CN101718568B - 水表的短信自动抄表系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水表的短信自动抄表系统，包括与地下水表基表匹配安装在一起的水表发射模块和安装在地上的采集器，两者构成无线收发系统，所述水表发射模块包括表壳和全密封于表壳内的RF无线收发模块电路板、电池仓、磁敏感元件；采集器包括电源电路、单片机MCU控制电路、GSM短信模块、存储电路、时钟电路、红外通讯电路、无线收发电路。采集器的电源采用市电为主和电池为辅相配合的供电模式，通过继电器J1实现自动选择切换。本发明采用分体式结构，将采样电路与水表基表装在一起形成一个密封的水表模块，功耗很小；采集器装在表井外，GSM模块的供电方式可自动切换，便于调试生产或用户使用，随时可以更换SIM卡，简单方便，而且具有很好的扩展性。

Description

水表的短信自动抄表系统 

一、技术领域：

本发明涉及一种水表自动抄表技术，特别是涉及一种水表的短信自动抄表系统。 

二、背景技术：

在供水干网，需要用到大口径水表(指口径DN50以上的水表)，无论在企业工厂，还是居民小区都会使用。便于供水管理部门，对管网用水情况进行统计、调整水资源分配、查找管网异常。传统的方式都是人工定期抄取表头读数，由于大口径表一般安装于表井内、位置偏远、分散，人工抄表成本高，效率低，且得到的数据都是非常滞后的统计量，难以做到实时监控、及时发现异常、快速排查故障。所以对自动抄表技术的需求越来越急迫，市场上随之出现了多种水表的自动抄表技术方案。 

对自动抄表技术的主要要求就是能远程可靠实时抄取水表用水记录。 

比较目前出现的多种方案，有线方式、无线模块方式都因对系统组建要求太高，需要一套复杂的系统设备，成本高、施工难，还不可靠，所以基本都无法采用。 

能够实施的都是采取GSM模块进行数据远距离传输的方式，它利用了现成的手机通讯网络，依靠发送短信息将表数据上传到管理中心。该方案节省了系统组建成本，而且系统成熟可靠、覆盖面广。 

不过，现有的GSM短信抄表方案都是从电表集抄方案移植过来，并不适合 水表的应用环境。缺点如下： 

1、上行采用GSM短信方式，下行采用485方式与表计相连。对于电表来说，工作在交流电存在的环境下，供电没有问题，485接口是电表中广泛采用的一种接口。而水表往往不使用交流电，485接口不适合水表应用。 

2、从安装环境看，水表往往安装在表井内，一些设计采用一体式方案，将GSM短信模块、采样电路、控制单元、电源集中到一个壳体，固定到水表基表上。此时的问题是：①、表井及盖子会导致信号屏蔽，影响通讯距离。②、电源如果完全用内置电池，可持续工作时间会很短，一年就要更换电池。因为在实时抄表的要求下，GSM模块功耗很大。③外部电源，会有接口密封的问题，因为表井内往往潮湿，且会泡水。④、GSM短信模块需要安装SIM卡才能使用，如果安装好表后再装卡，则存在密封问题，如果先装卡密封，再安装表，则无法更换SIM卡，不方便用户使用。 

三、发明内容：

本发明就是基于现有技术中存在的不足，提供一种水表的短信自动抄表系统。 

技术方案： 

一种水表的短信自动抄表系统，包括表壳、采集器，其中采集器包括电源电路、单片机MCU控制电路、存储电路、时钟电路、红外通讯电路、无线收发电路，与地下水表基表匹配安装在一起的水表发射模块和安装在地上的采集器构成无线收发系统，所述水表发射模块包括表壳和全密封安装于表壳内通过导线连接的低功耗的RF无线收发模块的电路板、电池仓、磁敏感元件；所述采集器还包括GSM短信模块，采集器的GSM短信模块与管理中心的短信模块进行通讯和数据交换；所述采集器的电源采用市电为主和电池为辅相配合的供电模式，其中市电通过交直流变换电路形成直流电源VDD1，电池提供直流电源VDD2，两电源通过继电器J1实现自动选择切换，继电器J1的输出端为VDD，所述继电器J1的感应线圈通过电阻R1与交直流变换电路的直流输出连接。

电压VDD通过升压芯片U6进行升压，U6的输出端与GSM短信模块U2A的电源输入端连接，U2A选用集成电路SIM300C，SIM300C与单片机MCU的数据端相连接，实现通讯和数据交换，SIM300C上还连接有SIM卡的片座插针。 

