一種用于階梯計價的具有M_bus總線數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳功能的水表的制作方法
【專利摘要】一種用于階梯計價的具有M_bus總線數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳功能的水表，它包括水表基體、水表單片機(jī)以及與水表單片機(jī)相連的時鐘模塊、流量傳感器計量電路、射頻卡通訊電路、UART串口通訊電路和執(zhí)行器，所述的水表單片機(jī)的UART串口通過UART串口通訊電路與上級M_bus集中器相連，射頻卡通訊電路與用戶的射頻IC卡感應(yīng)連接，射頻卡通訊電路與水表單片機(jī)的對應(yīng)信號端相連，水表單片機(jī)的控制信號輸出端通過執(zhí)行器與水表基體內(nèi)閥門的控制信號輸入端相連。本實(shí)用新型的利用M_Bus總線連接各類儀表，可大大簡化住宅小區(qū)，辦公場所等能耗智能化管理系統(tǒng)的布線和連接，且具有結(jié)構(gòu)簡單、造價低廉、可靠性高的特點(diǎn)。
【專利說明】—種用于階梯計價的具有M_bus總線數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳功能的水表
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及儀表能耗監(jiān)控領(lǐng)域，尤其是將MBus用于各類儀表或相關(guān)裝置的能耗類智能管理系統(tǒng)，具體地說是一種用于階梯計價的具有M_bus總線數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳功能的水表。
【背景技術(shù)】
[0002]儀表總線(meter bus, MBus)是一種新型總線結(jié)構(gòu)，MBus主要特點(diǎn)是通過兩條無極性傳輸線來同時供電和傳輸串行數(shù)據(jù)，而各個子站(以不同的ID確認(rèn))并聯(lián)在MBus總線上。將MBus用于各類儀表或相關(guān)裝置的能耗類智能管理系統(tǒng)中時，可對相關(guān)數(shù)據(jù)或信號進(jìn)行采集并傳遞。
[0003]目前，住宅小區(qū)，辦公場所等地區(qū)所安裝的儀表通常采用沒有進(jìn)行能耗管理，采用人工抄表的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，人工抄表不但效率低，且不利于科學(xué)管理，給城市管網(wǎng)的建模、分析、規(guī)劃等都帶來很大的困難。另外，人工抄表做不到及時抄表，不容易實(shí)現(xiàn)按月實(shí)施階梯計費(fèi)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的是針對上述問題，提出一種用于階梯計價的具有M_bus總線數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳功能的水表。按戶安裝水表，通過電子模塊記錄用戶的使用量，后級設(shè)備可采用專利號為201320117638.4的基于M_bus總線的遠(yuǎn)程儀表控制系統(tǒng)，每棟樓安裝一個或數(shù)個中繼器每個中繼器可帶載128臺階梯水表，中繼器最終匯總到一臺集中器然后通過無線GPRS數(shù)據(jù)發(fā)射器把數(shù)據(jù)發(fā)送到Internet網(wǎng)絡(luò)，終端收費(fèi)系統(tǒng)可以水表采集數(shù)據(jù)進(jìn)行階梯計費(fèi)，通過Internet網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。
[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:
[0006]一種用于階梯計價的具有M_bus總線數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳功能的水表，它包括水表基體、水表單片機(jī)以及與水表單片機(jī)相連的時鐘模塊、流量傳感器計量電路、射頻卡通訊電路、UART串口通訊電路和執(zhí)行器，所述的水表單片機(jī)的UART串口通過UART串口通訊電路與上級M_bus集中器相連，射頻卡通訊電路與用戶的射頻IC卡感應(yīng)連接，射頻卡通訊電路與水表單片機(jī)的對應(yīng)信號端相連，水表單片機(jī)的控制信號輸出端通過執(zhí)行器與水表基體內(nèi)閥門的控制信號輸入端相連。
