超声波流量计及数据处理方法
【专利摘要】本发明提供了一种超声波流量计，包括中央处理单元、外围电路、数字信号处理单元、显示屏驱动电路、液晶显示屏以及输入装置，且所述数字信号处理单元包括GUI处理子单元、指令存储子单元、指令获取子单元，其中：所述GUI处理子单元，用于显示具有操作按钮的图形用户界面并通过扫描所述图形用户界面判断操作按钮是否被触发；所述指令获取子单元，用于在操作按钮被触发时执行对应的操作指令，以从指令存储子单元加载对应的功能指令并发送到中央处理单元执行。本发明还提供一种对应的方法。本发明通过独立的数字信号处理单元及图形用户界面实现功能指令输入，相较于传统的命令行界面输入方式，大大方便了超声波流量计的使用。
【专利说明】超声波流量计及数据处理方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及流量检测装置，更具体地说，涉及一种超声波流量计及数据处理方法。【背景技术】
[0002]超声波流量仪表是用于测量液体流量的仪表，目前广泛应用于石油、化工、冶金、电力、给排水等领域。
[0003]如图1所示，传统的超声波流量计包括一个4*4的键盘、一个中央处理器以及一个点阵显示屏(例如160*32点阵屏)，其中，中央处理器只能接收O到9等数字指令；而显示采用点阵显示屏，需10根以上信号线，线路复杂。并且点阵显示屏只能显示简单的字符数据。
[0004]上述超声波流量计由于采用4*4键盘，因此只能输入0-9的数字指令。而超声波流量计共有100多个数字指令，每一数字指令对应不同的功能，比如:M00查看瞬时流量、MOl查看瞬时流速、Mll设置管径大小等。这些数字命令对应的功能需要操作者熟记，大大增加了超声波流量计的操作难度以及工作效率。此外，上述超声波流量计只能显示两行中英文点阵字体，而无法在线显示历史数据表及图表等，通常需要把数据下载到电脑中转换后才能查看，极不方便。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的技术问题在于，针对上述超声波流量计操作不便的问题，提供一种超声波流量计及数据处理方法。
[0006]本发明解决上述技术问题的技术方案是，提供一种超声波流量计，包括中央处理单元及外围电路，该超声波流量计还包括独立于所述中央处理单元的数字信号处理单元、显示屏驱动电路、液晶显示屏以及输入装置，且所述数字信号处理单元包括⑶I处理子单元、指令存储子单元、指令获取子单元，其中:所述GUI处理子单元，用于通过显示屏驱动电路在液晶显示屏显示具有操作按钮的图形用户界面并通过扫描所述图形用户界面判断操作按钮是否被输入装置触发，每一所述操作按钮对应一个变量地址；所述指令存储子单元，用于存储功能指令；所述指令获取子单元，用于在操作按钮被触发时执行与该被触发的操作按钮的变量地址对应的操作指令，以从指令存储子单元加载对应的功能指令并发送到中央处理单元执行后输出信号给流量传感器实现流量的检测。
[0007]在本发明所述的超声波流量计中，所述数字信号处理单元还包括反馈处理子单元，该反馈处理子单元用于接收来自中央处理单元的反馈信号并通过GUI处理子单元将反馈信号在液晶显示屏显示。
[0008]在本发明所述的超声波流量计中，所述中央处理单元和数字信号处理单元通过两根数据线连接，所述反馈处理子单元和指令获取子单元交替与中央处理单元通信。
[0009]在本发明所述的超声波流量计中，所述指令获取子单元在操作按钮被触发时从指令存储子单元加载多条对应的功能指令并将该多条对应的功能指令按执行的先后顺序压缩为一个数据包后发送到中央处理单元；所述中央处理单元对接收的数据包解析后顺序执行所述多条功能指令。
[0010]在本发明所述的超声波流量计中，所述中央处理单元和外围电路位于第一壳体，所述数字信号处理单元、显示屏驱动电路、液晶显示屏以及输入装置位于第二壳体，所述第一壳体上具有连接到中央处理单元的第一接口、所述第二壳体上具有与所述第一接口对应并连接到数字信号处理单元的第二接口。
[0011]在本发明所述的超声波流量计中，所述超声波流量计包括GUI存储单元,该GUI存储单元中存储有多组分别采用不同语言文字的图形用户界面且同一组图形用户界面上的操作按钮采用相同语言文字；所述数字信号处理单元包括用于设置语言文字的设置子单元，所述GUI处理子单元根据设置子单元设置的语言文字从GUI存储单元选择对应的图形用户界面。
[0012]在本发明所述的超声波流量计中，所述CTI存储单元中存储有验证界面，所述数字信号处理单元包括验证子单元，所述验证子单元在⑶I处理子单元显示的验证界面中进行验证，并在验证通过后使⑶I处理子单元显示其他图形用户界面。