采集器还包括交流电检测电路，通过判断的VDD1有无来判定交流电有无，利用单片机MCU普通IO口分别连接上拉电阻R20、下拉电阻R21，其中上拉电阻R20上端与VDD1连接，有市电时IO口得到高电平，数码管LED1发光，采集器的GSM短信模块全天候在线，GSM短信模块与管理中心双向自由通讯；无市电时为电池供电，单片机的TPS引脚控制升压芯片U6切断短信模块电源，仅保持主电路和无线模块工作，GSM短信模块的终端每天自动向管理中心上传一次曲线数据。 

所述电源电路，交流市电通过变压器BY1后其低压输出端分别与交直流变换模块DB1的两输入端连接，交直流变换模块DB1的两输出端的高电平端为VDD0、低电平端接地，所述高电平端VDD0与低压稳压器U8的输入端连接，低压稳压器U8的输出端为VDD1；继电器J1的常开端与电源VDD1连接，继电器J1的常闭端与直流电源VDD2连接，继电器的感应线圈与高电平端VDD0连接，继电器J1的输出端为VDD。 

所述水表发射模块的表壳由上盖和下盖组成，其间垫有密封圈，上、下盖通过螺钉固定，下盖又通过螺钉固定于水表基表的表座上并使表头通过显示孔外漏，在下盖腔内分为与水表基表相邻的磁敏元件固定槽、电路板盒固定槽、电池固定槽，磁敏元件放入其固定槽内后灌胶密封，载有低功耗的RF无线收发模块的电路板首先放入电路板盒灌胶密封，然后电路板盒固定于相应卡槽内，电池也是首先放入电池盒灌胶密封，然后电池盒固定于相应卡槽内，磁敏元件、电路板、电池均通过导线连接并灌胶密封。 

低功耗的RF无线收发模块含有控制单元和射频单元及收发天线，控制单元包括高速微处理器AT mega8v或为AT mega88v、采集电路、复位电路、程序下载接口、通讯接口电路，射频单元包括无线射频芯片CC1100或CC1101；其中高速微处理器AT mega8v或为AT mega88v的引脚PD2、PC3、PC4、PC5分别经电阻R3、R2、R5、R4隔离后与射频单元中射频芯片的引脚SCLK、SO、CSn、SI相连接，实现微控制器对射频芯片内部寄存器的读写操作，无线射频芯片CC1100或CC1101的引脚RF_P、RF_N为射频信号的输入输出端口，分别通过平衡转换器和LC网络与天线匹配连接；所述平衡转换器包括电容C121、C131和电感L131、L121，RF_N分别连接L131和C131，L131另一端连接C121，C121另一端分别连接RF_P和L121，L121另一端通过电容C124接地，C131另一端接地；所述LC网络包括电容C122、C123和电感L122、L123，L131与C121的公共连接端与L122连接，L122的另一端分别连接C122和L123，C122另一端接地，L123另一端通过C123后接地。 

单片机MCU采用MSP430F247，时钟芯片U5采用8563T，在时钟芯片8563T的OSC1、OSC2端接口上连接一颗石英晶振，时钟芯片8563T通过I2C接口与 单片机通讯，为系统提供日历、时钟功能。 

还包括对电池电压检测电路，利用R18、R19对直流电源VDD2进行分压，R18一端连接VDD2，另一端同时连接R19和单片机MCU的ADC引脚，R19的另一端与单片机MCU的一个普通IO端连接，该普通IO端模拟地，调整单片机MCU内部基准2.5V，当需要检测电池电压时，所述普通IO端输出低电平，形成测试回路，否则，所述普通IO端置为高阻态，避免电池浪费电量。 

红外通讯电路分为红外发送电路和红外接收电路，即在市电条件下工作，所述红外发送电路由红外发射管DS1、电阻R28、R29、R30、三极管Q3、Q2组成，DS1一端与电源VDD连接，另一端通过限流电阻R28与PNP三极管Q3的发射极相连接，Q3的集电极与NPN三极管Q2的集电极相连接，Q2的发射极接地，其中Q3的基极通过电阻R29与单片机的D_TXD引脚相连，是红外发送数据信号线，Q2的基极通过电阻R30与单片机的38K引脚相连，是红外发送载波信号线；所述红外接收电路由红外接收头B1、三极管Q4、电阻R5、R3、R31、电容C11组成，三极管Q4的发射极与电源连接，集电极通过电容C11接地，Q4的基极通过电阻R5与单片机控制引脚HW_EN连接，R5、Q4构成了控制电路；B1的3脚接Q4的集电极，2脚是公共端接地，1脚是数字信号输出，同时与拉电阻R3、隔离保护电阻R31连接，R31另一端接单片机的D_RXD引脚，作为红外接收输入。 

