用于遠程自動抄表的燃氣表的制作方法
【專利摘要】一種用于遠程自動抄表的燃氣表，包括表體及直讀計數器，直讀計數器上設有多個字輪，在每個字輪的兩側設置有光電傳感器，在表體上安裝有主控制電路板，在表體上設置有為主控制電路板提供電源的電池，光電傳感器通過數據線連接在主控制電路板上，光電傳感器采集的表讀數傳入主控制電路板，通過主控制電路板無線網絡傳輸至抄表服務器。它具有結構簡單、安裝方便及操作方便的優點，可以將用戶的用氣情況自動傳輸至燃氣公司的抄表服務器，無需抄表人員上門抄表，提高了工作效率，還能觀察用戶的用氣情況，對表具運行情況進行有效的監控，方便了管理；工作模式可自主設置選擇，工作溫度范圍廣，可在-20℃-70℃下穩定工作，電池的使用壽命長。
【專利說明】用于遠程自動抄表的燃氣表
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種燃氣表，特別是一種自動抄表的燃氣表。
【背景技術】
[0002]燃氣收費管理長期以來通過人工上門抄表，入戶抄表難、抄表工作量大，收費困難，抄表員上門抄表時，若用戶不在，抄表員還需與用戶另外約定時間上門抄表，工作效率低，我們的日常生活帶來很多不便，部分地方存在上門難的問題，如安裝在特殊部門的燃氣表，導致無法抄表。隨著智能IC卡燃氣表的出現，對燃氣收費管理方式起到了重大革新，是計量儀表行業的一次劃時代的產物。此種方式實現了抄表、收費、管理三位一體，杜絕了欠費現象的發生，減少了管理人員和降低了管理費用。但同時IC卡表不能動態觀察用戶用氣情況，無法對表具進行有效監控，無法對表具的故障及時發現，也不能解決燃氣漲價時用戶囤積氣量問題。燃氣公司對燃氣計量、收費管理、監控、客戶服務、統計分析等問題快速處理的需求日益迫切。
實用新型內容
[0003]本實用新型的目的就是提供一種結構簡單、安裝方便的用于遠程自動抄表的燃氣表，它可以將用戶的用氣情況自動傳輸至燃氣公司的抄表服務器，無需抄表人員上門抄表，操作方便，提高了工作效率，還能觀察用戶的用氣情況，對表具進行有效的監控，及時發現表具的故障，方便了燃氣公司對燃氣計量、收費管理、監控、客戶服務、統計分析的管理。
[0004]本實用新型的目的是通過這樣的技術方案實現的，它包括有表體及表體上的直讀計數器，直讀計數器上設有多個字輪，其特征在于:在每個字輪的兩側設置有光電傳感器，在表體上安裝有主控制電路板，在表體上設置有為主控制電路板提供電源的電池，光電傳感器通過數據線連接在主控制電路板上，光電傳感器采集的表讀數傳入主控制電路板，通過主控制電路板無線網絡傳輸至抄表服務器。
[0005]本實用新型在使用時，通過光電傳感器采集燃氣表字輪上的讀數，再傳遞給主控制電路板，由主控制電路板通過無線網絡將抄表讀數上傳至抄表服務器，由抄表服務器進行記錄，實現遠程抄表，用戶可以根據自己需求設置抄表上報時間，可以設置每月抄表上報一次，或是每天抄表上報一次，也可以設置每小時抄表上報一次。
[0006]由于采用了上述技術方案，本實用新型具有如下的優點:
[0007]1.它可以將用戶的用氣情況自動傳輸至燃氣公司的抄表服務器，無需抄表人員上門抄表，可在網上直接查看用戶表讀數，操作方便，提高了工作效率；
[0008]2.安裝方便，只要有GPRS信號覆蓋的地方就可安裝，信號的采集與傳輸與基表成一體；
[0009]3.還能觀察用戶的用氣情況，對表具的運行情況進行有效的監控，方便了燃氣公司對燃氣計量、收費管理、監控、客戶服務、統計分析的管理；
[0010]4.工作模式可自主設置選擇，可選擇每小時超表一次、每天抄表一次、每月抄表一次；
[0011]5.采用鋰電池加復合電容的特殊供電方式，超低功耗的待機，可長達10年不更換電池；
