本發(fā)明屬于智能遠傳水表技術領域，尤其涉及一種基于MSP430的智能遠傳水表。

背景技術：

由于我國城鎮(zhèn)化建設的速度發(fā)展，水表的更新存在著諸多問題：水表采集精度不高，用戶不能實時了解水量信息，存在著偷水、漏水等嚴重問題；水務管理者不能對用戶水表進行監(jiān)控，抄表效率低，水費拖欠嚴重。

技術實現要素：

本發(fā)明要解決的技術問題是：提供一種基于MSP430的智能遠傳水表，水表采集精度高，用戶能夠實時了解水量信息，遠程實時監(jiān)控，抄表效率高，監(jiān)控方便，以解決上述現有技術中存在的問題。

本發(fā)明采取的技術方案為：一種基于MSP430的智能遠傳水表，包括控制器，控制器上連接有非接觸式IC卡讀寫模塊、信息顯示模塊、電動閥控制模塊、數據采集模塊和電源模塊，非接觸式IC卡讀寫模塊用于讀取射頻卡信息，信息顯示模塊用于顯示累計用水量、電動閥狀態(tài)、報警與水表故障類型，電動閥控制模塊用于控制水路通斷，數據采集模塊用于對現場水量信息進行實時采集，并將水量信息傳遞給控制器，電源模塊為電動閥的電機和控制器及數據采集模塊供電，控制器并通過GPRS無線模塊遠程傳輸到智能水表遠程監(jiān)控管理終端。

優(yōu)選的，上述控制器采用MSP430單片機。

優(yōu)選的，上述信息顯示模塊采用LCD液晶顯示屏。

優(yōu)選的，上述一種基于MSP430的智能遠傳水表，還包括防拆卸模塊，防拆卸模塊為觸碰開關。

本發(fā)明的有益效果：與現有技術相比，本發(fā)明具有水表計量、數據保存、信息顯示，GPRS遠傳、非接觸式IC卡讀寫的功能，用戶可以通過GPRS遠程讀取水表信息，進行開關閥門操作，避免拖欠水費，水務管理者通過GPRS遠程監(jiān)控和操控水表，同時方便用戶和水務管理者對水表設備的維護，大大提高了系統(tǒng)的靈活性，減輕了水務管理者的工作壓力，提供了水務系統(tǒng)的經濟效益。

附圖說明

圖1是本發(fā)明遠傳智能水表的整體結構圖示意圖；

圖2是本發(fā)明遠傳智能水表的系統(tǒng)結構圖示意圖；

圖3是本發(fā)明的非接觸式IC卡讀寫模塊原理圖；

圖4是本發(fā)明的GPRS無線模塊原理圖；

圖5是本發(fā)明的信息顯示模塊原理圖；

圖6是本發(fā)明的電動閥控制模塊原理圖；

圖7是本發(fā)明的數據采集模塊原理圖；

圖8是本發(fā)明的電源模塊原理圖；

圖9是本發(fā)明的防拆卸模塊原理圖。

圖中：1、遠傳水表系統(tǒng)；2、GPRS公共網；3、智能水表監(jiān)控管理系統(tǒng)；11、非接觸式IC卡讀寫模塊；12、GPRS無線模塊；13、信息顯示模塊；14、MSP430單片機；15、電動閥控制模塊；16、數據采集模塊；17、電源模塊；18、防拆卸模塊。

具體實施方式

下面結合附圖及具體的實施例對本發(fā)明進行進一步介紹。

實施例：如圖1-圖9所示，一種基于MSP430的智能遠傳水表，包括控制器，控制器上連接有非接觸式IC卡讀寫模塊、信息顯示模塊、電動閥控制模塊、數據采集模塊和電源模塊，非接觸式IC卡讀寫模塊用于讀取射頻卡信息，信息顯示模塊用于顯示累計用水量、電動閥狀態(tài)、報警與水表故障類型，電動閥控制模塊用于控制水路通斷，數據采集模塊用于對現場水量信息進行實時采集，并將水量信息傳遞給控制器，電源模塊為電動閥的電機和控制器及數據采集模塊供電，控制器并通過GPRS無線模塊遠程傳輸到智能水表遠程監(jiān)控管理終端。

