一種基于觸發(fā)信號驅(qū)動計量動態(tài)讀取技術(shù)的計量儀表的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種基于觸發(fā)信號驅(qū)動計量動態(tài)讀取技術(shù)的計量儀表，其包括GPRS通信單元、藍牙通信單元、計量儀表采樣單元、MCU控制單元、存儲單元以及時鐘單元，GPRS通信單元、藍牙通信單元、計量儀表采樣單元、存儲單元以及時鐘單元均與MCU控制單元雙向連接，移動通訊終端設(shè)備通過藍牙通信單元與MCU控制單元建立通訊連接。本發(fā)明的計量儀表通過上述方案，無需集中器即可實現(xiàn)抄表。本發(fā)明的計量儀表采用在遠傳計量儀表模塊上嵌入GPRS模塊，GPRS模塊內(nèi)嵌SIM卡，無需用戶申請SIM卡和承擔(dān)額外的費用；通過移動通訊終端對表具完成配置后，表計MCU控制系統(tǒng)，與時鐘系統(tǒng)根據(jù)用戶的配置參數(shù)對表計字輪進行編碼采樣，并通過GPRS模塊主動上報數(shù)據(jù)至抄表服務(wù)平臺。
【專利說明】
-種基于觸發(fā)信號驅(qū)動計量動態(tài)讀取技術(shù)的計量儀表
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于遠傳自動抄表計量儀表領(lǐng)域，特別設(shè)及一種采用物聯(lián)網(wǎng)平臺集中處理 的基于抄表系統(tǒng)+集中器+采集器+計量儀表架構(gòu)模式的抄表方式。
【背景技術(shù)】
[0002] 在近年來，隨著全國城鄉(xiāng)改造實施一戶一表工程的發(fā)展，安裝智能水表、氣表的數(shù) 量激增，隨之帶來的最大問題就是過去長期沿襲的人工抄表模式已經(jīng)無法適應(yīng)運種變化， 于是誕生了遠程的抄表模式。遠程抄表方式一般包括RS485抄表方式、紅外抄表方式、短距 離無線抄表、抄表系統(tǒng)+集中器+采集器組合抄表等。
[0003] 其中，人力手持抄表效率低，工作量大，準(zhǔn)確性和實時效率較差;RS485抄表方式 需要布線，施工布線工作量大，且通信信道受損后，故障排除困難;采用紅外抄表方式，受距 離傳輸限制，仍需人到現(xiàn)場，此外，紅外抄表對方位角和環(huán)境也要求較高；短距離無線抄表 方式，受氣候、環(huán)境的影響很大，一旦遇到刮風(fēng)下雨或者居民生活區(qū)有別的發(fā)射臺開啟時， 將會受到干擾，并且在節(jié)假日休息流量高峰時段容易發(fā)生阻塞現(xiàn)象，因此隨機性不確定性 很大。集中器+采集器組合抄表方式解決了傳輸距離問題，實現(xiàn)了遠程抄表。
[0004] 但現(xiàn)有的抄表系統(tǒng)+集中器+采集器組合抄表方式具有如下問題:現(xiàn)場遇到問題時 調(diào)試排查難，抄表管理難且集中器配的SIM卡每月都要充值且實施成本高，帶來了很大的不 便。
[0005] 為此，一篇申請?zhí)枮?00910116977.9的發(fā)明專利，公開了一種移動智能抄表系統(tǒng)， 其系統(tǒng)構(gòu)成包括PC接口端、PC工作站、GPRS網(wǎng)絡(luò)、移動終端、電子標(biāo)簽、集中器和打印終端； PC接口端設(shè)置Web Service接口進行數(shù)據(jù)同步，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的上傳和下載;PC工作站用于使移 動終端接入企業(yè)MIS網(wǎng)；GPRS網(wǎng)絡(luò)用于移動終端接入企業(yè)MIS網(wǎng)；移動終端是采用掌上PDA, 設(shè)置移動抄表程序、232串口、藍牙接口和射頻卡，實現(xiàn)包括下載、上傳、抄表管理、表計信 息、缺陷記錄、現(xiàn)場抄表、電費通知單打印和抄表結(jié)果統(tǒng)計等各項任務(wù);集中器實現(xiàn)掌上PDA 上移動抄表程序與表箱電表的通訊；打印終端通過藍牙實現(xiàn)掌上PDA上移動抄表程序電費 通知單的現(xiàn)場打印。該發(fā)明的系統(tǒng)雖然實現(xiàn)了移動智能抄表，但是其如大多數(shù)抄表系統(tǒng)一 樣，仍然采用集中器，使得整個抄表系統(tǒng)復(fù)雜，且抄表速度慢。
