一种红外NB-IoT阀控水表的制作方法

一种红外nb
‑
iot阀控水表
技术领域
1.本实用新型涉及水表技术领域，具体涉及一种红外nb
‑
iot阀控水表。


背景技术：

2.现有智能水表是基于带电子装置的机械水表，电子模块部分配合传统水表，通过机电转换装置将流量信号转换成电脉冲信号，通过单片机系统进行水表流量的转换和计数，再利用当前的nb
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iot(窄带物联网技术)通讯技术，将单片机系统采集和存储的流量数据发送到指定平台上，实现对水表数据的远程无线抄读，解决了传统水表抄表难，统计不及时，费时费力等一系列问题。智能水表虽抄表方便，但水表整体采用电池供电，机电转换装置大多为传统的干簧管、霍尔传感器和无磁计量等装置，导致水表的电子模块功耗增加，消耗更多的电池电量，不利于智能水表的长期使用；且没有对水表进行阀门控制，对漏水或爆管等异常问题得不到有效控制。因此，当前的智能水表仍存在许多待改进和优化之处。


技术实现要素：

3.鉴于以上技术问题，本实用新型的目的在于提供一种红外nb
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iot 阀控水表，解决现有技术机电转换装置导致水表电子模块功耗增加的问题。
4.本实用新型采用以下技术方案：
5.一种红外nb
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iot阀控水表，包括：基表、红外检测装置、nb
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iot 收发器模块和单片机，所述基表上安装有指针轮，所述指针轮上安装有受指针轮驱动的转盘，指针轮的转盘上设有与转盘同中心的一中空圆柱隔板，所述隔板上设有反光缺口，所述红外检测装置在转盘转动时可检测到反光缺口，所述红外检测装置通过单片机与nb
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iot收发器模块连接。
6.可选的，还包括平台，所述平台通过nb
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iot收发器模块与单片机连接。
7.可选的，还包括阀门控制装置，所述阀门控制装置与控制水表启停的阀门连接。
8.可选的，所述阀门控制装置采用电机阀控装置。
9.可选的，所述红外检测装置包括红外检测读头和红外检测信号转换电路，所述红外检测读头在转盘转动时可检测到反光缺口，所述红外检测信号转换电路与红外检测读头连接，所述红外检测信号转换电路将红外检测读头检测到的信号放大和滤波。
10.可选的，还包括eeprom存储器，所述eeprom存储器与单片机连接。
11.可选的，所述单片机采用stm32l051c8t6单片机。
12.可选的，所述两组红外检测读头中间设有隔板，所述两组红外检测读头分别用于检测转盘的正转动和反转动。
13.可选的，所述隔板上设有中间隔板，所述反光缺口为2个，所述 2个反光缺口对称的分布于中间隔板的两侧。
14.相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：
15.本实用新型通过包括红外检测装置、nb
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iot收发器模块，实现了无线低功耗，克服智能水表功耗问题，大大提高了水表的使用年限。
16.进一步的，本实用新型通过电机阀控装置，实现了水表阀控功能，能合理控制用水情况。
附图说明
17.图1为本实用新型一种红外nb
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iot阀控水表实施例的结构示意图；
18.图2为本实用新型一种红外nb
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iot阀控水表实施例中基表俯视图的示意图；
19.图3为本实用新型一种红外nb
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iot阀控水表实施例基表左视图的结构示意图；
20.图4为本实用新型一种红外nb
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iot阀控水表实施例基表红外检测装置的示意图；
21.其中，1、基表；2、红外检测装置；3、单片机；4、nb
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iot收发器模块；5、红外检测隔板；6、红外检测读头；7、反光缺口；8、隔板；9、中间隔板。
具体实施方式
22.下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例：
23.实施例一：
24.一种红外nb
