CN110610605A - 一种基于二进制编码的燃气数据采集装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于二进制编码的燃气数据采集装置及其使用方法，装置包括单片机、白光光源、光纤、二进制解码器、电源模块、时间芯片、GPS模块、用户燃气表，其中用户燃气表通过光纤与二进制解码器相连，单片机与电源模块、二进制解码器、白光光源、时间芯片、GPS模块相连。单片机输出信息包括由时间芯片记录的日期信息、GPS模块记录的地点信息包括户号信息和二进制解码器接收转换的颜色信息转换成用户使用燃气的读数，通过远程通信系统传输至燃气总公司的用气记录系统。本发明避免了用户燃气表表与电信号的近距离接触，消除了一定的安全隐患，同时能实现燃气数据的自动上传。

Description

一种基于二进制编码的燃气数据采集装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及数据采集领域，尤其涉及一种基于二进制编码的燃气数据采集装置及其使用方法。

背景技术

在家庭燃气使用中，由于安全性的考虑，燃气的数据采集不能采用电信号，这使得用气度数的上报需要采用其他方式。现有燃气表的抄表方式主要包括：人工抄表、NFC抄表、蓝牙抄表和NB-IoT抄表。但是，人工抄表方式存在数据容易出错、抄表效率低、人工成本高等缺陷，经常会出现“到户不遇”的尴尬情况出现，严重影响了相关人员工作效率；NFC抄表和蓝牙抄表方式需要由用户通过手机APP与燃气表进行连接，并进行数据读取，再通过网络将数据上传，这会给用户带来不便；NB-IoT抄表方式则需要与网络运营商合作，这会导致成本增加。

发明内容

发明目的：针对现有技术中不能采用电信号对燃气表数据采集的问题，本发明公开了一种基于二进制编码的燃气数据采集装置及其使用方法，避免了用户燃气表表与电信号的近距离接触，消除了一定的安全隐患，同时能实现燃气数据的自动上传。

技术方案：

一种基于二进制编码的燃气数据采集装置，包括单片机、白光光源、光纤、二进制解码器、光电二极管、电源模块、时间芯片、GPS模块、用户燃气表，其中用户燃气表通过光纤、光电二极管与二进制解码器相连，单片机与电源模块、二进制解码器、白光光源、时间芯片、GPS模块相连。单片机输出信息包括由时间芯片记录的日期信息、GPS模块记录的地点信息即固定输出户号信息和二进制解码器转换成用户使用燃气的读数，通过远程通信系统传输至燃气总公司的用气记录系统。

优选地，所述光纤为Y型光纤，其中光纤个数与燃气表记录用气数据的位数一致，每位数据对应一根Y型光纤。

优选地，所述二进制解码器个数对应燃气表数据位数。

优选地，所述用户燃气表是经过改装后的用户燃气表，其中用户燃气表表盘用四个二进制位编码标记，分别对应数字0~9。

本发明还公开了一种基于二进制编码的燃气数据采集装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤A：光纤传光；白光光源发出的入射光通过光纤传输照射到用户燃气表中表盘上的每位数字二进制位上，经反射后，由光纤传回安装在输出端的光电二极管上；

步骤B：二进制解码器信息传输；光电二极管对于有光或无光返回时分别输出不同的电信号，并将电信号信息传递给二进制解码器，二进制解码器将电信号信息转换为数字信息；

步骤C：单片机数据处理；单片机对从二进制解码器处接收到的数字信息进行数据处理，获得用户所用的燃气读数，通过远程通信系统传输至燃气总公司的用气记录系统；

单片机接收时间芯片每天固定时间记录的日期信息，包括年、月、日；单片机接收GPS模块记录的地点信息，包括户号信息；

步骤D：数据传输；单片机将步骤C中获得的日期信息、地点信息和燃气读数通过远程通信系统传输至燃气总公司的用气记录系统。

有益效果：本发明实现了燃气数据的无电采集与远程传输，可用于智能抄表结算，节省了大量的人力资源。

附图说明

图1为本发明的结构框图；

图2为本发明的用户燃气表读数系统结构图；

图3位本发明改造后的用户燃气表表盘图。

具体实施方式

本发明提供了一种基于二进制编码的燃气数据采集装置，包括单片机、白光光源、光纤、二进制解码器、光电二极管、电源模块、时间芯片、GPS模块、用户燃气表，其中用户燃气表通过光纤、光电二极管与二进制解码器相连，单片机与电源模块、二进制解码器、白光光源、时间芯片、GPS模块相连。单片机输出信息包括由时间芯片记录的日期信息、GPS模块记录的地点信息即固定输出户号信息和二进制解码器转换成用户使用燃气的读数，通过远程通信系统传输至燃气总公司的用气记录系统。本发明的结构框图如附图1所示。

