今天為大家介紹一項(xiàng)國(guó)家發(fā)明授權(quán)專利——一種直讀遠(yuǎn)傳光電水表系統(tǒng)及使用方法。該專利由江蘇丙辰電子有限公司申請(qǐng)，并于2017年12月15日獲得授權(quán)公告。

內(nèi)容說(shuō)明

本發(fā)明涉及水表技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)，是一種直讀遠(yuǎn)傳光電水表系統(tǒng)。

發(fā)明背景

水表是常用的一種儀表設(shè)備，廣泛應(yīng)用于工業(yè)和家庭。隨著用水戶的不斷增多和用戶對(duì)供水服務(wù)要求的不斷提高，傳統(tǒng)的水表及抄表方式已經(jīng)不能滿足城市供水的發(fā)展需要。隨著現(xiàn)代化科技的發(fā)展，在智能家居中對(duì)水表的抄表方式也提出了新的要求，即智能家居中要求水表及電表的抄表方式具有更高的可靠性、實(shí)時(shí)性和數(shù)據(jù)處理方便性。為保證抄表員抄表的準(zhǔn)確、快捷、高效，抄表工作進(jìn)入現(xiàn)代化、智能化的管理模式，使用智能抄表器、遠(yuǎn)傳抄表替代傳統(tǒng)的記錄本手工抄寫(xiě)已成趨勢(shì)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種直讀遠(yuǎn)傳光電水表系統(tǒng)，采用紅外發(fā)光二極管和紅外光敏元件形成水表數(shù)據(jù)，同時(shí)采用M-Bus進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，克服了現(xiàn)有技術(shù)的水表普遍存在的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、容易受到外界光線干擾、相鄰?fù)干涔苤g相互干擾、總線式抄表系統(tǒng)容易出現(xiàn)故障、抄表速度慢等問(wèn)題。

本發(fā)明提供了一種直讀遠(yuǎn)傳光電水表系統(tǒng)，包括水表、水表通訊系統(tǒng)和水表數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)，水表包括字輪、光電發(fā)射裝置、光電接收裝置和單片機(jī)，字輪設(shè)于光電發(fā)射裝置和光電接收裝置中部，單片機(jī)采集字輪與光電發(fā)射裝置和光電接收裝置形成的光電信號(hào)并轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)；水表通訊系統(tǒng)采用M-Bus總線通訊，M-Bus總線通訊核對(duì)通訊地址碼后將數(shù)據(jù)傳遞到水表數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)；水表數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的查詢，核查和備份。本發(fā)明直讀遠(yuǎn)傳光電水表系統(tǒng)，相對(duì)于傳統(tǒng)的脈沖計(jì)數(shù)型遠(yuǎn)傳水表，光電直讀遠(yuǎn)傳水表可以始終保持機(jī)械碼盤(pán)示數(shù)與抄表數(shù)據(jù)一致，不存在累計(jì)誤差。

光電直讀遠(yuǎn)傳水表直接傳送數(shù)據(jù)而非脈沖信號(hào)，它不僅不受機(jī)械震動(dòng)的影響 同時(shí)對(duì)電磁干擾也具有極高的抗干擾性，所以在復(fù)雜的使用環(huán)境下能夠穩(wěn)定準(zhǔn)確可靠地實(shí)現(xiàn)計(jì)量。由于是基于M-Bus抄表系統(tǒng)，從而不再需要工人去逐家抄表，節(jié)省人力成本，節(jié)約時(shí)間。字輪、光電發(fā)射裝置和光電接收裝置各有4個(gè)，構(gòu)成4組工作單元，分別代表千位、百位，十位、個(gè)位，最大讀數(shù)為9999噸。四個(gè)字輪形成的數(shù)字，即可構(gòu)成電表用量。

