一种基于物联网的水表运营管理装置的制作方法

1.本发明涉及水表管理技术领域，具体涉及一种基于物联网的水表运营管理装置。


背景技术：

2.随着现代技术的不断进步，大多数的高档小区内都开始安装远程抄表。远程抄表作为一种小区内的无线水、电、气表智能采集系统，它可以在一定的程度上实现分时电价的统计，对时段内的电量进行控制。远程抄表作为管理系统重要的组成部分，发挥着重要的作用，采用远程抄表以后，再也不需要人工去一家一家的去抄表，所有的用户的计量值都是在一个中心处统一来抄取，这样一来不仅节省人力，还节省时间。
3.经过多年来的实践，行业内外对水表自动抄表系统发展趋势的认识正在逐步统一。虽然尚有某些分歧和不同意见存在，但对整体技术发展趋势看法还是比较一致，即：分线制向总线制发展，脉冲采集方式向字轮数据直接读出方式发展，有线数据传输逐步向无线数据传输发展，以及表具与数据传输的微功耗、基表性能及可靠性的提升等等。
4.因此迫切需要一个能远程且稳定实现远程水表管理的可行性方案。


技术实现要素：

5.本发明提供了一种基于物联网的水表运营管理装置，解决了以上所述现有技术中没有能实现远程且稳定实现远程水表管理的可行性方案的技术问题。
6.本发明为解决上述技术问题提供了一种基于物联网的水表运营管理装置，包括：mcu、水流量采集电路及远程自动抄表模块；
7.所述自动抄表模块包括tss721a芯片电路及m－bus模块，所述水流量采集电路的输出端及tss721a芯片电路的输入端分别与所述mcu串口通信连接，所述tss721a芯片电路输出端与m－bus模块电连接。
8.优选地，所述mcu为stm32l010k8单片机。
9.优选地，所述tss721a芯片电路与所述stm32l010k8单片机之间通过光耦隔离模块电连接。
10.优选地，所述系统还包括均与欧式mcu串口通信连接的lora模块及nb－iot模块。
11.优选地，所述系统还包括存储电路，所述存储电路包括24c16芯片，所述24c16芯片的scl引脚及sda引脚分别与所述stm32l010k8单片机的pa6引脚及pa7引脚电连接。
12.优选地，所述水流量采集电路包括两个水流传感器，两个水流传感器分别通过差分放大电路后串口输入至所述mcu。
13.优选地，所述系统还包括用于连接显示屏的电子墨水屏接口电路。
14.优选地，所述系统还包括电池及电池保护电路，所述电池给mcu供电。
15.有益效果：本实用新型提供了一种基于物联网的水表运营管理装置，包括：mcu、水流量采集电路及远程自动抄表模块；所述自动抄表模块包括tss721a芯片电路及m－bus模块，所述水流量采集电路的输出端及tss721a芯片电路的输入端分别与所述mcu串口通信连
接，所述tss721a芯片电路输出端与m－bus模块电连接。水流量采集电路采集管路中的水用量信息，然后输入至mcu，mcu将水用量信息发送给抄表tss721a芯片电路，抄表tss721a芯片电路将数据整理后通过m－bus模块发送至网络实现远程抄表功能。
16.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
17.此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本技术的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
18.图1为本发明基于物联网的水表运营管理装置的功能原理图；
19.图2为本发明基于物联网的水表运营管理装置的mcu电路设计图；
20.图3为本发明基于物联网的水表运营管理装置的自动抄表模块电路；
21.图4为本发明基于物联网的水表运营管理装置的电池管理电路设计图；
22.图5为本发明基于物联网的水表运营管理装置的升降压电路设计图；
23.图6为本发明基于物联网的水表运营管理装置的机械显示和驱动电路设计图；
24.图7为本发明基于物联网的水表运营管理装置的时钟电路设计图。
具体实施方式
25.以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
26.需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
27.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
