物聯(lián)網(wǎng)信息化管理安全燃?xì)獗淼闹谱鞣椒?br>【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種計(jì)量燃?xì)庥帽恚绕涫巧婕耙环N物聯(lián)網(wǎng)信息化管理安全燃?xì)獗?，具體的是一種將該表具的計(jì)量管理、繳費(fèi)管理、燃?xì)夤收蠄?bào)警、表具故障在線診斷等內(nèi)容通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)專網(wǎng)通訊與燃?xì)夤芾碓破脚_(tái)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)在線管理。
【背景技術(shù)】
[0002]物聯(lián)網(wǎng)信息化管理安全燃?xì)獗硎莻鹘y(tǒng)燃?xì)獗砑夹g(shù)與當(dāng)今物聯(lián)網(wǎng)通訊網(wǎng)絡(luò)及計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)相結(jié)合電子產(chǎn)品。與傳統(tǒng)膜式燃?xì)獗?、IC卡智能燃?xì)獗?、無(wú)線遠(yuǎn)傳表(或帶IC卡無(wú)線遠(yuǎn)傳表)等預(yù)付費(fèi)燃?xì)獗硐啾龋渲饕獌?yōu)勢(shì)是采用物聯(lián)網(wǎng)專有通訊網(wǎng)絡(luò)、配合燃?xì)夤颈O(jiān)管表具使用的可追溯性、在線遠(yuǎn)程控制功能、在線繳費(fèi)功能、在線查詢功能。該技術(shù)性能可靠，使用便捷，配合燃?xì)夤芾碓破脚_(tái)實(shí)現(xiàn)用戶充值繳費(fèi)自動(dòng)化、故障報(bào)修自動(dòng)化、安全報(bào)警自動(dòng)化、氣價(jià)結(jié)構(gòu)更新自動(dòng)化、計(jì)量器具管理自動(dòng)化等功能，成為城市燃?xì)庥?jì)量產(chǎn)品網(wǎng)絡(luò)化的新方向。
[0003]早期的膜式燃?xì)獗怼C卡智能燃?xì)獗?、無(wú)線遠(yuǎn)傳表等預(yù)付費(fèi)燃?xì)獗碛捎谠诠芾砩?、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)上、安全防護(hù)上存在一定的缺陷，這些缺陷表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
[0004]①膜式燃?xì)獗砑磦鹘y(tǒng)表。在管理上需要人工上門(mén)抄表、無(wú)法控制用戶用氣、氣價(jià)結(jié)構(gòu)執(zhí)行不能夠及時(shí)調(diào)整等問(wèn)題；
[0005]②IC卡智能燃?xì)獗怼o(wú)線遠(yuǎn)傳表(或帶IC卡無(wú)線遠(yuǎn)傳表)需要使用者經(jīng)常性的更換電池、表具受安裝環(huán)境影響嚴(yán)重；
[0006]③IC卡智能燃?xì)獗碇皇呛?jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)先繳費(fèi)后使用的預(yù)付費(fèi)功能，氣價(jià)結(jié)構(gòu)執(zhí)行不能夠及時(shí)調(diào)整；
[0007]④IC卡智能燃?xì)獗砥銲C卡本身容易被相關(guān)IC卡復(fù)制器復(fù)制，造成控制程序紊亂，其安全性無(wú)法保障；
[0008]⑤無(wú)線遠(yuǎn)傳表(或帶IC卡無(wú)線遠(yuǎn)傳表)其通訊距離短、安裝環(huán)境對(duì)信號(hào)影響較大，需借助集中器和管理平臺(tái)體統(tǒng)通訊，維護(hù)成本高；
[0009]⑥IC卡智能燃?xì)獗?、無(wú)線遠(yuǎn)傳表(或帶IC卡無(wú)線遠(yuǎn)傳表)沒(méi)有燃?xì)庑孤╆P(guān)閥功能，使用安全得不到保障；
[0010]⑦IC卡智能燃?xì)獗?、無(wú)線遠(yuǎn)傳表(或帶IC卡無(wú)線遠(yuǎn)傳表)管理系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，繳費(fèi)方式不靈活等因素?zé)o法滿足燃?xì)夤救找姘l(fā)展的需求；
[0011]@根據(jù)1^577-2012《膜式燃?xì)獗怼酚?jì)量檢定規(guī)程7.5的要求，傳統(tǒng)膜式燃?xì)獗怼?〇卡智能燃?xì)獗怼o(wú)線遠(yuǎn)傳表(或帶IC卡無(wú)線遠(yuǎn)傳表)無(wú)法滿足計(jì)量管理監(jiān)督部門(mén)對(duì)日益增長(zhǎng)的計(jì)量器具管理。