[0013]本发明还提供一种超声波流量计数据处理方法，所述超声波流量计包括中央处理单元及外围电路，所述超声波流量计还包括独立于所述中央处理单元的数字信号处理单元、显示屏驱动电路、液晶显示屏以及输入装置，该方法包括:
[0014](a)通过显示屏驱动电路在液晶显示屏显示具有操作按钮的图形用户界面并通过扫描所述图形用户界面判断操作按钮是否被输入装置触发，每一所述操作按钮对应一个变量地址；
[0015](b)在操作按钮被触发时执行与该被触发的操作按钮的变量地址对应的操作指令，以加载对应的功能指令并发送到中央处理单元执行后输出信号给流量传感器实现流量的检测。
[0016]在本发明所述的超声波流量计数据处理方法中，所述方法还包括:接收来自中央处理单元的反馈信号并通过图形用户界面将反馈信号在液晶显示屏显示。
[0017]在本发明所述的超声波流量计数据处理方法中，在所述步骤(b)中，在操作按钮被触发时从指令存储子单元加载多条对应的功能指令并将该多条对应的功能指令按执行的先后顺序压缩为一个数据包后发送到中央处理单元；所述中央处理单元对接收的数据包解析后顺序执行所述多条功能指令。
[0018]本发明所述的超声波流量计及数据处理方法，通过独立的数字信号处理单元及图形用户界面实现功能指令输入，相较于传统的命令行界面输入方式，大大方便了超声波流量计的使用。本发明还可通过图形用户界面实现多语言文字的切换，方便不同地区的用户使用。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1是现有超声波流量计的结构示意图。
[0020]图2是本发明超声波流量计实施例的示意图。
[0021]图3是本发明超声波流量计的图形用户界面的示意图。
[0022]图4是本发明超声波流量计数据处理方法实施例的流程示意图。【具体实施方式】
[0023]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0024]如图2所示,是本发明超声波流量计实施例的示意图,其包括中央处理单元21、夕卜围电路22、数字信号处理单元23、显示屏驱动电路、液晶显示屏以及输入装置等，其中数字信号处理单元23独立于中央处理单元21，具体采用可独立运行软件程序的单片机或数字处理芯片等。上述中央处理单元21用于执行输入指令，并控制外围电路22实现流量数据采集，上述外围电路22具体可包括超声波发射探头、超声波接收探头等。数字信号处理单元23用于实现输入和输出控制，其可采集输入装置(例如可采用电阻式或电容式触摸屏等)的输入信号，并可通过显示屏驱动电路控制液晶显示器的图像显示。
[0025]数字信号处理单元23包括⑶I处理子单元231、指令存储子单元233、指令获取子单元232，其中⑶I处理子单元231和指令获取子单元232可由运行在数字信号处理单元23的硬件上的软件实现。
[0026]⑶I处理子单元231用于通过显示屏驱动电路在液晶显示屏显示具有操作按钮的图形用户界面(如图3所示)并通过扫描图形用户界面判断操作按钮是否被输入装置触发(例如被点击)，每一操作按钮对应一个变量地址。
[0027]具体地，上述图形用户界面中的操作按钮可使用自然语言进行标记，并可使用菜单进行分类，例如图形用户界面可具有首页、查看数据、设置参数、标定及单位设置、输入输出设置、帮助及售后等菜单，其中查看数据菜单下具有瞬时流量、瞬时流速、净累积量、正累积量等操作按钮。而每一操作按钮除了变量地址外，还可具有键值码以及按钮效果。Gn处理子单元231在载入图形用户界面时，同时载入各个操作按钮的变量地址和键值码，并通过扫描键值码确认被触发的操作按钮，获取该操作按钮的变量地址。
[0028]指令存储子单元233用于存储功能指令。该指令存储子单元233可以是数字信号处理单元23的内置的寄存器。当然在实际使用中，该指令存储子单元233也可采用连接到数字信号处理单元23的存储装置。
[0029]指令获取子单元232用于在操作按钮被触发时执行与该被触发的操作按钮的变量地址对应的操作指令，以从指令存储子单元加载对应的功能指令(该功能指令为中央处理单元21可直接执行的指令)并发送到中央处理单元执行实现流量检测。具体地，指令获取单元232通过⑶I处理子单元231获取的变量地址(与被触发的操作按钮对应)执行对应的操作指令(例如数据交换、变量地址码对比、清除变量、装载功能指令和发送指令等)。