[0006] 現(xiàn)有技術(shù)中，一般都采用集中器來實現(xiàn)抄表，但是集中器具有如下隱患：1、集中 器是連接終端、計算機或通信設(shè)備的中屯、連接點設(shè)備。集中器上行通道分為有線和無線通 道，采用有線通道就需要鋪設(shè)電纜線，每增加一個設(shè)備就增加一定的毀壞幾率，使用的前期 費用投入巨大，受到環(huán)境影響很大，集中器的安裝和維護需要大量的工程，集中器設(shè)備收到 病毒的攻擊，數(shù)據(jù)不安全。下行通道直接與表計相連或與采集器相連接，采集器與表計相 連。2、采用GPRS無線通訊，需要主站在現(xiàn)有的專網(wǎng)內(nèi)或主站端配備公網(wǎng)固定IP地址，并要申 請相應(yīng)的SIM卡(開通GPRS功能）。運行過程中存在一定的GPRS通信費用。3、需要帶著電腦對 集中器一一配置，需要對單表計的檔案信息進行一一核實導(dǎo)入，寫表編號到集中器，然后進 行數(shù)據(jù)采集，采集時間比較長，最后數(shù)據(jù)讀取才能完成對表計數(shù)據(jù)的讀取，過程繁瑣，對讀 不到的表計維護比較麻煩。4、在抄表時，上位機抄表系統(tǒng)下發(fā)抄表指令給集中器，集中器通 過配置好的表編號信息和采集器編號信息對表計一一采集，只有當(dāng)表計編號與采集器編號 與配置的表計編號和采集器表號一致時，才會采集成功否則采集失敗。完成數(shù)據(jù)采集后需 要在上位機抄表系統(tǒng)再次點擊數(shù)據(jù)讀取或讀日凍結(jié)數(shù)據(jù)才能顯示采集到的表讀數(shù);5、當(dāng)集 中器下行通道上某只表計短路時，整條線路都會出現(xiàn)采集失敗，導(dǎo)致表計讀數(shù)無法正常讀 取。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種基于觸發(fā)信號驅(qū)動計量動態(tài)讀取技術(shù)的 計量儀表，該計量儀表能夠?qū)崿F(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)抄表平臺+表具的遠程集中抄表模式，從而擴大現(xiàn)有 計量儀表的使用范圍，將不同的傳輸方式結(jié)合在一起，增強了通信的可靠性。同時，本發(fā)明 的方案創(chuàng)新性的不再使用集中器，大大提高讀表速度，解決現(xiàn)有技術(shù)之不足。
[0008] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種基于觸發(fā)信號驅(qū)動計 量動態(tài)讀取技術(shù)的計量儀表，包括GPRS通信單元、藍牙通信單元、計量儀表采樣單元、MCU控 制單元、存儲單元W及時鐘單元，GPRS通信單元、藍牙通信單元、計量儀表采樣單元、存儲單 元W及時鐘單元均與MCU控制單元雙向連接，移動通訊終端設(shè)備（智能手機、pad、電腦等等） 通過藍牙通信單元與MCU控制單元建立通訊連接;GPRS通信單元用于移動通訊終端設(shè)備和 MCU控制單元建立通訊連接;藍牙通信單元用于收發(fā)來自于移動通訊終端設(shè)備傳送來的操 作指令(例如設(shè)置命令)和抄表命令觸發(fā)信號;計量儀表采樣單元負責(zé)對儀表字輪數(shù)據(jù)進行 采樣;存儲單元用于存儲數(shù)據(jù);時鐘單元用于計時;MCU控制單元用于處理計量儀表采樣單 元的動態(tài)讀取，對GPRS通信單元、藍牙通信單元進行控制，接收和應(yīng)答移動通訊終端設(shè)備發(fā) 送的操作指令和抄表命令觸發(fā)信號：如果是操作命令觸發(fā)信號，通過藍牙通信單元對其進 行應(yīng)答，并通過時鐘單元記錄指令完成時間W及將相關(guān)的控制參數(shù)存入存儲單元;如果是 抄表命令觸發(fā)信號，則MCU控制單元驅(qū)動計量儀表采樣單元對計量儀表的字輪進行編碼動 態(tài)讀取數(shù)據(jù)，并將時間W及表數(shù)據(jù)存入存儲單元中并通過GPRS通信單元將表計信息上傳至 抄表命令觸發(fā)信號的發(fā)送通訊終端設(shè)備。
[0009] 其中，計量儀表采樣單元包括多個發(fā)射燈板和接收燈板，發(fā)射燈板和接收燈板上 根據(jù)編碼要求按不同位置分布不同數(shù)量的光電感應(yīng)器件，發(fā)射燈板和接收燈板間隔排列； 每個發(fā)射燈板或接收燈板上，至少5個光電感應(yīng)器件用于感應(yīng)儀表字輪的外圈，將該感應(yīng)儀 表字輪的外圈的光電感應(yīng)器件記為01、02、03、04、05，至少1個光電感應(yīng)器件用于感應(yīng)儀表 字輪的內(nèi)圈，將該感應(yīng)儀表字輪的內(nèi)圈的光電感應(yīng)器件記為D6，字輪(碼盤)轉(zhuǎn)動一周，光電 感應(yīng)器件的感應(yīng)編碼信號變化規(guī)律如下：