28.如图1至图7所示，本发明提供了一种基于物联网的水表运营管理装置，包括：mcu、水流量采集电路及远程自动抄表模块；所述自动抄表模块包括tss721a芯片电路及m－bus模块，所述水流量采集电路的输出端及tss721a芯片电路的输入端分别与所述mcu串口通信连接，所述tss721a芯片电路输出端与m－bus模块电连接。水流量采集电路采集管路中的水用量信息，然后输入至mcu，mcu将水用量信息发送给抄表tss721a芯片电路，抄表tss721a芯片电路将数据整理后通过m－bus模块发送至网络实现远程抄表功能。
29.其中，u7是时钟芯片，自动更新时间。led指示电路，通过闪烁快慢代表不同信息，
比如故障，欠费，余额过低。
30.优选的方案，所述mcu为stm32l010k8单片机。如图2所示，微控制器电路u13(stm32l010k8)是低功耗单片机，负责各个部分的状态检测和控制，同时通过m－bus和nb－iot/lor与主机通信，上传数据和接收指令。
31.优选的方案，所述tss721a芯片电路与所述stm32l010k8单片机之间通过光耦隔离模块电连接。在自动抄表模块中，m－bus电路中，微控制器经过u9，u10光耦隔离把信号传输到u8，u8是总线收发器tss721a芯片电路，j7接m－bus线路。最后通过m－bus线路联网实现远程水表运营管理。功能包括查看抄表记录、集中器参数设置、抄表。查看抄表记录：可以通过检索条件来检索任意表的抄表记录。集中器参数设置：可以对集中器进行参数初始化、通讯设置、主站ip设置、抄表时间设置，方便对集中器调试；抄表：对该集中下的所有仪表进行抄读，抄读界面采用flash动画的形式来展示，最后将抄读的数据保存到数据库。
32.优选的方案，机械显示和阀门电路，驱动通过u6驱动相应的机械部件。在线抄表功能包括查看、抄表、全抄。查看：可以查看仪表报装的详细信息；抄表：抄表、阀门操作(关阀、半关阀、开阀、半开阀)，可以实现对仪表的单抄及阀门操作；全抄：根据勾选的仪表来抄读，可以实现一次抄读多个表数据。
33.优选的方案，所述系统还包括均与欧式mcu串口通信连接的lora模块及nb－iot模块。nb－iot/lora电路，mcu通过j10接口与nb－iot/lora模块通信。采用无线组网方式：在现有短距、低功耗、非标准的自组网技术基础上向有标准通信协议、网络功能强大、抗干扰和兼容性好、表具微功耗和组网成本低的方向发展。值得关注的短距、低速率、微功耗无线传感网络技术有：lora、超低功耗蓝牙(ulp)、nb－iot等。它们具有水表自动抄表系统所希望的基本特性，如：超低功耗数据抄读与传输、超低成本、具有无线通信标准化和网络拓扑管理、高安全性和可靠性、短距离和高容量通信、免执照频段、采用直接序列扩频技术(dsss)提高信噪比等等。
34.优选的方案，所述系统还包括存储电路，所述存储电路包括24c16芯片，所述24c16芯片的scl引脚及sda引脚分别与所述stm32l010k8单片机的pa6引脚及pa7引脚电连接。采用eeprom存储器存储数据。
35.优选的方案，所述水流量采集电路包括两个水流传感器，两个水流传感器分别通过差分放大电路后串口输入至所述mcu。水流量采集电路，两路水流量传感输出信号分别经过j1，j3输入，c3，c4，c7，c8元件滤波，u1运放与周围元件组成差分放大电路，放大的信号送到微控制器。
36.优选的方案，所述系统还包括用于连接显示屏的电子墨水屏接口电路。电子墨水屏接口电路，通过spi总线接电子墨水屏，微控制器输出显示内容。
37.优选的方案，所述系统还包括电池及电池保护电路，所述电池给mcu供电。升降压电路，水轮机发电输出j8和太阳能电池板输出j9经过二极管输出，u12是升降压ic，把输入的不稳定的电压经过稳压后输出。电池保护电路，u11是电池保护ic，具有过压，过放，过流，过温保护，同时通过iic总线与微控制器通信，读取电池保护ic的状态和电池电量。
38.远程抄表作为一种小区内的无线水、电、气表智能采集系统，它可以在一定的程度上实现分时电价的统计，对时段内的电量进行控制。远程抄表作为管理系统重要的组成部分，发挥着重要的作用，采用远程抄表以后，再也不需要人工去一家一家的去抄表，所有的
用户的计量值都是在一个中心处统一来抄取，这样一来不仅节省人力，还节省时间。
39.本系统中网关设备根据实际使用环境，可自由选择m－bus总线、lora无线远传、nb－iot无线传输等通信方式与水表进行通信，保障了水表工作时的稳定性，隔离通讯设备可保证在遭雷击时可靠工作。以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上所述而顺畅地实施本发明；但是，凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。