至射频三极管的基极；射频三极管的发射极接地；射频三极管的集电极的一路经电容直接与射频端模拟开关的第二输出口相连，另一路则通过波型整形电路分别连接至双极性三极管的第二集电极上和电源输出端口上；双极性三极管的第二发射极、第二基极和第一集电极经过滤波反馈电路连接至电源输入端口 ；双极性三极管的第一发射极接地；双极性三极管的第一基极经电阻连接在射频收发器的第二控制端上；上述射频收发器的第二控制端一路经过电阻与射频端模拟开关的第二控制端相连，另一路则经过电阻及电容构成的第三Re滤波电路连接在天线端模拟开关的第二控制端上。与现有技术相比，本专利技术具有如下特点:1、通过霍尔提醒装置对水表的启闭进行控制，从而使得整个水表在无水流计量时，系统进入睡眠状态；在感知有水流量时，可立即激活系统进入计量状态；这不仅能够有效减小的水表的功耗，而且能够减小单个水表特别是智能水网监控中心的数据处理量；2、通过流量传感器计量水流量，有效克服了传统通过机械计数机构易于磨损而照成的计数精度降低和实用寿命短的不足。3、通过无线远传模块将水流量数据回传至智能水网的监控中心，能够节省智能水网数据布线的开销，减小系统的复杂度。4、采用无线远传射频技术使得功率到负载上实现最佳功率值的匹配。附图说明图1为一种无线远传智能水表的结构示意图。图2为霍尔提醒装置的结构示意图。图3为一种无线远传智能水表内部电路控制系统原理图。图4为射频模块电路原理图。图中标号:1、表壳；1_1、进水口 ；1_2、出水口 ；2、显示腔；3_1、支架；3_2、霍尔传感器；3-3、绝缘挡板；3-4、磁钢片；3-5、感应端；4、流量传感器；5、无线远传模块；6、电子显示屏；7、微控制器。具体实施例方式参见图1, 一种无线远传智能水表，包括一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无线远传智能水表，包括一个中空的表壳（1）和设置在表壳（1）上方的显示腔（2），上述表壳（1）的相对两侧分设有进水口（1?1）和进水口（1?2）；其特征在于：还进一步包括霍尔唤醒装置、流量传感器（4）、无线远传模块（5）、电子显示屏（6）和微控制器（7），其中霍尔提醒装置由支架（3?1）、霍尔传感器（3?2）和绝缘挡板（3?3）组成；其中支架（3?1）横设在靠近进水口（1?1）一侧的表壳（1）上层内侧壁处；绝缘挡板（3?3）的中部安装在支架（3?1）上，绝缘挡板（3?3）在表壳（1）内呈直立悬空设置，其绝缘挡板（3?3）下部的感应端（3?5）与表壳（1）的进水口（1?1）正对，绝缘挡板（3?3）上部靠近表壳（1）内侧壁一侧固定有磁钢片（3?4）；霍尔传感器（3?2）固定在与磁钢片（3?4）相对的表壳（1）上层内侧壁上，且霍尔传感器（3?2）和磁钢片（3?4）之间存在一定间隙；霍尔传感器（3?2）的引脚与微控制器（7）电连接；当水流从表壳（1）的进水口（1?1）进入时，水口推动绝缘挡板（3?3）下部的感应端（3?5）向表壳（1）的进水口（1?2）一侧运动，此时绝缘挡板（3?3）上部的磁钢片（3?4）则朝向表壳（1）的进水口（1?1）一侧运动，并使得磁钢片（3?4）与霍尔传感器（3?2）吸合，霍尔传感器（3?2）发出唤醒脉冲信号至微控制器（7）；流量传感器（4）设置在表壳（1）内腔中，并处于表壳（1）的进水口（1?1）和进水口（1?2）之间；流量传感器（4）的引脚与控制器电连接，当水流从表壳（1）的进水口（1?1）流入进水口（1?2）时，流量传感器（4）返回水流流量脉冲信号至微控制器（7）；无线远传模块（5）、电子显示屏（6）和微控制器（7）均设置在显示腔（2）内；无线远传模块（5）和电子显示屏（6）均与微控制器（7）电连接。...

【技术特征摘要】
1.一种无线远传智能水表，包括一个中空的表壳(I)和设置在表壳(I)上方的显不腔(2)，上述表壳(I)的相对两侧分设有进水口(1-1)和进水口(1-2);其特征在于:还进一步包括霍尔唤醒装置、流量传感器(4)、无线远传模块(5)、电子显示屏(6)和微控制器(7)，其中 霍尔提醒装置由支架(3-1 )、霍尔传感器(3-2)和绝缘挡板(3-3)组成；其中支架(3-1)横设在靠近进水口( 1-1) 一侧的表壳(I)上层内侧壁处；绝缘挡板(3-3 )的中部安装在支架(3-1)上，绝缘挡板(3-3)在表壳(I)内呈直立悬空设置，其绝缘挡板(3-3)下部的感应端(3-5 )与表壳(I)的进水口( 1-1)正对，绝缘挡板(3-3 )上部靠近表壳(I)内侧壁一侧固定有磁钢片(3-4);霍尔传感器(3-2)固定在与磁钢片(3-4)相对的表壳(I)上层内侧壁上，且霍尔传感器(3-2)和磁钢片(3-4)之间存在一定间隙；霍尔传感器(3-2)的引脚与微控制器(7)电连接；当水流从表壳(I)的进水口(1-1)进入时，水口推动绝缘挡板(3-3)下部的感应端(3-5)向表壳(I)的进水口(1-2)—侧运动，此时绝缘挡板(3-3)上部的磁钢片(3-4)则朝向表壳(I)的进水口(1-1) 一侧运动，并使得磁钢片(3-4)与霍尔传感器(3-2)吸合，霍尔传感器(3-2)发出唤醒脉冲信号至微控制器(7)； 流量传感器(4)设置在表壳(I)内腔中，并处于表壳(I)的进水口( 1-1)和进水口( 1-2)之间；流量传感器(4)的引脚与控制器电连接，当水流从表壳(I)的进水口(1-1)流入进水口(1-2)时，流量传感器(4)返回水流流量脉冲信号至微控制器(7)； 无线远传模块(5)、 电子显示屏(6)和微控制器(7)均设置在显示腔(2)内；无线远传模块(5)和电子显示屏(6)均与微控制器(7)电连接。2.根据权利要求1所述的一种无线远传智能水表，其特征在于:所述绝缘挡板(3-3)的感应端(3-5)呈圆片状。3.根据权利要求1或2所述的一种无线远传智能水表，其特征在于:所述无线远传模块(5 )为射频模块，该射频模块主要由射频收发器、功率放大电路、天线匹配电路和射频收发天线构成；其中功率放大电路包括信号接收前置放大电路、信号发射前置放大电路、以及2个四通道双级双掷的射频端模拟开关(U8)和天线端模拟开关(U7)，信号接收前置放大电路和信号发射前置放大电路分别并联在射频端模拟开关(U8)和天线端模拟开关(U7)的2组输出口之间，且射频端模拟开关(U8)的输入口连接射频收发器，天线端模拟开关(U7)的输入口则经过天线匹配电路与射频收发天线相连；射频端模拟开关(U8)和天线端模拟开关(U7)的2组控制端口分别相连。4.根据权利要求3所述的一种无线远传智能水表，其特征在于:所...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘洪林，高柱荣，赵庆成，秦建威，代应富，唐宗渤，
申请(专利权)人：桂林市利通电子科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：