[0030]以下以图3中的操作按钮“瞬时流速”被触发为例进行说明:假设操作按钮“瞬时流速”的变量地址为0x0001，键值码为0x0031，当⑶I处理子单元231侦测到键值码0x0031被触发时，获得对应的变量地址0x0001，然后由指令获取子单元232执行对应的操作指令，从指令存储子单元233载入对应的功能指令(例如0x4D3C、0x4D30、0x4D31)并发送到中央处理单元21。
[0031]上述超声波流量计通过图形用户界面的操作按钮将功能指令以直观的方式输入到中央处理单元21，使得操作者无需在记忆数量繁多且抽象的指令，降低了超声波流量计的操作难度。
[0032]由于整个超声波流量计的图形用户界面上具有100个左右操作按钮，每个操作按钮对应十多条功能指令，整个系统的指令达1000多条，运行时容易出现速度慢、丢失功能指令导致按钮不能识别等问题。为解决该问题，上述指令获取子单元232在操作按钮被触发时从指令存储子单元233加载该操作按钮对应的所有功能指令并将这些对应的功能指令按执行的先后顺序压缩为一个数据包后发送到中央处理单元21 ;中央处理单元21对接收的数据包解析后顺序执行这些功能指令。这样，由于所有相关功能指令以整体方式传输，因此可有限避免指令丢失的问题。并且在中央处理单元21执行功能指令时，可边解析边执行，从而提高处理的速度。
[0033]上述数字信号处理单元23还可包括反馈处理子单元(图中未示出)，该反馈处理子单元用于接收来自中央处理单元21的反馈信号(例如执行功能指令的结果，包括即时数据和历史数据)并通过GUI处理子单元231将反馈信号在液晶显示屏显示。
[0034]特别地，中央处理单元21和数字信号处理单元23通过两根数据线连接以实现双向的数据传输，为保证信号的稳定性，反馈处理子单元和指令获取子单元232交替与中央处理单元21通信。这样，中央处理单元21、外围电路22、数字信号处理单元、显示屏驱动电路、液晶显示屏以及输入装置不仅可采用一体式结构，即中央处理单元21、外围电路22、数字信号处理单元、显示屏驱动电路、液晶显示屏以及输入装置位于同一壳体。
[0035]上述超声波流量计也可采用分体式结构，即中央处理单元21、外围电路22位于第一壳体，而数字信号处理单元23、显示屏驱动电路、液晶显示屏以及输入装置位于第二壳体，且第一壳体上具有连接到中央处理单元21的第一接口、第二壳体上具有与第一接口对应并连接到数字信号处理单元23的第二接口，通过数据线连接第一接口和第二接口即可实现超声波流量计的功能指令输入和反馈信号输出，即只需对现有超声波流量计进行简单改造即可实现图形化操控。
[0036]此外，由于差分信号可远距离传输达1000米，并且可以采用光纤和光电转换器等可传输达10千米，采用对每台超声波流量计定义ID地址方法，可在同一条总线上控制和采集最多32台流量计，适用于楼宇、水厂、电厂等现场远程批量控制操作和采集数据。
[0037]由于各个国家的语言文字各不相同，为提高超声波流量计的通用性，上述超声波流量计还可包括GUI存储单元，该GUI存储单元中存储有多组分别采用不同语言文字的图形用户界面且同一组图形用户界面上的操作按钮采用相同语言文字。相应地，数字信号处理单元包括用于设置语言文字的设置子单元，GUI处理子单元根据设置子单元设置的语言文字从GUI存储单元选择对应的图形用户界面。当然，不同语言文字的选择也可通过在原图形用户界面增加操作按钮“语言选择”实现，在该操作按钮被触发时，GUI处理子单元231载入相应语言文字的图形用户界面。
[0038]上述⑶I存储单元中还可存储有验证界面，数字信号处理单元包括验证子单元，验证子单元在⑶I处理子单元显示的验证界面中进行验证，并在验证通过后使⑶I处理子单元显示其他具有操作按钮的图形用户界面。
[0039]如图4所示，是本发明超声波流量计数据处理方法实施例的示意图，其用于实现超声波流量计的工作控制，该超声波流量计包括中央处理单元、外围电路、独立于中央处理单元的数字信号处理单元、显示屏驱动电路、液晶显示屏以及输入装置，该方法包括以下步骤:
[0040]步骤S41:通过显示屏驱动电路在液晶显示屏显示具有操作按钮的图形用户界面并通过扫描图形用户界面判断操作按钮是否被输入装置触发，每一所述操作按钮对应一个变量地址。该步骤可由一个运行在数字信号处理单元的图形用户界面处理系统完成。
[0041]步骤S42:图形用户界面侦测操作按钮状态。
[0042]步骤S43:根据操作按钮的状态判断操作按钮是否被触发，若操作按钮被触发，则执行步骤S44，否则返回步骤S42。
[0043]步骤S44:执行与该被触发的操作按钮的变量地址对应的操作指令，以加载对应的功能指令并发送到中央处理单元执行实现流量检测。