外部存储器U3采用AT24C16或AT24C256，每隔一定时间保存一个数据，并冻结n天的数据，n为自然数。 

本发明的有益效果： 

1、采用分体式结构。 

将采样电路与水表基表装在一起，再加上超低功耗RF无线模块，用内置电池供电，形成一个密封的水表模块，计量用水量并通过无线模块发给采集器。水表模块功耗很小，用一节AA锂电池，可以持续工作6年。 

GSM短信模块、控制单元、配对RF无线模块、电源电路构成了采集器，装在表井外，用交流电供电做主电源，电池做辅助电源。 

GSM模块的供电方式可自动切换：当有市电存在时自动切换到市电供电方式，这时模块全天候在线，与后台可双向自由通讯；没有市电存在时，切换到电池供电，终端每天自动上传一次曲线数据。 

2、密封性好。 

只对会出现泡水状况的水表模块进行密封，由于没有任何外部接口，且电池不需更换，所以可以完全密封，密封效果很好。对外置的采集器，只需进行简单的防潮处理即可保证持续可靠工作。 

3、使用方便。 

对于调试生产、或用户使用，随时可以更换SIM卡，简单方便。 

4、扩展性好。 

只需将控制单元中的存储器容量扩大，即可实现一对多的抄表模式，用一个采集器抄取多个水表模块的数据信息。复用GSM短信模块，可以极大减少硬件成本。适用单抄与集抄的环境。 

四、附图说明：

图1-1是水表发射模块装配结构示意图； 

图1-2是图1-1的下盖俯视结构示意图； 

图2-1是采集器表箱正面结构示意图； 

图2-2是图2-1的侧面结构示意图； 

图3是采集器电路连接框图； 

图4-1是采集器电源电路图； 

图4-2是电源选择电路图； 

图5-1是GSM短信模块的升压电路； 

图5-2是GSM短信模块的集成电路； 

图5-3是GSM短信模块的SIM卡的片座插针电路图； 

图6-1是单片机MCU芯片及其引脚图； 

图6-2-图6-5是与图6-1的单片机MCU连接的外围电路图； 

图7是电源检查电路； 

图8是外围存储电路； 

图9是时钟电路； 

图10-1是红外接收电路； 

图10-2是红外发射电路； 

图11-1、图11-2分别是市电和电池指示灯显示电路； 

图12是电池电源检查电路； 

图13是低功耗的RF无线收发模块电路图。 

图中标号1和2分别为水表发射模块的壳体上盖和下盖，3为橡胶垫圈，4为磁敏元件，4’为磁敏元件卡槽，5为电路板盒，6为电池仓，6’为电池卡槽，7为固定螺孔，8为堵头，9为水表表头显示孔，10为采集器表箱。 

五、具体实施方式：

实施例一：参见所有附图，图1-1、图1-2显示水表发射模块的表壳结构， 由上盖1和下盖2组成，其间垫有密封圈3，上、下盖通过螺钉固定，下盖2又通过螺钉固定于水表基表的表座上并使表头的由显示孔9外漏，在下盖腔内分为与水表基表相邻的磁敏元件固定槽4’、电路板盒固定槽、电池固定槽6’，磁敏元件4放入其固定槽4’内后灌胶密封，载有低功耗的RF无线收发模块的电路板首先放入电路板盒5灌胶密封，然后电路板盒5固定于相应卡槽内，电池也是首先放入电池盒6灌胶密封，然后电池盒6固定于相应卡槽6’内，磁敏元件4、电路板、电池均通过导线连接并灌胶密封。图2-1、图2-2显示位于地表之上的采集器表箱10，其内腔固定有电路板以及与电路板连接的相关元件，例如SIM卡插座、指示灯等，采集器表箱端子适合接入交流电源，上壳开有透明窗，便于指示灯、标牌丝印的观看。其中采集器电路包括电源电路、单片机MCU控制电路、GSM短信模块电路、存储电路、时钟电路、红外通讯电路、无线收发电路。 

