本發(fā)明涉及民用水表測量領(lǐng)域，特別是涉及一種新型智能水表的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著科學技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)機械水表測量用水量的方法已無法滿足居民生活的要求，為了解決城市高層住宅的抄表難題和提高抄表效率等問題，需要一種更先進的水表來代替?zhèn)鹘y(tǒng)機械水表對用水量進行測量。

上世紀九十年代中期，以干簧管為代表來實現(xiàn)機電轉(zhuǎn)換的脈沖式轉(zhuǎn)換式水表代替了傳統(tǒng)的機械水表。該技術(shù)理論上存在脈沖積累誤差，現(xiàn)實測量中可能會存在外部磁場干擾和產(chǎn)生錯誤脈沖，因此后期行業(yè)采用霍爾元器件來代替干簧管以降低外部磁場干擾和防止水管抖動。國外則多采用無磁傳感的方式實現(xiàn)脈沖積累過程，有效地降低了外部磁場的干擾。

21世紀初，出現(xiàn)了光電直讀技術(shù)、攝像式直讀技術(shù)，電阻觸盤式技術(shù)，其中光電走讀技術(shù)也產(chǎn)生了透射式、對射式，反射式等類型。隨著對水表計量精度要求的提高，傳統(tǒng)的機械計量技術(shù)已經(jīng)不能滿足社會發(fā)展的需求，電子計量技術(shù)得到了快速的發(fā)展。目前超聲計量技術(shù)、電磁計量技術(shù)、速度感應技術(shù)已經(jīng)應用到水流量計量產(chǎn)品中，在始動流量、量程比、計量精度方面相比傳統(tǒng)的機械計量技術(shù)有較大的優(yōu)勢。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對傳統(tǒng)機械水表數(shù)據(jù)采集技術(shù)的不足，提出了一種新型智能水表的數(shù)據(jù)采集方法。

一種新型智能水表的數(shù)據(jù)采集方法，包括如下步驟：

首先對基表進行改裝。具體如下：

在基表的指針中加入由電容和線圈組成的諧振回路。諧振回路的諧振頻率為f：l1為線圈的電感，c為電容。當外加信號加于此諧振回路時，具有以下特性：當外加信號頻率等于其諧振頻率f時，電路阻抗呈純電阻性且有最大值，它這個特性在實際應用中叫做選頻電路。

所以當諧振回路不是調(diào)節(jié)在信號頻率點時，信號通過它將會產(chǎn)生相移(即相位失真)，同時信號的幅度也會有所下降。

數(shù)據(jù)存儲和通訊系統(tǒng)模塊位于基表表蓋中，主要負責對居民用水量進行存儲統(tǒng)計，并通過通訊模塊將用水量信息發(fā)送至數(shù)據(jù)接收處理系統(tǒng)模塊。在數(shù)據(jù)存儲和通訊系統(tǒng)模塊中加入由另一個線圈、電阻、交流電壓源組成的電路模塊，線圈位于指針正上方，交流電壓頻率等于上述諧振頻率f。

當指針旋轉(zhuǎn)一周回到起始位置，由于旋轉(zhuǎn)過程中兩線圈位置發(fā)生改變，導致兩線圈之間互感系數(shù)發(fā)生變化，數(shù)據(jù)存儲和通訊系統(tǒng)模塊中中的線圈的阻抗也因此發(fā)生變化，從而使得該線圈兩端的電壓發(fā)生改變。利用電壓檢測裝置對該線圈兩端的電壓進行檢測，對檢測到的電壓信號進行包絡(luò)檢波處理后，得到周期性的電壓信號。電壓信號隨著指針轉(zhuǎn)動發(fā)生周期性變化。通過統(tǒng)計電壓峰值出現(xiàn)的次數(shù)，進而對用水量數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，最后對用水量數(shù)據(jù)進行信息調(diào)制，并通過通訊系統(tǒng)模塊將調(diào)制信息發(fā)送到數(shù)據(jù)接收處理系統(tǒng)模塊。

數(shù)據(jù)接收處理系統(tǒng)負責接收上述已調(diào)制信息并對其進行解調(diào)，整理出各居民用水量信息，根據(jù)用水量信息計算出居民用水費用。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益成果是：