[0012]6.電池供電采用升降壓一體的穩壓電路，解決了原鋰電池供電在低溫下通信電壓下降不能通信的問題，使得單燃氣表的工作范圍得到了明顯的提高；
[0013]7.工作溫度范圍廣，可在_20°C-70°C下穩定工作。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]本實用新型的【專利附圖】
【附圖說明】如下。
[0015]圖1是本實用新型的結構示意圖(局部剖)。
[0016]圖2是圖1的左視圖(局部剖)。
[0017]圖3是本實用新型中直讀計數器的結構示意圖。
[0018]圖4是圖3的A向視圖。
[0019]圖5是本實用新型中單片機的電路連接圖。
[0020]圖6是本實用新型中供電電路的電路圖。
[0021]圖7是本實用新型中GPRS通信電路的電路圖。
[0022]圖8是本實用新型中RS232通信電路的電路圖。
[0023]圖9是本實用新型時鐘電路的電路圖。
[0024]圖中:1.表體；2.直讀計數器；3.字輪；4.光電傳感器；5.主控制電路板；6.電池。【具體實施方式】
[0025]下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明:
[0026]如圖1-4所示，本實用新型包括表體I及表體I上的直讀計數器2，直讀計數器2上設有多個字輪3，其特征在于:在每個字輪3的兩側設置有光電傳感器4，在表體I上安裝有主控制電路板5，在表體I上設置有為主控制電路板5提供電源的電池6，光電傳感器4通過數據線連接在主控制電路板5上，光電傳感器采集的表讀數傳入主控制電路板，通過主控制電路板無線網絡傳輸至抄表服務器。
[0027]本實用新型在使用時，通過光電傳感器采集燃氣表字輪上的讀數，再傳遞給主控制電路板，由主控制電路板通過無線網絡將抄表讀數上傳至抄表服務器，由抄表服務器進行記錄，實現遠程抄表，無需抄表人員上門抄表，操作方便，提高了工作效率，還能觀察用戶的用氣情況，對表具的運行情況進行有效的監控，能及時發現表具的故障，方便了燃氣公司對燃氣計量、收費管理、監控、客戶服務、統計分析的管理。用戶可以根據自己需求設置抄表上報時間，可以設置每月抄表上報一次，或是每天抄表上報一次，也可以設置每小時抄表上報一次。
[0028]如圖5-9所示，主控制電路板包括單片機U3、電傳感器接口 J3、供電電路、GPRS通信電路、RS232通信電路及時鐘電路，其中，單片機的23足P100_8與電傳感器接口 J3的4足RXDl連接，單片機的24足P100_9與電傳感器接口的3足TXDl連接，電傳感器接口 J3的2足接地，電傳感器接口 J3的I足接3.8V電源。
[0029]如圖5所示，單片機U3的市售產品，其型號為LPC1227，電傳感器接口 J3的型號為C0N4，本實用新型在使用過程中平時處于深度掉電模式，當到達抄表時間時，時鐘電路將喚醒單片機，單片機通過S232通信電路直接讀取光電直讀模塊的表讀數，然后通過GPRS通信電路將燃氣表讀數上報到抄表服務器，上報完成后系統將再次進入深度掉電模式。
[0030]如圖6所示，供電電路包括第六電源芯片U6、第七電源芯片U7及電源接口 J1，電源接口 JI的I足VCC連接第十電容ClO的正極，第十電容ClO的負極與電源接口 Jl的2足連接，電源接口 Jl的2足接地，第六電源芯片U6具有六個足，第六電源芯片U6的I足接電源VCC，第六電源芯片U6的2足與第六電源芯片U6的5足連接后接地，第六電源芯片U6的5足與第十六電容C16的負極連接，第十六電容C16的正極與單片機U3的43、46足DP3V3連接，在第十六電容C16的兩端并有第十八電容C18，第六電源芯片U6的3足接單片機U3的DP3V3，第六電源芯片U6的4足懸空，第六電源芯片U6的6足接VCC ;第七電源芯片U7的I足通過電阻絲LI接VCC，第七電源芯片U7的2足一是接地，一是通過第二十五電阻R25與第七電源芯片U7的4足連接，第七電源芯片U7的4足與第二十四電阻R24的一端連接，第二十四電阻R24的另一端一是連接與第七電源芯片U7的5足連接接3.8V電源，一是與第十七電容C17的正極連接，第十七電容C17的負極一是接地，一是與第二十三電阻R23的一端連接，第二十三電阻R23的另一端一是連接第七電源芯片U7的3足，一是與三極管Vl的發射極連接，三極管Vl的基極通過第二十二電阻R22連接單片機U3的4足P100_19，三極管Vl的集電極通過第五電容C5接地，第七電源芯片U7的6足與第十九電容C19的正極連接，第十九電容C19的負極接地。
[0031]第六電源芯片U6的型號為NCP583，第七電源芯片U7的型號為SGM6600，該電路中第六電源芯片U6為單片機供電，第七電源芯片U7是對GPRS通信電路供電，VCC為電池輸入端，+3.6V為穩壓輸出端(即通信模塊的供電輸入端)，二十二電阻R22連接單片機U3的4足P100_19為處理器控制端，控制穩壓模塊開關，關閉時+3.6V端輸出為0V。VCC輸入從4V-3V, +3.6V輸出端都能保證輸出電壓為+3.6V，從而保證了設備的工作穩定范圍廣。
[0032]如圖7所示，GPRS通信電路包括通信芯片U4、卡座SM，通信芯片U4的15足W_RX與單片機U3的17足P100_2連接，通信芯片U4的16足W_TX與第四二極管D4的負極連接，第四二極管D4的正極與單片機U3的16足P100_1連接，通信芯片U4的6足接3.8V電源，通信芯片U4的11足SMRST與卡座SM的2足RST連接，通信芯片U4的12足SMCLK與卡座SM的3足CLK連接，通信芯片U4的13足SMDATA與卡座SM的4足DATA連接，通信芯片U4的14足SMVCC與卡座SM的I足VCC連接，通信芯片U4的24足0N/0FF連接第十九電阻R19的一端，第十九電阻R19的另一端一是與第十四電容C14的正極連接，一是第二三極管V2的集電極連接，第十四電容C14的負極及第二三極管V2的發射極均接地，第二三極管V2的基極一是通過第十七電阻R17連接單片機U3的5足P100_20，第二三極管V2的基極一是通過第十八電阻R18接3.8V源，卡座SIM的5、7、8足懸空，卡座SIM的I足VCC —是通過第十五電容C15接地，一是通過第二十電阻R20與卡座SM的4足DATA連接，卡座SIM的6足GND接地。
[0033]通信芯片U4的型號為HEADER 14X2，將用戶信息卡放入卡座SM內，抄表服務器通過用戶信息卡對應燃氣表，通信芯片U4的15足W_RX及通信芯片U4的16足W_TX，可以將232通信與通信芯片U4之間的信號隔離，防止同時通信。
[0034]如圖8所示，RS232通信電路包括串口轉換芯片Ul及串口接口 J6，串口轉換芯片Ul的9足R20UT與第二二極管D2的負極連接，第二二極管D2的正極與單片機U3的16足P100_1連接，串口轉換芯片Ul的10足T2IN連接單片機U3的17足PIOO_2，串口轉換芯片Ul的I足Cl+通過第六電容C6與串口轉換芯片Ul的3足Cl-連接，串口轉換芯片Ul的4足C2+通過第七電容C7與串口轉換芯片Ul的5足C2-連接，串口轉換芯片Ul的2足V+通過第一電容Cl接地，串口轉換芯片Ul的6足V-通過第二電容C2與串口轉換芯片Ul的15足GND連接，串口轉換芯片Ul的15足GND接地，串口轉換芯片Ul的11足T1IN、13足RlIN接地，串口轉換芯片U112足R10UT、14足TlOUT懸空，串口轉換芯片Ul的16足VCC連接第三電容C3的正極，第三電容C3的負極接地，在第三電容C3的兩端并有第四電容C4，串口轉換芯片Ul的7足T20UT連接串口接口 J6的4腳，串口轉換芯片Ul的8足R2IN連接串口接口 J6的3腳，串口接口 J6的2腳接地，串口接口 J6的I腳WAKE_UP接單片機U3的39 足 P101_3。
