本實用新型涉及一種遠傳水表，具體涉及一種機電分離直讀智能遠傳水表，屬于智能水表技術領域。

背景技術：

隨著科技的發(fā)展，時代的進步，水表也不斷的進步和發(fā)展，智能遠傳水表也開始越來越普及，由于智能水表成本高改造復雜，所以大部分自來水公司仍采用傳統(tǒng)人工抄表，但抄表現場的多樣性和復雜化，抄表人員抄表難免會出現少抄、漏抄、錯抄、飛抄、估抄、人情抄等情況錯抄會加大自來水公司抄表工作了，也會給用戶帶來不必要的麻煩，給自來水公司帶來巨大的損失，在抄表時間方面人工抄表無法準確抄讀結算日無法準確核實數據真實性。

在成本方面市面上大部分智能遠傳水表造價成本太高，單價是其普通水表的三倍價格以上，當然大部分智能遠傳水表施工也同樣巨大，比如布線成本，采購采集器中繼器等成本。

在技術方面大部分只能遠傳水表整體技術尚不成熟，抗干擾能力差運行不穩(wěn)定，大部分目前不具備大批量推廣條件，遠傳系統(tǒng)自身缺陷問題，容易出現遠傳采集器故障、傳感器故障及部分感應磁鋼出現退磁現象。供水設施質量問題，如設施漏水、水表池積水，導致部分傳感器被水浸泡、氧化等出現故障，影響數據傳輸準確性。外部供電原因問題，如電源停電造成數據傳輸錯誤。人為因素問題，如采集器被盜、傳感器線路人為破壞造成遠傳系統(tǒng)數據丟失、信號線斷，底數設定有誤或顛倒，私表、倒表等。

在抄表方面，大多數智能遠傳水表廠商只能做到支持一種專用水表協議或者支持mdbus、國網645、國網188其中一種無法做到全面兼容。大部分水表抄讀器在水表接口方面則采用RS485 、Mbus 和無線的其中一種無法實現相互兼容。在抄表速率上抄表速度慢，反應低，效率低。

技術實現要素：

針對上述問題，本實用新型提供了一種機電分離直讀智能遠傳水表其目的在于解決智能遠傳水表供電問題，抄表讀數問題，遠傳通訊問題，水表協議兼容性，水表抄讀速度，安裝改造問題。

本實用新型的技術解決方案：

一種機電分離直讀智能遠傳水表，其特征在于：所述遠傳手表的結構部分主要由電子遠傳部分和計數部分、聯動磁鋼和普通水表組成，通過普通水表進行水量計數，通過聯動磁鋼把水表0.01噸位的旋轉指針傳動到電子遠傳和計數部分并帶動編碼字輪旋轉，最后光電直讀水表真實數據通過MBus總線、RS485總線或無線擴頻技術總線上傳至采集器。

所述電子遠傳和計數部分主要包括：鋰電池供電部分、微控制器、光電采集器、磁傳動計數器、通訊選擇器、RS485通訊部分、Mbus通訊部分、無線擴頻通訊部分，所述微控制器一路與光電采集器、磁傳動計數器連接，一路與通訊選擇器連接，所述鋰電池供電部分與微控制器連接，為整個電路供電。

所述鋰電池供電部分：主要負責整個采集部分供電，采用3.6V容量型鋰電池，如果是MBUS或RS485則直接從總線上獲取電源，電池接口外置紅寶石0.47F 電容可預防電池長時間供電電流衰退問題。

所述微控制器：其主要更能協調各個模塊之前的工作采用STM8L151K4T6系列低功耗單片機采用哈弗結構8位內核，工作頻率最高為16MHz，內置16K Flash、2K RAM和2K Byte EEPROM，豐富的增強I/O端口，1.8V-3.6V超低工作電壓，10路ADC、3個16位定時器、1個8位定時器，片內十位ADC采樣。

