CN106920331B - 一种智能燃气表的计量异常告警系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能燃气表的计量异常告警系统及方法,所述系统包括基表、主板和机电转换电路；所述基表包括进气口、出气口、内采样电路和计数器；所述进气口和出气口之间设置有计量室；所述内采样电路和计数器的输入端均与计量室连接；内采样电路在计量室中有燃气通过时产生脉冲信号，其输出端与主板连接；计数器对计量室内通过燃气进行计数，其输出端与机电转换电路连接，机电转换电路的输出端与主板连接；所述主板包括主控MCU和告警电路，主控MCU的输出端与告警电路连接。本发明既能检测出机电转换电路与主板之间的线缆异常带来的用气不计量故障，也能检测出机电转换电路损坏和基表计数器损坏所带来的用气不计量故障，在检测到故障时切断燃气表气阀并进行告警。
Description
技术领域
本发明涉及一种智能燃气表的计量异常告警系统及方法。
背景技术
燃气表在社会生活中有着非常广泛的应用，一方面，普通家用膜式燃气表，由于其收费难、抄表人员人工成本高、偷盗气无法真正实现监控，这给燃气公司不断的增加了经营成本，也给运营管理带来许多麻烦；另一方面，随着人们生活水平和生活质量的提高，现代化家庭所需要的智能化产品需求，燃气表也在朝着安全性、可靠性、智能方便性方向发展。
于是各种智能燃气表逐渐面市，以期来解决燃气公司经营中遇到的头疼的问题；如IC卡表、CPU卡智能燃气表、有线远传燃气表、无线远传燃气表、网络型红外数传燃气表等种类的燃气表也逐渐深入人们生活中的每个角落。
但是，现有的智能燃气表也会有一些不足：例如智能燃气表的一些故障可能会导致燃气表用气不计量，给燃气公司的运营管理带来很大麻烦；一般情况下，能够导致燃气表用气不计量的故障有以下几种：第一，燃气表在生产装配过程中，基表计数器脱齿；第二，机电转换电路损坏，第三，机电转换电路与主板之间的线缆异常；而现有技术中一般采用双簧管行机电转换信号的获取，虽然能够检测出机电转换电路损坏，以及机电转换电路与主板之间的信号线断线带来的用气不计量故障，却无法检测出基表计数器脱齿所带来的用气不计量故障。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种智能燃气表的计量异常告警系统及方法，既能检测出机电转换电路与主板之间的线缆异常带来的用气不计量故障，也能检测出机电转换电路损坏和基表计数器损坏所带来的用气不计量故障。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种智能燃气表的计量异常告警系统，包括基表、主板和机电转换电路；
所述基表包括进气口、出气口、内采样电路和计数器；所述进气口和出气口之间设置有计量室；所述内采样电路和计数器的输入端均与计量室连接；内采样电路在计量室中有燃气通过时产生脉冲信号，其输出端与主板连接；计数器对计量室内通过燃气进行计数，其输出端与机电转换电路连接，机电转换电路的输出端与主板连接；
所述主板包括主控MCU和告警电路，主控MCU的输入端分别与内采样电路和机电转换电路连接，主控MCU的输出端与告警电路连接；所述主控MCU用于根据来自内采样电路的脉冲信号和来自机电转换电路的信号，判断智能燃气表是否出现计量异常的情况，并在出现计量异常时生成告警信号。
所述主控MCU包括：
内采样计数模块，用于记录接收到的内采样脉冲次数；
内采样处理模块，用于在每次接收到来自内采样电路的脉冲信号时，将内采样计数模块中记录的脉冲次数加一；
机电信号处理模块，用于记录机电转换信号的接收次数，并在每次接收到机电转换电路的信号时，将机电转换信号的接收次数加一（进而实现用气量统计，方便于后续费用计算），将内采样计数模块中记录的脉冲次数清零；
告警判断模块，用于实时判断内采样计数模块中记录的脉冲次数是否大于设置的告警阈值；
告警信号生成模块，用于在记录的脉冲次数大于告警阈值时，生成告警信号，控制告警电路进行计量异常告警。
所述进气口与出气口之间还设置有气阀。
所述气阀为燃气表电机阀。
所述主板还包括阀门驱动电路，阀门驱动电路的输入端与主控MCU连接，阀门驱动电路的输出端与气阀连接；所述主控MCU还包括阀门驱动控制模块，用于在记录的脉冲次数大于告警阈值时，生成阀门控制信号，通过阀门驱动电路控制气阀关闭。
