一种物联网水表和智慧水务系统的制作方法

本发明涉及一种水表，特别地，涉及一种物联网水表和智慧水务系统。

背景技术：

随着物联网水表的发展，以及智慧水务的建设，迫切需要得到水表的实时数据。但是水表一直采用电池作为供电手段。为了延长电池的使用寿命，通常采用水表周期性定时主动上报表具读数，通讯结束后，水表恢复到低功耗的睡眠状态。现在市场上，普通智能水表为了节省电池电量，一般采用电磁唤醒技术。在抄表的时候通过发射特定频率的电磁波唤醒智能水表。电磁波受到干扰后不能唤醒水表，而且抄表周期长，不能做到水量变化的及时上报，很难满足智慧水务的建设。而且电池电量低无法正常计量，无法及时关闭阀门。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种能够保持电池电量高，并且及时上报水量变化的物联网水表和智慧水务系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一方面，

一种物联网水表，包括：

基表，安装在水管上，用于检测水量；

智能控制单元，用于控制所述基表正常工作；

电源，为所述基表以及所述智能控制单元提供电能；

自供电单元，安装在水管上，用于将水管内的水流动的能量转化为电能，并传输给所述电源。

进一步地，所述基表包括：

流量采集模块，用于采集水管内水的流量信息；

电子显示模块，用于显示信息，所述信息包括历史用水记录、当前用水数据以及水费信息。

进一步地，所述智能控制单元包括：

计算模块，用于根据阶梯水价计算水费；

通信模块，用于接收和发送指令信息；

存储模块，用于保存用水数据。

进一步地，所述电源为可充电蓄能电池，用于存储自供电单元提供的电能，并为所述基表以及所述智能控制单元提供电能。

进一步地，所述自供电单元包括设置在水管内的叶轮，所述叶轮连接发电机，所述发电机设于水管外，所述发电机还连接有电压调节器以及整流器，所述整流器与所述电源连接。

进一步地，所述电压调节器为晶体管调节器，用于通过控制晶体管内的可控硅的导通角来实现稳压功能。

进一步地，所述整流器为包括硅二极管的三相桥式整流器，用于将交流电变成直流电供所述电源使用。

进一步地，所述晶体管调节器包括第一三极管和第二三极管，所述第二三极管的集电极通过电感连接输出的正极，所述第二三极管的集电极连接二极管的正极，所述二极管负极通过一个开关连接输出的正极，所述第二三极管的发射极连接输出的负极，所述第二三极管的基级连接所述第一三极管的集电极，所述第一三极管的集电极通过第三电阻连接二极管的负极，所述第一三极管的发射极连接输出的负极，所述第一三极管的基级连接一个稳压二极管的正极，所述稳压二极管的负极通过第一电阻连接输出的负极，所述稳压二极管的负极通过第二电阻连接二极管的负极。

进一步地，所述三相桥式整流器包括六个参数相同的硅二极管，三根定子绕组每根定子绕组都通过正接一个硅二极管连接到输出的正极，每根定子绕组再通过反接一个硅二极管连接到输出的负极。

另一方面，

一种智慧水务系统，包括上述方案中所述的物联网水表。

有益效果：

本发明技术方案公开了一种物联网水表以及智慧水务系统，包括基表、智能控制单元、电源以及自供电单元，基表，安装在水管上，用于检测水量；智能控制单元，用于控制基表正常工作；电源，为基表以及智能控制单元提供电能；自供电单元，安装在水管上，用于将水管内的水流动的能量转化为电能，并传输给电源。利用水管内流水的能力作为能源发电，给电源提供电能，解决了水表电池供电电路不足的问题，保证水表内电源电能充足，水表不用进入低功耗的睡眠状态，不用唤醒，能够及时上报水量变化，满足智慧水务的建设。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种物联网水表的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的另一种物联网水表的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的一种物流网水表供电的电路结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

参照图1，本发明实施例提供.一种物联网水表，包括：

基表11，安装在水管上，用于检测水量；

智能控制单元12，用于控制基表正常工作；

电源13，为基表以及智能控制单元提供电能；

自供电单元14，安装在水管上，用于将水管内的水流动的能量转化为电能，并传输给电源。

本发明实施例提供的一种物联网水表，包括基表、智能控制单元、电源以及自供电单元，基表，安装在水管上，用于检测水量；智能控制单元，用于控制基表正常工作；电源，为基表以及智能控制单元提供电能；自供电单元，安装在水管上，用于将水管内的水流动的能量转化为电能，并传输给电源。利用水管内流水的能力作为能源发电，给电源提供电能，解决了水表电池供电电路不足的问题，保证水表内电源电能充足，水表不用进入低功耗的睡眠状态，不用唤醒，能够及时上报水量变化，满足智慧水务的建设。

