CN109976220B - 计量调时运维模块 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于计量装置技术领域，提供了一种计量调时运维模块。通过接收国家授时中心以无线电长波传送的标准时间信号，经过微处理器解码处理后，自动校准计时器走时，使智能表终端显示的时间与国家保持的标准时间自动保持精确同步；该模块包括用于接收无线电长波传送的标准时间信号的晶振电路、微处理器、状态指示电路、时分设置电路和滤波电路，微处理器连接计时器，计时器连接智能表终端。该模块具有应用范围广，成本较低、走时精准、运行稳定等特点，推广应用价值高。
Description
技术领域
本发明属于计量装置技术领域，尤其涉及一种计量调时运维模块。
背景技术
现有智能计量装置在异常情况下(如：检修停电、环保限电或者表计使用期限过长)会出现时钟错乱或者重置情况，根据主站规则，超过时间偏差5分钟的计量装置不能对时，只能通过现场更换计量装置进行解决，导致抄表失败，同时还增加了采集运维工作的成本，耗费人力物力。依据移动通信GPS校准及石英手表对时原理我们受到了启发，进行了计量调时运维模块的研发。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种计量调时运维模块，走时精准、运行稳定，在节省了智能表采集运维成本的前提下还兼顾提高了工作效率。
本发明实施例提供了一种计量调时运维模块，通过接收国家授时中心以无线电长波传送的标准时间信号，经过微处理器解码处理后，自动校准计时器走时，使智能表终端显示的时间与国家保持的标准时间自动保持精确同步；
该计量调时运维模块包括用于接收无线电长波传送的标准时间信号的晶振电路、与晶振电路连接的微处理器，以及与微处理器连接的状态指示电路、时分设置电路和滤波电路，微处理器还连接计时器，计时器连接智能表终端。
可选的，微处理器为单片机，虽然对于堆叠处理能力会显得比较薄弱，但已经够用。也可以配备更高级的，比如联发科(MEDIATEK)，甚至高通 (Qualcomm)的核心处理器。
可选的，晶振电路包括连接在电源负极和微处理器OSC1脚的电容C1、连接在电源负极和微处理器OSC2脚的可调电容C2、并联连接在OSC1脚和OSC2 脚之间的电阻R1和电抗性元件X1、与微处理器的CONVERTER DRIVE脚连接的三极管Q2，微处理器的CONVERTERDRIVE脚连接三极管Q2的b极，三极管Q2的e极连接电源负极，三极管Q2的c极通过GRID线连接计时器，电抗性元件X1与无线电长波传送的标准时间信号对应；
状态指示电路包括与电源正极连接的单刀双掷开关LIGHTS、与单刀双掷开关LIGHTS的PARK端连接的指示灯PARK LIGHTS、与单刀双掷开关的HEAD 端连接的可调电阻、与可调电阻连接的指示灯DASH LAMPS，指示灯PARK LIGHTS和指示灯DASH LAMPS均连接电源负极；
时分设置电路包括连接在电源负极与微处理器的MINS SET脚的按钮开关 S1、连接在电源负极与微处理器的HOURS SET脚的按钮开关S2；
滤波电路包括与电源正极连接的开关IGN和二极管CR2，以及与单刀双掷开关LIGHTS的PARK端和HEAD端均连接的电阻R4，开关IGN连接二极管 CR3，二极管CR3连接电阻R2，电阻R2连接微处理器IGN脚；
二极管CR2连接电阻R8，电阻R8连接微处理器VSS脚，电阻R8与微处理器VSS脚之间与稳压二极管CR4的正极连接，稳压二极管CR4负极连接电源负极；二极管CR2与电阻R8之间与按钮开关S3的一端连接；
电阻R4连接三极管Q1的b极，三极管Q1的C极分别连接电阻R3和三极管Q2的c极，三极管Q1的e极连接二极管CR1，二极管CR1连接指示灯 DASH LAMPS；
单刀双掷开关LIGHTS的PARK端和HEAD端相连接，HEAD端与电阻 R4之间分别连接有电阻R5和二极管CR6，电阻R5连接微处理器VOLTAGE MONITOR脚，二极管CR6连接电阻R3，二极管CR6的正极还分别连接二极管CR3的正极和按钮开关S3的另一端，二极管CR3和二极管CR6的正极最终通过并联的电阻R6和电阻R7连接计时器的FILAMENT(+)脚，计时器的FILAMENT(-)脚连接电源负极。
可选的，晶振电路还包括连接在电源负极和电阻R2的接入端之间的稳压二极管CR5、连接在电源负极和微处理器的MODE SELECT脚之间的电容C3，电源负极同时连接微处理器VDD脚和VGG脚；电容C3的正极一方面连接微处理器VSS脚、另一方面通过开关W1连接微处理器的COLON脚，微处理器的 COLON脚与计时器的COLON脚对应连接，电容C3的负极还连接微处理器的 VDD脚。
可选的，电抗性元件X1为石英晶体振荡器，电抗性元件X1固有频率为2.097152MHz。
可选的，电阻R1为10MΩ，电阻R2为100KΩ，电阻R3为510Ω。