所述光電采集器：主要負責采集水表數據，通過字輪上的編碼配合紅外光電接收管和發(fā)射管的導通狀態(tài)，從而獲取水表的實際數值。

所述磁傳動計數器：主要負責獲取水表機表選擇計數部分，通過安裝機表的磁鋼和計數器上的磁鋼吸合，從而帶動光輪旋轉。

所述通訊選擇器：主要負責遠傳通訊方式的選擇，主要切換表的遠傳為RS485、MBUS或無線擴頻方式，一般只能有一種通訊方式工作，其采用數字開關進行切換。

所述RS485通訊部分：主要負責RS485方式的遠傳，采用德州儀器生產的VP3082芯片，最大可支持256個節(jié)點共存。

所述MBUS通訊部分：主要負責MBUS方式的遠傳，采用德州儀器TSS721從端芯片，其支持22V-36V電壓，具有傳輸速度快而穩(wěn)定等優(yōu)點。

所述無線擴頻通訊部分：主要負責無線擴頻方式的遠傳，其采用ROLA技術，使用SX1278芯片，工作頻率485M，支持多種調制方式，超低功耗最低睡眠電流0.2微安，通訊距離最大可達2000米，通訊速度約1.2kbps，工作溫度-20~70℃嗎，還具有小體積高穩(wěn)定性等特點。

本實用新型的有益效果：

本裝置采用電池供電，功耗更低，安裝時無需考慮布線，讀取數據速度快，精度高，可遠傳抄讀0.1噸水量，采用機電分離，防水，易維護，適應任何安裝環(huán)境，本裝置協議全，支持市面上大部分采集器，通用性好。

附圖說明

圖1:本實用新型安裝結構原理示意圖。

圖2:本實用新型采集和遠傳框架示意圖。

其中:1 電子遠傳和計數部分 1-1 鋰電池供電部分 1-2 微控制器 1-3 光電采集器 1-4 磁傳動計數器 1-5 通訊選擇器 1-6 RS485通訊部分 1-7 Mbus通訊部分 1-8 無線擴頻通訊部分 2 聯動磁鋼 3 普通水表。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例來對本實用新型做進一步描述：

如圖1至2所示的機電分離直讀智能遠傳水表，所述遠傳手表的結構部分主要由電子遠傳部分和計數部分1、聯動磁鋼2和普通水表3組成，通過普通水表3進行水量計數，通過聯動磁鋼2把水表0.01噸位的旋轉指針傳動到電子遠傳和計數部分1并帶動編碼字輪旋轉，最后光電直讀水表真實數據通過MBus總線、RS485總線或無線擴頻技術總線上傳至采集器。

所述電子遠傳和計數部分1主要包括：鋰電池供電部分1-1、微控制器1-2、光電采集器1-3、磁傳動計數器1-4、通訊選擇器1-5、RS485通訊部分1-6、Mbus通訊部分1-7、無線擴頻通訊部分1-8，所述微控制器1-2一路與光電采集器1-3、磁傳動計數器1-4連接，一路與通訊選擇器1-5連接，所述鋰電池供電部分1-1與微控制器1-2連接，為整個電路供電。

所述鋰電池供電部分1-1：主要負責整個采集部分供電，采用3.6V容量型鋰電池，如果是MBUS或RS485則直接從總線上獲取電源，電池接口外置紅寶石0.47F 電容可預防電池長時間供電電流衰退問題。

所述微控制器1-2：其主要更能協調各個模塊之前的工作采用STM8L151K4T6系列低功耗單片機采用哈弗結構8位內核，工作頻率最高為16MHz，內置16K Flash、2K RAM和2K Byte EEPROM，豐富的增強I/O端口，1.8V-3.6V超低工作電壓，10路ADC、3個16位定時器、1個8位定時器，片內十位ADC采樣。

所述光電采集器1-3：主要負責采集水表數據，通過字輪上的編碼配合紅外光電接收管和發(fā)射管的導通狀態(tài)，從而獲取水表的實際數值。

所述磁傳動計數器1-4：主要負責獲取水表機表選擇計數部分，通過安裝機表的磁鋼和計數器上的磁鋼吸合，從而帶動光輪旋轉。

所述通訊選擇器1-5：主要負責遠傳通訊方式的選擇，主要切換表的遠傳為RS485、MBUS或無線擴頻方式，一般只能有一種通訊方式工作，其采用數字開關進行切換。

所述RS485通訊部分1-6：主要負責RS485方式的遠傳，采用德州儀器生產的VP3082芯片，最大可支持256個節(jié)點共存。

所述MBUS通訊部分1-7：主要負責MBUS方式的遠傳，采用德州儀器TSS721從端芯片，其支持22V-36V電壓，具有傳輸速度快而穩(wěn)定等優(yōu)點。

