龙8国际一种智能水表pdf

　　本实用新型提供一种智能水表，包括处理器、双向计量采集电路、供电管理电路、阀门控制电路。所述双向计量采集电路与所述处理器连接，用于采集流过水表的水流量；所述供电管理电路，与所述处理器连接，用于为智能水表供电；所述阀门控制电路用于控制水表阀门的开关。本实用新型的智能水表通过双向计量采集电路采集水表流量信息，双向计量采集电路用霍尔开关代替干簧管等机械开关，与机械开关相比，不容易出现磨损而失效或者破裂无法计量的情况，提高了水表计量采集电路的可靠性。双向计量采集电路可以做到逆流计量，保证机械计量与电子计量

　　(19)国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 CN 220039540 U (45)授权公告日 2023.11.17 (21)申请号 0.7 (22)申请日 2023.06.16 (73)专利权人 武汉瀚汛信息技术有限公司 地址 430000 湖北省武汉市积玉桥和平大 道716号武汉航天首府19栋3层旭晟俊 采企业孵化器D91号 (72)发明人 胡浩 (74)专利代理机构 武汉明正专利代理事务所 (普通合伙) 42241 专利代理师 张伶俐 (51)Int.Cl. G01F 1/56 (2006.01) G01F 15/00 (2006.01) G01F 15/061 (2022.01) 权利要求书1页 说明书4页 附图3页 (54)实用新型名称 一种智能水表 (57)摘要 本实用新型提供一种智能水表，包括处理 器、双向计量采集电路、供电管理电路、阀门控制 电路。所述双向计量采集电路与所述处理器连 接，用于采集流过水表的水流量；所述供电管理 电路，与所述处理器连接，用于为智能水表供电 ； 所述阀门控制电路用于控制水表阀门的开关。本 实用新型的智能水表通过双向计量采集电路采 集水表流量信息，双向计量采集电路用霍尔开关 代替干簧管等机械开关，与机械开关相比 ，不容 易出现磨损而失效或者破裂无法计量的情况，提 高了水表计量采集电路的可靠性。双向计量采集 电路可以做到逆流计量，保证机械计量与电子计 U 量的高度一致性。克服现有单向计量水表因为回 0 流造成机械计数与电子计数不一致的问题。 4 5 9 3 0 0 2 2 N C CN 220039540 U 权利要求书 1/1页 1.一种智能水表，其特征在于，long8-龙8(国际)唯一官方网站包括处理器、双向计量采集电路、供电管理电路、阀门控 制电路； 所述双向计量采集电路，与所述处理器连接，用于采集流过水表的水流量； 所述供电管理电路，与所述处理器连接，用于为智能水表供电； 所述阀门控制电路，与所述处理器连接，用于接收处理器发送的开/关阀指令，控制水 表阀门的开关。 2.根据权利要求1所述的智能水表，其特征在于，所述双向计量采集电路包括VIN+端、 第一霍尔开关H1、第二霍尔开关H2、电阻R1、电阻R2、电阻R27、电阻R28、电容C17和电容C18； 其中，所述第一霍尔开关H1的VCC引脚通过电阻R1连接VIN+端，所述第一霍尔开关H1的 OUT引脚通过电阻R27和电容C17接地，所述第一霍尔开关H1的GND引脚与第二霍尔开关H2的 GND引脚连接并接地； 所述第二霍尔开关H2的VCC引脚通过电阻R2连接VIN+端，所述第二霍尔开关H2的OUT引 脚通过电阻R28和电容C18接地。 3.根据权利要求2所述的智能水表，其特征在于，所述第一霍尔开关H1和第二霍尔开关 H2设置于水表磁针旋转轨迹的外侧。 4.根据权利要求1所述的智能水表，其特征在于，还包括NB‑IOT模组，所述NB‑IOT模组 与处理器连接。 5.根据权利要求1所述的智能水表，其特征在于，所述处理器通过NB‑IOT模组与外部水 表服务平台通信连接。 6.根据权利要求4所述的智能水表，其特征在于，所述NB‑IOT模组的型号为BC28。 7.根据权利要求1所述的智能水表，其特征在于，所述处理器的型号为STM32L073。 2 2 CN 220039540 U 说明书 1/4页 一种智能水表 技术领域 [0001] 本实用新型涉及计量设备技术领域，具体为智能水表。 背景技术 [0002] 智能水表是一种利用现代微电子技术和现代传感技术对用水量进行计量并进行 用水数据传递及结算交易的新型水表。 [0003] 现有水表目前普遍采用双干簧管计量的方式。