感應(yīng)信號為數(shù)字信號，組成32組編碼，其中I~8各有3個編碼，數(shù)字O、9各有4個編碼，該 數(shù)字編碼信號可直接輸入到集成電子模塊可靠識別讀數(shù)。
[0010] 作為一個具體的方案，所述光電感應(yīng)器件包括紅外發(fā)射管和紅外接收管，發(fā)射燈 板根據(jù)編碼要求按不同位置分布不同數(shù)量的紅外發(fā)射管，接收燈板上根據(jù)編碼要求按不同 位置分布不同數(shù)量的紅外接收管。計量儀表采樣單元的多個發(fā)射燈板、接收燈板上的運些 紅外發(fā)射管和紅外接收管的信號進行采樣編碼后發(fā)送至MCU控制單元。MCU控制單元至少包 括A/D采樣單元，具體的，光電感應(yīng)器件將其得到的感應(yīng)編碼發(fā)送至MCU控制單元，MCU控制 單元的A/D采樣單元對其進行讀取，并存入存儲單元。
[0011] 在實施中，相對應(yīng)的字輪旋轉(zhuǎn)時，5個光電感應(yīng)器件(紅外發(fā)射管)發(fā)射的光遇到開 孔光槽時，可W直達另一側(cè)的光電感應(yīng)接收器件(紅外接收管），產(chǎn)生一定范圍的電流值，紅 外發(fā)射管與紅外接收管導(dǎo)通，即邏輯0;光電感應(yīng)發(fā)射器件發(fā)射的光被遮擋時，光電感應(yīng)接 收器件產(chǎn)生另一范圍的電流值，即邏輯1;當(dāng)字輪轉(zhuǎn)動一周，5個光電感應(yīng)接收器件的電流變 化可W產(chǎn)生30個不同編碼，既每個數(shù)字的4個等分位置產(chǎn)生3個編碼，0~9十個對應(yīng)的數(shù)字； 共計產(chǎn)生30個編碼。
[001 ^ 使用時，其抄表過程如下： 步驟1:首先設(shè)置參數(shù):移動通訊終端設(shè)備通過藍牙通信單元或者GPRS通信單元與該計 量儀表的MCU控制單元建立通訊連接，用戶通過移動通訊終端設(shè)備與該計量儀表進行密匙 配對，然后設(shè)置或修改要讀取的計量儀表的控制參數(shù)，控制參數(shù)包括表具地址、表具系統(tǒng)時 間、數(shù)及其端口、WWW參數(shù)及其端口，W使其可登陸到指定的通訊終端設(shè)備上;為加 快登錄時間，控制參數(shù)記錄為在xml注冊表內(nèi)； 步驟2:讀取計量儀表的數(shù)據(jù)時，該計量儀表根據(jù)其xml注冊表內(nèi)的控制參數(shù)捜索附近 的移動通訊終端設(shè)備直到捜索到匹配的終端設(shè)備，然后通過密鑰跟該匹配的終端設(shè)備驗 證，驗證通過之后，該計量儀表的MCU控制單元驅(qū)動計量儀表采樣單元進行采樣，并將采樣 的數(shù)據(jù)發(fā)送給終端設(shè)備并存儲，從而用戶實現(xiàn)對表具的讀表，讀模塊信息，和相關(guān)階梯使用 費用等功能。
[0013] 優(yōu)選的，步驟2中，計量儀表捜索到多個匹配的終端設(shè)備時，優(yōu)先選擇藍牙通信單 元連接到的終端設(shè)備。運樣，計量儀表和該終端設(shè)備通過藍牙建立通信連接，當(dāng)MCU控制單 元接收到來自于終端設(shè)備的藍牙通信單元發(fā)來的觸發(fā)信號時，MCU控制單元根據(jù)觸發(fā)信號 指令對計量儀表采樣單元進行采樣編碼。
[0014] 進一步的，為了提高讀取速度，所述步驟2還包括定時讀取的過程:預(yù)先設(shè)定讀取 的間隔時間，當(dāng)時間到時，MCU控制單元自動驅(qū)動計量儀表采樣單元進行采樣，并將采樣的 數(shù)據(jù)存儲起來。當(dāng)用戶讀取時，首先將最近時間讀取的數(shù)據(jù)發(fā)送給用戶的移動通訊終端設(shè) 備，如果用戶要當(dāng)下時刻的數(shù)據(jù)，則MCU控制單元再進行實時讀取。
[0015] 本發(fā)明的計量儀表可根據(jù)當(dāng)前的通信參數(shù)配置自主選擇宿主機，擴大了控制范 圍，將不同的傳輸網(wǎng)絡(luò)用同一個系統(tǒng)將其結(jié)合起來統(tǒng)一檢測和控制，增強系統(tǒng)之間的協(xié)同 性，實現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)抄表平臺+表具模式，保證了高效、可靠的工作。且能夠徹底解決計量動態(tài) 讀取進位誤差的問題，能安全穩(wěn)定地抄讀計量儀表中的數(shù)據(jù)。
