CN106840275A - 一种分体式射频卡智能水表 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种分体式射频卡智能水表，包括本体、进水管、出水管、顶盖、固定支座、计量机构和中控机构，工作电源模块包括工作电源电路，水量计量模块包括水量计量电路，该分体式射频卡智能水表中，在工作电源电路中，在集成电路的第一端连入了可调电阻，通过改变可调电阻的阻值就能够改变输出的电压值，从而提高了智能水表工作的稳定性；不仅如此，在水量计量电路中，通过光耦能够实现信号的隔离，从而不仅能够实现对信号的可靠蒋策，同时还增加了信号隔离，提高了电路的可靠性。

Description

一种分体式射频卡智能水表

技术领域

本发明涉及智能水表领域，特别涉及一种分体式射频卡智能水表。

背景技术

智能水表是一种利用现代微电子技术、现代传感技术、智能IC卡技术对用水量进行计量并进行用水数据传递及结算交易的新型水表。

现有的智能水表开始慢慢引进了射频识别功能，能够防止卡片插入时产生的强电干扰，提高了智能水表的可靠性，但是在现有的智能水表中，大多都是通过稳压三极管进行稳压输出，来给智能水表提供稳定的工作电压，但是由于智能水表在工作的时候，往往会出现过载的情况，此时会因为工作电源电路输出电压过低而影响了智能水表工作的稳定性；不仅如此，在智能水表进行检测的时候，由于现有的检测电路缺少很好的隔离作用，使得当外部的强电干扰信号进入的时候，使得内部的电路造成击穿，从而降低了智能水表工作的可靠性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种分体式射频卡智能水表。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种分体式射频卡智能水表，包括本体、进水管、出水管、顶盖、固定支座、计量机构和中控机构，所述中控机构与计量机构电连接；

所述计量机构包括叶轮，所述进水管通过叶轮与出水管连通，所述叶轮上设有编码器，所述编码器传动连接有指针盘，所述指针盘设置在本体上；

所述顶盖设置在本体的上方且与固定支座铰接，所述固定支座设置在本体的一侧，所述顶盖上还设有射频读写器，所述进水管和出水管上均设有电磁阀；

其中，水从进水管进入到本体的内部，水就会对叶轮进行驱动，叶轮发生转动，随后编码器就会对叶轮的转动的圈数进行精确计量，从而实现了对水量的精确计量，随后通过指针盘能够对已经使用的水量进行实时显示。同时，顶盖通过固定支座能够与本体进行密封连接，从而提高了水表的实用性，同时顶盖上设有射频读写器，当需要对水表进行充值、维修或者重置的时候，都可以通过相应的射频卡来对其进行指定操作，从而提高了水表的智能化；电磁阀则用来控制进水管和出水管的开关，实现了水表的稳定运行。

所述中控机构包括中央控制模块、与中央控制模块连接的水量计量模块、水量显示模块、语音控制模块、射频识别模块、阀门控制模块、无线通讯模块、显示控制模块、按键控制模块、状态指示模块和工作电源模块，所述中央控制模块为PLC，所述编码器与水量计量模块电连接，所述指针盘与水量显示模块电连接，所述射频读写器与射频识别模块电连接，所述电磁阀与阀门控制模块电连接；

其中，中央控制模块，用来控制水表内的各个模块智能化运行的模块，在这里，中央控制模块不仅是PLC，还可以是单片机，从而提高了水表运行的智能化；水量计量模块，用来对水的流量进行计量的模块，在这里，通过对编码器的检测数据进行采集，从而能够计算出使用的水的流量，实现了水表的水量的精确计量；水量显示模块，用来对水的流量进行精确显示的模块，在这里，通过控制指针盘对使用的水的流量进行精确指示，从而提高了水表的实用性；语音控制模块，用来进行语音播放的模块，在这里，通过对扬声器进行控制，从而能够实现当水表故障或者需要缴费等一系列操作的时候，进行可靠的语音提示；射频识别模块，用来对射频信号进行识别的模块，在这里，通过射频读写器，能够对外部靠近的射频识别卡进行识别，从而能够确定相应的指令，实现了水表的智能化运行；阀门控制模块，用来控制阀门开关的模块，在这里，通过控制电磁阀的开关，实现了进水管和出水管的导通；无线通讯模块，通过与外部通讯终端进行远程无线连接，从而实现了数据交换，能够实现工作人员对水表的远程监控；显示控制模块，用来控制显示的模块，在这里，用来控制显示界面显示水表的相关工作信息，提高了水表工作的可靠性；按键控制模块，用来进行按键控制的模块，在这里，用来对用户对水表的操控信息进行采集，从而提高了水表的可操作性；状态指示模块，用来进行状态指示的模块，在这里，用来对水表的工作状态进行实时指示，从而提高了水表的可靠性；工作电源模块，用来给水表提供稳定工作电压的模块。