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iot阀控水表，请参照图1所示，包括：基表1、红外检测装置2、nb
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iot收发器模块4和单片机3，所述基表1上安装有指针轮，所述指针轮上安装有受指针轮驱动的转盘，指针轮的转盘上设有与转盘同中心的一中空圆柱隔板8，所述隔板8上设有反光缺口7，所述红外检测装置2在转盘转动时可检测到反光缺口7，所述红外检测装置2通过单片机3与nb
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iot收发器模块4连接。
25.其中，红外检测装置2将水表流量转换为电脉冲信号；通过采用 nb
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iot收发器模块4进行通信，可根据需求选择不同运营商，模块通用性高。
26.可选的，还包括阀门控制装置，所述阀门控制装置与控制水表启停的阀门连接。可选的，所述阀门控制装置采用电机阀控装置。
27.应理解，阀门控制装置可选择电磁阀门等其他阀控装置控制水表的启停，不局限于电机阀控装置。
28.其中，电机阀控装置设置有控制系统，可与智能水表模块进行通信，平台可通过水表终端模块将控制命令间接下发到电机阀控装置，控制水表的启停。
29.可选的，所述红外检测装置2包括红外检测读头6和红外检测信号转换电路，所述红外检测读头6在转盘转动时可检测到反光缺口7，所述红外检测信号转换电路与红外检测读头6连接，所述红外检测信号转换电路将红外检测读头6检测到的信号放大和滤波。
30.可选的，还包括eeprom存储器，所述eeprom存储器与单片机3 连接。通过采用外部eeprom存储器进行数据的储存和冻结，且能实现够掉电储存，确保数据不丢失。
31.可选的，所述单片机3采用stm32l051c8t6单片机。本实用新型通过采用低功耗stm32l051c8t6单片机，可以检测到转换电路的电脉冲信号，对数据进行流量转换和存储，通过单片机3系统事先进行离散上报时间设置，合理分配上报时间，避免同时上报造成信道拥堵。
32.可选的，所述两组红外检测读头6中间设有隔板8，所述两组红外检测读头6分别用
于检测转盘的正转动和反转动。
33.可选的，所述隔板8上设有中间隔板9，所述反光缺口7为2个，所述2个反光缺口7对称的分布于中间隔板9的两侧。
34.具体的，请参照图2和图3所示，图2示出了本实用新型的一种红外nb
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iot阀控水表实施例中基表俯视图，图3示出了本实用新型的一种红外nb
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iot阀控水表实施例基表左视图的结构示意图；在水表的某个流量计量齿轮安装指针轮，指针轮转盘上有一圈隔板8，隔板8上设置中间隔板9和两个反光缺口7。水表转盘上的隔板8是为了减少光信号的散射和误反射而设计，使得发射光电管的光信号只是在转盘上的反光处反射光信号，可提高流量检测精度。
35.在基表1齿轮装置的某一指针轮上安装反光材料，该材料的安装位置只需在轮盘上的部分位置即可，以便于红外检测读头6检测到水表轮盘转动，产生不同的光反射。
36.可选的，本实用新型采用两组红外检测读头6，请参照图4所示，图4示出了本实用新型一种红外nb
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iot阀控水表实施例基表红外检测装置的示意图，中间设置红外检测隔板5分开。选用红外检测隔板 5主要是为了减少红外光电管的光信号散射影响，提高检测精度。红外对管设计是一收一发，光信号打出后容易出现散射，会造成接收光电管误收误判，导致单片机3系统产生计数误差。因此，选用红外检测隔板5可减少红外光电管的光信号散射影响，提高检测精度。且红外检测读头6功耗较低，有利于水表终端的低功耗设计，提高了智能水表的使用年限。
37.应理解，红外检测隔板5可根据红外检测读头6安装位置合理选择，转盘上的隔板8可根据反光缺口7的位置合理设计。反光缺口7 的反光材料可选用不同的反光材质，增加对光电管光信号的反射效果，提高检测精度。转盘可选用其他透光材料，设计不同的透光孔和透光度，减少对光电管光信号的反射作用，尽量提高反光材料的反射作用，避免检测装置产生接收误判。
38.本实用新型通过设置两组红外检测读头6，分别实现对正向和逆向流量的检测，可以对水表指针轮的转动方向进行检测，检测精度高。且红外检测读头6功耗较低，有利于水表终端的低功耗设计，提高了智能水表的使用年限。
39.需要说明的是，红外检测读头6可选用多组，分布安装对转盘转动进行检测，可使对水表转盘转动情况更加细化，比如采用10组红外检测读头6就可将1l位精度提高到0.1l，大大提高了检测精度。
40.本实用新型通过红外检测信号转换电路，可将光信号经过放大和滤波等信号处理后得到电脉冲信号，便于单片机3检测和存储。