可选的，电容C1为24pF，可调电容C2为3.8-30pF，电容C3为10μF、 25V。
可选的，稳压二极管CR4为16V、1W，稳压二极管CR5为30V、1W。
可选的，电阻R4为20KΩ，电阻R5为56KΩ，电阻R6为300Ω、1W。
可选的，电阻R7为300Ω、1W，电阻R8为220Ω。
可选的，电源为14V。
本发明实施例相对于现有技术的有益效果为：
本发明实施例，通过一系列晶闸管(三极管)及电感设备进行滤波处理传递到微处理器中进行误差计算，确保输出时钟精准无误，最后上化输出数据及参数到智能表终端。通过可调电容C2改变晶振电路的鼓有频率，使其与接收电台的电磁波频率相同，这个频率的电磁波就在晶振电路里激起较强的感应电流，与标准时间信号对应。
在单个台区智能表终端上配备本装置后，已然杜绝了时钟错误的采集运维情况；在批量参数故障处理中也发挥着不可替代的作用。让采集运维向着：更快，更精，更准的方向发展。突破营销采集智能化领域，在节省了智能表采集运维成本的前提下还兼顾提高了工作效率，为营销类指标的稳步提升奠定坚实基础。
任何停电或者检修甚至计量装置长期使用后，都会或多或少的影响到计量装置终端电池，产生电池状态重置情况，也就是我们采集工作中所说的04/08时钟错误，批量的进行对时会耗费很多的人力物力，计量调时运维模块，可以实现更快的速度进行时钟对时，及参数维护工作，确保采集指标的迅速和有效的恢复，同时研发成本也在可控的范围内。
该装置具有应用范围广，成本较低等特点，并给予于当今采集工作非常大的帮助。无论参数还是成效，该项目的推广前景都非常的深远。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的计量调时运维模块的电路图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
参见图1，本发明实施例提供一种计量调时运维模块，通过接收国家授时中心以无线电长波传送的标准时间信号，经过微处理器解码处理后，自动校准计时器走时，使智能表终端显示的时间与国家保持的标准时间自动保持精确同步；
该计量调时运维模块包括用于接收无线电长波传送的标准时间信号的晶振电路、与晶振电路连接的微处理器，以及与微处理器连接的状态指示电路、时分设置电路和滤波电路，微处理器还连接计时器，计时器连接智能表终端。
可选的，微处理器可以为单片机，或是联发科(MEDIATEK)甚至高通 (Qualcomm)的核心处理器。
可选的，参见图1，晶振电路可以包括连接在电源负极和微处理器OSC1脚的电容C1、连接在电源负极和微处理器OSC2脚的可调电容C2、并联连接在 OSC1脚和OSC2脚之间的电阻R1和电抗性元件X1、与微处理器的 CONVERTER DRIVE脚连接的三极管Q2，微处理器的CONVERTER DRIVE脚连接三极管Q2的b极，三极管Q2的e极连接电源负极，三极管Q2的c极通过GRID线连接计时器，电抗性元件X1与无线电长波传送的标准时间信号对应；
状态指示电路包括与电源正极连接的单刀双掷开关LIGHTS、与单刀双掷开关LIGHTS的PARK端连接的指示灯PARK LIGHTS、与单刀双掷开关的HEAD 端连接的可调电阻、与可调电阻连接的指示灯DASH LAMPS，指示灯PARK LIGHTS和指示灯DASH LAMPS均连接电源负极；
时分设置电路包括连接在电源负极与微处理器的MINS SET脚的按钮开关 S1、连接在电源负极与微处理器的HOURS SET脚的按钮开关S2；
滤波电路包括与电源正极连接的开关IGN和二极管CR2，以及与单刀双掷开关LIGHTS的PARK端和HEAD端均连接的电阻R4，开关IGN连接二极管 CR3，二极管CR3连接电阻R2，电阻R2连接微处理器IGN脚；
二极管CR2连接电阻R8，电阻R8连接微处理器VSS脚，电阻R8与微处理器VSS脚之间与稳压二极管CR4的正极连接，稳压二极管CR4负极连接电源负极；二极管CR2与电阻R8之间与按钮开关S3的一端连接；
电阻R4连接三极管Q1的b极，三极管Q1的C极分别连接电阻R3和三极管Q2的c极，三极管Q1的e极连接二极管CR1，二极管CR1连接指示灯 DASH LAMPS；
单刀双掷开关LIGHTS的PARK端和HEAD端相连接，HEAD端与电阻 R4之间分别连接有电阻R5和二极管CR6，电阻R5连接微处理器VOLTAGE MONITOR脚，二极管CR6连接电阻R3，二极管CR6的正极还分别连接二极管CR3的正极和按钮开关S3的另一端，二极管CR3和二极管CR6的正极最终通过并联的电阻R6和电阻R7连接计时器的FILAMENT(+)脚，计时器的FILAMENT(-)脚连接电源负极。
晶振电路还包括连接在电源负极和电阻R2的接入端之间的稳压二极管 CR5、连接在电源负极和微处理器的MODE SELECT脚之间的电容C3，电源负极同时连接微处理器VDD脚和VGG脚；电容C3的正极一方面连接微处理器 VSS脚、另一方面通过开关W1连接微处理器的COLON脚，微处理器的COLON 脚与计时器的COLON脚对应连接，电容C3的负极还连接微处理器的VDD脚。