所述工作电源模块包括工作电源电路，所述工作电源电路包括集成电路、第一电容、第二电容、第三电容、第一二极管、第二二极管和可调电阻，所述集成电路的型号为LM317，所述集成电路的第二端通过第一电容接地，所述集成电路的第一端通过可调电阻接地，所述集成电路的第三端通过第一电阻和第二电容组成的串联电路接地，所述集成电路的第二端与第一二极管的阴极连接，所述集成电路的第三端与第一二极管的阳极连接，所述可调电阻的可调端分别与第一电阻和第二电容连接，所述集成电路的第三端与第二二极管的阴极连接，所述第二二极管的阳极与集成电路的第一端连接，所述集成电路的第三端通过第三电容接地；

其中，在工作电源电路中，当需要增加输出电压时，在集成电路的第一端连入了可调电阻，第一电阻的取值使得流过第一电阻的电流为5mA，加上集成电路的第一端的电流共同流过可调电阻，使集成电路的第一端的电压升高，从而改变可调电阻的阻值就能够改变输出的电压值。同时，在集成电路的第三端通过第三电容接地，第三电容为1uF的钽电容，可提高电路输出的稳定性，并且改善了电路的瞬态响应。

所述水量计量模块包括水量计量电路，所述水量计量电路包括第一光耦、第二光耦、反相器、第二电阻、第三电阻和第四电阻，所述第一光耦的第一端和第二光耦的第二端连接，所述第一光耦的第一端与第二电阻连接，所述第一光耦的第二端和第二光耦的第一端连接，所述第一光耦的第一端与第三电阻连接，所述第一光耦的第三端和第二光耦的第三端均接地，所述第一光耦的第四端和第二光耦的第四端均通过第四电阻外接5V直流电压电源，所述第一光耦的第四端与反相器的输入端连接。

其中，在水量计量电路中，感应信号的正半周通过第一光耦，触发第一光耦导通，随后由第四电阻进行上拉，能够对感应信号进行一次检测，当感应信号负半周通过第二光耦，触发第二光耦导通，接着由第四电阻进行上拉，同样对感应信号进行检测，同时检测到的信号通过反相器转换成脉冲信号，便于MCU进行检测，从而提高了水量计量的可靠。该电路中，通过光耦能够实现信号的隔离，从而不仅能够实现对信号的可靠蒋策，同时还增加了信号隔离，提高了电路的可靠性。

作为优选，进水管通过第一法兰能够与外部的管道进行固定密封连接，出水管通过第二法兰能够与外部的管道进行固定密封连接，从而提高了水表的可靠性，所述进水管的一端设有第一法兰，所述出水管的一端设有第二法兰。

作为优选，为了便于工作人员对水表的度数进行现场观察监控，所述顶盖上设有观察窗口，所述指针盘位于观察窗口的正下方。

作为优选，为了能够在水表发生故障或者其他问题的时候，进行很好的语音提示，从而提高了水表的可靠性，所述顶盖上还设有扬声器，所述扬声器与语音控制模块电连接。

作为优选，为了能够对水表的工作信息进行实时显示，从而能够实现工作人员对水表的工作情况进行最快的了解，所述本体上还设有显示界面，所述显示界面为液晶显示屏，所述显示界面与显示控制模块电连接。

作为优选，为了能够便于工作人员对水表进行实时操控，从而提高了水表的可操作性，所述本体上还设有控制按键，所述控制按键为轻触按键，所述控制按键与按键控制模块电连接。

作为优选，所述本体上还设有状态指示灯，所述状态指示灯与状态指示模块电连接。

作为优选，为了提高水表的续航能力，所述本体的内部还设有蓄电池，所述蓄电池与工作电源模块电连接。

作为优选，为了提高水表的实用性和可靠性，所述本体与顶盖密封连接。

作为优选，所述无线通讯模块包括蓝牙，所述蓝牙通过蓝牙4.0通讯协议与外部通讯终端无线连接。

本发明的有益效果是，该分体式射频卡智能水表中，在工作电源电路中，在集成电路的第一端连入了可调电阻，通过改变可调电阻的阻值就能够改变输出的电压值，从而提高了智能水表工作的稳定性；不仅如此，在水量计量电路中，通过光耦能够实现信号的隔离，从而不仅能够实现对信号的可靠蒋策，同时还增加了信号隔离，提高了电路的可靠性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的分体式射频卡智能水表的结构示意图；