所述無線擴頻通訊部分1-8：主要負責無線擴頻方式的遠傳，其采用ROLA技術，使用SX1278芯片，工作頻率485M，支持多種調制方式，超低功耗最低睡眠電流0.2微安，通訊距離最大可達2000米，通訊速度約1.2kbps，工作溫度-20~70℃嗎，還具有小體積高穩(wěn)定性等特點。

本實用新型供電所采用的技術方案是：降低水表自身功耗使其平均電流為微安級別，使用3.6V鋰電池進行供電，從而避開使用市電直接轉換成弱電的安全威脅。使用電池供電可以有效地解決老小區(qū)改造布線難和取電難等困難。

本實用新型抄表讀數所采用的技術是：光電直讀技術，把制度刻度表制作在表盤上使其組成不同的編碼，然后利用紅外接收管和發(fā)送管判斷當前水量噸位，使其抄讀準確度幾乎達到百分之百，從而解決抄表數據問題

本使用新型遠傳通訊所采用的技術是：RS485，MBus和無線擴頻方式其中之一，RS485接口組成的半雙工網絡，一般是兩線制（以前有四線制接法，只能實現點對點的通信方式，現很少采用），多采用屏蔽雙絞線傳輸。這種接線方式為總線式拓撲結構在同一總線上最多可以掛接256只水表。M-Bus由Paderborn大學的Dr．Horst Ziegler與TI公司的Deutschland GmbH和TechemGmbH共同提出，M-Bus總線的概念基于ISO-OSI參考模型，但是M-Bus又不是真正意義上的一種網絡。在OSI的七層網絡模型中，M-Bus只對物理層、鏈路層、網絡層、應用層進行了功能定義，由于在ISO-OSI參考模型中不允許上一層次改變如波特率、地址等參數，因此在七層模型之外M-Bus定義了一個管理層，可以不遵守OSI模型對任一層次進行管理。M-Bus總線的提出滿足了公用事業(yè)儀表的組網和遠程抄表的需要，同時它還可以滿足遠程供電或電池供電系統(tǒng)的特殊要求。M-Bus串行通信方式的總線型拓撲結構非常適合公用事業(yè)儀表的可靠、低成本的組網要求，可以在幾公里的距離上連接幾百個從設備。擴展頻譜通信（Spread Spectrum Communication）簡稱擴頻通信，其特點是傳輸信息所用的帶寬遠大于信息本身帶寬。擴頻通信技術在發(fā)端以擴頻編碼進行擴頻調制，在收端以相關解調技術收信息，這一過程使其具有諸多優(yōu)良特性。擴頻通信技術是一種信息傳輸方式，其信號所占有的頻帶寬度遠大于所傳信息必需的最小帶寬；頻帶的擴展是通過一個獨立的碼序列來完成，用編碼及調制的方法來實現的，與所傳信息數據無關；在接收端則用同樣的碼進行相關同步接收、解擴及恢復所傳信息數據，本新型無線擴頻對大卡支持2000水表同時抄讀。

本實用新型抄表協議通過可編程控制器（MCU）實現可以支持軟件自編協議，可以同步支持國網645、國網188、mdbus等，而且可以根據不同水表廠商添加不同協議。

本實用新型抄表速度采用的技術是：集中式組網抄表，通過廣播方式向全體水表下達抄表命令，再通過采集器集體上傳致服務器。

本實用新型安裝改造技術是：采用磁傳動技術，基表和電子模塊采用分離式安裝，即可以采用任意的普通水表通過磁傳動技術改裝成只能遠傳水表。

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，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。因此，本發(fā)明的保護范圍應該以權利要求所界定的保護范圍為準。

綜上，本實用新型達到預期目的。