[0016] 其中，GPRS通信單元用于接收來自于移動通訊終端設(shè)備傳送來的短信觸發(fā)信號 W通過連接因特網(wǎng)或者是企業(yè)網(wǎng)，WGSMW基礎(chǔ)，進行數(shù)據(jù)之間的分組交換的方式主動上報 計量儀表采集的實時數(shù)據(jù);藍牙通信單元用于收發(fā)通過無線電信號W-定的功率和跳頻頻 率方式收發(fā)來自于移動通訊終端設(shè)備傳送來的設(shè)置命令和抄表命令觸發(fā)信號;計量儀表采 樣單元通過紅外光技術(shù)對計量儀表的每一個字輪進行采樣編碼轉(zhuǎn)換為電信號而準(zhǔn)確的讀 出字輪在顯示窗的數(shù)字；MCU控制單元用于處理對計量儀表的動態(tài)讀取和對GPRS通信單 元、藍牙通信單元的控制，完成對接收移動通信終端設(shè)備發(fā)送的指令操作;并通過所述時鐘 單元記錄指令完成時間；將接收到觸發(fā)信號驅(qū)動MCU控制單元對計量儀表的動態(tài)讀取數(shù)據(jù) 和時間W及相關(guān)的控制參數(shù)存入所述存儲單元中。
[0017] 優(yōu)選的，所述存儲單元包括RAM存儲單元和FLASH存儲單元，該存儲單元可W由MCU 控制單元的RAM W及FLASH實現(xiàn)，也可由外設(shè)模塊實現(xiàn);所述RAM存儲單元用于運行程序及存 儲運行數(shù)據(jù);所述FLASH存儲單元用于存儲程序、抄表數(shù)據(jù)及控制單元的控制參數(shù)。
[0018] 其中，為了測量更為精確，所述時鐘單元為外部時鐘系統(tǒng)，可W實現(xiàn)不同間隔的溫 度補償功能。
[0019] 本發(fā)明的基于觸發(fā)信號驅(qū)動計量動態(tài)讀取技術(shù)的計量儀表與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有 如下問題： 1、 速度快，其完成數(shù)據(jù)采集到上報數(shù)據(jù)完成整個系統(tǒng)周期可縮短至40秒，大大提高了 現(xiàn)有的讀表速度，從而解決現(xiàn)有技術(shù)的問題； 2、 基于觸發(fā)信號驅(qū)動計量動態(tài)讀取技術(shù)的計量儀表不需要中間集中器和采集器轉(zhuǎn)換 處理設(shè)備直接實現(xiàn)對計量儀表的動態(tài)直接讀取，即實現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)抄表平臺+表具模式； 3、 本發(fā)明的基于觸發(fā)信號驅(qū)動計量動態(tài)讀取技術(shù)的計量儀表還支持預(yù)付費功能，支持 階梯計價功能； 4、 該基于觸發(fā)信號驅(qū)動計量動態(tài)讀取技術(shù)的計量儀表依托用戶原有的基表，不需要布 線，使抄表等現(xiàn)場施工工作簡便靈活，不需要采集設(shè)備和集中器設(shè)備，不需要額外的資費， 降低了實施成本。
【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明基于觸發(fā)信號驅(qū)動計量動態(tài)讀取技術(shù)的技術(shù)方案結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本發(fā)明的基于觸發(fā)信號驅(qū)動計量動態(tài)讀取技術(shù)的計量儀表模塊示意圖； 圖3為本發(fā)明的計量儀表采樣單元的模塊示意圖； 圖4為儀表字輪的前視圖； 圖5為儀表字輪的后視圖； 圖6為儀表字輪的剖視圖； 圖7為儀表字輪的側(cè)視圖。
【具體實施方式】
[0021 ]現(xiàn)結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明進一步說明。
[0022] 作為一個具體的實例，請參閱圖1和圖2,本發(fā)明的一種基于觸發(fā)信號驅(qū)動計量動 態(tài)讀取技術(shù)的計量儀表，包括電路板100,電路板100上設(shè)有藍牙通信單元1、時鐘單元2、計 量儀表采樣單元3、GPRS通信單元4、MCU控制單元8W及存儲單元，GPRS通信單元4、藍牙通信 單元1、計量儀表采樣單元3、存儲單元W及時鐘單元2均與MCU控制單元8雙向連接，移動通 訊終端設(shè)備（智能手機、pad、電腦等等)通過GPRS通信單元4與MCU控制單元8建立通訊連接； GPRS通信單元4用于移動通訊終端設(shè)備和MCU控制單元8建立通訊連接;藍牙通信單元1用于 收發(fā)來自于移動通訊終端設(shè)備傳送來的操作指令(例如設(shè)置命令)和抄表命令觸發(fā)信號;計 量儀表采樣單元3負責(zé)對儀表數(shù)據(jù)進行采樣;存儲單元用于存儲數(shù)據(jù)，本實施例中，存儲單 元包括RAM存儲單元81和FLASH存儲單元82;時鐘單元2用于計時;MCU控制單元8用于處理計 量儀表采樣單元3的動態(tài)讀取，對GPRS通信單元4、藍牙通信單元1進行控制，接收和應(yīng)答移 動通訊終端設(shè)備發(fā)送的操作指令和抄表命令觸發(fā)信號：如果是操作命令，對其進行應(yīng)答，并 通過時鐘單元2記錄指令完成時間；如果是抄表命令觸發(fā)信號，則MCU控制單元8驅(qū)動計量儀 表采樣單元3對計量儀表的動態(tài)讀取數(shù)據(jù)，并將時間W及相關(guān)的控制參數(shù)存入存儲單元中。