图2是本发明的分体式射频卡智能水表的结构示意图；

图3是本发明的分体式射频卡智能水表的系统原理图；

图4是本发明的分体式射频卡智能水表的工作电源电路的电路原理图；

图5是本发明的分体式射频卡智能水表的水量计量电路的电路原理图；

图中：1.顶盖，2.本体，3.扬声器，4.射频读写器，5.观察窗口，6.指针盘，7.进水管，8.第一法兰，9.出水管，10.第二法兰，11.显示界面，12.控制按键，13.状态指示灯，14.固定支座，15.中央控制模块，16.水量计量模块，17.水量显示模块，18.语音控制模块，19.射频识别模块，20.阀门控制模块，21.无线通讯模块，22.显示控制模块，23.按键控制模块，24.状态指示模块，25.工作电源模块，26.编码器，27.电磁阀，28.蓄电池，U1.集成电路，U2.反相器，R1.第一电阻，R2.第二电阻，R3.第三电阻，R4.第四电阻，C1.第一电容，C2.第二电容，C3.第三电容，VD1.第一二极管，VD2.第二二极管，RP1.可调电阻，N1.第一光耦，N2.第二光耦。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1-图5所示，一种分体式射频卡智能水表，包括本体2、进水管7、出水管9、顶盖1、固定支座14、计量机构和中控机构，所述中控机构与计量机构电连接；

所述计量机构包括叶轮，所述进水管7通过叶轮与出水管9连通，所述叶轮上设有编码器26，所述编码器26传动连接有指针盘6，所述指针盘6设置在本体2上；

所述顶盖1设置在本体2的上方且与固定支座14铰接，所述固定支座14设置在本体2的一侧，所述顶盖1上还设有射频读写器4，所述进水管7和出水管9上均设有电磁阀27；

其中，水从进水管7进入到本体2的内部，水就会对叶轮进行驱动，叶轮发生转动，随后编码器26就会对叶轮的转动的圈数进行精确计量，从而实现了对水量的精确计量，随后通过指针盘6能够对已经使用的水量进行实时显示。同时，顶盖1通过固定支座14能够与本体2进行密封连接，从而提高了水表的实用性，同时顶盖1上设有射频读写器4，当需要对水表进行充值、维修或者重置的时候，都可以通过相应的射频卡来对其进行指定操作，从而提高了水表的智能化；电磁阀27则用来控制进水管7和出水管9的开关，实现了水表的稳定运行。

所述中控机构包括中央控制模块15、与中央控制模块15连接的水量计量模块16、水量显示模块17、语音控制模块18、射频识别模块19、阀门控制模块20、无线通讯模块21、显示控制模块22、按键控制模块23、状态指示模块24和工作电源模块25，所述中央控制模块15为PLC，所述编码器26与水量计量模块16电连接，所述指针盘6与水量显示模块17电连接，所述射频读写器4与射频识别模块19电连接，所述电磁阀27与阀门控制模块20电连接；

其中，中央控制模块15，用来控制水表内的各个模块智能化运行的模块，在这里，中央控制模块15不仅是PLC，还可以是单片机，从而提高了水表运行的智能化；水量计量模块16，用来对水的流量进行计量的模块，在这里，通过对编码器26的检测数据进行采集，从而能够计算出使用的水的流量，实现了水表的水量的精确计量；水量显示模块17，用来对水的流量进行精确显示的模块，在这里，通过控制指针盘6对使用的水的流量进行精确指示，从而提高了水表的实用性；语音控制模块18，用来进行语音播放的模块，在这里，通过对扬声器3进行控制，从而能够实现当水表故障或者需要缴费等一系列操作的时候，进行可靠的语音提示；射频识别模块19，用来对射频信号进行识别的模块，在这里，通过射频读写器4，能够对外部靠近的射频识别卡进行识别，从而能够确定相应的指令，实现了水表的智能化运行；阀门控制模块20，用来控制阀门开关的模块，在这里，通过控制电磁阀27的开关，实现了进水管7和出水管9的导通；无线通讯模块21，通过与外部通讯终端进行远程无线连接，从而实现了数据交换，能够实现工作人员对水表的远程监控；显示控制模块22，用来控制显示的模块，在这里，用来控制显示界面11显示水表的相关工作信息，提高了水表工作的可靠性；按键控制模块23，用来进行按键控制的模块，在这里，用来对用户对水表的操控信息进行采集，从而提高了水表的可操作性；状态指示模块24，用来进行状态指示的模块，在这里，用来对水表的工作状态进行实时指示，从而提高了水表的可靠性；工作电源模块25，用来给水表提供稳定工作电压的模块。

