一種基于無線網絡技術的遠程智能水表抄表系統的制作方法
【專利摘要】本發明涉及自動化儀表【技術領域】，尤其是一種基于無線網絡技術的遠程智能水表抄表系統，本發明包括至少一個安裝到用戶的數據采集器，與用戶的脈沖式水表相連接；無線數據集中器，與多個數據采集器無線連接；中繼器，與多個無線數據集中器無線連接；GPRS通信模塊、中繼器、管理計算機，中繼器與管理計算機之間通過GPRS通信模塊相連接。本發明由于采用以上結構，同現有技術相比具有實時監控、界面直觀、操作簡單、低功耗、穩定性和抗干擾性強、可實現無線遠程抄表的優點。
【專利說明】一種基于無線網絡技術的遠程智能水表抄表系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及自動化儀表【技術領域】，尤其是一種基于無線網絡技術的遠程智能水表抄表系統。
【背景技術】
[0002]傳統的水表抄表手段是人工抄表模式，即入戶抄表，這種抄表方式不僅效率低、易出錯，而且對工作人員來說工作量非常巨大，很難按時完成。現有的無線抄表系統中，數據采集器根據水表讀數傳感器檢測到的信號進行技術處理。數據采集器一般包括主控芯片、數據采集芯片、數據存儲器、數據顯示單元、電源供應線路等幾部分，并由電源供應線路對水表讀數傳感器進行不間斷供電。這樣長期下來電能消耗相當大，而實際上在正常情況下，由于水表0.01噸指針的轉數非常慢，即使在最大流量時，大約要過90秒才轉一圈，所以水表讀數傳感器不需對水表指針連續探測，只需間歇性地工作即可，而對其不間斷供電就造成了電能的浪費。
【發明內容】
[0003]本發明目的是為克服上述缺點提供一種基于無線網絡技術的遠程智能水表抄表系統。
[0004]本發明解決技術問題采用的技術方案為:一種基于無線網絡技術的遠程智能水表抄表系統，包括至少一個安裝到用戶的數據采集器，與用戶的脈沖式水表相連接；無線數據集中器，與多個數據采集器無線連接；中繼器，與多個無線數據集中器無線連接；GPRS通信模塊、中繼器、管理計算機，中繼器與管理計算機之間通過GPRS通信模塊相連接。
[0005]所述數據采集器，包括主控芯片、數據采集芯片、數據存儲器、數據顯示單元、控制單元、電源供應線路和紅外接收發射模塊，在電源供應線路中包括有一間歇供電控制回路；將脈沖式水表的開關量轉為數據信息的數據采集芯片，一端與脈沖式水表相連，一端與主控芯片相連；所述數據存儲器，與主控芯片相連；所述數據顯示單元，與主控芯片相連；作為無線傳輸通道的紅外接收發射模塊，與主控芯片相連；所述控制單元，一端與主控芯片相連，一端連接用戶電磁閥。
[0006]所述間歇供電控制回路是由一個三端可調穩壓芯片、兩電阻R1、R12和一晶體管組成，所述晶體管的集電極與三端可調穩壓芯片ADJ引腳和電阻RlO相連，其基極接電阻R12，發射極接地，所述電阻RlO的另一端和三端可調穩壓芯片的2號輸出引腳接電源輸入端，所述三端可調穩壓芯片的3號輸出引腳接水表讀數傳感器的電源輸入端，所述電阻R12的另一端接主控芯片的電源控制端。
[0007]所述主控芯片為89C51單片機，所述數據存儲器為X25045芯片，所述數據采集芯片采用74HC151芯片，所述三端可調穩壓芯片為LM317H集成塊。
[0008]所述數據采集器采用3.6伏鋰電池，采用電子密本(ECB)方式進行加密運算后發送數據，加密算法采用密鑰的64bit分組的標準密碼算法。
[0009]本發明所具有的有益效果是:本發明由于采用以上結構，同現有技術相比具有實時監控、界面直觀、操作簡單、低功耗、穩定性和抗干擾性強、可實現無線遠程抄表的優點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]附圖1為本發明基于GPRS技術的智能水表抄表系統的結構不意圖；
[0011]附圖2為圖1所示數據采集器的結構示意圖；
[0012]附圖3為圖2所示數據采集器的電源供應線路的電路原理圖；
[0013]附圖4為圖2所示數據采集器數據顯示單元的電路原理圖；
[0014]附圖5為圖2所示數據采集器主控芯片的控制流程圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖1?附圖5對本發明做以下詳細說明。
[0016]如圖1?圖5所示，本發明包括:一個安裝到用戶的數據采集器，與用戶的脈沖式水表相連接；無線數據集中器，與多個數據采集器無線連接；中繼器，與多個無線數據集中器無線連接；GPRS通信模塊、中繼器、管理計算機，中繼器與管理計算機之間通過GPRS通信模塊相連接。
[0017]數據采集器，包括主控芯片、數據采集芯片、數據存儲器、數據顯示單元、控制單元、電源供應線路和紅外接收發射模塊，在電源供應線路中包括有一間歇供電控制回路；將脈沖式水表的開關量轉為數據信息的數據采集芯片，一端與脈沖式水表相連，一端與主控芯片相連；所述數據存儲器，與主控芯片相連；數據顯示單元，與主控芯片相連；作為無線傳輸通道的紅外接收發射模塊，與主控芯片相連；控制單元，一端與主控芯片相連，一端連接用戶電磁閥。