与地下水表基表匹配安装在一起的水表发射模块和安装在地上的采集器构成无线收发系统。 

所述采集器还包括GSM短信模块，采集器的GSM短信模块与管理中心的短信模块进行通讯和数据交换；所述采集器的电源采用市电为主和电池为辅相配合的供电模式，其中市电通过交直流变换电路形成直流电源VDD1，电池提供直流电源VDD2，两电源通过继电器J1实现自动选择切换，所述继电器J1的感应线圈通过电阻R1与交直流变换电路的直流输出连接。 

电源VDD通过升压芯片U6进行升压，U6为TPS61020，U6的输出端将电压提升至4.2V后与GSM短信模块U2A的电源输入端连接，U2A选用集成电路SIM300C，SIM300C与单片机MCU的数据端相连接，SIM300C的RXD、TXD、 DTR、RI分别与单片机MCU的P3.6/URXD1、P3.7/URXD1、P5.2/SOMI1/UCB1SCL、P5.3/UCLK1/UCA1SET连接，实现通讯和数据交换，SIM300C上还连接有SIM卡的片座插针。 

采集器还包括交流电检测电路，通过判断的VDD1有无来判定交流电有无，利用单片机MCU普通IO口分别连接上拉电阻R20、下拉电阻R21，其中上拉电阻R20上端与VDD1连接，有市电时IO口(VDD1 TEST)得到高电平，认为存在市电电源，数码管LED1发光，采集器的GSM短信模块全天候在线，GSM短信模块与管理中心双向自由通讯；IO口(VDD1 TEST)为低电平时，认为不存在市电电源，无市电时为电池供电，单片机的TPS引脚控制升压芯片U6切断短信模块电源，仅保持主电路和无线模块工作，GSM终端每天自动向管理中心上传一次曲线数据。当VDD1 TEST为高电平时；为低电平时。图10-1、图10-2中LED1表示交流电存在。LED2表示控制器在进行通讯。 

所述电源电路，交流市电通过变压器BY1后其低压输出端分别与交直流变换模块DB1的两输入端连接，交直流变换模块DB1的两输出端的高电平端为VDD0、低电平端接地，所述高电平VDD0与低压稳压器U8(SPX1117)的输入端连接，低压稳压器U8的输出端为VDD1；继电器J1的常开端与电源VDD1连接，继电器J1的常闭端与电池VDD2连接，继电器的感应线圈与电源VDD0连接，继电器J1的输出端为VDD。 

低功耗的RF无线收发模块含有控制单元和射频单元及收发天线，控制单元包括高速微处理器AT mega8v或为AT mega88v、采集电路、复位电路、程序下载接口、通讯接口等电路，射频单元包括无线射频芯片CC1100或CC1101及其外围电路和电路单元电路；模块正常工作期间，由外部电源经滤波、电压调节 后向系统提供3.3V的工作电压，平时微控制器和射频芯片处于低耗状态，需要进行数据通信时被中断唤醒，微控制器将PD7置高电平、PD5置低电平时，模块处于发送状态，微控制器内数据通过SPI通信到射频芯片，射频芯片把数据信号调制放大经天线发送到客户端；微控制器将PD5置高电平，PD7置低电平时，模块处于接受状态，外部信号经天线接收后经滤波送入射频芯片，射频芯片把信号处理后送入微控制器，由微控制器进行数据处理。 

微处理器U9的型号为AT mega8v或为AT mega88v，无线射频芯片U10的型号为CC1100或为CC1101，电压调节芯片型号为XC6206P302P。 

AT mega8v或为AT mega88v的引脚PD2、PC3、PC4、PC5组成微控制器的4线SPI兼容接口，实现与射频单元的数据传输；引脚PD1、PD2为TTL232通讯接口RXD、TXD，以实现模块与外设的串口通讯功能；C110、C109、R6、X1组成微控制器的4MHZ的晶振电路；C110、R8组成微控制器的外部复位电路；由R9、R10、R11、R12组成的电阻网络为脉冲采样电路，以备后续程序兼容；微处理器引脚PD3接外部上拉电阻R13，作为信号触发端口，以备后续程序兼容。 