[0012]以上問(wèn)題成為近年來(lái)IC卡智能燃?xì)獗砑夹g(shù)發(fā)展的頑疾，至今沒(méi)有一整套相關(guān)行之有效的解決方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]本實(shí)用新型的目的在于克服上述不足，提供一種物聯(lián)網(wǎng)信息化管理安全燃?xì)獗?，其整體設(shè)計(jì)全密封達(dá)到I P65防護(hù)等級(jí)不受安裝環(huán)境影響、用戶繳費(fèi)方式多樣化無(wú)須持I C卡充值繳費(fèi)、燃?xì)夤芾碓破脚_(tái)實(shí)時(shí)在線檢測(cè)燃?xì)獗硎褂们闆r，主動(dòng)發(fā)送燃?xì)庑孤﹫?bào)警關(guān)閥控制、實(shí)時(shí)更新氣價(jià)結(jié)構(gòu)、物聯(lián)網(wǎng)專屬通訊網(wǎng)絡(luò)受外界干擾小維護(hù)成本低的特點(diǎn)、配合計(jì)量管理監(jiān)督部門(mén)統(tǒng)一管理燃?xì)庥?jì)量器具。
[0014]本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種物聯(lián)網(wǎng)信息化管理安全燃?xì)獗?，它包括鋰電池和單片機(jī)以及與單片機(jī)相應(yīng)接口連接的物聯(lián)網(wǎng)通訊控制電路、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、液晶顯示單元電路、電機(jī)閥控制單元電路、燃?xì)庑孤z測(cè)單元電路、線性電壓檢測(cè)電路、線性穩(wěn)壓電路、流量檢測(cè)電路、自主喚醒電路、大功率儲(chǔ)能電容及聲光提示電路;數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器通過(guò)I2C通訊方式與單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，物聯(lián)網(wǎng)通訊控制電路采用中移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)模塊M6310與單片機(jī)雙向通訊，計(jì)量檢測(cè)電路與單片機(jī)的輸入端相連提供計(jì)量脈沖信號(hào)，液晶顯示單元電路與單片機(jī)的輸出端相連并外接顯示器，線性電壓檢測(cè)電路、線性穩(wěn)壓電路、大功率儲(chǔ)能電容和電機(jī)閥控制單元電路之間串聯(lián)。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:
[0016]1、為保證控制系統(tǒng)低功耗，延長(zhǎng)電池使用壽命，控制系統(tǒng)在單片機(jī)選型、物聯(lián)網(wǎng)通訊控制電路、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元、液晶屏顯示單元、燃?xì)庑孤z測(cè)單元、電源電壓檢測(cè)單元及電機(jī)閥驅(qū)動(dòng)單元等部分充分考慮到功耗因數(shù)，并提出解決辦法，結(jié)合單片機(jī)軟件程序設(shè)計(jì)，將控制系統(tǒng)處于休眠狀態(tài)時(shí)處于低功耗運(yùn)行狀態(tài)、物聯(lián)網(wǎng)通訊控制電路處于休眠狀態(tài)。通過(guò)上述措施，本系統(tǒng)實(shí)際靜態(tài)功耗小于20μΑ (微安)，高容量鋰電池使用壽命可達(dá)10年，并在實(shí)際使用過(guò)程中已達(dá)到上述技術(shù)指標(biāo)。
[0017]2、物聯(lián)網(wǎng)通訊控制電路通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)專網(wǎng)通道采用T C P/U D P通訊方式主動(dòng)將表具計(jì)量數(shù)據(jù)、表具狀態(tài)等信息發(fā)送到燃?xì)夤芾碓破脚_(tái)。燃?xì)夤芾碓破脚_(tái)根據(jù)業(yè)務(wù)操作流程將返回表具的信息通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)專網(wǎng)通道傳輸?shù)奖砭呖刂葡到y(tǒng)中并執(zhí)行相關(guān)充值、開(kāi)關(guān)閥們、氣價(jià)更新、校時(shí)等功能。
[0018]3、本控制系統(tǒng)通過(guò)線性電壓檢測(cè)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電壓值將最低工作電壓值信號(hào)給單片機(jī)和電機(jī)閥驅(qū)動(dòng)電路，且燃?xì)庑孤z測(cè)單元電路將檢測(cè)到的燃?xì)庑孤┬盘?hào)通過(guò)單片機(jī)將關(guān)閥作為程序第一優(yōu)先級(jí)執(zhí)行關(guān)閥動(dòng)作。在控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)上更加可靠。
[0019]4、表具整體設(shè)計(jì)全密封，達(dá)到I P 65防護(hù)等級(jí)不受安裝環(huán)境影響?？刂葡到y(tǒng)經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的老化試驗(yàn)及環(huán)氧樹(shù)脂灌封工藝，有效杜絕環(huán)境因素對(duì)控制系統(tǒng)的破壞。