所述的告警电路包括声光报警器和通信模块，主控MCU的输出端分别与声光报警器和通信模块连接；所述通信模块与远程监控中心通讯连接。
所述的一种智能燃气表的计量异常告警系统的告警方法，包括以下步骤：
S1.燃气表通气时，内采样电路将产生脉冲信号发送给主控MCU,机电转换电路将来自计数器的信号进行机电转换后传输给主控MCU；
S2.主控MCU根据来自内采样电路的脉冲信号和来自机电转换电路的信号，判断智能燃气表是否出现计量异常：
（1）若出现计量异常，则生成告警信号，并进入步骤S3；
（2）若未出现计量异常，则不作处理；
S3.主控MCU控制告警电路进行计量异常报警。
所述的步骤S2包括以下子步骤：
S21.主控MCU将内采样计数模块中记录的脉冲次数初始化为零；
S22.主控MCU实时判断当前是否接收到来自内采样电路的脉冲信号：
（1）若接收到来自内采样电路的脉冲信号，将内采样计数模块中记录的脉冲次数加一，并进入步骤S23；
（2）若未接收到来自内采样电路的脉冲信号，则不作处理；
S23.主控MCU判断是否接收到来自机电转换电路的信号：
（1）若接收到来自机电转换电路的信号，主控MCU将内采样计数模块中记录的脉冲次数清零；
（2）若未接收到来自机电转换电路的信号，则进入步骤S24；
S24.主控MCU判断内采样计数模块中记录的脉冲次数是否大于设置的告警阈值：
（1）若大于告警阈值，则认为燃气表计量异常，生成告警信号；
（2）若不大于告警阈值，则返回步骤S22进行下一次内采样电路脉冲信号的接收判断和次数累加。
所述的一种智能燃气表的计量异常告警系统的告警方法，还包括一个气阀控制步骤：主控MCU在判断出智能燃气表出现计量异常时，通过控制阀门驱动电路使气阀关闭。
本发明的有益效果是：（1）既能检测出机电转换电路与主板之间的线缆异常带来的用气不计量故障，也能检测出机电转换电路损坏和基表计数器损坏所带来的用气不计量故障，减少了燃气公司的不必要损失，方便于燃气公司的运营管理。
（2）在检测到用气不计量故障时，通过主板控制阀门驱动电路关闭气阀，避免了用气不计量给燃气公司带来的损失；同时控制告警电路工作，方便于对故障的及时处理。
(3)设置脉冲次数的告警阈值,达到告警阈值再进行告警,在燃气表瞬间异常并立刻恢复的情况下,并不会对燃气表的正常工作带来影响,方便了用户使用。
附图说明
图1为本发明的原理框图；
图2为本发明的方法流程图；
图3为主控MCU进行告警判断的流程图。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
如图1所示，一种智能燃气表的计量异常告警系统，包括基表、主板和机电转换电路；
所述基表包括进气口、出气口、内采样电路和计数器；所述进气口和出气口之间设置有计量室；所述内采样电路和计数器的输入端均与计量室连接；内采样电路在计量室中有燃气通过时产生脉冲信号，其输出端与主板连接；计数器对计量室内通过燃气进行计数，其输出端与机电转换电路连接，机电转换电路的输出端与主板连接；
所述主板包括主控MCU和告警电路，主控MCU的输入端分别与内采样电路和机电转换电路连接，主控MCU的输出端与告警电路连接；所述主控MCU用于根据来自内采样电路的脉冲信号和来自机电转换电路的信号，判断智能燃气表是否出现计量异常的情况，并在出现计量异常时生成告警信号。
所述主控MCU包括：
内采样计数模块，用于记录接收到的内采样脉冲次数；
内采样处理模块，用于在每次接收到来自内采样电路的脉冲信号时，将内采样计数模块中记录的脉冲次数加一；
机电信号处理模块，用于记录机电转换信号的接收次数，并在每次接收到机电转换电路的信号时，将机电转换信号的接收次数加一，将内采样计数模块中记录的脉冲次数清零；
告警判断模块，用于实时判断内采样计数模块中记录的脉冲次数是否大于设置的告警阈值；
告警信号生成模块，用于在记录的脉冲次数大于告警阈值时，生成告警信号，控制告警电路进行计量异常告警。
所述进气口与出气口之间还设置有气阀。
所述气阀为燃气表电机阀。
