專利名稱：一種智能遠(yuǎn)程數(shù)傳水表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及供水領(lǐng)域中用到的一種計(jì)量裝置，具體的說(shuō)是涉及一種能夠?qū)崿F(xiàn) 用水量數(shù)據(jù)遠(yuǎn)距離傳送的水量計(jì)量裝置。
技術(shù)背景隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，無(wú)論是在城市還是在農(nóng)村，自來(lái)水的供水管網(wǎng)已經(jīng)覆 蓋了大部分的地區(qū)。但因?yàn)楝F(xiàn)有水表大部分仍是需要收費(fèi)員現(xiàn)場(chǎng)抄表數(shù)的水表，不能遠(yuǎn)程 傳送用水量，因此，隨之而來(lái)的問(wèn)題就是由此產(chǎn)生的數(shù)量龐大的對(duì)用戶進(jìn)行收費(fèi)的問(wèn)題。對(duì) 此，供水公司的收費(fèi)人員感覺(jué)工作量十分龐大，一個(gè)原因是用戶數(shù)量過(guò)多，而另一個(gè)原因則 是用戶在收費(fèi)員收費(fèi)時(shí)又不能保證在家。概括的說(shuō)，現(xiàn)有的這種水表已經(jīng)不能滿足實(shí)際工 作的需要，使得供水公司的收費(fèi)人員出于一種過(guò)于疲勞的工作狀態(tài)下
實(shí)用新型內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有的水表不能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程傳送用水量的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種智能 遠(yuǎn)程數(shù)傳水表，該種智能遠(yuǎn)程數(shù)傳水表能夠?qū)⒂盟客ㄟ^(guò)GSM短信平臺(tái)定時(shí)傳到收費(fèi)中 心，大大減少了供水公司收費(fèi)人員的工作量，具有使用方便、計(jì)量準(zhǔn)確的特點(diǎn)。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是該種智能遠(yuǎn)程數(shù)傳水表，包括一個(gè)磁鋼式水表，其特征 在于所述智能遠(yuǎn)程數(shù)傳水表還包括一個(gè)與磁鋼式水表配合使用的干簧管水表傳感器；以 及一組由雙單穩(wěn)態(tài)集成塊CD4098和十進(jìn)制計(jì)數(shù)器4017集成塊構(gòu)成的延時(shí)整形電路；以及 預(yù)置程序的STC12LE4052AD型單片機(jī)和與之配套的時(shí)鐘電路；以及一個(gè)支持中文短信息 的TC351型工業(yè)GSM模塊和與之配套的天線和SIM卡讀卡器；所述TC351型工業(yè)GSM模塊 通過(guò)接口連接器分別連接SIM卡讀卡器和天線；該GSM模塊的TTL串口通信腳分別與所述 STC12LE4052AD型單片機(jī)的2、3腳相連接，由該單片機(jī)控制此GSM模塊的開(kāi)關(guān)和復(fù)位以及 進(jìn)行數(shù)據(jù)通信；所述SIM卡讀卡器嵌入水表本機(jī)的卡座里；所述干簧管水表傳感器中的干 簧管隨水表磁鋼轉(zhuǎn)動(dòng)一周通斷一次，所產(chǎn)生的跳變脈沖觸發(fā)所述雙單穩(wěn)態(tài)集成塊CD4098， 由此雙單穩(wěn)態(tài)集成塊CD4098的7腳輸出的整形延時(shí)脈沖觸發(fā)所述十進(jìn)制計(jì)數(shù)器4017集成 塊，之后，由所述十進(jìn)制計(jì)數(shù)器4017集成塊的Q9腳引出逢十進(jìn)一的脈沖再送入所述雙單穩(wěn) 態(tài)集成塊⑶4098的11腳，再經(jīng)整形延時(shí)后由雙單穩(wěn)態(tài)集成塊⑶4098的10腳引出送入所 述STC12LE4052AD型單片機(jī)的6腳。