[0018]間歇供電控制回路是由一個三端可調穩壓芯片、兩電阻R1、R12和一晶體管組成，晶體管的集電極與三端可調穩壓芯片ADJ引腳和電阻RlO相連，其基極接電阻R12，發射極接地，電阻RlO的另一端和三端可調穩壓芯片的2號輸出引腳接電源輸入端，三端可調穩壓芯片的3號輸出引腳接水表讀數傳感器的電源輸入端，電阻R12的另一端接主控芯片的電源控制端。
[0019]主控芯片為89C51單片機，數據存儲器為X25045芯片，數據采集芯片采用74HC151芯片，三端可調穩壓芯片為LM317H集成塊。數據采集器采用3.6伏鋰電池。
[0020]數據采集器的工作過程:通過數據采集芯片，接收水表的脈沖信號，并將其轉換成水量數據，然后送給主控芯片；主控芯片將該水量數據存儲在數據存儲器中；當設定的定時時間或定量水量達到時，數據采集器自動向無線數據集中器傳輸水量數據及各種狀態信息，同時數據采集器接收來自無線數據集中器的信息及各種命令；這種數據的上報和指令信息的下達，也就是說數據采集器與無線數據集中器之間的通信，可以通過紅外接收發射豐旲塊完成。
[0021]應用GPRS技術、數據加密技術和微功耗電力設計，同時具有自動階梯式計量功能，信號傳感與采集技術，采用總線制直讀傳感采集方式，字輪編碼方式，通過對機械計數器字輪位置的絕對編碼，使字輪讀數與編碼輸出信號完全一致；系統采集器采集信號時向水表發出指令，讀出用水(編碼)數據；可靠性高，成本低，電磁兼容性強。采用電子密本(ECB)方式進行加密運算后發送數據，加密算法采用密鑰的64bit分組的標準密碼算法。以短距無線數據傳輸模式作為系項目的數據傳輸方式，既避降低了無線傳輸受電磁干擾而衰減，同時也省略了入戶布線的高工作量與高成本。
[0022]由于采用了上述結構，三端可調穩壓芯片、電阻R1、R12和晶體管組成了一個間歇供電控制回路，它能將電源供應線路對水表讀數傳感器的電源供應控制在每過20秒只供電0.1秒，這樣每過20秒水表讀數傳感器就檢測一次，時間在0.1秒，在不會造成漏電的情況下，大大降低了系統電能的損耗。采用外圍通訊器能使水表自動抄表數據釆集器與其它的水表自動抄表數據采集器間實現相互連接，從而實現對多單元水表的一次抄表功能。X25045存儲芯片能準確保存數據，兼具開機復位和看門狗功能，即使停電也不會丟失數據。
【權利要求】
1.一種基于無線網絡技術的遠程智能水表抄表系統，其特征在于:包括至少一個安裝到用戶的數據采集器，與用戶的脈沖式水表相連接；無線數據集中器，與多個數據采集器無線連接；中繼器，與多個無線數據集中器無線連接；GPRS通信模塊、中繼器、管理計算機，中繼器與管理計算機之間通過GPRS通信模塊相連接。
2.根據權利要求1所述的一種基于無線網絡技術的遠程智能水表抄表系統，其特征在于:所述數據采集器，包括主控芯片、數據采集芯片、數據存儲器、數據顯示單元、控制單元、電源供應線路和紅外接收發射模塊，在電源供應線路中包括有一間歇供電控制回路；將脈沖式水表的開關量轉為數據信息的數據采集芯片，一端與脈沖式水表相連，一端與主控芯片相連；所述數據存儲器，與主控芯片相連；所述數據顯示單元，與主控芯片相連；作為無線傳輸通道的紅外接收發射模塊，與主控芯片相連；所述控制單元，一端與主控芯片相連，一端連接用戶電磁閥。
3.根據權利要求2所述的一種基于無線網絡技術的遠程智能水表抄表系統，其特征在于:所述間歇供電控制回路是由一個三端可調穩壓芯片、兩電阻R10、R12和一晶體管組成，所述晶體管的集電極與三端可調穩壓芯片ADJ引腳和電阻RlO相連，其基極接電阻R12，發射極接地，所述電阻RlO的另一端和三端可調穩壓芯片的2號輸出引腳接電源輸入端，所述三端可調穩壓芯片的3號輸出引腳接水表讀數傳感器的電源輸入端，所述電阻R12的另一端接主控芯片的電源控制端。
4.根據權利要求2或3所述的一種基于無線網絡技術的遠程智能水表抄表系統，其特征在于:所述主控芯片為89C51單片機，所述數據存儲器為X25045芯片，所述數據采集芯片采用74HC151芯片，所述三端可調穩壓芯片為LM317H集成塊。
5.根據權利要求1?3所述的一種基于無線網絡技術的遠程智能水表抄表系統，其特征在于:所述數據采集器采用3.6伏鋰電池，采用電子密本ECB方式進行加密運算后發送數據，加密算法采用密鑰的64bit分組的標準密碼算法。
【文檔編號】G08C17/02GK104424788SQ201310412436
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年9月11日 優先權日:2013年9月11日
【發明者】張志偉 申請人:鄭州朗鑫智能電子科技有限公司