[0035]串口轉換芯片Ul的型號為SP3232E，串口接口 J6R型號為C0N4，串口轉換芯片Ul進行232通信，串口轉換芯片Ul的9足R20UT及串口轉換芯片Ul的10足T2IN是把TTL信號轉成R232串口信號。
[0036]如圖9所示，時鐘電路包括時鐘芯片U2，時鐘芯片U2的I足SCL與單片機U3的25足P100_10連接，時鐘芯片U2的4足SDA/CE與單片機U3的26足P100_11連接，時鐘芯片U2的5足IFS與時鐘芯片U2的18足BBS連接，時鐘芯片U2的8足VSS接地，時鐘芯片U2的17足INT —是與第三二極管D3的負極連接，第三二極管D3的正極WAKE_UP接單片機U3的39足P101_3，時鐘芯片U2的17足INT —是與第二電阻R2的一端連接，第二電阻R2的另一端一是形成接頭DP3V3，第二電阻R2的另一端一是通過第一電阻Rl與時鐘芯片U2的20足VDD連接，時鐘芯片U2的19足一是與第八電容C8的正極連接，第八電容C8的負極接地，時鐘芯片U2的19足二是與第一二極管Dl的負極連接，第一二極管Dl的正極連接在接頭DP3V3上，接頭DP3V3 —是通過第五電阻R5與單片機U3的27足P100_12連接，接頭DP3V3 二是通過第六電阻R6與單片機U3的25足P100_10連接，接頭DP3V3三是通過第七電阻R7與單片機U3的26足P100_11連接，接頭DP3V3四是通過第九電容C9接地，接頭DP3V3五是通過第十電阻RlO接單片機U3的39足P101_3。
[0037]本實用新型的主控制電路板平時處于掉電模式(在此模式下設備電流低于IOuA),到設定抄表時間由時鐘芯片U2喚醒單片機；單片機通過TTL串口接收光電傳感器采集的燃氣表的讀數進行抄表，然后通過GPRS無線通信將抄表讀數上傳至抄表服務器，收到抄表服務器確認后再次進入掉電模式等待下一次喚醒。
[0038]本實作新型采用以色列TADIRAN的一款鋰電池供電，該款鋰電池為一種特殊化學配方的電池電壓達到3.9V，并與以色列TADIRAN電池公司的另一個科技結晶——復合電容(HLC)相結合，制造出的一種特別的脈沖加強型電池(PULSE PLUS)。這種特殊電池可以專門為GSM的應用領域提供電源保障。由于采用該工作模式，設備平均功耗低，采用每天上報一次用氣量的工作模式設備電池可工作5-10年。
[0039]如圖5所示，單片機U3的I足XTALIN通過第十一電容Cll接地，單片機U3的2足XTAL0UT通過第十二電容C12接地，在單片機U3的I足XTALIN與2足XTAL0UT之間連接有晶體振蕩器Yl 。
【權利要求】
1.一種用于遠程自動抄表的燃氣表，包括表體(1)及表體(1)上的直讀計數器(2)，直讀計數器(2)上設有多個字輪(3)，其特征在于:在每個字輪(3)的兩側設置有光電傳感器(4)，在表體(1)上安裝有主控制電路板(5)，在表體(1)上設置有為主控制電路板(5)提供電源的電池(6)，光電傳感器(4)通過數據線連接在主控制電路板(5)上，光電傳感器采集的表讀數傳入主控制電路板，通過主控制電路板無線網絡傳輸至抄表服務器。