本實(shí)用新型具有如下有益效果本種智能遠(yuǎn)程數(shù)傳水表中的水表磁鋼每轉(zhuǎn)一周， 干簧管傳感器所產(chǎn)生的跳變脈沖就會(huì)去觸發(fā)水表中的延時(shí)整形電路，而后向單片機(jī)發(fā)出一 個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)，由此單片機(jī)在預(yù)置程序的控制作用下累計(jì)水表轉(zhuǎn)數(shù)，到達(dá)預(yù)定計(jì)時(shí)間隔后，單 片機(jī)控制TC351型工業(yè)GSM模塊通過(guò)GSM卡經(jīng)過(guò)天線發(fā)送出短信息，使得收費(fèi)中心可以獲 得該塊水表的用水量，由此實(shí)現(xiàn)了用水量的遠(yuǎn)程傳送，大大減少了供水公司收費(fèi)人員的工 作量，具有使用方便、計(jì)量準(zhǔn)確的特點(diǎn)。
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圖1是本實(shí)用新型的工作原理示意圖。圖2是本實(shí)用新型中延時(shí)整形電路的電路圖。圖3是本實(shí)用新型中單片機(jī)的控制電路圖。圖4是本實(shí)用新型中TC351型工業(yè)GSM模塊的外接電路圖。圖5是與本實(shí)用新型中TC351型工業(yè)GSM模塊配合的SIM卡連接器與此GSM模塊 的接口示意圖。圖6是單片機(jī)采用DS1302作為時(shí)鐘電路的電路圖。圖7是本實(shí)用新型的工作電源電路圖。圖8是本實(shí)用新型遙控解碼電路的電路圖。圖9是本實(shí)用新型增加水位溢出報(bào)警和井蓋開(kāi)蓋檢測(cè)報(bào)警功能后的控制電路圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明該種智能遠(yuǎn)程數(shù)傳水表的工作原理如圖1所示，它是應(yīng)用單片計(jì)算機(jī)的電子技術(shù) 完成對(duì)用水量的累積和數(shù)字顯示，并通過(guò)GSM短信平臺(tái)傳送。從外觀上看，主體是一個(gè)磁 鋼式水表，在這個(gè)水表中，還包括一個(gè)與此磁鋼式水表配合使用的干簧管水表傳感器；以及 一組由雙單穩(wěn)態(tài)集成塊CD4098和十進(jìn)制計(jì)數(shù)器4017集成塊構(gòu)成的延時(shí)整形電路；以及預(yù) 置程序的STC12LE4052AD型單片機(jī)和與之配套的時(shí)鐘電路；以及一個(gè)支持中文短信息的 TC351型工業(yè)GSM模塊和與之配套的天線和SIM卡讀卡器。其中，圖2所示是延時(shí)整形電 路的電路圖，圖3所示是單片機(jī)的控制電路圖，圖4所示是TC351型工業(yè)GSM模塊的外接電 路圖。如圖所示，所述TC351型工業(yè)GSM模塊通過(guò)接口連接器分別連接SIM卡讀卡器和天 線；該GSM模塊的TTL串口通信腳分別與所述STC12LE4052AD型單片機(jī)的2、3腳相連接，由 該單片機(jī)控制此GSM模塊的開(kāi)關(guān)和復(fù)位以及進(jìn)行數(shù)據(jù)通信；所述SIM卡讀卡器嵌入水表本 機(jī)的卡座里；所述干簧管水表傳感器中的干簧管隨水表磁鋼轉(zhuǎn)動(dòng)一周通斷一次，所產(chǎn)生的 跳變脈沖觸發(fā)所述雙單穩(wěn)態(tài)集成塊CD4098，由此雙單穩(wěn)態(tài)集成塊⑶4098的7腳輸出的整 形延時(shí)脈沖觸發(fā)所述十進(jìn)制計(jì)數(shù)器4017集成塊，之后，由所述十進(jìn)制計(jì)數(shù)器4017集成塊的 Q9腳引出逢十進(jìn)一的脈沖再送入所述雙單穩(wěn)態(tài)集成塊CD4098的11腳，再經(jīng)整形延時(shí)后由 雙單穩(wěn)態(tài)集成塊⑶4098的10腳引出送入所述STC12LE4052AD型單片機(jī)的6腳。具體實(shí)施本方案時(shí)，如圖6結(jié)合圖3所示，可以選用DS1302組成的時(shí)鐘電路，采 用三線接口與STC12LE4052AD型單片機(jī)進(jìn)行同步通信。當(dāng)水表磁鋼轉(zhuǎn)一周后，干簧管通 斷一次，產(chǎn)生跳變脈沖，電容C3、電阻R2組成的微分電路產(chǎn)生尖脈沖觸發(fā)雙單穩(wěn)態(tài)集成塊 ⑶4098。