射频单元中射频芯片的引脚SCLK、SO、CSn、SI分别经电阻R3、R2、R5、R4隔离后与微控制器的引脚PC4、PC3、PD2、PC5相连接，实现微控制对射频芯片内部寄存器的读写操作，C50用来对时钟信号SCLK滤波以消除尖锋脉冲；引脚GDO0经电阻R1隔离后与微控制器引脚PC2相连接，用于告知微控制器无线数据已经收发完毕；引脚RF_P、RF_N为射频信号的输入输出端口，C121、C131、L131及L121形成一个平衡转换器，用以将射频芯片上的微分RF端口转换成单端RF信号，并于后面的LC网络共同进行阻抗转换以匹配50Ohn的天线，其中平衡转换器包括电容C121、C131和电感L131、L121，RF_N分别连接L131和 C131，L131另一端连接C121，C121另一端分别连接RF_P和L121，L121另一端通过C124接地，C131另一端接地；LC网络C122、C123、L122、L123为射频通带滤波器，它用于过滤射频传输信号中的谐波量及干扰成分，使得出入射频芯片的信号频谱更加纯净，其中LC网络包括电容C122、C123和电感L122、L123，L131与C121的公共连接端与L122连接，L122的另一端分别连接C122和L123，C122另一端接地，L123另一端通过C123后接地。；C125为直流模块电容，用于隔直流；Antenna为50Ohn天线；引脚DCOUPL为射频芯片内数字部分的电压调节器连接退耦电容C51；引脚RBLS串电阻R7后接地，为射频芯片提供内部偏置电流；C81、C82、C101、X2组成射频芯片26MHz晶振电路；引脚DVDD、AVDD、AVDD、AVDD、AVDD、DGUARD为射频芯片能量供给端口，接3.3V电源，而且各个端口分别放置退耦电容。 

超低功耗的无线双向数传模块，其供电电压在DC 3.3V～5V之间，静态电流：15uA，接收电流：＜20mA，发射电流：＜120mA。整个电路的供电电压范围宽、功耗超低。硬件电路进行了缩小、简化，高度集成，可装在合适的壳体中，进行灌胶密封，这样外围全密封，实现了防水、自我防护、可靠性高的目的。可以透明地传输数据，即所收即所发，适应各种用户协议。当模块从串口接收到外设(如：PC)数据时，将数据通过无线方式发射出去，当模块接收到无线数据时，则将无线数据从串口发送出去。超低功耗、双向通讯设计，使电池供电的无线远传型水表成为可能。 

单片机MCU采用MSP430F247，它包含32K字节FLASH的数据、程序存储空间，4K字节的RAM，48个I/O口，2个16位的定时器。低电压供电、超低功耗、可靠、性价比高、带A/D转换器、带串口等特点。 

U7为复位芯片，当单片机电压低于2.7V时，单片机处于复位状态，避免电路低压下工作异常。 

时钟芯片U5采用8563T，在时钟芯片8563T的OSC1、OSC2端接口上连接一颗石英晶振(32.768K)，时钟芯片8563T通过I2C接口与单片机通讯，为系统提供日历、时钟功能。 

还包括对电池电压检测电路，电池电压检测，主要用来监视电池电平状况，用以判断电池电量是否充足。利用单片机内置的12位ADC模块，进行电压的检测。由于电池电量有限，如果分压电阻直接接地，就会一直有一个电流流入地，导致功耗浪费。利用R18、R19对电池电压VDD2进行分压，R18一端连接VDD2，另一端同时连接R19和单片机MCU的ADC引脚，R19的另一端与单片机MCU的一个普通IO端连接，该普通IO端模拟地，调整单片机MCU内部基准2.5V的范围内，当需要检测电池电压时，所述普通IO端输出低电平，形成测试回路，否则，所述普通IO端置为高阻态，避免电池浪费电量。 