本發(fā)明對基表進行改裝，加入自定義數(shù)據(jù)采集裝置，利用線圈耦合原理，對居民用水量進行自動數(shù)據(jù)采集，既可以對用水量數(shù)據(jù)進行實時采集，又降低了智能水表制作成本。

附圖說明

圖1為本發(fā)明公開的改裝后的水表表盤的主視圖；

圖2為本發(fā)明公開的線圈耦合原理圖；

圖3為本發(fā)明公開的線圈2兩端的電壓信號包絡(luò)圖；

圖4為本發(fā)明公開的經(jīng)過包絡(luò)檢波后線圈2兩端的電壓。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的較佳實施例進行詳細闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點和特征能更易被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對本發(fā)明的保護范圍作出更為清楚明確的界定。

本發(fā)明一實施例是一種新型智能水表的數(shù)據(jù)采集方法，其中包括對水表的改裝、線圈耦合電路的設(shè)計以及線圈兩端電壓信號的檢測。

智能水表包括基表、數(shù)據(jù)存儲和通訊系統(tǒng)模塊以及數(shù)據(jù)接收處理系統(tǒng)模塊三個部分。基表負責對居民用水量進行數(shù)據(jù)采集；數(shù)據(jù)存儲和通訊系統(tǒng)模塊對數(shù)據(jù)進行存儲統(tǒng)計，對其進行調(diào)制后通過通訊模塊發(fā)送至數(shù)據(jù)接收處理系統(tǒng)模塊；數(shù)據(jù)接收處理系統(tǒng)模塊負責接收已調(diào)制信息，對其進行解調(diào)，并統(tǒng)計出居民用水量信息。

用戶用水信息采集過程如下：

首先，通過水表計量機構(gòu)中的葉輪對通過的水量進行計量，葉輪的旋轉(zhuǎn)頻率所記錄的流量信息通過水表的指針進行顯示。

指針旋轉(zhuǎn)一周回到起始位置，位于指針中線圈1和正上方的線圈2互感系數(shù)發(fā)生改變。當線圈1位于線圈2正下方時，互感系數(shù)最大，線圈2兩端的阻抗最大；當線圈1和線圈2距離最遠時，互感系數(shù)最小，線圈2兩端的阻抗最小。當指針不停旋轉(zhuǎn)時，線圈2兩端的電壓發(fā)生周期性變化，如圖1和圖2所示。

數(shù)據(jù)存儲和通訊系統(tǒng)模塊對線圈2兩端的電壓進行檢測，電壓信號如圖3所示，對電壓信號進行包絡(luò)檢波處理后，得到周期性的電壓信號，如圖4所示。通過對周期信號進行峰值檢測，可以統(tǒng)計出居民用水量信息，對該信息進行調(diào)制并通過通訊模塊發(fā)送至數(shù)據(jù)接收處理系統(tǒng)模塊。

數(shù)據(jù)接收處理系統(tǒng)模塊接收已調(diào)制信息，對其進行解調(diào)后統(tǒng)計出各居民用水量的信息，并計算出各居民的用水費用。

以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所做的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種新型智能水表的數(shù)據(jù)采集方法，本發(fā)明由基表負責對居民用水量進行數(shù)據(jù)采集；數(shù)據(jù)存儲和通訊系統(tǒng)模塊對數(shù)據(jù)進行存儲統(tǒng)計，對其進行調(diào)制后通過通訊模塊發(fā)送至數(shù)據(jù)接收處理系統(tǒng)模塊；數(shù)據(jù)接收處理系統(tǒng)模塊負責接收已調(diào)制信息，對其進行解調(diào)，并統(tǒng)計出居民用水量信息。本發(fā)明對基表進行改裝，加入自定義數(shù)據(jù)采集裝置，利用線圈耦合原理，對居民用水量進行自動數(shù)據(jù)采集，既可以對用水量數(shù)據(jù)進行實時采集，又降低了智能水表制作成本。

技術(shù)研發(fā)人員：李然;張福洪;易志強;欒慎吉;沈也;高健楓;張志強
受保護的技術(shù)使用者：杭州電子科技大學
技術(shù)研發(fā)日：2017.06.21
技術(shù)公布日：2017.09.15