字輪上設(shè)有2個(gè)扇形通孔，第一扇形孔和第二扇形孔。光源發(fā)出的平行光到達(dá)到對(duì)應(yīng)的接收器，而擋住其它的發(fā)射光。當(dāng)表字輪隨著用戶用水而轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在傳感器和感應(yīng)器之間必然出現(xiàn)透空和隔斷的情況，有的接收器能夠接收到發(fā)射光而導(dǎo)通，有的接收器沒(méi)有接收到發(fā)射光而無(wú)法導(dǎo)通。光電發(fā)射裝置上設(shè)有紅外發(fā)光二極管，在光電接收裝置的對(duì)稱位置設(shè)有紅外光敏元件。在對(duì)稱位置設(shè)置紅外發(fā)光二極管和紅外光敏元件，用來(lái)接收光電信號(hào)。光電發(fā)射裝置由5個(gè)紅外發(fā)光二極管和發(fā)射電路組成，光電接收裝置由5個(gè)紅外光敏元件和接收電路構(gòu)成。光電發(fā)射裝置發(fā)射光用于光電接收裝置接收，光敏元件因?yàn)槠涮匦栽诠庹諚l件下呈現(xiàn)低阻抗?fàn)顟B(tài)，在無(wú)光條件下呈現(xiàn)高阻抗?fàn)顟B(tài)，這樣接收不同光形成不同編碼狀態(tài)。紅外發(fā)光二極管沿半圓周設(shè)置，位于兩側(cè)的紅外發(fā)光二極管與半圓的兩邊緣半徑成18度夾角，其余紅外發(fā)光二極管之間成36度夾角均勻布置；紅外光敏元件對(duì)稱分布于字輪的另一側(cè)。采用此設(shè)置方式，可以提高光電信號(hào)采集的準(zhǔn)確度。單片機(jī)上設(shè)有防磁電路。該電路對(duì)電磁干擾具有極高的抗干擾性，所以在復(fù)雜的使用環(huán)境下能夠穩(wěn)定準(zhǔn)確可靠地實(shí)現(xiàn)計(jì)量。水表上設(shè)有流量傳感器，采用的流量傳感器是韋根型流量傳感器。韋根型流量傳感器作用是提供可靠的流量脈沖給單片機(jī)用于統(tǒng)計(jì)流量。M-Bus總線通訊給水表供電。光電直讀遠(yuǎn)傳水表日常工作無(wú)需供電，避免了由于供電不穩(wěn)定或故障引起的計(jì)量誤差及大量的維護(hù)工作。只有在需要抄表時(shí)才通過(guò)M-Bus總線給儀表供電，抄表結(jié)束后即可斷電。

直讀遠(yuǎn)傳光電水表系統(tǒng)的使用方法，1）啟動(dòng)水表數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)；進(jìn)入水表數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)的主程序，并初始化IO端口，配置時(shí)鐘、通訊參數(shù)；2）啟動(dòng)水表通訊系統(tǒng)：進(jìn)行M-Bus通訊地址核對(duì)，M-Bus通訊地址核對(duì)正確時(shí)，開(kāi)始通訊；通訊地址核對(duì)錯(cuò)誤，進(jìn)入休眠狀態(tài)；3）水表接收水表數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)發(fā)送的數(shù)據(jù)采集指令；4）水表中的單片機(jī)啟動(dòng)光電發(fā)射裝置；同時(shí)單片機(jī)接收光電接收裝置的信號(hào)；5）關(guān)閉光電發(fā)射裝置和光電接收裝置；6）單片機(jī)處理采集信號(hào)，并形成水表數(shù)據(jù)；7）單片機(jī)向M-Bus總線通訊發(fā)送水表數(shù)據(jù)，上傳水表數(shù)據(jù)至水表數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)；8）水表數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)備份水表數(shù)據(jù)。

本發(fā)明的有益效果是，采用光電直讀遠(yuǎn)傳水表可以始終保持機(jī)械碼盤(pán)示數(shù)與抄表數(shù)據(jù)一致，不存在累積誤差。光電直讀遠(yuǎn)傳水表直接傳送數(shù)據(jù)而非脈沖信號(hào)，它不僅不受機(jī)械震動(dòng)同時(shí)對(duì)電磁干擾也具有極高的抗干擾性，所以在復(fù)雜的使用環(huán)境下能夠穩(wěn)定準(zhǔn)確可靠的實(shí)現(xiàn)計(jì)量。采用此光電水表系統(tǒng)，可在水表數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)里直接查找水表數(shù)據(jù)，免去了人員直接上門(mén)的步驟，節(jié)省了人力物力，同時(shí)該系統(tǒng)能夠進(jìn)行備份，有助于數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)和存檔。