红外通讯电路分为红外发送电路和红外接收电路，主要用来向表设置初始参数，如管理中心号码等。发射信号采用38K载波调制。接收用解调38K载波的红外接收头，如3638T等。红外电路仅是设置参数时有用，绝大多数时间是不需要的，为了避免红外接收电路耗费能量，延长电池寿命，对其电源进行了控制，只有在使用市电电源时才能指示电路工作。所述红外发送电路由红外发射管DS1、电阻R28、R29、R30、三极管Q3、Q2组成，DS1一端与电源VDD连接，另一端通过限流电阻R28与PNP三极管Q3的发射极相连接，Q3的集电极与NPN三接管Q2的集电极相连接，Q2的发射极接地，其中Q3的基极通过电阻R29与单片机的D_TXD引脚相连，是红外发送数据信号线，Q2的基极通 过电阻R30与单片机的38K引脚相连，是红外发送载波信号线，不工作时，单片机的D_TXD引脚输出为高，38K引脚输出为低，则Q3、Q2均不导通，电路基本无功耗。工作时，单片机的D_TXD引脚输出为要发生的数据，高低电平持续时间由通讯波特率决定。38K引脚输出为38KHZ的方波，也就是载波。在D_TXD、38K这两个引脚的作用下，Q3、Q2导通、截止状态不断变化，则DS1将信号发射出去。所述红外接收电路由红外接收头B1、三接管Q4、电阻R5、R3、R31、C11组成，三极管Q4的发射极与电源连接，集电极通过电容C11接地，Q4的基极通过电阻R5与单片机控制引脚HW_EN连接，R5、Q4构成了控制电路；B1的3脚接Q4的集电极，2脚是公共端接地，1脚是数字信号输出，同时与拉电阻R3、隔离保护电阻R31连接，R31另一端接单片机的D_RXD引脚，作为红外接收输入。由于红外接收头在有电的情况下静态功耗很大，而其又不是经常工作，所以对其电源进行了控制，只在需要的时候打开。R5、Q4构成了控制电路。R5的一端接单片机的控制引脚HW_EN，一端接Q4的基极。当控制引脚输出低时，Q4导通，红外接收电路使能；否则，关闭红外接收电路，节省电量。C11主要是电源滤波。红外接收电路何时打开，根据TEST_GHG引脚得到低电平触发来决定。 

外部存储器U3采用ATMEL的AT24C16，主要用来存储表模块的计量数据。每15分钟保存一个数据，可以冻结30天的数据。数据量暂时采用1块采集器带1块大水表来计算，若采集多块表的数据只需换用较大存储空间的EEPROM即可例如换为AT24C256等更大容量的存储器，引脚完全兼容。 

Claims (10)

1.一种水表的短信自动抄表系统，包括表壳、采集器，其中采集器包括电源电路、单片机MCU控制电路、存储电路、时钟电路、红外通讯电路、无线收发电路，其特征是：与地下水表基表匹配安装在一起的水表发射模块和安装在地上的采集器构成无线收发系统，所述水表发射模块包括表壳和全密封安装于表壳内通过导线连接的低功耗的RF无线收发模块的电路板、电池仓、磁敏感元件；所述采集器还包括GSM短信模块，采集器的GSM短信模块与管理中心的短信模块进行通讯和数据交换；所述采集器的电源采用市电为主和电池为辅相配合的供电模式，其中市电通过交直流变换电路形成直流电源VDD1，电池提供直流电源VDD2，两电源通过继电器J1实现自动选择切换，继电器J1的输出端为VDD，所述继电器J1的感应线圈通过电阻R1与交直流变换电路的直流输出连接。

2.根据权利要求1所述的水表的短信自动抄表系统，其特征是：电压VDD通过升压芯片U6进行升压，U6的输出端与GSM短信模块U2A的电源输入端连接，U2A选用集成电路SIM300C，SIM300C与单片机MCU的数据端相连接，实现通讯和数据交换，SIM300C上还连接有SIM卡的片座插针。

3.根据权利要求1所述的水表的短信自动抄表系统，其特征是：采集器还包括交流电检测电路，通过判断的VDD1有无来判定交流电有无，利用单片机MCU普通IO口分别连接上拉电阻R20、下拉电阻R21，其中上拉电阻R20上端与VDD1连接，有市电时IO口得到高电平，采集器的GSM短信模块全天候在线，GSM短信模块与管理中心双向自由通讯；无市电时为电池供电，单片机的TPS引脚控制升压芯片U6切断短信模块电源，仅保持主电路和无线模块工作，GSM短信模块的终端每天自动向管理中心上传一次曲线数据。

4.根据权利要求1所述的水表的短信自动抄表系统，其特征是：所述电源电路，交流市电通过变压器BY1后其低压输出端分别与交直流变换模块DB1的两输入端连接，交直流变换模块DB1的两输出端的高电平端为VDD0、低电平端接地，所述高电平端VDD0与低压稳压器U8的输入端连接，低压稳压器U8的输出端为VDD1；继电器J1的常开端与电源VDD1连接，继电器J1的常闭端与直流电源VDD2连接，继电器的感应线圈与高电平端VDD0连接，继电器J1的输出端为VDD。