[0020]5、在電子元件的選擇上采用工業(yè)級(jí)元件，整體控制系統(tǒng)在高低溫環(huán)境下都能夠正常運(yùn)行。
[0021]6、整體控制系統(tǒng)考慮到生產(chǎn)、檢測(cè)過(guò)程中的要求，采用模塊化設(shè)計(jì)，在整個(gè)過(guò)程中操作簡(jiǎn)便、合理，更大程度上降低成本和提高生產(chǎn)效率，達(dá)到規(guī)?；a(chǎn)要求。在產(chǎn)品售后方面也充分考慮到程序軟件升級(jí)換代的簡(jiǎn)易性和可操作性。
【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]參見(jiàn)圖1，本實(shí)用新型涉及一種物聯(lián)網(wǎng)信息化管理安全燃?xì)獗?，包括高容量鋰電池、低功耗單片機(jī)、物聯(lián)網(wǎng)通訊控制電路、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、液晶顯示單元電路、電機(jī)閥控制單元電路、燃?xì)庑孤z測(cè)單元電路、線性電壓檢測(cè)電路、線性穩(wěn)壓電路、流量檢測(cè)電路、自主喚醒電路、大功率儲(chǔ)能電容及聲光提不電路。
[0024]鋰電池是所有控制系統(tǒng)正常工作的保障，采用高容量、高功率鋰電池。
[0025]單片機(jī)是控制系統(tǒng)的核心單元，所有信號(hào)的處理、接收、數(shù)據(jù)運(yùn)算及控制指令的發(fā)出都由其完成。本系統(tǒng)MC9S08LL8單片機(jī)是飛思卡爾基于HCS08核的8位單片機(jī)，此單片機(jī)具有極低功耗，內(nèi)置LCD驅(qū)動(dòng)及豐富的外圍接口。工業(yè)級(jí)環(huán)境要求設(shè)計(jì)，完全適合IC卡燃?xì)獗懋a(chǎn)品的設(shè)計(jì)要求。
[0026]數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(EEPROM)是用來(lái)存儲(chǔ)IC卡卡號(hào)、密碼、氣量值、狀態(tài)標(biāo)志及相關(guān)用戶信息，它通過(guò)I2C通訊方式與單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。該系統(tǒng)選用的EEPROM其工作電壓1.8V~5V可選，可將數(shù)據(jù)保存100年，可以有100萬(wàn)次的寫(xiě)入和擦除。
[0027]物聯(lián)網(wǎng)通訊控制電路采用中移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)模塊M6310，M6310模塊是一款工業(yè)級(jí)的兩頻段GSM/GPRS無(wú)線模塊。其工作頻段是:GSM900MHz和DCSl 800MHz，提供GPRS數(shù)傳、GSM短信業(yè)務(wù)。MC9S08LL8單片機(jī)控制M6310模塊將表具狀態(tài)信息傳輸?shù)胶笈_(tái)云管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)雙向通訊。
[0028]計(jì)量檢測(cè)電路的功能主要是為單片機(jī)提供計(jì)量脈沖信號(hào)，其信號(hào)的發(fā)出是由霍爾元件的通斷完成，其設(shè)計(jì)思想包括防抖動(dòng)技術(shù)，消除信號(hào)源的干擾。單片機(jī)在接收到磁防護(hù)信號(hào)后將數(shù)據(jù)及時(shí)保存到EEPROM后，關(guān)閉電機(jī)閥，發(fā)出報(bào)警指令。單片機(jī)根據(jù)計(jì)量脈沖信號(hào)的時(shí)間差判斷是否有超流量故障，單片機(jī)根據(jù)計(jì)量脈沖信號(hào)的持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)度判斷是否有燃?xì)庑孤┕收?，單片機(jī)根據(jù)故障將數(shù)據(jù)及時(shí)保存到EEPROM后，關(guān)閉電機(jī)閥，發(fā)出報(bào)警指令。
[0029]液晶屏顯示器采用低功耗LCD顯示器，可直觀顯示99999.9m3的氣量信息(或99999.99元的余額信息)和“余量”、“故障”、“欠壓” “讀卡X、入”、“竊用”、“閥開(kāi)”、“閥關(guān)”、“余額”、電量標(biāo)記等提示信息。液晶屏顯示單元在單片機(jī)休眠狀態(tài)下顯示整體功耗也只有ΙΟμΑ(微安)。
[0030]線性電壓檢測(cè)單元通過(guò)單片機(jī)低電壓檢測(cè)電路LVI當(dāng)外部輸入電壓低于系統(tǒng)檢測(cè)設(shè)定值時(shí)，單片機(jī)執(zhí)行保存EEPROM數(shù)據(jù)，執(zhí)行關(guān)閥及提示信息指令，并將低電壓報(bào)警信息通過(guò)Μ6310模塊發(fā)送到云管理平臺(tái)。
