一種無電源水表無線抄表系統(tǒng)技術(shù)方案

一種無電源水表無線抄表系統(tǒng)，可解決傳統(tǒng)人工抄表效率低，工作量大的技術(shù)問題。包括依次連接的水表數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊及接收機模塊，所述水表數(shù)據(jù)采集模塊設(shè)置在水表碼盤旁邊，還包括自發(fā)電模塊，所述自發(fā)電模塊與水表數(shù)據(jù)采集模塊連接；其中，所述自發(fā)電模塊采用微型水流發(fā)電機，設(shè)置在水管中；還包括電源管理模塊，所述電源管理模塊分別與自發(fā)電模塊、水表數(shù)據(jù)采集模塊及數(shù)據(jù)傳輸模塊連接；本實用新型專利技術(shù)的有益效果：系統(tǒng)無需外部供電，由水流通過微型永磁式直流發(fā)電機產(chǎn)生系統(tǒng)所需的電能；水表數(shù)據(jù)無線傳輸，抄表人員只需在水表附近通過接收機設(shè)備便可獲取水表數(shù)據(jù)當(dāng)前值以及歷史值；水表數(shù)據(jù)自動錄入管理系統(tǒng)，無需人工繁瑣錄入。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種無電源水表無線抄表系統(tǒng)
本技術(shù)涉及抄表系統(tǒng)，具體涉及一種無電源水表無線抄表系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
隨著我國城市化進程的不斷推進，家庭用水已從一家一戶式轉(zhuǎn)變?yōu)橛善髽I(yè)統(tǒng)一為個體或單位提供。“一戶一表，以表計量”的方法目前依然是公司作為計量家庭或單位用水用量的主要方法。該傳統(tǒng)方法在水表數(shù)量較少，位置相對集中的條件下效果比較理想，但在表位置比較分散、水表數(shù)量較多的情況下，這種由專門人員負責(zé)抄表方式所存在的問題便會顯露出來。比如，水表位置偏遠，水表環(huán)境糟糕，水表排布零散等問題便給抄表人員的工作造成一定的阻礙，甚至?xí)沟贸聿蝗妗⒁颦h(huán)境問題而誤抄以及抄表工作持續(xù)時間長，工作量大。2015年中國江蘇網(wǎng)報道了一篇關(guān)于“水表抄表員一天”的報道。文中指出，抄表員一天需要沿街走巷掀開200多用戶的井蓋，一個抄表水廠需雇傭50名抄表員工負責(zé)采集23萬用戶水表數(shù)據(jù)。同時，最終所采集水表數(shù)據(jù)要通過人工輸入到互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，這樣不僅增加了人力勞動強度，也不利于現(xiàn)代化管理，導(dǎo)致個體家庭、單位和企業(yè)不能便捷地獲得足夠詳細和準確的原始資料。檢測技術(shù)在國民經(jīng)濟各領(lǐng)域和國防建設(shè)中有著廣泛的應(yīng)用。隨著電子信息技術(shù)，計算機信息處理技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和微電子技術(shù)的快速發(fā)展與應(yīng)用，一些新科技在檢測領(lǐng)域獲得越來越廣泛的普及。許多繁瑣，耗時耗力的工作已逐步被新興技術(shù)所簡化，其中無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的優(yōu)勢在數(shù)據(jù)采集上表現(xiàn)的尤為突出。我國水表數(shù)據(jù)無線抄表技術(shù)經(jīng)過幾十年的發(fā)展、提高和改良目前已形成比較成熟設(shè)備解決方案。現(xiàn)代化水表已從機械式水表發(fā)展為電磁脈沖式、磁卡式、光電管直讀式、電子式等水表。其中電磁脈沖式是根據(jù)水表碼盤發(fā)出信號，輸出與水流量成正比的脈沖信號。水表內(nèi)安裝獨立的數(shù)據(jù)處理芯片和電池。實際水流量數(shù)據(jù)處理芯片內(nèi)部累加脈沖個數(shù)計算得出。磁卡式水表多集中水表位置安裝較明顯處，便于業(yè)主刷卡取水。磁卡式水表內(nèi)部集成電路復(fù)雜，因其通過卡片內(nèi)磁場的變化選擇工作方式，所以水表的安裝位置對環(huán)境要求較高，避免外界強磁場對水表進行干擾。水表的趨勢是電子遠傳水表。但是目前電子遠傳水表存在的問題是無法全面普及，主要原因是機械水表的生產(chǎn)技術(shù)已趨于成熟，生產(chǎn)成本已可控于最低水平，銷售市場也已穩(wěn)定。但許多可適用于機械水表的操作方式，無法再適用于電子遠傳水表，比如存儲。機械水表可以在存放多年，電子水表存儲時間兩年以上，電池便無法正常供電。