[0044]在上述的超声波流量计数据处理方法还可包括:接收来自中央处理单元的反馈信号并通过图形用户界面将反馈信号在液晶显示屏显示。
[0045]并且在步骤S44中，在操作按钮被触发时从指令存储子单元加载多条对应的功能指令并将该多条对应的功能指令按执行的先后顺序压缩为一个数据包后发送到中央处理单元；所述中央处理单元对接收的数据包解析后顺序执行所述多条功能指令。
[0046]以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
【权利要求】
1.一种超声波流量计，包括中央处理单元及外围电路，其特征在于，该超声波流量计还包括独立于所述中央处理单元的数字信号处理单元、显示屏驱动电路、液晶显示屏以及输入装置，且所述数字信号处理单元包括⑶I处理子单元、指令存储子单元、指令获取子单元，其中:所述GUI处理子单元，用于通过显示屏驱动电路在液晶显示屏显示具有操作按钮的图形用户界面并通过扫描所述图形用户界面判断操作按钮是否被输入装置触发，每一所述操作按钮对应一个变量地址；所述指令存储子单元，用于存储功能指令；所述指令获取子单元，用于在操作按钮被触发时执行与该被触发的操作按钮的变量地址对应的操作指令，以从指令存储子单元加载对应的功能指令并发送到中央处理单元执行后输出信号给流量传感器实现流量的检测。
2.根据权利要求1所述的超声波流量计，其特征在于:所述数字信号处理单元还包括反馈处理子单元，该反馈处理子单元用于接收来自中央处理单元的反馈信号并通过GUI处理子单元将反馈信号在液晶显示屏显示。
3.根据权利要求2所述的超声波流量计，其特征在于:所述中央处理单元和数字信号处理单元通过两根数据线连接，所述反馈处理子单元和指令获取子单元交替与中央处理单元通信。
4.根据权利要求1所述的超声波流量计，其特征在于:所述指令获取子单元在操作按钮被触发时从指令存储子单元加载多条对应的功能指令并将该多条对应的功能指令按执行的先后顺序压缩为一个数据包后发送到中央处理单元；所述中央处理单元对接收的数据包解析后顺序执行所述多条功能指令。
5.根据权利要求3所述的超声波流量计，其特征在于:所述中央处理单元和外围电路位于第一壳体，所述数 字信号处理单元、显示屏驱动电路、液晶显示屏以及输入装置位于第二壳体，所述第一壳体上具有连接到中央处理单元的第一接口、所述第二壳体上具有与所述第一接口对应并连接到数字信号处理单元的第二接口。
6.根据权利要求1所述的超声波流量计，其特征在于:所述超声波流量计包括GUI存储单元，该GUI存储单元中存储有多组分别采用不同语言文字的图形用户界面且同一组图形用户界面上的操作按钮采用相同语言文字；所述数字信号处理单元包括用于设置语言文字的设置子单元，所述GUI处理子单元根据设置子单元设置的语言文字从GUI存储单元选择对应的图形用户界面。
7.根据权利要求6所述的超声波流量计，其特征在于:所述GUI存储单元中存储有验证界面，所述数字信号处理单元包括验证子单元，所述验证子单元在GUI处理子单元显示的验证界面中进行验证，并在验证通过后使⑶I处理子单元显示其他图形用户界面。
8.一种超声波流量计数据处理方法，所述超声波流量计包括中央处理单元及外围电路，其特征在于，所述超声波流量计还包括独立于所述中央处理单元的数字信号处理单元、显示屏驱动电路、液晶显示屏以及输入装置，该方法包括: (a)通过显示屏驱动电路在液晶显示屏显示具有操作按钮的图形用户界面并通过扫描所述图形用户界面判断操作按钮是否被输入装置触发，每一所述操作按钮对应一个变量地址； (b)在操作按钮被触发时执行与该被触发的操作按钮的变量地址对应的操作指令，以加载对应的功能指令并发送到中央处理单元执行后输出信号给流量传感器实现流量的检测。
9.根据权利要求8所述的超声波流量计数据处理方法，其特征在于:所述方法还包括:接收来自中央处理单元的反馈信号并通过图形用户界面将反馈信号在液晶显示屏显示。
10.根据权利要求8所述的 超声波流量计数据处理方法，其特征在于:在所述步骤(b)中，在操作按钮被触发时从指令存储子单元加载多条对应的功能指令并将该多条对应的功能指令按执行的先后顺序压缩为一个数据包后发送到中央处理单元；所述中央处理单元对接收的数据包解析后顺序执行所述多条功能指令。
【文档编号】G01F1/66GK103954325SQ201410174228
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年4月25日 优先权日:2014年4月25日
【发明者】向志军 申请人:向志军