2. 如權利要求1所述的用于遠程自動抄表的燃氣表，其特征在于:主控制電路板包括單片機(U3)、電傳感器接口(J3)、供電電路、GPRS通信電路、RS232通信電路及時鐘電路，其中，單片機的23足(P100_8)與電傳感器接口(J3)的4足(RXDl)連接，單片機的24足(P100_9)與電傳感器接口的3足(TXDl)連接，電傳感器接口(J3)的2足接地，電傳感器接口(J3)的I足接3.8V電源； 供電電路包括第六電源芯片(U6)、第七電源芯片(U7)及電源接口(J1)，電源接口(Jl)的I足(VCC)連接第十電容(ClO)的正極，第十電容(ClO)的負極與電源接口(Jl)的2足連接，電源接口(Jl)的2足接地，第六電源芯片(U6)具有六個足，第六電源芯片(U6)的I足接電源(VCC)，第六電源芯片(U6)的2足與第六電源芯片(U6)的5足連接后接地，第六電源芯片(U6)的5足與第十六電容(C16)的負極連接，第十六電容(C16)的正極與單片機(U3)的43、46足DP3V3連接，在第十六電容(C16)的兩端并有第十八電容(C18)，第六電源芯片(U6)的3足接單片機(U3)的(DP3V3)，第六電源芯片(U6)的4足懸空，第六電源芯片(U6)的6足接(VCC);第七電源芯片(U7)的I足通過電阻絲(LI)接(VCC)，第七電源芯片(U7)的2足一是接地，一是通過第二十五電阻(R25)與第七電源芯片(U7)的4足連接，第七電源芯片(U7)的4足與第二十四電阻(R24)的一端連接，第二十四電阻(R24)的另一端一是連接與第七電源芯片(U7)的5足連接接3.8V電源，一是與第十七電容(C17)的正極連接，第十七電容(C17)的負極一是接地，一是與第二十三電阻(R23)的一端連接，第二十三電阻(R23)的另一端一是連接第七電源芯片(U7)的3足，一是與三極管(Vl)的發射極連接，三極管(Vl)的基極通過第二十二電阻(R22)連接單片機(U3)的4足P100_19，三極管(Vl)的集電極通過第五電容(C5)接地，第七電源芯片(U7)的6足與第十九電容(C19)的正極連接，第十九電容(C19)的負極接地； GPRS通信電路包括通信芯片(U4)、卡座(SM)，通信芯片(U4)的15足(W_RX)與單片機(U3)的17足(P100-2)連接，通信芯片(U4)的16足(W_TX)與第四二極管(D4)的負極連接，第四二極管(D4)的正極與單片機(U3)的16足(P100_1)連接，通信芯片(U4)的6足接3.8V電源，通信芯片(U4)的11足(SMRST)與卡座(SM)的2足(RST)連接，通信芯片(U4)的12足(SMCLK)與卡座(SM)的3足(CLK)連接，通信芯片(U4)的13足(SMDATA)與卡座(SM)的4足(DATA)連接，通信芯片(U4)的14足(SMVCC)與卡座(SM)的I足(VCC)連接，通信芯片(U4)的24足(ON/OFF)連接第十九電阻(R19)的一端，第十九電阻(R19)的另一端一是與第十四電容(C14)的正極連接，一是第二三極管(V2)的集電極連接，第十四電容(C14)的負極及第二三極管(V2)的發射極均接地，第二三極管(V2)的基極一是通過第十七電阻(R17)連接單片機(U3)的5足(P100_20)，第二三極管(V2)的基極一是通過第十八電阻(R18)接3.8V源，卡座(SM)的5、7、8足懸空，卡座(SM)的I足(VCC) —是通過第十五電容(C15)接地，一是通過第二十電阻(R20)與卡座(SM)的4足(DATA)連接，卡座(SIM)的6足(GND)接地；RS232通信電路包括串口轉換芯片(Ul)及串口接口(J6)，串口轉換芯片(Ul)9足(R20UT)與第二二極管(D2)的負極連接，第二二極管(D2)的正極與單片機(U3)的16足(P100_1)連接，串口轉換芯片(Ul) 