[0023] GPRS通信單元4用于接收來自于移動通訊終端設(shè)備傳送來的短信觸發(fā)信號W通過 連接因特網(wǎng)或者是企業(yè)網(wǎng)，WGSMW基礎(chǔ)，進行數(shù)據(jù)之間的分組交換的方式主動上報計量儀 表采集的實時數(shù)據(jù);藍牙通信單元1用于收發(fā)通過無線電信號W-定的功率和跳頻頻率方 式收發(fā)來自于移動通訊終端設(shè)備傳送來的設(shè)置命令和抄表命令觸發(fā)信號;計量儀表采樣單 元3通過紅外光技術(shù)對計量儀表的每一個碼盤進行采樣編碼轉(zhuǎn)換為電信號而準(zhǔn)確的讀出字 輪在顯示窗的數(shù)字;MCU控制單元8用于處理對計量儀表的動態(tài)讀取和對GPRS通信單元4、藍 牙通信單元1的控制，完成對接收移動通信終端設(shè)備發(fā)送的指令操作;并通過時鐘單元2記 錄指令完成時間;將接收到觸發(fā)信號驅(qū)動MCU控制單元8對計量儀表的動態(tài)讀取數(shù)據(jù)和時間 W及相關(guān)的控制參數(shù)存入存儲單元中。
[0024] 在具體制作時，本發(fā)明的基于觸發(fā)信號驅(qū)動計量動態(tài)讀取技術(shù)的計量儀表的結(jié)構(gòu) 如圖3所示，計量儀表采樣單元3包括多個燈板5,燈板包括發(fā)射燈板和接收燈板，發(fā)射燈板 上設(shè)有多個發(fā)射燈6，接收燈板上設(shè)有多個接收燈7，本實施例中，發(fā)射燈板和接收燈板間隔 排列;GPRS通信單元4內(nèi)嵌SIM卡，資費無需額外購買;GPRS通信單元4、藍牙通信單元1、計量 儀表采樣單元3、MCU控制單元8、存儲單元(集成在MCU控制單元8上）W及時鐘單元2都集成 在電路板100上。MCU控制單元8至少包括A/D采樣單元。
[0025] 現(xiàn)有技術(shù)中，一般是通過集中器采樣來實現(xiàn)的，集中器采樣是指根據(jù)用戶配置寫 入的采集器編號和表編號信息，通過打開集中器下行通道，集中器通過配置好的表編號信 息和采集器編號信息對表計一一采集，只有當(dāng)表計編號與采集器編號與配置的表計編號和 采集器表號一致時，才會采集成功否則采集失敗。
[0026] 而本發(fā)明計量儀表的采樣單元是由MCU控制單元自帶的A/D采樣單元和5個燈板 (發(fā)射燈板和接收燈板)通過字輪外圈及內(nèi)圈分別對應(yīng)光電感應(yīng)器件對表計字輪的采樣從 而編碼得到表計讀數(shù)。
[0027] 圖4-圖7為儀表字輪的前視圖、后視圖、剖視圖和側(cè)視圖，由圖可知，每個儀表字輪 上設(shè)有0~9十個數(shù)字;其中，編碼字輪的輪福上設(shè)有開孔光槽。本發(fā)明中，發(fā)射燈6采用紅外 發(fā)射管實現(xiàn)，接收燈7采用紅外接收管實現(xiàn)。紅外發(fā)射管和紅外接收管均是光電感應(yīng)器件； 紅外發(fā)射管位于發(fā)射燈板上，紅外接收管位于接收燈板上，根據(jù)編碼要求不同，紅外發(fā)射燈 板與紅外接收管板上根據(jù)編碼要求按不同位置分布不同數(shù)量的編碼點，一個編碼點設(shè)置一 個光電感應(yīng)器件(紅外發(fā)射管或紅外接收管），本實施例如圖3所示:每個發(fā)射燈板上有5~10 個紅外發(fā)射管，每個接收燈板上設(shè)有5~10個紅外接收管，例如圖中，位于兩側(cè)的燈板(發(fā)射 燈板)上設(shè)有5個紅外發(fā)射管，位于中間的燈板的左右兩側(cè)均設(shè)有5個紅外發(fā)射管或者紅外 接收管。計量儀表采樣單元包括對多個發(fā)射燈板、接收燈板上的運些紅外發(fā)射管和紅外接 收管的信號進行采樣編碼，在實施中，相對應(yīng)的字輪旋轉(zhuǎn)時，5個光電感應(yīng)器件(紅外發(fā)射 管)發(fā)射的光遇到開孔光槽時，可W直達另一側(cè)的光電感應(yīng)接收器件(紅外接收管），產(chǎn)生一 定范圍的電流值，紅外發(fā)射管與紅外接收管導(dǎo)通，即邏輯0;光電感應(yīng)發(fā)射器件發(fā)射的光被 遮擋時，光電感應(yīng)接收器件產(chǎn)生另一范圍的電流值，即邏輯1;當(dāng)字輪轉(zhuǎn)動一周，5個光電感 應(yīng)接收器件的電流變化可W產(chǎn)生30個不同編碼，既每個數(shù)字的4個等分位置產(chǎn)生3個編碼，0 ~9十個對應(yīng)的數(shù)字;共計產(chǎn)生30個編碼。