優(yōu)選的，上述控制器采用MSP430單片機。

優(yōu)選的，上述信息顯示模塊采用LCD液晶顯示屏。

優(yōu)選的，上述一種基于MSP430的智能遠傳水表，還包括防拆卸模塊，防拆卸模塊為觸碰開關，能夠防止偷水。

采用基于MSP430智能遠傳水表實現遠程集中抄表，水務管理者可以隨時了解居民的用水情況，并且抄表不受限制，采用便攜測量儀器常用的非接觸IC卡，為用戶和水務管理者提供便利，用戶卡可以讓用戶及時了解用水量信息，并通過關閉閥門節(jié)約用水，杜絕水資源的浪費。為了方便水務管理人員的維修，IC水務維修卡可以滿足水務人員管理閥門，對用戶水表維修。遠傳水表計數精準，實時更新等特征，且區(qū)域智能水表遠程監(jiān)控管理終端可以實時采集水表信息，采用電動閥自動控制水閥開關，控制水流關斷。為了防止用戶拆卸水表，在電路中設計防拆卸模塊，防止用戶拆卸水表，杜絕偷水、漏水問題。基于MSP430智能遠傳水表并實時監(jiān)控水表故障情況，有效地解決了入戶抄表效率低的問題，提高水務管理效率，杜絕水費拖欠。其優(yōu)點：大大提高抄表工作的效率并降低勞動強度；電動水閥智能開關水閥，使水務管理人員工作便捷；IC卡緩解了供用雙方在水費結算上的矛盾；區(qū)域水表監(jiān)控系統(tǒng)對水表故障情況實時監(jiān)控，提供水務工作者維修效率。

遠傳水表系統(tǒng)的現場水量信息通過數據采集模塊發(fā)送到MSP430單片機的控制器，控制器并對采集到的數據信息進行保存。每一次所采集到的水量信息在遠傳水表的固定存儲器中進行存儲，以方便遠程及現場即時查詢。IC讀寫卡面向水務管理人員和用戶。對用戶來說，IC卡用于用戶開戶，充值、現場操作開閥關閥以及現場查詢水量使用。對于水務管理人員來說，IC卡用于現場維護智能水表設備，以及對故障水表進行維修操作。當類型不同的IC卡對IC卡讀寫模塊進行觸發(fā)時，執(zhí)行與其類型IC卡相一致的監(jiān)控和操作，并將相關信息存儲在區(qū)域后臺智能水表監(jiān)控系統(tǒng)中。

MSP430單片機與外圍GPRS無線模塊連接，使智能水表與區(qū)域水表智能遠程監(jiān)控管理終端進行遠程通信。實現了雙向全雙工通信機制，允許后臺區(qū)域水表遠程監(jiān)控管理終端與智能水表終端同時向對方發(fā)送消息。當智能水表出現閥門故障、主芯片故障問題時，可以自動進行有效的記錄、報警提示，并將故障情況通過GPRS無線模塊向區(qū)域水表遠程監(jiān)控管理終端發(fā)送警報訊息。當區(qū)域水表監(jiān)控系統(tǒng)需要對智能水表進行查詢、維修等操作時，通過GPRS無線模塊向智能水表發(fā)送信息，智能水表接收信息并進行相關操作后，將執(zhí)行結果通過GPRS無線模塊發(fā)送至區(qū)域后臺遠程監(jiān)控管理終端。

為了增加遠傳智能水表的安全性，本發(fā)明設計防拆卸模塊，利用按鍵檢測智能水表是否發(fā)生偷盜。信息顯示模塊實現了人機交互，增強了智能水表的可讀性，更加方便用戶對累積、剩余水量、閥門開關狀態(tài)查詢。報警類型和故障的顯示保證了遠傳智能水表故障及時發(fā)現、及時處理。

如圖1所示，本發(fā)明提供了一種基于MSP430的遠傳智能水表，其中包括用戶采用的遠傳水表系統(tǒng)1、GPRS公共網2和智能水表監(jiān)控管理系統(tǒng)3。遠傳水表系統(tǒng)1提供了無線數傳模塊與非接觸式讀寫卡模塊，使水務管理者與用戶可以通過GPRS公共網2對水表的信息及電動閥閥門狀態(tài)進行閱讀和操作，提高了系統(tǒng)的靈活性和可靠性。水務管理者與用戶依托手持設備等遠程監(jiān)控的移動終端，通過GPRS公共網2對該地區(qū)各水表進行遠程、實時的數據監(jiān)控與動作操控，方便管理者與用戶對水表設備的維護，減輕了水務系統(tǒng)人員工作壓力。水智能水表監(jiān)控管理系統(tǒng)是整個遠傳智能水表系統(tǒng)的軟件支持和硬件支持。水務管理者依托智能水表監(jiān)控管理系統(tǒng)，可以對任一智能水表進行監(jiān)控管理，并實現在每月初、月末對該地區(qū)所有指定智能水表使用情況進行整理、匯總與統(tǒng)計，方便水務管理者對繳費業(yè)務的實施，同時也使整個系統(tǒng)的繳費制度更加科學化與透明化。