[0007]本實(shí)用新型的射頻卡通訊電路包括125KHz射頻IC U201、電阻R201、電阻R207、三極管Q200、檢波二極管D200 ;所述的電阻R201的一端作為射頻卡通訊電路的信號輸入端與水表單片機(jī)的通信信號輸出端相連，電阻R201的另一端與三極管Q200的基極相連，三極管Q200的基極和發(fā)射極之間并聯(lián)電阻R207，三極管Q200的發(fā)射極接地，水表單片機(jī)的輸出信號經(jīng)過三極管反相后接入射頻IC U201的CFE管腳，該射頻IC U201與射頻IC卡感應(yīng)連接，從射頻IC卡的射頻線圈感應(yīng)到的信號經(jīng)過檢波二極管D200后與由電阻R210、R211、電容C207、C209組成RC濾波電路相連，濾波后的信號接入射頻IC U201的INPUT管腳進(jìn)行整形放大，射頻IC U201的通信信號輸出端與水表單片機(jī)的對應(yīng)通信信號輸入端相連。
[0008]本實(shí)用新型的射頻卡通訊電路還包括由射頻IC U201的COLl，C0L2射頻輸出管腳、電阻R213、電感線圈和電容C208組成的振蕩電路以及由二極管D201、D202、D204、D205、電阻R209、R215、電源和射頻IC U201的C0L1，C0L2射頻輸出管腳組成的電壓嵌位電路。
[0009]本實(shí)用新型的執(zhí)行器包括電阻R119、R120、R124、三極管Q101，Q103, Q115、Q106，Q104，Ql 12、馬達(dá)M和電容Cl 18，電阻Rl 19和R120的一端分別作為執(zhí)行器的控制信號輸入端與水表單片機(jī)的閥門控制信號輸出端相連，電阻R119和R120的另一端分別連接三極管QlOU Q106的基極，三極管QlOl的發(fā)射極接三極管Q103的基極，三極管QlOl的集電極接三極管Ql 15的基極，三極管Q106的發(fā)射極接三極管Q104的基極，三極管Q106的集電極接三極管Ql 12的基極，三極管Ql 15和Ql 12的發(fā)射極接馬達(dá)電源，三極管Ql 15和Ql 12的集電極分別接三極管Q104和Q103的集電極，三極管Ql 15和Q104的連接點(diǎn)以及三極管Ql 12和Q103的連接點(diǎn)分別接馬達(dá)的兩端，馬達(dá)的輸出控制閥門的開閉，三極管Q103和Q104的發(fā)射極均串聯(lián)電阻R124后接地，三極管Q115和Q112的集電極之間串聯(lián)電容C118。
[0010]本實(shí)用新型的流量傳感器計量電路包括電阻RC1、RC2，電容CC1、CC2及采樣干簧管，采樣干簧管的兩流量計量信號輸出端分別串接上拉電阻RCl和RC2后與水表單片機(jī)的對應(yīng)流量信號采集端相連。
[0011]本實(shí)用新型的有益效果:
[0012]本實(shí)用新型中，水表采用UART串口通過UART串口通訊電路與上級M_bus集中器相連可實(shí)現(xiàn)集中抄表功能和集中控制功能。
[0013]本實(shí)用新型中，水表的射頻通訊電路采用125KHZ射頻IC U2270B作為基站發(fā)射、接收專用芯片；采用執(zhí)行器控制閥門的開或關(guān)，在連接網(wǎng)絡(luò)的情況下終端收費(fèi)系統(tǒng)可以通過Internet網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制閥門的開或關(guān)。
[0014]本實(shí)用新型中，在水表單片機(jī)內(nèi)部有實(shí)時時鐘模塊，水表單片機(jī)可以根據(jù)內(nèi)部時鐘來對用水量進(jìn)行用量與時間的記錄，后級連接的遠(yuǎn)程終端收費(fèi)系統(tǒng)可以按月根據(jù)用戶使用不同用水量來實(shí)現(xiàn)3個或3個以上的階梯單價計費(fèi)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本實(shí)用新型中階梯水表原理框圖。
[0016]圖2是本實(shí)用新型中階梯水表單片機(jī)電路圖。
[0017]圖3是本實(shí)用新型中階梯水表中射頻卡通訊電路圖。
[0018]圖4是本實(shí)用新型中階梯水表中的執(zhí)行器電路圖。
[0019]圖5是本實(shí)用新型中梯水表中的流量傳感器計量電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。
[0021]一種用于階梯計價的具有M_bus總線數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳功能的水表，它包括水表基體、水表單片機(jī)以及與水表單片機(jī)相連的時鐘模塊、流量傳感器計量電路、射頻卡通訊電路、UART串口通訊電路和執(zhí)行器，所述的水表單片機(jī)的UART串口通過UART串口通訊電路與上級M_bus集中器相連，射頻卡通訊電路與用戶的射頻IC卡感應(yīng)連接，射頻卡通訊電路與水表單片機(jī)的對應(yīng)信號端相連，水表單片機(jī)的控制信號輸出端通過執(zhí)行器與水表基體內(nèi)閥門的控制信號輸入端相連。