[0028] 本實施例中，儀表字輪的內(nèi)圈用光電感應(yīng)器件D6,光電感應(yīng)器件用5個光電傳感器

感應(yīng)信號為數(shù)字信號，組成32組編碼，其中I~8各有3個編碼，數(shù)字O、9各有4個編碼，該 數(shù)字編碼信號可直接輸入到集成電子模塊可靠識別讀數(shù)。各光電傳感器將感應(yīng)到的感應(yīng)信 號發(fā)送至MCU控制單元的A/D采樣單元。
[0029]使用時，其抄表過程如下： 步驟1:首先設(shè)置參數(shù):移動通訊終端設(shè)備通過藍牙通信單元或者GPRS通信單元與該計 量儀表的MCU控制單元建立通訊連接，用戶通過移動通訊終端設(shè)備與該計量儀表進行密匙 配對，然后設(shè)置或修改要讀取的計量儀表的控制參數(shù)，控制參數(shù)包括表具地址、表具系統(tǒng)時 間、數(shù)及其端口、WWW參數(shù)及其端口，W使其可登陸到指定的通訊終端設(shè)備上;為加 快登錄時間，控制參數(shù)記錄為在xml注冊表內(nèi)； 步驟2:預(yù)先設(shè)定讀取的間隔時間，當(dāng)時間到時，MCU控制單元自動驅(qū)動計量儀表采樣 單元進行采樣，并將采樣的數(shù)據(jù)存儲起來； 步驟3:讀取計量儀表的數(shù)據(jù)時，該計量儀表根據(jù)其xml注冊表內(nèi)的控制參數(shù)捜索附近 的移動通訊終端設(shè)備直到捜索到匹配的終端設(shè)備，然后通過密鑰跟該匹配的終端設(shè)備驗 證，驗證通過之后，該計量儀表的MCU控制單元將其記錄的最新的數(shù)據(jù)發(fā)送給移動通訊終 端，同時還驅(qū)動計量儀表采樣單元進行采樣，并將采樣的數(shù)據(jù)再次發(fā)送給終端設(shè)備并存儲， 從而用戶實現(xiàn)對表具的讀表，讀模塊信息，和相關(guān)階梯使用費用等功能。
[0030] 優(yōu)選的，步驟3中，計量儀表捜索到多個匹配的終端設(shè)備時，優(yōu)先選擇藍牙通信單 元連接到的終端設(shè)備。運樣，計量儀表和該終端設(shè)備通過藍牙建立通信連接，當(dāng)MCU控制單 元接收到來自于終端設(shè)備的藍牙通信單元發(fā)來的觸發(fā)信號時，MCU控制單元根據(jù)觸發(fā)信號 指令對計量儀表采樣單元進行采樣編碼。
[0031] 本發(fā)明的一種基于觸發(fā)信號驅(qū)動計量動態(tài)讀取技術(shù)的計量儀表能夠自動檢測當(dāng) 前系統(tǒng)的實時值，并根據(jù)當(dāng)前的通信參數(shù)配置自主選擇宿主機，擴大了控制范圍，將不同的 傳輸網(wǎng)絡(luò)用同一個系統(tǒng)將其結(jié)合起來統(tǒng)一檢測和控制，增強系統(tǒng)之間的協(xié)同性，實現(xiàn)了物 聯(lián)網(wǎng)抄表平臺+表具模式，保證了高效、可靠的工作。且能夠徹底解決計量動態(tài)讀取進位誤 差的問題，能安全穩(wěn)定地抄讀計量儀表中的數(shù)據(jù)。
[0032] 本發(fā)明的計量儀表通過上述方案，無需集中器即可實現(xiàn)抄表。本發(fā)明的計量儀表 采用在遠傳計量儀表模塊上嵌入GPRS模塊，GPRS模塊內(nèi)嵌SIM卡，無需用戶申請SIM卡和承 擔(dān)額外的費用;通過移動通訊終端對表具完成配置后，表計MCU控制系統(tǒng)，與時鐘系統(tǒng)根據(jù) 用戶的配置參數(shù)對表計字輪進行編碼采樣，并通過GPRS模塊主動上報數(shù)據(jù)至抄表服務(wù)平 臺。其中，存儲系統(tǒng)單元和采樣系統(tǒng)單元詳細流程如下： 讀取趾PROM流程：讀取趾PROM數(shù)據(jù)，無效命令返回，命令I(lǐng)進入ASEGL2，命令X進入 ASE細2，命令L進入DSEGL2，命令H進入ASEGH2，命令S進入MSEG2，調(diào)用邸PROM讀多字節(jié)函 數(shù)，并進行讀到的數(shù)據(jù)校驗，最后進行不同命令的變量賦值。
[0033] 存儲邸PROM流程:存儲邸PROM數(shù)據(jù)，無效命令返回，命令I(lǐng)進入ASEGLl，命令X進入 A沈細1，命令L進入D沈化1，命令H進入A沈細1，命令S進入M沈Gl，調(diào)用邸PROM寫多字節(jié)函數(shù)， 并進行讀到的數(shù)據(jù)校驗，重復(fù)寫存儲器的備用單元。