干簧管计量的工作原理如下：两片 磁簧片密封在玻璃管内，两片虽重叠，但中间间隔有一小空隙。没有磁场的时候，簧片是断 开的。当外来磁场时将使两片磁簧片接触，long8-龙8(国际)唯一官方网站进而导通。一旦磁体被拉到远离开关，磁簧开关 将返回到其原来的位置。 [0004] 然而，由于干簧管开关特性为机械开关，使用时间长久后干簧管的磁簧片失去应 有的弹力，即使在较小的磁力作用下(甚至在无外间磁力作用下)，磁簧片也闭合，这样可能 会造成抖动计量或无水流计量的情况，影响流量测量的精确度。 实用新型内容 [0005] 本实用新型提供了一种智能水表，用以提升水表流量测量的精确度。 [0006] 本实用新型提供一种智能水表，包括处理器、双向计量采集电路、供电管理电路、 阀门控制电路； [0007] 所述双向计量采集电路，与所述处理器连接，用于采集流过水表的水流量； [0008] 所述供电管理电路，与所述处理器连接，用于为智能水表供电； [0009] 所述阀门控制电路，与所述处理器连接，用于接收处理器发送的开/关阀指令，控 制水表阀门的开关。 [0010] 优选的，所述双向计量采集电路包括VIN+端、第一霍尔开关H1、第二霍尔开关H2、 电阻R1、电阻R2、电阻R27、电阻R28、电容C17和电容C18； [0011] 其中，所述第一霍尔开关H1的VCC引脚通过电阻R1连接VIN+端，所述第一霍尔开关 H1的OUT引脚通过电阻R27和电容C17接地，所述第一霍尔开关H1的GND引脚与第二霍尔开关 H2的GND引脚连接并接地； [0012] 所述第二霍尔开关H2的VCC引脚通过电阻R2连接VIN+端，所述第二霍尔开关H2的 OUT引脚通过电阻R28和电容C18接地。 [0013] 优选的，第一霍尔开关H1和第二霍尔开关H2设置于水表磁针旋转轨迹的外侧。 [0014] 优选的，智能水表还包括NB‑IOT模组，所述NB‑IOT模组与处理器连接。 [0015] 优选的，所述处理器通过NB‑IOT模组与外部水表服务平台通信连接。 [0016] 优选的，所述NB‑IOT模组的型号为BC28。 [0017] 优选的，所述处理器的型号为STM32L073。 [0018] 本实用新型提供的智能水表，与现有技术相比具有以下有益效果： [0019] (1)双向计量采集电路用霍尔开关代替干簧管等机械开关，与机械开关相比，不容 3 3 CN 220039540 U 说明书 2/4页 易出现磨损而失效或者破裂无法计量的情况，提高了水表计量采集电路的可靠性。 [0020] (3)双向计量采集电路可以进行正向计量和逆流计量，保证机械计量与电子计量 的高度一致性。克服现有单向计量水表因为回流造成机械计数与电子计数不一致的问题。 [0021] (3)流量读数可通过NB‑IOT模组远程无线上传数据到水表服务平台，可实现远程 数据监控。 [0022] (4)具有阀门控制功能，可远程控制水表阀门开关。 附图说明 [0023] 图1为本实用新型实施例提供的智能水表的结构示意图； [0024] 图2为本实用新型实施例提供的双向计量采集电路的电路图； [0025] 图3为本实用新型实施例提供的霍尔开关的工作原理图； [0026] 图4为本实用新型实施例提供的供电管理电路的电路图； [0027] 图5为本实用新型实施例提供的阀门控制电路的电路图； [0028] 图6为本实用新型实施例提供的智能水表的另一结构示意图。 具体实施方式 [0029] 为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新 型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描 述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施 例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于 本实用新型保护的范围。 [0030] 现有水表目前普遍采用双干簧管计量的方式。干簧管计量的工作原理如下：两片 磁簧片密封在玻璃管内，两片虽重叠，但中间间隔有一小空隙。没有磁场的时候，簧片是断 开的。当外来磁场时将使两片磁簧片接触，进而导通。一旦磁体被拉到远离开关，磁簧开关 将返回到其原来的位置。 [0031] 然而，由于干簧管开关特性为机械开关，使用时间长久后干簧管的磁簧片失去应 有的弹力，即使在较小的磁力作用下(甚至在无外间磁力作用下)，磁簧片也闭合，这样可能 会造成抖动计量或无水流计量的情况，影响流量测量的精确度。 [0032] 鉴于以上原因，本实用新型实施例旨在设计一种结构稳定，精确度高的智能水表， 此智能水表的研制提高了水表的流量测量精确性和可靠性。以下结合附图通过多个实施例 进行展开说明。 [0033] 图1为本实用新型实施例提供的智能水表的结构示意图。参照图1，本实用新型提 供的智能水表包括处理器、双向计量采集电路、供电管理电路、阀门控制电路。本实施例中， 处理器的型号选用STM32L073。 [0034] 所述双向计量采集电路，与所述处理器连接，用于采集流过水表的水流量； [0035] 所述供电管理电路，与所述处理器连接，用于为智能水表供电； [0036] 所述阀门控制电路，与所述处理器连接，用于接收处理器发送的开/关阀指令，控 制水表阀门的开关。 [0037] 具体的，参照图2，双向计量采集电路包括VIN+端、第一霍尔开关H1、第二霍尔开关 4 4 CN 220039540 U 说明书 3/4页 H2、电阻R1、电阻R2、电阻R27、电阻R28、电容C17和电容C18；其中，所述第一霍尔开关H1的 VCC引脚通过电阻R1连接VIN+端，所述第一霍尔开关H1的OUT引脚通过电阻R27和电容C17接 地，所述第一霍尔开关H1的GND引脚与第二霍尔开关H2的GND引脚连接并接地。第二霍尔开 关H2的VCC引脚通过电阻R2连接VIN+端，所述第二霍尔开关H2的OUT引脚通过电阻R28和电 容C18接地。第一霍尔开关H1的OUT引脚还连接处理器的PA05引脚，第二霍尔开关H2的OUT引 脚连接处理器的PA06引脚，双向计量采集电路采集流过水表的水流量信息发送至处理器。 [0038] 双向计量采集电路的工作原理如下：水流经过水表时，带动磁针顺时针转动，参照 图3，第一霍尔开关H1和第二霍尔开关H2设置于水表磁针旋转轨迹的外侧。参照图2和图3， 当磁针头部经过第一霍尔开关H1附近时，第一霍尔开关导通，原本输出电平由高电平转换 为低电平，当磁针逐渐远离第一霍尔开关H1时，霍尔开关由导通状态转换为断开状态，输出 电平由低电平转换为高电平。当磁针经过逐渐靠近第二霍尔开关H2附近时，霍尔开关由断 开状态转换为导通，原本输出电平由高电平转换为低电平，当磁针逐渐远离第二霍尔开关 H2时，霍尔开关由导通状态转换为断开状态，输出电平由低电平转换为高电平。磁针在表盘 顺时针转一圈的过程中，两个霍尔共经历了下面6个状态，整个计量过程:第一霍尔开关H1 断开，第一霍尔开关H1闭合，第一霍尔开关H1断开；第二霍尔开关H2断开，第二霍尔开关H2 闭合，第二霍尔开关H2断开；这样一个完整的计量状态才算一个计量脉冲。完整的正向计量 过程必须经历双霍尔的六个状态，缺少任何一个状态都不能算作一个正常的计量状态。这 样的硬件设计可以有效防止抖动或其它干扰影响流量测量的精确度。 [0039] 图4为本实用新型实施例提供的供电管理电路的电路图，供电管理电路的具体工 作过程如下：图4所示供电管理电路中P1、P2、P3、P4为电源接口，利用PMOS管施加的是负电 荷的工作原理，将电源的高电压进行输出。当电源接口P1有电时，PMOS管截止，即使有体二 极管电流流过，但是因为P1会比P2电压高，PMOS管的Vgs0,所以PMOS体二极管截止，负载由 P1供电。当P1没电时，PMOS管导通，负载由P2供电；P3、P4同理，待四个电源两两比较输出高 电压后再进行一次比较。供电管理电路将3.6V锂电池供电电压转换成为稳定的3V电压，为 智能电表提供稳压电源，支撑整个智能井盖的供电需求。图4中的供电管理电路由四个3.6V 锂电池供电，供电管理电路中四个锂电池轮替工作，可以有效防止电池长时间不工作而造 成的电池钝化情况。 [0040] 图5为本实用新型实施例提供的阀门控制电路的电路图，如图5所示，阀门控制电 路由阀门控制芯片U3、三个开关三极管Q1、Q2、Q3，电阻R20、电阻R20_1、电阻R20_2和电容 C40组成。阀门控制管理电路通过PB06引脚、XTHI引脚和XTHO引脚连接处理器，阀门控制管 理电路通过J5_1和J5_2引脚连接水表阀门。阀门控制电路与处理器连接，阀门控制电路采 集水表阀门的阀门状态信息发送至处理器，具体的，阀门控制电路检测水表阀门执行电流 和到位信号，并将阀门执行电流和到位信号反馈至处理器，进而使处理器能够更准确的判 断阀门到位状态。