目前電池的問題有很多新技術(shù)，如無線充電、柔性電池等，但因成本高，暫時無法民用化。我國是人口大國，在經(jīng)濟正處于不斷上升的階段下，人民對生活水平提出了越來越高的要求，以往的生活問題解決方案越來越無法適應(yīng)城市化的進程。人工抄表是一份效率低，工作量大，十分落后的工作方式。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本技術(shù)提出的一種無電源水表無線抄表系統(tǒng)，可解決傳統(tǒng)人工抄表效率低，工作量大的技術(shù)問題。為實現(xiàn)上述目的，本技術(shù)采用了以下技術(shù)方案：一種無電源水表無線抄表系統(tǒng)，包括依次連接的水表數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊及接收機模塊，所述水表數(shù)據(jù)采集模塊設(shè)置在水表碼盤旁邊，還包括自發(fā)電模塊，所述自發(fā)電模塊與水表數(shù)據(jù)采集模塊連接；其中，所述自發(fā)電模塊采用微型水流發(fā)電機，設(shè)置在水管中；還包括電源管理模塊，所述電源管理模塊分別與自發(fā)電模塊、水表數(shù)據(jù)采集模塊及數(shù)據(jù)傳輸模塊連接；所述水表數(shù)據(jù)采集模塊獲取水表數(shù)據(jù)并同時完成對數(shù)據(jù)的處理；所述數(shù)據(jù)傳輸模塊實現(xiàn)數(shù)據(jù)的無線發(fā)射和無線接收；所述接收機模塊實現(xiàn)水表數(shù)據(jù)的接收、存儲及顯示；所述自發(fā)電模塊把水流轉(zhuǎn)化到電能，實現(xiàn)系統(tǒng)自產(chǎn)電能。進一步的，所述水表數(shù)據(jù)采集模塊包括光電管傳感器模塊和數(shù)據(jù)處理采集器，所述光電傳感器模塊包括四組光電管，光電管設(shè)置在水表碼旁邊，水表碼的碼盤上設(shè)置過光孔，每組光電管包括五個紅外發(fā)射管和五個紅外接收管。進一步的，所述數(shù)據(jù)傳輸模塊包括無線發(fā)射模塊和無線接收模塊，數(shù)據(jù)傳輸模塊采用E32-TTL-100型超低功耗無線串口模塊。進一步的，所述數(shù)據(jù)處理采集器包括采集器最小系統(tǒng)，采集器最小系統(tǒng)采用ATmege8單片機，還包括與ATmege8單片機的RESET端口相連的阻容復(fù)位電路和與ATmege8單片機的端口XTAL相連的晶體振蕩電路，ATmege8單片機RXD端口與TXD端口分別與無線串口模塊相連，所述ATmege8單片機的D端口作為光電管發(fā)射控制端，ATmege8單片機的B端口作為光電管接收檢測端。進一步的，所述電源管理模塊還包括DC-DC升壓電路，所述DC-DC升壓電路采用XL6009升壓型直流電源變換芯片，所述DC-DC升壓電路輸入電壓范圍是3-32V，3.7V蓄電池輸出的電壓作為DC-DC升壓模塊輸入，輸出電壓根據(jù)可變電阻進行調(diào)節(jié)；端口2由外部電路控制決定芯片的使能，端口3輸出一定頻率的方波信號，此信號作為外圍電路的開關(guān)輸入信號；電感L起儲能作用，D1在端口3輸出低電平的條件下截止，電感L與電容C12、R2及R1組成回路放電電路，電感L是在D1導(dǎo)通的情況下向電容充電，D1是在端口3輸出高電平時導(dǎo)通，當(dāng)電容兩端電壓增加時，芯片輸出電壓升高，R2與R1組成芯片的負反饋電路，控制輸出電壓放大倍數(shù)，穩(wěn)定芯片輸出電壓。進一步的，所述自發(fā)電模塊采用永磁直流發(fā)電機。進一步的，所述接收機模塊還包括DS1302時鐘模塊，AT24C16數(shù)據(jù)存取模塊，LCD12864液晶顯示模塊和按鍵模塊。進一步的，所述AT24C16數(shù)據(jù)存取模塊用于獲取水表數(shù)據(jù)并進行寫入和讀取，內(nèi)置2048個8位數(shù)據(jù)存儲區(qū)，數(shù)據(jù)容量為16K。進一步的，所述按鍵模塊包括六個獨立按鍵，不同編號按鍵對應(yīng)ATmege8單片機不同I/O端口。本技術(shù)通過微型永磁式直流發(fā)電機將水流能轉(zhuǎn)換為可供系統(tǒng)使用的電能，這樣不僅彌補電子水表供電問題或電池故障引起的計量誤差，同時也大大降低了電子水表的后期維護工作。電子電路部分采用字輪編碼的方式，通過對機械碼盤相對位置編碼的方式取得水表數(shù)據(jù)。該方案內(nèi)置計算機芯片，電路復(fù)雜度低，無須外部供電，穩(wěn)定性高，兼容性好，可以方便的適用于任何場所。本技術(shù)將大大降低人力工作量，提高抄表效率，節(jié)約水資源。