[0034] 采樣系統(tǒng)單元采樣流程：A/D采樣實現(xiàn)通道0，1，2，3，4的選擇Dl，D2，D3，D4，D5，個 十百千硬件關(guān)閉，再實現(xiàn)通道〇，1，2,3,4的選擇L1，L2，L3，L4，L5,打開A/D轉(zhuǎn)換函數(shù)讀數(shù)值， 分別打開小數(shù)及個，十，百，千硬件，重復(fù)調(diào)用A/D轉(zhuǎn)換函數(shù)讀數(shù)值。
[0035] 采樣系統(tǒng)單元處理流程： A/D處理實現(xiàn)單路A/D轉(zhuǎn)換，先應(yīng)允許A/D轉(zhuǎn)換，Left justified，Vol1:age Reference VDD，500uS TACQ延時等待，開啟A/D轉(zhuǎn)換，等A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束，關(guān)閉發(fā)送，關(guān)閉選通，延時 1024mS，返回A/D采樣值。
[0036] 在工作的過程中，在GPRS網(wǎng)絡(luò)正常的情況下，基于觸發(fā)信號驅(qū)動計量動態(tài)讀取技 術(shù)的計量儀表與物聯(lián)網(wǎng)平臺抄表系統(tǒng)進行通訊，首先用戶可W通過帶有藍牙功能的移動終 端與基于觸發(fā)信號驅(qū)動計量動態(tài)讀取技術(shù)的計量儀表進行密匙配對，然后打開相關(guān)APP軟 件來設(shè)置和修改基于觸發(fā)信號驅(qū)動計量動態(tài)讀取技術(shù)的計量儀表控制參數(shù)如表具地址、表 具系統(tǒng)時間、TCP^P參數(shù)和端口 W及WWW參數(shù)和端口，使其登陸到指定的服務(wù)器上;其次，當(dāng) 基于觸發(fā)信號驅(qū)動計量動態(tài)讀取技術(shù)的計量儀表登陸到服務(wù)器后，用戶可W直接對表具進 行讀表，讀模塊信息，和相關(guān)階梯使用費用。更進一步的當(dāng)MCU控制單元8接收到來自于藍牙 通信單元發(fā)來的觸發(fā)信號時，MCU控制單元8根據(jù)觸發(fā)信號指令對計量儀表采樣單元3上的 紅外發(fā)射管和紅外接收管進行采樣編碼;存儲單元用于存儲MCU控制單元8的表讀數(shù)、緩存 信息W及來自于藍牙通信單元的控制參數(shù);控制單元采用主流的微處理器，存儲單元為MCU 的RAM W及FLA甜;RAM用于運行程序及存儲運行數(shù)據(jù);FLA甜用于存儲程序、抄表數(shù)據(jù)及控制 單元的控制參數(shù)。
[0037]盡管結(jié)合優(yōu)選實施方案具體展示和介紹了本發(fā)明，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明 白，在不脫離所附權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，在形式上和細節(jié)上可W對 本發(fā)明做出各種變化，均為本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種基于觸發(fā)信號驅(qū)動計量動態(tài)讀取技術(shù)的計量儀表，其特征在于:包括GPRS通信 單元、藍牙通信單元、計量儀表采樣單元、Μ⑶控制單元、存儲單元以及時鐘單元，GPRS通信 單元、藍牙通信單元、計量儀表采樣單元、存儲單元以及時鐘單元均與Μ⑶控制單元雙向連 接，移動通訊終端設(shè)備通過藍牙通信單元與MCU控制單元建立通訊連接； GPRS通信單元用于移動通訊終端設(shè)備和Μ⑶控制單元建立通訊連接;藍牙通信單元用 于收發(fā)來自于移動通訊終端設(shè)備傳送來的操作指令和抄表命令觸發(fā)信號;計量儀表采樣單 元負責(zé)對儀表字輪數(shù)據(jù)進行采樣;存儲單元用于存儲數(shù)據(jù);時鐘單元用于計時;MCU控制單 元用于處理計量儀表采樣單元的動態(tài)讀取，對GPRS通信單元、藍牙通信單元進行控制，接收 和應(yīng)答移動通訊終端設(shè)備發(fā)送的操作指令和抄表命令觸發(fā)信號：如果是操作命令觸發(fā)信 號，通過藍牙通信單元對其進行應(yīng)答，并通過時鐘單元記錄指令完成時間以及將相關(guān)的控 制參數(shù)存入存儲單元;如果是抄表命令觸發(fā)信號，則MCU控制單元驅(qū)動計量儀表采樣單元對 計量儀表的字輪進行編碼動態(tài)讀取數(shù)據(jù)，并將時間以及表數(shù)據(jù)存入存儲單元中并通過GPRS 通信單元將表計信息上傳至抄表命令觸發(fā)信號的發(fā)送通訊終端設(shè)備。