并且，阀门控制电路还能够接收处理器发送的开/关阀指令，控制水表阀 门的开关。 [0041] 图6为本实用新型实施例提供的智能水表的另一结构示意图，如图6所示，智能水 表还包括NB‑IOT模组，所述NB‑IOT模组与处理器连接。所述处理器通过NB‑IOT模组与外部 水表服务平台通信连接，将获取的水流量信息和阀门状态信息。水表服务平台与终端设备 (例如手机、PAD)通讯连接，工作人员可远程关闭智能水表的水表阀门。具体的，工作人员通 5 5 CN 220039540 U 说明书 4/4页 过终端设备向处理器发送关阀指令，处理器确认关阀指令合法后，向阀门控制电路发送关 阀指令，通过阀门控制电路控制水表阀门关闭。例如，当工作人员发现水表流量读数异常 时，通过关闭水表阀门，可以观察到水管系统是否存在漏损问题。如果在关闭阀门后，水表 读数仍然持续增加，那么可能存在管道漏水的情况，需要进行修复。 [0042] 在一个可选实施例中，所述NB‑IOT模组的型号选用BC28。BC28是一个结构紧凑、高 性能、低功耗的多频段NB‑IOT模组，支持B1/B3/B8/B5/B20/B28频段。其尺寸仅为17.7mm× 15.8mm×2.0mm，能有效地减小NB‑IOT模组的产品尺寸并优化产品成本。 [0043] 本实用新型提供的智能水表，与现有技术相比具有以下有益效果： [0044] (1)双向计量采集电路用霍尔开关代替干簧管等机械开关，与机械开关相比，不容 易出现磨损而失效或者破裂无法计量的情况，提高了水表计量采集电路的可靠性。 [0045] (3)双向计量采集电路可以做到逆流计量，保证机械计量与电子计量的高度一致 性。克服现有单向计量水表因为回流造成机械计数与电子计数不一致的问题。 [0046] (3)流量读数可通过NB‑IOT模组远程无线上传数据到水表服务平台，可实现远程 数据监控。 [0047] (4)具有阀门控制功能，当水表服务平台工作人员通过终端设备发现智能水表计 量异常或阀门状态异常时，可远程控制智能水表的水表阀门开关。 [0048] 需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排 他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而 且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有 的要素。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可 以是固定连接，long8-龙8(国际)唯一官方网站也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可 以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的 普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。 [0049] 尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本 创造概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括 优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。 [0050] 显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用 新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及 其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包括这些改动和变型在内。 6 6 CN 220039540 U 说明书附图 1/3页 图1 图2 7 7 CN 220039540 U 说明书附图 2/3页 图3 图4 图5 8 8 CN 220039540 U 说明书附图 3/3页 图6 9 9

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