所述工作电源模块25包括工作电源电路，所述工作电源电路包括集成电路U1、第一电阻R1、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第一二极管VD1、第二二极管VD2和可调电阻RP1，所述集成电路U1的型号为LM317，所述集成电路U1的第二端通过第一电容C1接地，所述集成电路U1的第一端通过可调电阻RP1接地，所述集成电路U1的第三端通过第一电阻R1和第二电容C2组成的串联电路接地，所述集成电路U1的第二端与第一二极管VD1的阴极连接，所述集成电路U1的第三端与第一二极管VD1的阳极连接，所述可调电阻RP1的可调端分别与第一电阻R1和第二电容C2连接，所述集成电路U1的第三端与第二二极管VD2的阴极连接，所述第二二极管VD2的阳极与集成电路U1的第一端连接，所述集成电路U1的第三端通过第三电容C3接地；

其中，在工作电源电路中，当需要增加输出电压时，在集成电路U1的第一端连入了可调电阻RP1，第一电阻R1的取值使得流过第一电阻R1的电流为5mA，加上集成电路U1的第一端的电流共同流过可调电阻RP1，使集成电路U1的第一端的电压升高，从而改变可调电阻RP1的阻值就能够改变输出的电压值，从而提高了智能水表工作的稳定性。同时，在集成电路U1的第三端通过第三电容C3接地，第三电容C3为1uF的钽电容，可提高电路输出的稳定性，并且改善了电路的瞬态响应。

所述水量计量模块16包括水量计量电路，所述水量计量电路包括第一光耦N1、第二光耦N2、反相器U2、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4，所述第一光耦N1的第一端和第二光耦N2的第二端连接，所述第一光耦N1的第一端与第二电阻R2连接，所述第一光耦N1的第二端和第二光耦N2的第一端连接，所述第一光耦N1的第一端与第三电阻R3连接，所述第一光耦N1的第三端和第二光耦N2的第三端均接地，所述第一光耦N1的第四端和第二光耦N2的第四端均通过第四电阻R4外接5V直流电压电源，所述第一光耦N1的第四端与反相器U2的输入端连接。

其中，在水量计量电路中，感应信号的正半周通过第一光耦N1，触发第一光耦N1导通，随后由第四电阻R4进行上拉，能够对感应信号进行一次检测，当感应信号负半周通过第二光耦N2，触发第二光耦N2导通，接着由第四电阻R4进行上拉，同样对感应信号进行检测，同时检测到的信号通过反相器U2转换成脉冲信号，便于MCU进行检测，从而提高了水量计量的可靠。该电路中，通过光耦能够实现信号的隔离，从而不仅能够实现对信号的可靠蒋策，同时还增加了信号隔离，提高了电路的可靠性。

作为优选，进水管7通过第一法兰8能够与外部的管道进行固定密封连接，出水管9通过第二法兰10能够与外部的管道进行固定密封连接，从而提高了水表的可靠性，所述进水管7的一端设有第一法兰8，所述出水管9的一端设有第二法兰10。

作为优选，为了便于工作人员对水表的度数进行现场观察监控，所述顶盖1上设有观察窗口5，所述指针盘6位于观察窗口5的正下方。

作为优选，为了能够在水表发生故障或者其他问题的时候，进行很好的语音提示，从而提高了水表的可靠性，所述顶盖1上还设有扬声器3，所述扬声器3与语音控制模块18电连接。

作为优选，为了能够对水表的工作信息进行实时显示，从而能够实现工作人员对水表的工作情况进行最快的了解，所述本体2上还设有显示界面11，所述显示界面11为液晶显示屏，所述显示界面11与显示控制模块22电连接。

作为优选，为了能够便于工作人员对水表进行实时操控，从而提高了水表的可操作性，所述本体2上还设有控制按键12，所述控制按键12为轻触按键，所述控制按键12与按键控制模块23电连接。