如圖2所示，本發(fā)明遠傳智能水表包括非接觸式IC卡讀寫模塊11、GPRS無線模塊12、信息顯示模塊13、MSP430單片機14、電動閥控制模塊、數據采集模塊16和電源17，當有射頻卡在IC卡讀寫模塊11進行掃描接觸時，讀寫卡模塊被喚醒，進行查詢水量、開關閥操作、遠傳數據、智能水表故障分析等操作，并將查詢或操作結果通過GPRS無線模塊，發(fā)送至后臺智能水表遠程監(jiān)控管理終端，信息顯示模塊13選用LCD液晶顯示屏，可以進行漢字和文字顯示，主要用于相關信息的顯示，所要顯示的內容包括：累計用水量、剩余水量、閥門開關狀態(tài)、報警與水表故障類型等。閥門控制模塊15作為遠傳智能水表的控制閥門，實現對水流通斷的控制。數據采集模塊16用于對現場水量信息進行實時采集，并將水量信息傳遞給MSP430單片機。電源模塊17為電動閥的電機和主控芯片及數據采集模塊提供電源。

如圖3所示，是智能遠傳水表的IC卡模塊原理圖，主要用于查詢水量，開關閥操作，遠傳數據，智能水表故障分析等操作，RF_DATA_IN與MSP430單片機P2.3口相連，RF_DATA_OUT與MSP430單片機P2.2口相連，RF_SCLK與MSP430單片機P2.4口相連，RF_WAKE與MSP430單片機P2.5口相連，RF_SS與MSP430芯片P2.6口相連。

如圖4所示，GPRS無線模塊通過RS485與MSP430芯片進行通信，實現數據接收、數據發(fā)送功能。GPRS_TXD與MSP430單片機P1.4口連接,GPRS_RXD與MSP430單片機P1.5口連接，GPRS_RTS與單片機P1.6口連接，GPRS_RST與單片機P1.7口連接。

如圖5所示，LCD液晶顯示屏21個段位引腳與MSP430單片機的S0~S20對應端口P8.3口~P5.7口連接，用于驅動段極。COMO口至COM3口與MSP430單片機相對應的COMO口至COM3口相連接，用于驅動公共極。

如圖6所示，遠傳智能水表中電動閥控制模塊15通過P8.6口和P8.7口與和MSP430芯片相連。閥門控制模塊主要實現對水流通斷的控制。用戶或水務管理者利用IC卡觸發(fā)閥門關閉操作。當區(qū)域水務管理系統(tǒng)檢測到遠傳水表故障，可遠傳控制智能水表關閉閥門。此外，在電動閥門控制的電路設計方面，考慮到在閥門啟動瞬間，電流比較大，這樣有可能損壞器件，因此，選擇了功率比較大的三極管，在閥門開到位和關到位時，電機的堵轉電流很大，還設計了瀉流電路，保證電動閥門控制的可靠性，當P8.7口為高電平，P8.6口為低電平時，三極管Q3基極為高電平，Q3、Q5導通，這時Q2基極為低電平，Q2導通，Q1、Q4、Q6截止，Motor2為高電平，Motor1為低電平，電流經VCC通過Q2、電阻R3、Motor2、電機、Q5至地，這時電機正向轉動，閥門打開；當P8.6口為高電平，P8.7口為低電平時，這時Q1、Q4、Q6導通，Q3、Q2、Q5截止，Motor1為高電平，Motor2為低電平，閥門關閉。當電機停止轉動時,電路中會有反向電流，例如電機正向轉動停止時,方向電流通過二極管D2、D3流走。

如圖7所示，數據采集傳感器通過數據采集接插件和MSP430單片機的P3.2口和P3.3口相連，實現對現場水量信息進行實時采集。

如圖8所示，電源模塊通過P2.7口與MSP430單片機連接.在遠傳智能水表中使用3.6V鋰電池供電，分別給電動閥的電機和主控芯片及數據采集器供電。電機供電不需要特別穩(wěn)定地電壓，可以直接給電機供電。通過穩(wěn)壓模塊穩(wěn)壓后給主控芯片、數據采集模塊供電。

如圖9所示，防拆卸模塊采用按鍵式的觸碰開關，通過P2.6口與MSP430單片機連接。在智能遠傳水表的設計中，防止用戶拆卸水表，在電路中設計了防拆卸電路。在電路中加入一個按鍵觸碰開關，平時處于按下的狀態(tài)，當水表被拆卸時，這個按鍵彈起，這時水表關閉閥門。防拆卸模塊中的按鍵作用相當于開關，當水表正常時候，按鍵作用相當于處于開啟的狀態(tài)。當水表被拆卸時，按鍵作用相當于關閉狀態(tài)，此時連接的水表閥門一并關閉，大大增加了水表的安全系數。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內，因此，本發(fā)明的保護范圍應以所述權利要求的保護范圍為準。