作为对上述实施例的进一步改进，本发明还提供了另一种物联网水表的实施例，如图2所示，包括：

基表7，安装在水管上，用于检测水量；

作为本发明实施例中一种优选的实现方式，基表包括：

流量采集模块，用于采集水管内水的流量信息；

电子显示模块，用于显示信息，信息包括历史用水记录、当前用水数据以及水费信息。

智能控制单元，即图2上的智能控制系统6，用于控制基表正常工作；

作为本发明实施例中一种优选的实现方式，智能控制单元包括：

计算模块，用于根据阶梯水价计算水费；

通信模块，用于接收和发送指令信息；

存储模块，用于保存用水数据。

电源5，为基表以及智能控制单元提供电能；

作为本发明实施例中一种优选的实现方式，电源为可充电蓄能电池，用于存储自供电单元提供的电能，并为基表以及智能控制单元提供电能。

自供电单元，安装在水管上，用于将水管内的水流动的能量转化为电能，并传输给电源。

作为本发明实施例中一种优选的实现方式，自供电单元包括设置在水管内的叶轮1，叶轮1连接发电机2，发电机2设于水管外，发电机2还连接有电压调节器4以及整流器3，整流器3与电源5连接。

一些实施例中，电压调节器为晶体管调节器，用于通过控制晶体管内的可控硅的导通角来实现稳压功能。

一些实施例中，整流器为包括硅二极管的三相桥式整流器，用于将交流电变成直流电供电源使用。

示例性的，如图3所示，晶体管调节器包括第一三极管vt1和第二三极管vt2，第二三极管vt2的集电极通过电感l连接输出的正极+，第二三极管vt2的集电极连接二极管vd的正极，二极管vd负极通过一个开关s连接输出的正极+，第二三极管vt2的发射极连接输出的负极-，第二三极管vt2的基级连接第一三极管vt1的集电极，第一三极管vt1的集电极通过第三电阻r3连接二极管vd的负极，第一三极管vt1的发射极连接输出的负极-，第一三极管vt1的基级连接一个稳压二极管vs的正极，稳压二极管vs的负极通过第一电阻r1连接输出的负极-，稳压二极管vs的负极通过第二电阻r2连接二极管vd的负极。

三相桥式整流器包括六个参数相同的硅二极管，三根定子绕组每根定子绕组都通过正接一个硅二极管连接到输出的正极，每根定子绕组再通过反接一个硅二极管连接到输出的负极。

需要说明的是，输出的正极+与输出的负极-只是用于定义输出口，并不能用来确定输出电压的正负，输出的正极+到输出的负极-之间电压可以为正，也可以为负。

优选地，自供电单元安装与基表在水管上的相对位置为，自供电单元中安装在水管的进水一端，基表安装在水管的出水一端，方便基表检测出水量的同时能够保证水先经过自供电单元的叶轮，发电供给基表使用。

水表安装在管道上，当水流在管道中流动时，推动叶轮1旋转，叶轮1带动发电机机2的永磁转子旋转。当转子旋转时，定子绕组与磁力线切割，使得定子绕组中产生频率相同，幅值相等的正弦电动势。将水流的能量转化为发电机的机械能。产生的电动势经过硅二极管组成的三相桥式整流器3后变成直流电，供给能智能水表的电源5使用。电压调节器4通过控制可控硅的导通角来实现稳压功能。电源5给水表的智能控制系统6供电。智能控制系统6控制基表7的实时抄表的功能。

本发明提供的另一种物联网水表的实施例，解决电池的供电电量不足问题。利用管道中流水的压差作为能源发电，给物联网水表提供电量。当检测到流量时，电机就可以工作，保证水表电量的充足从而实现水量的实时上报。

一个实施例中，本发明提供了一种智慧水务系统，包括上述实施例中描述的物联网水表。使用该物联网水表的智慧水务系统，数据上传周期长，水表不用进入低功耗的睡眠状态，能够及时获取水表变化，满屋智慧水务的建设。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场可编程门阵列(fpga)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。