[0031]電機(jī)閥控制單元電路的主要功能是接收單片機(jī)發(fā)出的開(kāi)關(guān)閥門(mén)的指令。該單元的優(yōu)勢(shì)是采用集成的直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片控制電機(jī)閥，其輸出電流達(dá)到500mA，且集成度高，比一般靠分立元件設(shè)計(jì)的關(guān)閥電路可靠。
[0032]聲光提示電路的功能主要是用戶操作或者表具工作時(shí)發(fā)出聲音和燈光提示，告知用戶表具的狀態(tài)。
[0033]大功率儲(chǔ)能電容單元用可充電式法拉電容，在M6310模塊、開(kāi)關(guān)閥門(mén)及關(guān)機(jī)數(shù)據(jù)保存過(guò)程中提供穩(wěn)定的電壓和足夠的電流釋放。
[0034]自主喚醒電路于安全開(kāi)閥使用。當(dāng)表具余額或余量為O時(shí)，表具自動(dòng)關(guān)閉閥門(mén)，用戶置營(yíng)業(yè)廳或網(wǎng)上支付氣款后，表具閥門(mén)不會(huì)自動(dòng)打開(kāi)，需要用戶使用開(kāi)閥感應(yīng)卡在表具上識(shí)別后方可正常開(kāi)閥。
[0035]線性穩(wěn)壓電路提供給大功率儲(chǔ)能電容M6310模塊穩(wěn)定的電壓，保障系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
[0036]主要技術(shù)參數(shù):
[0037]1、電源電壓:DC 3.6V，2.4Ah
[0038]2、閥門(mén)工作電壓:DC 3.3V
[0039]3、閥門(mén)工作電流:小于200mA
[0040]4、開(kāi)關(guān)閥門(mén)時(shí)間:小于500mS[0041 ]5、整體靜態(tài)工作電流:小于20μΑ
[0042]6、物聯(lián)網(wǎng)通訊模塊通訊時(shí)間:小于24S
[0043]7、物聯(lián)網(wǎng)通訊模塊通訊最大工作電流:2Α，12S
[0044]8、電源檢測(cè)電壓值:3.6￥、3.2￥、3.0￥
[0045]9、工作環(huán)境溫度:-20°C~+85°C。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種物聯(lián)網(wǎng)信息化管理安全燃?xì)獗?，其特征在?它包括鋰電池和單片機(jī)以及與單片機(jī)相應(yīng)接口連接的物聯(lián)網(wǎng)通訊控制電路、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、液晶顯示單元電路、電機(jī)閥控制單元電路、燃?xì)庑孤z測(cè)單元電路、線性電壓檢測(cè)電路、線性穩(wěn)壓電路、流量檢測(cè)電路、自主喚醒電路、大功率儲(chǔ)能電容及聲光提示電路;數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器通過(guò)I2C通訊方式與單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，物聯(lián)網(wǎng)通訊控制電路采用中移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)模塊M6310與單片機(jī)雙向通訊，計(jì)量檢測(cè)電路與單片機(jī)的輸入端相連提供計(jì)量脈沖信號(hào)，液晶顯示單元電路與單片機(jī)的輸出端相連并外接顯示器，線性電壓檢測(cè)電路、線性穩(wěn)壓電路、大功率儲(chǔ)能電容和電機(jī)閥控制單元電路之間串聯(lián)。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種物聯(lián)網(wǎng)信息化管理安全燃?xì)獗恚涮卣髟谟冢核ㄤ囯姵睾蛦纹瑱C(jī)以及與單片機(jī)相應(yīng)接口連接的物聯(lián)網(wǎng)通訊控制電路、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、液晶顯示單元電路、電機(jī)閥控制單元電路、燃?xì)庑孤z測(cè)單元電路、線性電壓檢測(cè)電路、線性穩(wěn)壓電路、流量檢測(cè)電路、自主喚醒電路、大功率儲(chǔ)能電容及聲光提示電路。本實(shí)用新型能主動(dòng)發(fā)送燃?xì)庑孤﹫?bào)警關(guān)閥控制、實(shí)時(shí)更新氣價(jià)結(jié)構(gòu)、物聯(lián)網(wǎng)專屬通訊網(wǎng)絡(luò)受外界干擾小維護(hù)成本低的特點(diǎn)、配合計(jì)量管理監(jiān)督部門(mén)統(tǒng)一管理燃?xì)庥?jì)量器具。
【IPC分類】G01F1/00
【公開(kāi)號(hào)】CN205120170
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520903264
【發(fā)明人】吳恒京, 張俊
【申請(qǐng)人】江蘇中威智能設(shè)備有限公司
【公開(kāi)日】2016年3月30日
【申請(qǐng)日】2015年11月14日