作为优选，所述本体2上还设有状态指示灯13，所述状态指示灯13与状态指示模块24电连接。

作为优选，为了提高水表的续航能力，所述本体2的内部还设有蓄电池28，所述蓄电池28与工作电源模块25电连接。

作为优选，为了提高水表的实用性和可靠性，所述本体2与顶盖1密封连接。

作为优选，所述无线通讯模块21包括蓝牙，所述蓝牙通过蓝牙4.0通讯协议与外部通讯终端无线连接。

与现有技术相比，该分体式射频卡智能水表中，在工作电源电路中，在集成电路U1的第一端连入了可调电阻RP1，通过改变可调电阻RP1的阻值就能够改变输出的电压值，从而提高了智能水表工作的稳定性；不仅如此，在水量计量电路中，通过光耦能够实现信号的隔离，从而不仅能够实现对信号的可靠蒋策，同时还增加了信号隔离，提高了电路的可靠性。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种分体式射频卡智能水表，其特征在于，包括本体、进水管、出水管、顶盖、固定支座、计量机构和中控机构，所述中控机构与计量机构电连接；

所述计量机构包括叶轮，所述进水管通过叶轮与出水管连通，所述叶轮上设有编码器，所述编码器传动连接有指针盘，所述指针盘设置在本体上；

所述顶盖设置在本体的上方且与固定支座铰接，所述固定支座设置在本体的一侧，所述顶盖上还设有射频读写器，所述进水管和出水管上均设有电磁阀；

所述中控机构包括中央控制模块、与中央控制模块连接的水量计量模块、水量显示模块、语音控制模块、射频识别模块、阀门控制模块、无线通讯模块、显示控制模块、按键控制模块、状态指示模块和工作电源模块，所述中央控制模块为PLC，所述编码器与水量计量模块电连接，所述指针盘与水量显示模块电连接，所述射频读写器与射频识别模块电连接，所述电磁阀与阀门控制模块电连接；

所述工作电源模块包括工作电源电路，所述工作电源电路包括集成电路、第一电容、第二电容、第三电容、第一二极管、第二二极管和可调电阻，所述集成电路的型号为LM317，所述集成电路的第二端通过第一电容接地，所述集成电路的第一端通过可调电阻接地，所述集成电路的第三端通过第一电阻和第二电容组成的串联电路接地，所述集成电路的第二端与第一二极管的阴极连接，所述集成电路的第三端与第一二极管的阳极连接，所述可调电阻的可调端分别与第一电阻和第二电容连接，所述集成电路的第三端与第二二极管的阴极连接，所述第二二极管的阳极与集成电路的第一端连接，所述集成电路的第三端通过第三电容接地；

所述水量计量模块包括水量计量电路，所述水量计量电路包括第一光耦、第二光耦、反相器、第二电阻、第三电阻和第四电阻，所述第一光耦的第一端和第二光耦的第二端连接，所述第一光耦的第一端与第二电阻连接，所述第一光耦的第二端和第二光耦的第一端连接，所述第一光耦的第一端与第三电阻连接，所述第一光耦的第三端和第二光耦的第三端均接地，所述第一光耦的第四端和第二光耦的第四端均通过第四电阻外接5V直流电压电源，所述第一光耦的第四端与反相器的输入端连接。

2.如权利要求1所述的分体式射频卡智能水表，其特征在于，所述进水管的一端设有第一法兰，所述出水管的一端设有第二法兰。

3.如权利要求1所述的分体式射频卡智能水表，其特征在于，所述顶盖上设有观察窗口，所述指针盘位于观察窗口的正下方。

4.如权利要求1所述的分体式射频卡智能水表，其特征在于，所述顶盖上还设有扬声器，所述扬声器与语音控制模块电连接。

5.如权利要求1所述的分体式射频卡智能水表，其特征在于，所述本体上还设有显示界面，所述显示界面为液晶显示屏，所述显示界面与显示控制模块电连接。

6.如权利要求1所述的分体式射频卡智能水表，其特征在于，所述本体上还设有控制按键，所述控制按键为轻触按键，所述控制按键与按键控制模块电连接。

7.如权利要求1所述的分体式射频卡智能水表，其特征在于，所述本体上还设有状态指示灯，所述状态指示灯与状态指示模块电连接。

8.如权利要求1所述的分体式射频卡智能水表，其特征在于，所述本体的内部还设有蓄电池，所述蓄电池与工作电源模块电连接。

9.如权利要求1所述的分体式射频卡智能水表，其特征在于，所述本体与顶盖密封连接。

10.如权利要求1所述的分体式射频卡智能水表，其特征在于，所述无线通讯模块包括蓝牙，所述蓝牙通过蓝牙4.0通讯协议与外部通讯终端无线连接。