5.根据权利要求1所述的水表的短信自动抄表系统，其特征是：所述水表发射模块的表壳由上盖和下盖组成，其间垫有密封圈，上、下盖通过螺钉固定，下盖又通过螺钉固定于水表基表的表座上并使表头通过显示孔外漏，在下盖腔内分为与水表基表相邻的磁敏元件固定槽、电路板盒固定槽、电池固定槽，磁敏元件放入其固定槽内后灌胶密封，载有低功耗的RF无线收发模块的电路板首先放入电路板盒灌胶密封，然后电路板盒固定于相应卡槽内，电池也是首先放入电池盒灌胶密封，然后电池盒固定于相应卡槽内，磁敏元件、电路板、电池均通过导线连接并灌胶密封。

6.根据权利要求1所述的水表的短信自动抄表系统，其特征是：低功耗的RF无线收发模块含有控制单元和射频单元及收发天线，控制单元包括高速微处理器AT mega8v或为AT mega88v、采集电路、复位电路、程序下载接口、通讯接口电路，射频单元包括无线射频芯片CC1100或CC1101；其中高速微处理器AT mega8v或为AT mega88v的引脚PD2、PC3、PC4、PC5分别经电阻R3、R2、R5、R4隔离后与射频单元中射频芯片的引脚SCLK、SO、CSn、SI相连接，实现微控制器对射频芯片内部寄存器的读写操作，无线射频芯片CC1100或CC1101的引脚RF_P、RF_N为射频信号的输入输出端口，分别通过平衡转换器和LC网络与天线匹配连接；所述平衡转换器包括电容C121、C131和电感L131、L121，RF_N分别连接L131和C131，L131另一端连接C121，C121另一端分别连接RF_P和L121，L121另一端通过电容C124接地，C131另一端接地；所述LC网络包括电容C122、C123和电感L122、L123，L131与C121的公共连接端与L122连接，L122的另一端分别连接C122和L123，C122另一端接地，L123另一端通过C123后接地。

7.根据权利要求1所述的水表的短信自动抄表系统，其特征是：单片机MCU采用MSP430F247，时钟芯片U5采用8563T，在时钟芯片8563T的OSC1、OSC2端接口上连接一颗石英晶振，时钟芯片8563T通过I2C接口与单片机通讯，为系统提供日历、时钟功能。

8.根据权利要求1所述的水表的短信自动抄表系统，其特征是：还包括对电池电压检测电路，利用R18、R19对直流电源VDD2进行分压，R18一端连接VDD2，另一端同时连接R19和单片机MCU的ADC引脚，R19的另一端与单片机MCU的一个普通IO端连接，该普通IO端模拟地，调整单片机MCU内部基准2.5V，当需要检测电池电压时，所述普通IO端输出低电平，形成测试回路，否则，所述普通IO端置为高阻态，避免电池浪费电量。

9.根据权利要求1所述的水表的短信自动抄表系统，其特征是：红外通讯电路分为红外发送电路和红外接收电路，即在市电条件下工作，所述红外发送电路由红外发射管DS1、电阻R28、R29、R30、三极管Q3、Q2组成，DS1一端与电源VDD连接，另一端通过限流电阻R28与PNP三极管Q3的发射极相连接，Q3的集电极与NPN三极管Q2的集电极相连接，Q2的发射极接地，其中Q3的基极通过电阻R29与单片机的D_TXD引脚相连，是红外发送数据信号线，Q2的基极通过电阻R30与单片机的38K引脚相连，是红外发送载波信号线；所述红外接收电路由红外接收头B1、三极管Q4、电阻R5、R3、R31、电容C11组成，三极管Q4的发射极与电源连接，集电极通过电容C11接地，Q4的基极通过电阻R5与单片机控制引脚HW_EN连接，R5、Q4构成了控制电路；B1的3脚接Q4的集电极，2脚是公共端接地，1脚是数字信号输出，同时与拉电阻R3、隔离保护电阻R31连接，R31另一端接单片机的D_RXD引脚，作为红外接收输入。

10.根据权利要求1所述的水表的短信自动抄表系统，其特征是：外部存储器U3采用AT24C16或AT24C256，每隔一定时间保存一个数据，并冻结n天的数据，n为自然数。

Images