所述主板还包括阀门驱动电路，阀门驱动电路的输入端与主控MCU连接，阀门驱动电路的输出端与气阀连接；所述主控MCU还包括阀门驱动控制模块，用于在记录的脉冲次数大于告警阈值时，生成阀门控制信号，通过阀门驱动电路控制气阀关闭；所述阀门驱动电路通过电阀驱动器实现。
所述的告警电路包括声光报警器和通信模块，主控MCU的输出端分别与声光报警器和通信模块连接；所述通信模块与远程监控中心通讯连接。所述通信模块可以是2G/3G/4G通信模块，通过无线通信的方式与远程监控中心连接；也可以是以太通信模块，通过以太网与远程监控中心连接。
如图2所示，所述的一种智能燃气表的计量异常告警系统的告警方法，包括以下步骤：
S1.燃气表通气时，内采样电路将产生脉冲信号发送给主控MCU,机电转换电路将来自计数器的信号进行机电转换后传输给主控MCU；
S2.主控MCU根据来自内采样电路的脉冲信号和来自机电转换电路的信号，判断智能燃气表是否出现计量异常：
（1）若出现计量异常，则生成告警信号，并进入步骤S3；
（2）若未出现计量异常，则不作处理；
S3.主控MCU控制告警电路进行计量异常报警。
如图3所示，所述的步骤S2包括以下子步骤：
S21.主控MCU将内采样计数模块中记录的脉冲次数初始化为零；
S22.主控MCU实时判断当前是否接收到来自内采样电路的脉冲信号：
（1）若接收到来自内采样电路的脉冲信号，将内采样计数模块中记录的脉冲次数加一，并进入步骤S23；
（2）若未接收到来自内采样电路的脉冲信号，则不作处理；
S23.主控MCU判断是否接收到来自机电转换电路的信号：
（1）若接收到来自机电转换电路的信号，主控MCU将内采样计数模块中记录的脉冲次数清零；
（2）若未接收到来自机电转换电路的信号，则进入步骤S24；
S24.主控MCU判断内采样计数模块中记录的脉冲次数是否大于设置的告警阈值：
（1）若大于告警阈值，则认为燃气表计量异常，生成告警信号；
（2）若不大于告警阈值，则返回步骤S22进行下一次内采样电路脉冲信号的接收判断和次数累加。
所述的一种智能燃气表的计量异常告警系统的告警方法，还包括一个气阀控制步骤：主控MCU在判断出智能燃气表出现计量异常时，通过控制阀门驱动电路使气阀关闭。
当用户用气时，燃气会依次通过进气口、气阀、计量室和出气口经过燃气阀，计量室中通气，由基表中的计数器进行计数，并由机电转换电路对计数器得到的信息进行机电转换后传输给主控MCU；同时内采样电路（脉冲采样器）产生脉冲信号，传输给主控MCU。
主控MCU在接收到来自内采样电路脉冲信号的同时，能够接收到了来自机电转换电路的信号，说明燃气表正常工作。故若主控MCU只能接收到内采样电路脉冲信号，不能接收到来自机电转换电路的计数信号，则说明发生了用气不计量的情况（不管是燃气表出现基表计数器脱齿、机电转换电路损坏或机电转换电路与主板之间的线缆异常，主控MCU均只能能够接收到来自内采样电路脉冲信号，而无法接收来自机电转换电路的计数信号）；
在本申请中，每接收到一次来自内采样电路的脉冲信号，主控MCU对接收到的脉冲次数加一，如果接收到来自机电转换电路的信号，将接收到的脉冲次数清零（并进行计量/计费等）；若能够在接收到来自内采样电路的脉冲信号的同时接收到机电转换电路的信号，则脉冲计数会一直重复加一/清零，代表着电路正常工作，无需告警；而如果一段时间内，只能接收到来自内采样电路的脉冲信号，不能够接收到来自机电转换电路的信号（用气不计量故障），脉冲计数会累积叠加（每次加一），当脉冲次数超过设定的阈值时，主控MCU通过控制阀门驱动电路关闭气阀以避免损失；同时控制告警电路工作，方便于对（燃气表公司）对故障的及时处理。
Claims (7)
1.一种智能燃气表的计量异常告警系统，其特征在于：包括基表、主板和机电转换电路；
所述基表包括进气口、出气口、内采样电路和计数器；所述进气口和出气口之间设置有计量室；所述内采样电路和计数器的输入端均与计量室连接；内采样电路在计量室中有燃气通过时产生脉冲信号，其输出端与主板连接；计数器对计量室内通过燃气进行计数，其输出端与机电转换电路连接，机电转换电路的输出端与主板连接；
所述主板包括主控MCU和告警电路，主控MCU的输入端分别与内采样电路和机电转换电路连接，主控MCU的输出端与告警电路连接；所述主控MCU用于根据来自内采样电路的脉冲信号和来自机电转换电路的信号，判断智能燃气表是否出现计量异常的情况，并在出现计量异常时生成告警信号；