[0022]本實(shí)用新型的射頻卡通訊電路包括125KHz射頻IC U201 (型號可為U2270B)、電阻R201、電阻R207、三極管Q200、檢波二極管D200 ;所述的電阻R201的一端作為射頻卡通訊電路的信號輸入端與水表單片機(jī)的通信信號輸出端相連，電阻R201的另一端與三極管Q200的基極相連，三極管Q200的基極和發(fā)射極之間并聯(lián)電阻R207，三極管Q200的發(fā)射極接地，水表單片機(jī)的輸出信號經(jīng)過三極管反相后接入射頻IC U201的CFE管腳，該射頻ICU201與射頻IC卡感應(yīng)連接，從射頻IC卡的射頻線圈感應(yīng)到的信號經(jīng)過檢波二極管D200后與由電阻R210、R211、電容C207、C209組成RC濾波電路相連，濾波后的信號接入射頻ICU201的INPUT管腳進(jìn)行整形放大，射頻IC U201的通信信號輸出端與水表單片機(jī)的對應(yīng)通信信號輸入端相連。
[0023]如圖2所示，水表單片機(jī)從Pl.2腳輸出信號經(jīng)過電阻R201耦合到三極管Q200經(jīng)過反相后送入U2270B的CFE管腳，該信號通過U2270B發(fā)出射頻控制信號，將信息寫入到射頻IC卡中。從射頻線圈感應(yīng)到的信號經(jīng)過檢波二極管D200進(jìn)行檢波后送入由電阻R210，R211電容C207，C209組成RC濾波電路，濾波后的信號送入U2270B芯片的INPUT管腳進(jìn)行整形放大。放大后信號由U2270B的OUTPUT管腳輸入的水表單片機(jī)的Pl.1腳。U2270B的C0L1，C0L2為射頻輸出管腳，與電阻R213，電感線圈，電容C208組成振蕩電路。二極管D201，D202，D204，D205和電阻R209，R215與電源和C0L1，C0L2管腳相連，組成一個電壓嵌位網(wǎng)絡(luò)防止振蕩線圈兩端電壓過高而擊穿U2270B芯片。
[0024]水表單片機(jī)的UART串口通過UART串口通訊電路與上級M_bus集中器相連.后級設(shè)備采用專利號為201320117638.4的基于M_bus總線的遠(yuǎn)程儀表控制系統(tǒng)，每棟樓安裝一個或數(shù)個中繼器每個中繼器可帶載128臺階梯水表，中繼器最終匯總到一臺集中器然后通過無線GPRS數(shù)據(jù)發(fā)射器把數(shù)據(jù)發(fā)送到Internet網(wǎng)絡(luò)，終端收費(fèi)系統(tǒng)可以通過Internet網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，可以抄錄每只階梯水表的使用量，可以控制每只階梯水表的閥門開關(guān)狀態(tài)，可以按不同的階梯限量來實(shí)現(xiàn)階梯價計費(fèi)?？梢赃h(yuǎn)程校準(zhǔn)用戶階梯水表內(nèi)的時鐘系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的階梯計價。
[0025]本實(shí)用新型的執(zhí)行器包括電阻R119、R120、R124、三極管Q101，Q103, Q115、Q106，Q104，Ql 12、馬達(dá)M和電容Cl 18，電阻Rl 19和R120的一端分別作為執(zhí)行器的控制信號輸入端與水表單片機(jī)的閥門控制信號輸出端相連，電阻R119和R120的另一端分別連接三極管QlOl、Q106的基極，三極管QlOl的發(fā)射極接三極管Q103的基極，三極管QlOl的集電極接三極管Ql 15的基極，三極管Q106的發(fā)射極接三極管Q104的基極，三極管Q106的集電極接三極管Ql 12的基極，三極管Ql 15和Ql 12的發(fā)射極接馬達(dá)電源，三極管Ql 15和Ql 12的集電極分別接三極管Q104和Q103的集電極，三極管Ql 15和Q104的連接點(diǎn)以及三極管Ql 12和Q103的連接點(diǎn)分別接馬達(dá)的兩端，馬達(dá)的輸出控制閥門的開閉，三極管Q103和Q104的發(fā)射極均串聯(lián)電阻R124后接地，三極管Ql 15和Ql 12的集電極之間串聯(lián)電容Cl 18。
[0026]如圖3所示，執(zhí)行器由水表單片機(jī)P6.6，P6.7發(fā)出開關(guān)閥控制信號。當(dāng)P6.6為高電平P6.7為低電平時執(zhí)行開閥動作，當(dāng)P6.6為低電平P6.7為高電平時執(zhí)行關(guān)閥動作。當(dāng)P6.6為高電平時三極管Q101，Q103, Q115導(dǎo)通馬達(dá)M2端輸出高電平Ml端輸出低電平，馬達(dá)執(zhí)行開閥動作；當(dāng)P6.7為低電平時三極管Q106，Q104, Q112截止。當(dāng)P6.6為低電平時三極管Q101，Q103, Q115截止。當(dāng)P6.7為高電平時三極管Q106，Q104, Q112導(dǎo)通，馬達(dá)M2
端輸出低電平Ml端輸出高電平，馬達(dá)執(zhí)行關(guān)閥動作。電容C118與馬達(dá)正負(fù)電源端相連防止馬達(dá)內(nèi)部電感感應(yīng)高壓擊穿驅(qū)動三極管。電阻R124串聯(lián)在電源電路中，起到限流作用。
[0027]本實(shí)用新型的流量傳感器計量電路包括電阻RC1、RC2，電容CC1、CC2及采樣干簧管，采樣干簧管的兩流量計量信號輸出端分別串接上拉電阻RCl和RC2后與水表單片機(jī)的對應(yīng)流量信號采集端相連。