10足(T2IN)連接單片機(U3)的17足(PIOO_2)，串口轉換芯片(Ul)的I足(Cl+)通過第六電容(C6)與串口轉換芯片(Ul)的3足(Cl-)連接，串口轉換芯片(Ul)的4足(C2+)通過第七電容(C7)與串口轉換芯片(Ul)的5足(C2-)連接，串口轉換芯片(Ul)的2足(V+)通過第一電容(Cl)接地，串口轉換芯片(Ul)的6足(V-)通過第二電容(C2)與串口轉換芯片(Ul)的15足(GND)連接，串口轉換芯片(Ul)的15足(GND)接地，串口轉換芯片(Ul)的11足(T1IN)、13足(RlIN)接地，串口轉換芯片(Ul) 12足(R10UT)、14足(TlOUT)懸空，串口轉換芯片(Ul)的16足(VCC)連接第三電容(C3)的正極，第三電容(C3)的負極接地，在第三電容(C3)的兩端并有第四電容(C4)，串口轉換芯片(Ul)的7足(T20UT)連接串口接口(J6)的4腳，串口轉換芯片(Ul)的8足(R2IN)連接串口接口(J6)的3腳，串口接口(J6)的2腳接地，串口接口(J6)的I腳(WAKE_UP)接單片機(U3)的 39 足(P101_3)； 時鐘電路包括時鐘芯片(U2)，時鐘芯片(U2)的I足(SCL)與單片機(U3)的25足(P100_10)連接，時鐘芯片(U2)的4足(SDA/CE)與單片機(U3)的26足(P100_11)連接，時鐘芯片(U2)的5足(IFS)與時鐘芯片(U2)的18足(BBS)連接，時鐘芯片(U2)的8足(VSS)接地，時鐘芯片(U2)的17足(INT)—是與第三二極管(D3)的負極連接，第三二極管(D3)的正極(WAKE_UP)接單片機(U3)的39足(P101_3)，時鐘芯片(U2)的17足(INT) —是與第二電阻(R2)的一端連接，第二電阻(R2)的另一端一是形成接頭(DP3V3)，第二電阻(R2 )的另一端一是通過第一電阻(Rl)與時鐘芯片(U2 )的20足(VDD )連接，時鐘芯片(U2 )的19足一是與第八電容(C8)的正極連接，第八電容(C8)的負極接地，時鐘芯片(U2)的19足二是與第一二極管(Dl)的負極連接，第一二極管(Dl)的正極連接在接頭(DP3V3)上，接頭(DP3V3 ) 一是通過第五電阻(R5 )與單片機(U3 )的27足(P100_12 )連接，接頭(DP3V3 ) 二是通過第六電阻(R6)與單片機(U3)的25足(P100_10)連接，接頭(DP3V3)三是通過第七電阻(R7)與單片機(U3)的26足(P100_11)連接，接頭(DP3V3)四是通過第九電容(C9)接地，接頭(DP3V3)五是通過 第十電阻(RlO)接單片機(U3)的39足(P101_3)。
3.如權利要求2所述的用于遠程自動抄表的燃氣表，其特征在于:單片機(U3)的I足(XTALIN)通過第十一電容(Cll)接地，單片機(U3)的2足(XTAL0UT)通過第十二電容(C12)接地，在單片機(U3)的I足(XTALIN)與2足(XTAL0UT)之間連接有晶體振蕩器(Yl)。
【文檔編號】G01F15/06GK203376007SQ201320327272
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年6月7日 優先權日:2013年6月7日
【發明者】李陽, 陳海林 申請人:重慶前衛克羅姆表業有限責任公司
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