一些实施例中，电抗性元件X1可以为石英晶体振荡器，电抗性元件X1固有频率可以为2.097152MHz。
一些实施例中，电阻R1可以为10MΩ，电阻R2可以为100KΩ，电阻R3 可以为510Ω。需要说明的是，在其他实施例中，电抗性元件X1的固有频率可以为其他值，对此不予限定；另外，在其他实施例中，电抗性元件X1还可以为其他元件。
一些实施例中，电容C1可以为24pF，可调电容C2可以为3.8-30pF，电容 C3可以为10μF、25V。需要说明的是，在其他实施例中，电容C1可以为其他大小的电容C1，可调电容C2可以为其他大小的可调电容C2，电容C3可以为其他大小的电容C3，对此不予限定。
一些实施例中，稳压二极管CR4可以为16V、1W，稳压二极管CR5可以为30V、1W。需要说明的是，在其他实施例中，稳压二极管CR4可以为其他工作参数的稳压二极管CR4，稳压二极管CR5可以为其他工作参数的稳压二极管CR5，对此不予限定。
一些实施例中，电阻R4可以为20KΩ，电阻R5可以为56KΩ，电阻R6 可以为300Ω、1W。需要说明的是，在其他实施例中，电阻R4可以为其他大小的电阻R4，电阻R5可以为其他大小的电阻R5，电阻R6可以为其他大小的电阻R6，对此不予限定。
本实施例的现场采集运维效果，与传统方法对比，见下表：
通过上述的工作量统计，我们不难发现现场采集运维工作的工作量是非常大的，同时还存在一定的操作风险和隐患，计量调时运维模块可以有效并且迅速的进行运维工作，在避免现场施工的同时还相当一部分的资金浪费。
本发明实施例，通过一系列晶闸管(三极管)及电感设备进行滤波处理传递到微处理器中进行误差计算，确保输出时钟精准无误，最后上化输出数据及参数到智能表终端。通过可调电容C2改变晶振电路的鼓有频率，使其与接收电台的电磁波频率相同，这个频率的电磁波就在晶振电路里激起较强的感应电流，与标准时间信号对应。
在单个台区智能表终端上配备本装置后，已然杜绝了时钟错误的采集运维情况；在批量参数故障处理中也发挥着不可替代的作用。让采集运维向着：更快，更精，更准的方向发展。突破营销采集智能化领域，在节省了智能表采集运维成本的前提下还兼顾提高了工作效率，为营销类指标的稳步提升奠定坚实基础。
任何停电或者检修甚至计量装置长期使用后，都会或多或少的影响到计量装置终端电池，产生电池状态重置情况，也就是我们采集工作中所说的04/08时钟错误，批量的进行对时会耗费很多的人力物力，计量调时运维模块，可以实现更快的速度进行时钟对时，及参数维护工作，确保采集指标的迅速和有效的恢复，同时研发成本也在可控的范围内。
该装置具有应用范围广，成本较低等特点，并给予于当今采集工作非常大的帮助。无论参数还是成效，该项目的推广前景都非常的深远。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能电路、微处理器的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能电路完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能电路或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能电路可以集成在一个微处理器中，也可以是各个电路单独物理存在，也可以两个或两个以上电路集成在一个微处理器中，上述集成的电路既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能电路具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中电路、微处理器的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的电路，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置和运行方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如，所述电路的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个电路可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的电路可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个电路上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部电路来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种计量调时运维模块，其特征在于，通过接收国家授时中心以无线电长波传送的标准时间信号，经过微处理器解码处理后，自动校准计时器走时，使智能表终端显示的时间与国家保持的标准时间自动保持精确同步；微处理器为单片机；
