專利名稱：智能計量表數(shù)據(jù)采集器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及計量表的數(shù)據(jù)讀取裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是一 種智能的計量表數(shù)據(jù)采集器。
背景技術(shù)：
目前，本領(lǐng)域中計量表數(shù)據(jù)的遠程讀取有脈沖式、電阻式和攝像 式，最初應(yīng)用的技術(shù)是脈沖式，在計量表具的計數(shù)盤上加裝磁鐵，如 磁鐵安裝在計數(shù)盤位上，在其附近安裝干簧管，當(dāng)轉(zhuǎn)盤每轉(zhuǎn)一圈，磁 鐵經(jīng)過干簧管一次即產(chǎn)生一個開關(guān)信號(脈沖)，由外部的采集器提
供電源并采集累計脈沖個數(shù)，通過公式計算用量。采用此技術(shù)需24 小時加電， 一旦斷電所有計量數(shù)據(jù)丟失，必須重新初始化系統(tǒng)。最終 由于其可靠性低、計量誤差大、維護工作繁瑣，己逐漸被淘汰；隨后 相繼出現(xiàn)了電阻式、光電式、攝像式，電阻式是在計量表具的計數(shù)盤 上每個刻度對應(yīng)的位置上裝上電阻，通過判斷接收電阻阻值來確定計 數(shù)器的位置，這些傳感器讀出的行列數(shù)碼經(jīng)過微機芯片譯碼，將其轉(zhuǎn) 換成表盤所示的讀數(shù)。由于傳感器與計數(shù)器緊密接觸，長時間工作易 磨損，造成工作不可靠，無法實際應(yīng)用；攝像式雖然是非接觸式的， 但如果計數(shù)器表面出現(xiàn)臟物或水氣等，計數(shù)器示數(shù)不能被很好的識 別，也就是說，計數(shù)器示數(shù)讀取的準(zhǔn)確性完全由識別算法的好壞、計 數(shù)器的工作環(huán)境決定。所以研究一種讀數(shù)準(zhǔn)確性高，受外界影響小的計量器數(shù)據(jù)采集裝置是很重要的。 發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的為提供一種讀數(shù)準(zhǔn)確性高、受外界影響小的智 能計量表數(shù)據(jù)采集器。
實現(xiàn)上述發(fā)明目的的技術(shù)方案如下
智能計量表數(shù)據(jù)采集器，包括計數(shù)器，計數(shù)器具有字輪，所述字 輪徑向同一圓周上開有兩個圓弧槽孔，兩個槽孔近端間距為54度，
遠端間距為126度，在每個字輪的兩側(cè)分別設(shè)有光電發(fā)射線路板和光 電接收線路板，光電發(fā)射線路板上與字輪槽孔相同的圓周上均勻設(shè)有 5個光電發(fā)射管，所述圓周的圓心與字輪的圓心同軸，字輪另一側(cè)的 光電接收線路板上設(shè)有5個與光電發(fā)射管對應(yīng)的光電接收管，所述光 電發(fā)射線路板和光電接收線路板通過接口與一微電腦處理器連接，所 述微電腦處理器還連接有通信芯片和電源芯片，所述通信芯片連接有 通信接口。
所述光電發(fā)射線路板和光電接收線路板合用一塊基板，基板內(nèi)設(shè) 有光電發(fā)射線路和光電接收線路，組成光電發(fā)射、接收線路板，所述 光電發(fā)射、接收線路板的一面設(shè)置光電發(fā)射管，另一面對應(yīng)設(shè)置有光 電接收管。
' 所述微電腦處理器、通信芯片、電源芯片和通信接口組成主線路 板，在主線路板的上端開有豁口，所述光電發(fā)射線路板和光電接收線 路板垂直焊接于所述豁口內(nèi)。
所述智能計量表數(shù)據(jù)采集器還具有一個遠程讀取端，所述通信芯片通過有線或無線與遠程讀取端連接。
所述主線路板上設(shè)有一個溢膠孔和一個定位孔。
本實用新型通過微電腦處理器控制光電發(fā)射線路板上的光電發(fā) 射管輪流發(fā)光，如果光線穿過字輪上的槽孔，則光電接收線路板上的 光電接收管接收到光線導(dǎo)通；如果光線被字輪擋住，則光電接收管不 能導(dǎo)通，最終根據(jù)字輪一側(cè)的光電接收管的導(dǎo)通狀態(tài)確定字輪的示 值。
本實用新型具有如下特點
1) 僅抄表時供電(平時無需供電)；
2) 準(zhǔn)確計量，便于為計量表具收費管理單位提供定期使用量統(tǒng) 計，方便調(diào)度控制；
3) 本系統(tǒng)無需初始化，自動讀取計量表具示值，大大減輕了 抄表系統(tǒng)維護工作量；
4) 機械讀數(shù)和電子讀數(shù)保持一致，避免因累計誤差或表具倒 轉(zhuǎn)等因素引起兩者讀數(shù)不一致的情況；
5) 傳感器是無磁非接觸式的，不存在外界磁干擾引起讀數(shù)不 準(zhǔn)的現(xiàn)象；
6)電子讀數(shù)裝置不影響原來一次儀表的計量精度。