[0028]本實(shí)用新型未涉及部分均與現(xiàn)有技術(shù)相同或可采用現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于階梯計價的具有M_bus總線數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳功能的水表，其特征是它包括水表基體、水表單片機(jī)以及與水表單片機(jī)相連的時鐘模塊、流量傳感器計量電路、射頻卡通訊電路、UART串口通訊電路和執(zhí)行器，所述的水表單片機(jī)的UART串口通過UART串口通訊電路與上級M_bus集中器相連,射頻卡通訊電路與用戶的射頻IC卡感應(yīng)連接,射頻卡通訊電路與水表單片機(jī)的對應(yīng)信號端相連，水表單片機(jī)的控制信號輸出端通過執(zhí)行器與水表基體內(nèi)閥門的控制信號輸入端相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于階梯計價的具有M_bus總線數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳功能的水表，其特征是所述的射頻卡通訊電路包括125KHz射頻IC U201、電阻R201、電阻R207、三極管Q200、檢波二極管D200 ;所述的電阻R201的一端作為射頻卡通訊電路的信號輸入端與水表單片機(jī)的通信信號輸出端相連，電阻R201的另一端與三極管Q200的基極相連，三極管Q200的基極和發(fā)射極之間并聯(lián)電阻R207，三極管Q200的發(fā)射極接地，水表單片機(jī)的輸出信號經(jīng)過三極管反相后接入射頻IC U201的CFE管腳，該射頻IC U201與射頻IC卡感應(yīng)連接，從射頻IC卡的射頻線圈感應(yīng)到的信號經(jīng)過檢波二極管D200后與由電阻R210、R211、電容C207、C209組成RC濾波電路相連，濾波后的信號接入射頻IC U201的INPUT管腳進(jìn)行整形放大，射頻IC U201的通信信號輸出端與水表單片機(jī)的對應(yīng)通信信號輸入端相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于階梯計價的具有M_bus總線數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳功能的水表，其特征是所述的射頻卡通訊電路還包括由射頻IC U201的C0L1，C0L2射頻輸出管腳、電阻R213、電感線圈和電容C208組成的振蕩電路以及由二極管D201、D202、D204、D205、電阻R209、R215、電源和射頻IC U201的C0L1，C0L2射頻輸出管腳組成的電壓嵌位電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于階梯計價的具有M_bus總線數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳功能的水表，其特征是所述的執(zhí)行器包括電阻R119、R120、R124、三極管Q101, Q103, Q115、Q106, Q104，Ql 12、馬達(dá)M和電容Cl 18，電阻Rl 19和R120的一端分別作為執(zhí)行器的控制信號輸入端與水表單片機(jī)的閥門控制信號輸出端相連，電阻R119和R120的另一端分別連接三極管Q101、Q106的基極，三極管QlOl的發(fā)射極接三極管Q103的基極，三極管QlOl的集電極接三極管Ql 15的基極，三極管Q106的發(fā)射極接三極管Q104的基極，三極管Q106的集電極接三極管Ql 12的基極，三極管Ql 15和Ql 12的發(fā)射極接馬達(dá)電源，三極管Ql 15和Ql 12的集電極分別接三極管Q104和Q103的集電極，三極管Ql 15和Q104的連接點(diǎn)以及三極管Ql 12和Q103的連接點(diǎn)分別接馬達(dá)的兩端，馬達(dá)的輸出控制閥門的開閉，三極管Q103和Q104的發(fā)射極均串聯(lián)電阻R124后接地，三極管Ql 15和Ql 12的集電極之間串聯(lián)電容Cl 18。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于階梯計價的具有M_bus總線數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳功能的水表，其特征是所述的流量傳感器計量電路包括電阻RC1、RC2，電容CC1、CC2及采樣干簧管，采樣干簧管的兩流量計量信號輸出端分別串接上拉電阻RCl和RC2后與水表單片機(jī)的對應(yīng)流量信號采集端相連。
【文檔編號】G07F15/06GK203746164SQ201420092856
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年3月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月3日
【發(fā)明者】吳興中 申請人:徐州君興電子科技有限公司