同時，無線抄表系統(tǒng)的普及，也滿足了人們對公共服務(wù)部門方便簡單的要求，也有利于公共服務(wù)部門節(jié)約開支，節(jié)省人力，提高工作效率。由上述技術(shù)方案可知，本技術(shù)的無電源水表無線抄表系統(tǒng)具有以下有益效果：本技術(shù)所要研究的內(nèi)容是利用電子電路實現(xiàn)水表數(shù)據(jù)的采集，處理，傳輸和管理。該本技術(shù)涉及到電子測量技術(shù)、數(shù)字信號處理技術(shù)、計算機數(shù)據(jù)管理技術(shù)、無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)。本技術(shù)的創(chuàng)新點如下：(1)系統(tǒng)無需外部供電，由水流通過微型永磁式直流發(fā)電機產(chǎn)生系統(tǒng)所需的電能；(2)基于ATmega8超低功耗單片機，采用光電管電子電路讀取水表碼盤數(shù)字對應(yīng)的水表數(shù)據(jù)；(3)水表數(shù)據(jù)無線傳輸，抄表人員只需在水表附近通過接收機設(shè)備便可獲取水表數(shù)據(jù)當(dāng)前值以及歷史值；(4)水表數(shù)據(jù)自動錄入管理系統(tǒng)，無需人工繁瑣錄入。附圖說明圖1本技術(shù)系統(tǒng)整體設(shè)計圖；圖2是本技術(shù)的系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)框圖；圖3是本技術(shù)水表數(shù)據(jù)采集器最小系統(tǒng)外圍電路；圖4是本技術(shù)光電管設(shè)計電路連接圖；圖5是本技術(shù)串口模塊端口與單片機電氣相連電路圖；圖6是本技術(shù)DC-DC升壓電路；圖7是本技術(shù)接收機核心外部電本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種無電源水表無線抄表系統(tǒng)，包括依次連接的水表數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊及接收機模塊，所述水表數(shù)據(jù)采集模塊設(shè)置在水表碼盤旁邊，其特征在于：還包括自發(fā)電模塊，所述自發(fā)電模塊與水表數(shù)據(jù)采集模塊連接；其中，所述自發(fā)電模塊采用微型水流發(fā)電機，設(shè)置在水管中；還包括電源管理模塊，所述電源管理模塊分別與自發(fā)電模塊、水表數(shù)據(jù)采集模塊及數(shù)據(jù)傳輸模塊連接。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種無電源水表無線抄表系統(tǒng)，包括依次連接的水表數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊及接收機模塊，所述水表數(shù)據(jù)采集模塊設(shè)置在水表碼盤旁邊，其特征在于：還包括自發(fā)電模塊，所述自發(fā)電模塊與水表數(shù)據(jù)采集模塊連接；其中，所述自發(fā)電模塊采用微型水流發(fā)電機，設(shè)置在水管中；還包括電源管理模塊，所述電源管理模塊分別與自發(fā)電模塊、水表數(shù)據(jù)采集模塊及數(shù)據(jù)傳輸模塊連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無電源水表無線抄表系統(tǒng)，其特征在于：所述水表數(shù)據(jù)采集模塊包括光電管傳感器模塊和數(shù)據(jù)處理采集器，所述光電傳感器模塊包括四組光電管，光電管設(shè)置在水表碼旁邊，水表碼的碼盤上設(shè)置過光孔，每組光電管包括五個紅外發(fā)射管和五個紅外接收管。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無電源水表無線抄表系統(tǒng)，其特征在于：所述數(shù)據(jù)傳輸模塊包括無線發(fā)射模塊和無線接收模塊，數(shù)據(jù)傳輸模塊采用E32-TTL-100型超低功耗無線串口模塊。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無電源水表無線抄表系統(tǒng)，其特征在于：所述數(shù)據(jù)處理采集器包括采集器最小系統(tǒng)，采集器最小系統(tǒng)采用ATmege8單片機，還包括與ATmege8單片機的RESET端口相連的阻容復(fù)位電路和與...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：高先和，高悅雯，
申請(專利權(quán))人：合肥學(xué)院，
類型：新型
國別省市：安徽,34