41.可选的，还包括平台，所述平台通过nb
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iot收发器模块4与单片机3连接。其中，单片机3对脉冲信号进行计数、转换和存储；在预先设定好的上报时间点进行上报，单片机3将检测到的流量数据信息通过串口通信将数据传输给nb
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iot收发器模块4；
42.nb
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iot收发器模块4将通过nb
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iot网络技术进行无线传输，将数据传输给平台，平台接收到数据，进行数据流量统计和大数据分析。通过nb
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iot技术，将检测数据发送到指定平台，实现对水表流量数据的统计分析，实现大数据平台的流量监控。
43.在上述实现过程中，本实用新型通过采用nb
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iot通信技术，功耗低，信号覆盖范围广，可实现流量数据的无线远传。本实用新型通过选用nb
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iot收发器模块4，可根据用户要
求选用不同运营商，不局限于某一运营商网络，适用性强。
44.本实用新型的电机阀控装置，可与单片机3进行通信，平台指令可通过单片机3再传输到电机阀控装置的电机阀门系统，电机阀门系统也可以上报阀门的工作状态至单片机3，实时上报流量检测情况，有利于对用水量的大数据分析，监控用水异常情况，及时控制水表阀门的启停。
45.当平台接收数据显示异常(例如用水量数据突增)，可将检测情况反馈到水司或用户，也可下发阀门控制指令，单片机3系统接收到平台发送的命令，通过串口与外置电机阀控装置通信，根据收到的指令执行相应的阀门操作，实现对水表用水的控制。
46.其中红外检测技术可以实现对水表流量的一个机电转换，通过转换电路将光信号(即红外检测指针轮上的轮盘转动产生的光信号)转换成电信号(即电脉冲信号)，方案简单且功耗低，有利于实现智能水表低功耗，延长电池的使用年限。
47.针对用水量数据分析的异常处理，外置电机装置可与单片机3电路通信，平台通过大数据流量分析，当用水量出现异常时，平台上可以及时发送阀门关闭命令，通过单片机3系统对平台下发的指令进行处理，再发送给外置电机装置，实现水表阀门的关闭。
48.本实用新型利用红外检测技术，配合外置电机装置，即电机阀门控制，实现智能水表的检测和控制，将水表的流量信息转换成电信号，终端模块(这里终端模块可为单片机3或单片机3将数据发送至的 nb
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iot模块)可对红外检测信号转换和存储，也可与外置电机阀控装置进行通讯，实现对阀门启停的控制。
49.在上述实现过程中，本实用新型将水表的流量信息转换成电信号的机电转换装置采用红外检测技术，该检测方式简单，安装要求低，能适应多种水表。
50.现有的智能水表采用红外光电检测技术的较少，使用较多的光电直读智能水表通过对字轮不同位置进行编码，得到不同的检测状态，根据事先设定好的编码规则进行读数，但不能实时监控水表流量变化情况，采用多组光电读数装置也会导致功耗增加，没有得到更广泛的应用，且没有阀门控制装置，平台对监控的数据只能分析，不能控制水表工作的启停。而本实用新型采用的红外检测方式针对水表指针轮转动，可实时检测水表工作情况，安装简单方便，成本低。
51.本实用新型通过红外检测装置2将水表流量转换为电脉冲信号，单片机3对脉冲信号进行计数、转换和存储。在预先设定好的上报时间点进行上报，单片机3将检测到的流量数据信息通过串口通信将数据传输给nb
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iot收发器模块4，nb
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iot收发器模块4将通过nb
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iot 网络技术进行无线传输，平台接收到数据，进行数据流量统计和大数据分析。当平台数据接收异常(用水量数据突增)，可将检测情况反馈到水司或用户，也可下发阀门控制指令，单片机3接收到平台发送的命令，通过串口与电机阀控装置通信，根据收到的指令执行相应的阀门操作，实现对水表用水的控制。
52.对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本实用新型权利要求的保护范围之内。