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于觸發(fā)信號驅(qū)動計量動態(tài)讀取技術(shù)的計量儀表，其特 征在于:計量儀表采樣單元包括多個發(fā)射燈板和接收燈板，發(fā)射燈板和接收燈板上根據(jù)編 碼要求按不同位置分布不同數(shù)量的光電感應(yīng)器件，發(fā)射燈板和接收燈板間隔排列；每個發(fā) 射燈板或接收燈板上，至少5個光電感應(yīng)器件用于感應(yīng)儀表字輪的外圈，將該感應(yīng)儀表字輪 的外圈的光電感應(yīng)器件記為01、02、03、04、05，至少1個光電感應(yīng)器件用于感應(yīng)儀表字輪的 內(nèi)圈，將該感應(yīng)儀表字輪的內(nèi)圈的光電感應(yīng)器件記為D6，字輪轉(zhuǎn)動一周，光電感應(yīng)器件的感 應(yīng)編碼信號變化規(guī)律如下：感應(yīng)信號為數(shù)字信號，組成32組編碼，其中1~8各有3個編碼，數(shù)字Ο、9各有4個編碼，光 電感應(yīng)器件將其得到的感應(yīng)編碼發(fā)送至MCU控制單元。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于觸發(fā)信號驅(qū)動計量動態(tài)讀取技術(shù)的計量儀表，其特 征在于:所述光電感應(yīng)器件包括紅外發(fā)射管和紅外接收管，發(fā)射燈板根據(jù)編碼要求按不同 位置分布不同數(shù)量的紅外發(fā)射管，接收燈板上根據(jù)編碼要求按不同位置分布不同數(shù)量的紅 外接收管。4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種基于觸發(fā)信號驅(qū)動計量動態(tài)讀取技術(shù)的計量儀 表，其特征在于:所述存儲單元包括RAM存儲單元和FLASH存儲單元。5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種基于觸發(fā)信號驅(qū)動計量動態(tài)讀取技術(shù)的計量儀 表，其特征在于:所述時鐘單元為外部時鐘系統(tǒng)。6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種基于觸發(fā)信號驅(qū)動計量動態(tài)讀取技術(shù)的計量儀 表，其特征在于:其抄表過程如下： 步驟1:首先設(shè)置參數(shù):移動通訊終端設(shè)備通過藍牙通信單元或者GPRS通信單元與該計 量儀表的MCU控制單元建立通訊連接，用戶通過移動通訊終端設(shè)備與該計量儀表進行密匙 配對，然后設(shè)置或修改要讀取的計量儀表的控制參數(shù)，控制參數(shù)包括表具地址、表具系統(tǒng)時 間、TCP/IP參數(shù)及其端口、www參數(shù)及其端口；控制參數(shù)記錄為在xml注冊表內(nèi)； 步驟2:讀取計量儀表的數(shù)據(jù)時，該計量儀表根據(jù)其xml注冊表內(nèi)的控制參數(shù)搜索附近 的移動通訊終端設(shè)備直到搜索到匹配的終端設(shè)備，然后通過密鑰跟該匹配的終端設(shè)備驗 證，驗證通過之后，該計量儀表的Μ⑶控制單元驅(qū)動計量儀表采樣單元進行采樣，并將采樣 的數(shù)據(jù)發(fā)送給終端設(shè)備并存儲。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于觸發(fā)信號驅(qū)動計量動態(tài)讀取技術(shù)的計量儀表，其特 征在于:步驟2中，計量儀表搜索到多個匹配的終端設(shè)備時，優(yōu)先選擇藍牙通信單元連接到 的終端設(shè)備。8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于觸發(fā)信號驅(qū)動計量動態(tài)讀取技術(shù)的計量儀表，其特 征在于:所述步驟2還包括定時讀取的過程:預(yù)先設(shè)定讀取的間隔時間，當(dāng)時間到時，MCU控 制單元自動驅(qū)動計量儀表采樣單元進行采樣，并將采樣的數(shù)據(jù)存儲起來。
【文檔編號】G01D5/34GK105957318SQ201610198866
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年4月1日
【發(fā)明人】謝松超, 胡子潛
【申請人】深圳市千寶通通科技有限公司