圖l為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖2為本實用新型的光電發(fā)射線路板外部結(jié)構(gòu)圖3為本實用新型的計數(shù)器的字輪的側(cè)面結(jié)構(gòu)圖；圖4為本實用新型的光電發(fā)射線路板和光電接收線路板電原理
圖5為本實用新型的主線路板電原理圖。 圖6為本實用新型工作的流程圖
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步說明。 如圖l-5所示，智能計量表數(shù)據(jù)采集器，包括計數(shù)器、光電發(fā)射 和接收線路板和主線路板3，計數(shù)器具有字輪2，所述字輪2徑向同 一圓周上開有兩個圓弧槽孔5，兩個槽孔近端間距6為54度，遠端 間距7為126度，在每個字輪的兩側(cè)分別設(shè)有光電發(fā)射線路板1和光 電接收線路板，所述光電發(fā)射線路板和光電接收線路板合用一塊基 板，基板內(nèi)設(shè)有光電發(fā)射線路和光電接收線路，組成光電發(fā)射、接收 線路板，所述光電發(fā)射、接收線路板的一面設(shè)置有5個光電發(fā)射管， 另一面對應(yīng)設(shè)置有5個光電接收管，光電發(fā)射、接收線路板上的光電 發(fā)射管和光電接收管在一個圓周上均勻分布，光電發(fā)射管和光電接收 管的圓周與字輪槽孔圓周相對應(yīng)，所述光電發(fā)射管和光電接收管的圓 周的圓心與字輪的圓心同軸，所述主線路板包括微電腦處理器、通信 芯片、電源芯片和通信接口，所述微電腦處理器采用單片機 PIC16F73，單片機連接通信芯片MAX487ESA、接口 BUS—TOUMING 和電源芯片HT7150，所述通信芯片連接有通信接口 MAX487ESA， 所述光電發(fā)射管和光電接收管通過焊盤與主線路板的接口連接，在主 線路板的上端開有豁口，所述光電發(fā)射線路板和光電接收線路板垂直焊接于所述豁口內(nèi)。
所述智能計量表數(shù)據(jù)采集器還具有一個遠程讀取端，所述通信芯 片通過有線或無線與遠程讀取端連接。便于遠程讀取數(shù)據(jù)。
所述主線路板上設(shè)有一個溢膠孔和一個定位孔。便于安裝在計數(shù) 器上。
為便于對本實用新型進一步理解，下面結(jié)合流程圖對本實用新型 的工作過程進行描述。
如圖6所示，對于每位計數(shù)器而言，讀其示數(shù)時，電路控制計數(shù) 器一側(cè)的5支光電發(fā)射管輪流發(fā)光，如果某支光電發(fā)射管發(fā)出的光未 被計數(shù)器阻擋(即通過計數(shù)器字輪上的槽孔)，計數(shù)器另一側(cè)相對應(yīng) 的光電接收管將導(dǎo)通，導(dǎo)通標(biāo)記為"1"，否則標(biāo)記為"0"。
5對光電發(fā)射接收管根據(jù)其導(dǎo)通狀態(tài)分別對應(yīng)5位二進制編碼的 5位，這樣每位計數(shù)器就會有32種狀態(tài)，即00000—11111 (十進制 0-31)。考慮到編碼時4位或4位以上為"0"或為"1"可能是干擾 的概率大，編碼時這些代碼被放棄；如果讀數(shù)時出現(xiàn)這些代碼，則表 示光電管出現(xiàn)問題。這些代碼共12個，十進制數(shù)分別為0、 1、 2、 4、 8、 15、 16、 23、 27、 29、 30、 31，稱為C組碼。其余的20個代碼是 有效碼，分為A、 B兩組，每組10個。
A組代碼 17、 20、 24、 10、 12、 5、 6、 18、 3、 9;
分別代表計數(shù)器的示值0、 1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9。
B組代碼 21、 28、 26、 14、 13、 7、 22、 19、 11、 25;
分別代表計數(shù)器處于0-1、 1—2、 2—3、 3-4、 4—5、 5-6、 6-7、7-8、 8-9、 9-0進位狀態(tài)。
如果某位計數(shù)器正處于進位狀態(tài)，根據(jù)約定，即可以取其低值作 為其示值，也可以取其高值作為其示值；如此，這20個有效碼可確 定計數(shù)器的示值。讀取某位計數(shù)器示值的具體步驟如下
(1) CPU控制計數(shù)器一側(cè)的第一支光電發(fā)射管發(fā)光。
(2) CPU讀取計數(shù)器另一側(cè)、與正發(fā)光的光電發(fā)射管相對應(yīng)的光 電接收管的狀態(tài)(導(dǎo)通還是截止)。
(3) CPU保存此狀態(tài)并記為XI (X1二0:截止，Xl=l:導(dǎo)通)。
(4) CPU控制計數(shù)器一側(cè)的第一支光電發(fā)射管斷電。
(5) CPU控制計數(shù)器一側(cè)的第二支光電發(fā)射管發(fā)光。