所述主控MCU包括：
内采样计数模块，用于记录接收到的内采样脉冲次数；
内采样处理模块，用于在每次接收到来自内采样电路的脉冲信号时，将内采样计数模块中记录的脉冲次数加一；
机电信号处理模块，用于记录机电转换信号的接收次数，并在每次接收到机电转换电路的信号时，将机电转换信号的接收次数加一，将内采样计数模块中记录的脉冲次数清零；
告警判断模块，用于实时判断内采样计数模块中记录的脉冲次数是否大于设置的告警阈值；
告警信号生成模块，用于在记录的脉冲次数大于告警阈值时，生成告警信号，控制告警电路进行计量异常告警。
2.根据权利要求1所述的一种智能燃气表的计量异常告警系统，其特征在于：所述进气口与出气口之间还设置有气阀。
3.根据权利要求2所述的一种智能燃气表的计量异常告警系统，其特征在于：所述气阀为燃气表电机阀。
4.根据权利要求1所述的一种智能燃气表的计量异常告警系统，其特征在于：所述主板还包括阀门驱动电路，阀门驱动电路的输入端与主控MCU连接，阀门驱动电路的输出端与气阀连接；所述主控MCU还包括阀门驱动控制模块，用于在记录的脉冲次数大于告警阈值时，生成阀门控制信号，通过阀门驱动电路控制气阀关闭。
5.根据权利要求1所述的一种智能燃气表的计量异常告警系统，其特征在于：所述的告警电路包括声光报警器和通信模块，主控MCU的输出端分别与声光报警器和通信模块连接；所述通信模块与远程监控中心通讯连接。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的一种智能燃气表的计量异常告警系统的告警方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1.燃气表通气时，内采样电路将产生脉冲信号发送给主控MCU,机电转换电路将来自计数器的信号进行机电转换后传输给主控MCU；
S2.主控MCU根据来自内采样电路的脉冲信号和来自机电转换电路的信号，判断智能燃气表是否出现计量异常：
（1）若出现计量异常，则生成告警信号，并进入步骤S3；
（2）若未出现计量异常，则不作处理；
S3.主控MCU控制告警电路进行计量异常报警；
所述的步骤S2包括以下子步骤：
S21.主控MCU将内采样计数模块中记录的脉冲次数初始化为零；
S22.主控MCU实时判断当前是否接收到来自内采样电路的脉冲信号：
（1）若接收到来自内采样电路的脉冲信号，将内采样计数模块中记录的脉冲次数加一，并进入步骤S23；
（2）若未接收到来自内采样电路的脉冲信号，则不作处理；
S23.主控MCU判断是否接收到来自机电转换电路的信号：
（1）若接收到来自机电转换电路的信号，主控MCU将内采样计数模块中记录的脉冲次数清零；
（2）若未接收到来自机电转换电路的信号，则进入步骤S24；
S24.主控MCU判断内采样计数模块中记录的脉冲次数是否大于设置的告警阈值：
（1）若大于告警阈值，则认为燃气表计量异常，生成告警信号；
（2）若不大于告警阈值，则返回步骤S22进行下一次内采样电路脉冲信号的接收判断和次数累加。
7.根据权利要求6中任意一项所述的一种智能燃气表的计量异常告警系统的告警方法，其特征在于：还包括一个气阀控制步骤：主控MCU在判断出智能燃气表出现计量异常时，通过控制阀门驱动电路使气阀关闭。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A metering abnormal alarm system and method of intelligent gas meter Effective date of registration: 20220307 Granted publication date: 20190628 Pledgee: Bank of China Limited Chengdu Jinjiang sub branch Pledgor: SINO-TECH SMART ENERGY TECHNOLOGY(CHENGDU) CO.,LTD. Registration number: Y2022510000052 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |