一種聯網式智能水表制造技術

一種聯網式智能水表，包括機械式水表和其智能控制電路，其智能控制電路包括將光電傳感器置于機械式水表０．１檔轉盤反射面上的反射式光電傳感器電路，接有片外數據存儲器、穩壓電路、電池欠壓報警及電池充電電路的ＣＰＵ單片機，帶有瞬態電壓抑制電路和通信接口的長線驅動發送接收器。本實用新型專利技術可利用通信接口接收上位機指令將存儲數據發送給上位機，對用戶的自來水使用進行集中管理和控制，實現機械水表的電子化，智能化，網絡化。（*該技術在2007年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種自動抄表計收水費的智能化水表。水是社會生產，人們日常生活的主要資源，計收水費是自來水管理部門的一項基本工作。目前使用的水表大部分是機械水表，計收水費只能由大量的抄表員逐家逐戶去讀取用戶用水的數據，既費力又易出差錯，且會給用戶帶來不便，因此，自動抄表成為一項有迫切需求的實用技術。近年來，隨著電子和計算機應用技術的發展，出現了很多電子化機械水表以進行自動抄表，例如，在機械水表中加裝霍爾傳感器，將機械傳動轉化為電信號，再送到采集器，這一類水表的數據采集方法，優點是電路簡單，成本低，缺點是功能少，難以聯網應用，可靠性差，施工難度大，若有斷線或接觸不良等故障，卻不易察覺，更難以維修，此外電信號抗干擾能力差，易受惡劣環境的干擾，造成誤計用水量，因此這一類水表難以推廣應用。本技術的目的是為克服現有技術的不足，提出一種聯網式智能水表，使自動抄表計收水費實現電子化、智能化、網絡化，并保證水表可靠工作。本技術的技術方案，是以一個單片機，片外數據存儲器，構成計算機處理系統，配與通信接口，穩壓電路，電池欠壓報警及電池充電電路等外圍電路，接與反射式光電傳感器，流過機械水表水流量經反射式光電傳感器轉化成脈沖電信號，經放大后送入CPU，由CPU對該信號識別判斷后，把水量數值存入數據存儲器中保存，上位機通過通信接口可以從數據存儲器中讀取用戶的用水量，從而實現對用戶自來水使用量的自動抄表計收。智能化水表的具體結構包括一個機械式水表和一個智能控制電路，其特征在于所說的機械式水表的0.1檔改裝成帶反射面的轉盤，所說的智能控制電路包括一個反射式光電傳感器電路，其中的反射式光電傳感器置于機械式水表0.1檔轉盤反射面上，一個接有片外數據存儲器、穩壓電路、電池欠壓報警及電池充電電路的CPU單片機，一個帶有瞬態電壓抑制電路和通信接口的長線驅動發送接收器，反射式光電傳感器接到CPU單片機電路的I/C口，長線驅動發送接收器的RO和DI腳分別接到CPU的RXD和TXD，長線驅動發送接收器的/RE和DE腳分別接到CPU的兩個I/O口。本技術直接將機械水表的0.1檔改裝成帶反射面的轉盤，再將反射式光電傳感器置于機械水表的0.1檔上，不必對機械水表作重大拆改，即可完成水表流量的光電轉換，大大簡化結構；同時充分發揮了集成微處理器單片機的強大功能，并可利用通信接口接收上位機的指令并將存儲數據發送給上位機，以便對某特定區域內的幾百乃至上萬個用戶的自來水使用進行集中管理和控制，實現機械水表的電子化，智能化，網絡化。以下為本技術的圖面說明附圖說明圖1為本技術的智能控制電路框圖；圖2為本技術的智能控制電路具體電路圖。以下結合附圖對本技術的實施例作進一步詳述本實施例包括機械式水表及其智能控制電路，機械式水表是在一般機械式水表的基礎上，把原機械式水表的0.1檔改裝成帶反射面的轉盤，在其上安裝反射式光電傳感器；智能控制電路的框圖如圖1所示，1為反射式光電傳感器電路，2為CPU單片機，3為片外數據存儲器，4為穩壓電路，5為電池欠壓報警及電池充電電路，6為長線驅動發送接收器，7為瞬態電壓抑制電路。其具體電路如圖2所示，其反射式光電傳感器電路由反射式光電傳感器N、電阻R8、R9、R10、R11、R12和三極管G1、G2構成；反射式光電傳感器N由發光二極管N1和發射管N2組成，置于機械式水表0.1檔轉盤的反射面上；R12的一端接CPU的T/O口接收由CPU產生的脈沖調制信號，另一端接G2的基極，R11的一端接Vcc，另一端接G2的集電極，G2的發射極接到反射式光電傳感器發光二極管N1的陽極，N1的陰極和反射式光電傳感器發射管N2的發射極共地，N2的集電極經R8接到G1的基極，G的反射極接地，集電極接到CPU的另一I/O口，將反射式光電傳感器N感應并放大后的反射信號送入CPU,R9的一端接G1的集電極，另一端接Vcc，R10的一端接G1的集電極，另一端接地；CPU采用AT89C2051芯片，長線驅動發送接收器6采用MAX485芯片；將長線驅動發送接收器的RO和DI腳分別接到CPU的RXD和TXD，長線驅動發送接收器的/RE和DE腳分別接到CPU的兩個I/O口。所說的瞬態電壓抑制電路7由T1、T2、T3三個瞬態電壓抑制二極管TVS組成，T1接在長線驅動發送接收器MAX485的A、B腳之間，T2接在B腳和公共地端之間，T3接在A腳和公共地端之間，該瞬態電壓抑制電路用以防止高電壓如雷電從通信接口引入電路，損壞智能水表，以保障智能水表可靠工作；所說的通信接口為C、D兩端口，C、D兩端口分別通過熱敏電阻R6、R7接到MAX486的A、B兩腳，C、D兩端口用于與上位機相連；所說的穩壓電路4包括限流電阻R1、R2，壓敏電阻P1，由整流橋堆T1和電容C1組成的整流濾波電路，以及由電阻R3、R4、三端穩壓器78L05、二極管D1、D2組成穩壓器電路，R3、R4串聯后并聯在整流濾波電路的正電壓輸出端和公共地端之間，三端穩壓器78L05的輸入端和輸出端分別與整流濾波器的正電壓輸出端和二極管D2的正極相連，二極管D1的正極接到三端穩壓器78L05的控制端，負極接到公共地端，二極管D2的負極輸出穩壓電壓Vcc(+5v)向整個智能控制電路供電；所說的電池充電電路為將備用電池B1通過電阻R5接在二極管D2的負極端和電路的公共地端之間構成；所說的電池欠壓報警電路采用運算放大器LM358，該運算放大器的反相輸入端接到R3與R4的連接點E，同相輸入端接到R5與備用電池B1的連接點F，輸出端接到CPU AT89C2051的一個I/O口，電池欠壓報警及電池充電電路的工作原理是當斷電時，D2截止，備用電池B1通過R5向智能水表供電；當恢復供電時，D2導通，由穩壓電路輸出VCC+5V向智能水表供電；若電池B1電壓低于+5V，則VCC通過限流電阻R5向備用電池充電，一旦B1的電壓等于+5V，R5沒有電流流過，自動停止充電；因為R3、R4為分壓電阻，通過調整R3、R4的阻值，可使E點的電壓為+4.5V，正常供電時，若備用電池B1完好，F點電壓保持在+5V，高于E點電壓，這樣LM358的輸出為高電平，即CPU單片機AT89C2051相應的I/O口為高電平；若備用電池出現故障，低于+4.5V時，即F點電壓低于E點電壓，則LM358輸出為低電平，CPU單片機AT89C2051對此情況報警；其數據存儲器EEPROM為24C01，其WP、SCL、SDA三腳分別接到CPU的三個I/O口。圖2中由電容C2、電阻R13、二極管D3組成的上電復位電路和由晶振J1、電容C3、C4組成的晶振電路為CPU所附設的電路。本聯網智能水表是這樣工作的，將本智能水表的通信接口連入上位機后，在與上位機通信中，采用具有RS-485標準的半雙工通信方式，所謂半雙工通信，即/RE=0,DE=0時，單片機處于接收狀態；當/RE=1,DE=1時，單片機處于發送狀態，當/RE=1,DE=0時單片機為待機狀態。每當機械式水表流過0.1噸水，反射式光電傳感器感應到反射信號，就發出一個脈沖送入CPU,CPU對該信號進行識別判斷，選出正確的計數脈沖信號加1，并把數據存入數據存儲器中保存，上位機就可以從數據存儲器中讀取用本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種聯網式智能水表，包括一個機械式水表和一個智能控制電路，其特征在于所說的機械式水表的０．１檔改裝成帶反射面的轉盤，所說的智能控制電路包括一個反射式光電傳感器電路（１），其中的反射式光電傳感器置于機械式水表０．１檔轉盤反射面上，一個接有片外數據存儲器（３）、穩壓電路（４）、電池欠壓報警及電池充電電路（５）的ＣＰＵ單片機（２），一個帶有瞬態電壓抑制電路（７）和通信接口的長線驅動發送接收器（６），反射式光電傳感器（１）接到ＣＰＵ單片機電路的Ｉ／Ｏ口，長線驅動發送接收器的ＲＯ和ＤＩ腳分別接到ＣＰＵ的ＲＸＤ和ＴＸＤ，長線驅動發送接收器的／ＲＥ和ＤＥ腳分別接到ＣＰＵ的兩個Ｉ／Ｏ口。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：易其亨，朱希亮，柯韶恒，黎謳，
申請(專利權)人：中國科學院廣州電子技術研究所，吳穗林，佛山市城區曉和科教器材經理部，
類型：實用新型
國別省市：81[中國|廣州]