该计量调时运维模块包括用于接收无线电长波传送的标准时间信号的晶振电路、与晶振电路连接的微处理器，以及与微处理器连接的状态指示电路、时分设置电路和滤波电路，微处理器还连接计时器，计时器连接智能表终端；
晶振电路包括连接在电源负极和微处理器OSC1脚的电容C1、连接在电源负极和微处理器OSC2脚的可调电容C2、并联连接在OSC1脚和OSC2脚之间的电阻R1和电抗性元件X1、与微处理器的CONVERTER DRIVE脚连接的三极管Q2，电阻R1的一端连接OSC1脚，电阻R1的另一端连接OSC2脚，微处理器的CONVERTER DRIVE脚连接三极管Q2的b极，三极管Q2的e极连接电源负极，三极管Q2的c极通过GRID线连接计时器，电抗性元件X1与无线电长波传送的标准时间信号对应；
状态指示电路包括与电源正极连接的单刀双掷开关LIGHTS、与单刀双掷开关LIGHTS的PARK端连接的指示灯PARK LIGHTS、与单刀双掷开关的HEAD端连接的可调电阻、与可调电阻连接的指示灯DASH LAMPS，指示灯PARK LIGHTS和指示灯DASH LAMPS均连接电源负极；
时分设置电路包括连接在电源负极与微处理器的MINS SET脚的按钮开关S1、连接在电源负极与微处理器的HOURS SET脚的按钮开关S2；
滤波电路包括与电源正极连接的开关IGN和二极管CR2，以及与单刀双掷开关LIGHTS的PARK端和HEAD端均连接的电阻R4的一端，开关IGN连接二极管CR3的正极，二极管CR3的负极连接电阻R2的一端，电阻R2的另一端连接微处理器IGN脚；
二极管CR2的负极连接电阻R8的一端，电阻R8的另一端连接微处理器VSS脚，电阻R8与微处理器VSS脚之间与稳压二极管CR4的负极连接，稳压二极管CR4正极连接电源负极；二极管CR2的负极与电阻R8之间与按钮开关S3的一端连接；
电阻R4的另一端连接三极管Q1的b极，三极管Q1的C极分别连接电阻R3的一端和三极管Q2的c极，三极管Q1的e极连接二极管CR1的正极，二极管CR1的负极连接指示灯DASH LAMPS；
单刀双掷开关LIGHTS的PARK端和HEAD端相连接，HEAD端与电阻R4之间分别连接有电阻R5的一端和二极管CR6的正极，电阻R5的另一端连接微处理器VOLTAGE MONITOR脚，二极管CR6的负极连接电阻R3的另一端，二极管CR6的负极还分别连接二极管CR3的负极和按钮开关S3的另一端，二极管CR3的负极和二极管CR6的负极连接并联的电阻R6和电阻R7构成的并联电路的一端，并联电路的另一端连接计时器的FILAMENT(+)脚，计时器的FILAMENT(-)脚连接电源负极。
2.根据权利要求1所述的计量调时运维模块，其特征在于，晶振电路还包括连接在电源负极和电阻R2的接入端之间的稳压二极管CR5、连接在电源负极和微处理器的MODE SELECT脚之间的电容C3，稳压二极管CR5的正极连接电源负极，稳压二极管CR5的负极连接电阻R2的一端，电源负极同时连接微处理器VDD脚和VGG脚；电容C3的正极一方面连接微处理器VSS脚、另一方面通过开关W1连接微处理器的COLON脚，微处理器的COLON脚与计时器的COLON脚对应连接，电容C3的负极还连接微处理器的VDD脚。
3.根据权利要求2所述的计量调时运维模块，其特征在于，电抗性元件X1为石英晶体振荡器，电抗性元件X1固有频率为2.097152MHz。
4.根据权利要求3所述的计量调时运维模块，其特征在于，电阻R1为10MΩ，电阻R2为100KΩ，电阻R3为510Ω。
5.根据权利要求3所述的计量调时运维模块，其特征在于，电容C1为24pF，可调电容C2为3.8-30pF，电容C3为10μF、25V。
6.根据权利要求3所述的计量调时运维模块，其特征在于，稳压二极管CR4为16V、1W，稳压二极管CR5为30V、1W。
7.根据权利要求3所述的计量调时运维模块，其特征在于，电阻R4为20KΩ，电阻R5为56KΩ，电阻R6为300Ω、1W。
8.根据权利要求3所述的计量调时运维模块，其特征在于，电阻R7为300Ω、1W，电阻R8为220Ω，电源为14V。
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2019
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| Title |
|---|
| 基于GPS与北斗双模授时的压控晶振校频系统的研究与设计;党晓圆 等;《计算机测量与控制》;20091130;第2246-2248页 * |
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