整形延時(shí)脈沖由⑶4098的7腳送出去觸發(fā)4017十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，從4017的Q9腳 引出逢十進(jìn)一的脈沖再送入⑶4098的11腳。整形延時(shí)后從⑶4098的10腳引出再送入 STC12LE4052AD型單片機(jī)的6腳.兩單穩(wěn)態(tài)的整形延時(shí)分別與電阻R13、電容C10和電阻R2 以及電容C11有關(guān)。考慮到計(jì)量地點(diǎn)的大多表井都遠(yuǎn)離工業(yè)網(wǎng)，具體實(shí)施時(shí)可以采用3. 6V/14AH的兩 節(jié)鋰電池串聯(lián)作為模塊電源，工作電源電路如圖7所示?？紤]到TC351型工業(yè)GSM模塊發(fā)射 時(shí)功耗較大，可以采用LM7805三端集成穩(wěn)壓器和4N25光電隔離電路，使TC351模塊停發(fā)時(shí)
4處于關(guān)閉或睡眠狀態(tài)。對(duì)TC351模塊的硬件設(shè)計(jì)如圖4結(jié)合圖5所示TC351模塊有40個(gè) 引腳，通過(guò)一個(gè)ZIF連接器弓丨出，這40個(gè)腳分5類，即電源、數(shù)據(jù)輸入輸出、SIM卡、控制接口 以及音頻接口。在本例中，TC351模塊的1 5腳與電源同名連接，6 10腳接地，15腳是 啟動(dòng)腳與單片機(jī)的14腳連接，18腳、19腳為TTL的串口通信腳，分別與單片機(jī)的2、3腳相 連接，由單片機(jī)控制TC351模塊的開(kāi)關(guān)和復(fù)位，并通過(guò)串口與TC351模塊進(jìn)行通訊。TC351 模塊使用外接式的SIM卡，TC351模塊的24 29腳通過(guò)SIM卡讀卡器引腳的同名端與外 接式SIM卡的5、7、3、6、8腳相連。TC351模塊的32腳有兩種工作模式，當(dāng)LED1熄滅時(shí)，表 示TC351模塊處于關(guān)閉或睡眠狀態(tài)。當(dāng)LED1燈處于600ms亮和滅切換時(shí)，表明SIM卡沒(méi)插 好或者是正在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)登錄。當(dāng)75ms亮而3s滅時(shí)，表示TC351模塊已經(jīng)登錄進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)。這種智能遠(yuǎn)程數(shù)傳水表中的水表磁鋼每轉(zhuǎn)一周，干簧管傳感器所產(chǎn)生的跳變脈沖 就會(huì)去觸發(fā)水表中的延時(shí)整形電路，而后向單片機(jī)發(fā)出一個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)，由此單片機(jī)在預(yù)置 程序的控制作用下累計(jì)水表轉(zhuǎn)數(shù)，到達(dá)預(yù)定計(jì)時(shí)間隔后，單片機(jī)控制TC351型工業(yè)GSM模塊 通過(guò)GSM卡經(jīng)過(guò)天線發(fā)送出短信息，使得收費(fèi)中心可以獲得該塊水表的用水量，由此實(shí)現(xiàn) 了用水量的遠(yuǎn)程傳送，大大減少了供水公司收費(fèi)人員的工作量，具有使用方便、計(jì)量準(zhǔn)確的 特點(diǎn)。此外，在上述方案基礎(chǔ)上，還可以增加一個(gè)水位報(bào)警功能以及一個(gè)井蓋開(kāi)啟報(bào)警 功能，如圖9所示。其中水位S2為浮漂傳感器，閥井蓋S3為微型開(kāi)關(guān)，兩者之一有動(dòng)作即 可發(fā)出報(bào)警信息。并且還可以增加一個(gè)采用SC2272芯片的遙控解碼電路，與2262遙控手柄配合使 用，如圖8所示。其中，采用SC2272芯片的遙控解碼電路的4、5、6、7腳分別對(duì)應(yīng)單片機(jī)的9、 10、11、12腳做連接，在整機(jī)加電成功后，將隨機(jī)帶的磁條靠近干簧管給SC2272芯片售電。本種智能遠(yuǎn)程數(shù)傳水表的核心是單片機(jī)，它控制著整個(gè)工作過(guò)程，本種水表中采 用的各種芯片都是工業(yè)級(jí)芯片，使用地點(diǎn)為手機(jī)信號(hào)覆蓋的地方。本種智能遠(yuǎn)程數(shù)傳水表 應(yīng)用后，不僅可以減輕收費(fèi)管理人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高信息化管理水平，還可以對(duì)重點(diǎn)用戶 進(jìn)行二十四小時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)控，更重要的是每年節(jié)約了一筆數(shù)量可觀的現(xiàn)場(chǎng)巡視等費(fèi)用。而系 統(tǒng)的投入，從當(dāng)年節(jié)約的費(fèi)用中既可以抵消，幾乎不增加額外的投資。本系統(tǒng)還可以應(yīng)用在 水站，水源遙測(cè)、遙控等類似場(chǎng)合，具有很好推廣前景。
權(quán)利要求一種智能遠(yuǎn)程數(shù)傳水表，包括一個(gè)磁鋼式水表，其特征在于所述智能遠(yuǎn)程數(shù)傳水表還包括一個(gè)與磁鋼式水表配合使用的干簧管水表傳感器；以及一組由雙單穩(wěn)態(tài)集成塊CD4098和十進(jìn)制計(jì)數(shù)器4017集成塊構(gòu)成的延時(shí)整形電路；以及預(yù)置程序的STC12LE4052AD型單片機(jī)和與之配套的時(shí)鐘電路；以及一個(gè)支持中文短信息的TC351型工業(yè)GSM模塊和與之配套的天線和SIM卡讀卡器；所述TC351型工業(yè)GSM模塊通過(guò)接口連接器分別連接SIM卡讀卡器和天線；該GSM模塊的TTL串口通信腳分別與所述STC12LE4052AD型單片機(jī)的2、3腳相連接，由該單片機(jī)控制此GSM模塊的開(kāi)關(guān)和復(fù)位以及進(jìn)行數(shù)據(jù)通信；所述SIM卡讀卡器嵌入水表本機(jī)的卡座里；所述干簧管水表傳感器中的干簧管隨水表磁鋼轉(zhuǎn)動(dòng)一周通斷一次，所產(chǎn)生的跳變脈沖觸發(fā)所述雙單穩(wěn)態(tài)集成塊CD4098，由此雙單穩(wěn)態(tài)集成塊CD4098的7腳輸出的整形延時(shí)脈沖觸發(fā)所述十進(jìn)制計(jì)數(shù)器4017集成塊，之后，由所述十進(jìn)制計(jì)數(shù)器4017集成塊的Q9腳引出逢十進(jìn)一的脈沖再送入所述雙單穩(wěn)態(tài)集成塊CD4098的11腳，再經(jīng)整形延時(shí)后由雙單穩(wěn)態(tài)集成塊CD4098的10腳引出送入所述STC12LE4052AD型單片機(jī)的6腳。
專利摘要一種智能遠(yuǎn)程數(shù)傳水表。主要解決現(xiàn)有水表需要操作人員現(xiàn)場(chǎng)抄取用水量而導(dǎo)致的工作效率低下的問(wèn)題。其特征在于所述智能遠(yuǎn)程數(shù)傳水表還包括一個(gè)與磁鋼式水表配合使用的干簧管水表傳感器；以及一組由雙單穩(wěn)態(tài)集成塊CD4098和十進(jìn)制計(jì)數(shù)器4017集成塊構(gòu)成的延時(shí)整形電路；以及預(yù)置程序的STC12LE4052AD型單片機(jī)和與之配套的時(shí)鐘電路；以及一個(gè)支持中文短信息的TC351型工業(yè)GSM模塊和與之配套的天線和SIM卡讀卡器。該種智能遠(yuǎn)程數(shù)傳水表能夠?qū)⒂盟客ㄟ^(guò)GSM短信平臺(tái)定時(shí)傳到收費(fèi)中心，大大減少了供水公司收費(fèi)人員的工作量，具有使用方便、計(jì)量準(zhǔn)確的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01F15/06GK201607254SQ201020100270
公開(kāi)日2010年10月13日 申請(qǐng)日期2010年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月25日
發(fā)明者于延峰, 張智平, 張正偉, 張艷儒, 王新清, 趙鳳紅, 陳冠英 申請(qǐng)人:大慶石油管理局