(6) CPU讀取計數(shù)器另一側(cè)、與正發(fā)光的光電發(fā)射管相對應(yīng)的光 電接收管的狀態(tài)(導(dǎo)通還是截止)。
(7) CPU保存此狀態(tài)并記為X2 (X2=0:截止，X2=l:導(dǎo)通)。
(8) CPU控制計數(shù)器一側(cè)的第二支光電發(fā)射管斷電。
(9) 重復(fù)前4個步驟，CPU分別控制計數(shù)器一側(cè)的第三、四、五 支光電發(fā)射管發(fā)光，然后分別讀取計數(shù)器另一側(cè)、與正發(fā)光的光電發(fā) 射管相對應(yīng)的光電接收管的狀態(tài)(導(dǎo)通還是截止)，分別保存這些狀 態(tài)并記為X3、 X4、 X5 (Xi=0:截止，Xi=l:導(dǎo)通 i=3、 4、 5)。
(抑CPU根據(jù)X1、X2、X3、X4、X5生成5位二進制編碼X5X4X3X2X1， 即十進制數(shù)0到31之間的某個碼值。
.(11)如果讀出的十進制碼值為C組碼之一，CPU保存這個計數(shù)器示值為十六進制數(shù)E (也可表示為A、 B、 C、 D或F);如果讀出的十 進制碼值為A組碼之一或B組碼之一，CPU根據(jù)前述的A組碼或B組 碼與計數(shù)器示值的對應(yīng)關(guān)系，CPU找出這個碼值對應(yīng)的計數(shù)器示值并 保存。
似重復(fù)步驟1-11， CPU讀取并保存其它幾位計數(shù)器的示值。
后面附圖中的圖5打印出來不清楚，請?zhí)峁┮环宄?，避免?查過程中補正，延長授權(quán)時間。
權(quán)利要求1.智能計量表數(shù)據(jù)采集器，包括計數(shù)器，計數(shù)器具有字輪，其特征為所述字輪徑向同一圓周上開有兩個圓弧槽孔，兩個槽孔近端間距為54度，遠端間距為126度，在每個字輪的兩側(cè)分別設(shè)有光電發(fā)射線路板和光電接收線路板，光電發(fā)射線路板上與字輪槽孔相同的圓周上均勻設(shè)有5個光電發(fā)射管，所述圓周的圓心與字輪的圓心同軸，字輪另一側(cè)的光電接收線路板上設(shè)有5個與光電發(fā)射管對應(yīng)的光電接收管，所述光電發(fā)射線路板和光電接收線路板通過接口與一微電腦處理器連接，所述微電腦處理器還連接有通信芯片和電源芯片，所述通信芯片連接有通信接口。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能計量表數(shù)據(jù)采集器，其特征為所 述光電發(fā)射線路板和光電接收線路板合用一塊基板，基板內(nèi)設(shè)有光電 發(fā)射線路和光電接收線路，組成光電發(fā)射、接收線路板，所述光電發(fā) 射、接收線路板的一面設(shè)置光電發(fā)射管，另一面對應(yīng)設(shè)置有光電接收 管。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能計量表數(shù)據(jù)采集器，其特征為所述微電腦處理器、通信芯片、電源芯片和通信接口組成主線路板，在 主線路板的上端開有豁口，所述光電發(fā)射線路板和光電接收線路板垂 直焊接于所述豁口內(nèi)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能計量表數(shù)據(jù)采集器，其特征為所述主線路板上設(shè)有一個溢膠孔和一個定位孔。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能計量表數(shù)據(jù)采集器，其特征為所述智能計量表數(shù)據(jù)采集器還具有一個遠程讀取端，所述通信芯片通過 有線或無線與遠程讀取端連接。
專利摘要本實用新型公開了一種智能計量表數(shù)據(jù)采集器，包括計數(shù)器，計數(shù)器具有字輪，所述字輪徑向同一圓周上開有兩個圓弧槽孔，兩個槽孔近端間距為54度，遠端間距為126度，在每個字輪的兩側(cè)分別設(shè)有光電發(fā)射線路板和光電接收線路板，光電發(fā)射線路板上與字輪槽孔相同的圓周上均勻設(shè)有5個光電發(fā)射管，所述圓周的圓心與字輪的圓心同軸，字輪另一側(cè)的光電接收線路板上設(shè)有5個與光電發(fā)射管對應(yīng)的光電接收管，所述光電發(fā)射線路板和光電接收線路板通過接口與一微電腦處理器連接，所述微電腦處理器還連接有通信芯片和電源芯片，所述通信芯片連接有通信接口。本實用新型讀數(shù)精確，受外界干擾小。
文檔編號G08C19/36GK201134159SQ200720309278
公開日2008年10月15日 申請日期2007年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月29日
發(fā)明者苑莉艷, 翔 饒, 馬自飛 申請人:中交水運規(guī)劃設(shè)計院有限公司