其中，二进制解码器是一种数字逻辑器件，输入取决于数据输入线的数量，二进制解码器将编码输入转换为编码输出，其中输入和输出代码不同，解码器用于“解码”二进制或BCD（8421代码）输入模式，然后为十进制输出代码。

优选地，所述光纤为Y型光纤，其中光纤个数与燃气表记录用气数据的位数一致，每位数据对应一根Y型光纤。用户燃气表上的每位数字用四个二进制位编码，分别用黑底和白底显示，同时对应四根Y型光纤，光源发光，经光纤传输到对应二进制位上，其中黑底处光被吸收，无光返回，白底处光被反射，有光返回。通过光纤将用户燃气用气度数信息传输至远离燃气的区域，Y型光纤的出光端口分别连接一个光电二极管，当有光或无光返回时分别输出不同的电信号。燃气表上的每位数据对应一组四个光电二极管，它们的输出情况再经过解码器解码，输出如表1中对应的数字信息；

表1 黑白编码与数字的对应

数字	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
											编码	0000	0001	0010	0011	0100	0101	0110	0111	1000	1001

优选地，所述二进制解码器个数对应燃气表数据位数。

优选地，所述用户燃气表是经过改装后的用户燃气表，其中用户燃气表表盘用四个二进制位编码标记，分别对应数字0~9；燃气表上每位数字的本地读数系统结构如附图2所示，黑色粗线框中的编码信息对应不同数字，用于显示用气信息，每位数字对应一个表盘。为了显示清楚，这里只画出了最低位数字的编码表盘信息，以及最高位数字的本地数据采集系统结构，其他各位数字显示和采集结构类似，其中白色底的为整数，灰色底的为小数。改造后的用户燃气表表盘如附图3所示，以一个实施例来说，用户燃气表有八位数字，其中前五位为整数，后三位为小数，则需要八个附图3所示的表盘，分别代表八位数字。表盘的数据变化与现有系统一致，通过气流带动表盘转动。

一种基于二进制编码的燃气数据采集装置的使用方法，包括以下步骤：

步骤A：光纤传光；白光光源发出的入射光通过光纤传输照射到用户燃气表中表盘上的每位数字二进制位上，经反射后，由光纤传回安装在输出端的光电二极管上；

步骤B：二进制解码器信息传输；光电二极管对于有光或无光返回时分别输出不同的电信号，并将电信号信息传递给二进制解码器，二进制解码器将电信号信息转换为数字信息；

步骤C：单片机数据处理；单片机对从二进制解码器处接收到的数字信息进行数据处理，获得用户所用的燃气读数，通过远程通信系统传输至燃气总公司的用气记录系统；

单片机接收时间芯片每天固定时间记录的日期信息，包括年、月、日；单片机接收GPS模块记录的地点信息，包括户号信息；

步骤D：数据传输；单片机将步骤C中获得的日期信息、地点信息和燃气读数通过远程通信系统传输至燃气总公司的用气记录系统。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种基于二进制编码的燃气数据采集装置，其特征在于：包括单片机、白光光源、光纤、二进制解码器、光电二极管、电源模块、时间芯片、GPS模块、用户燃气表，其中用户燃气表通过光纤、光电二极管与二进制解码器相连，单片机与电源模块、二进制解码器、白光光源、时间芯片、GPS模块相连；单片机输出信息包括由时间芯片记录的日期信息、GPS模块记录的地点信息即固定输出户号信息和二进制解码器转换成用户使用燃气的读数，通过远程通信系统传输至燃气总公司的用气记录系统。

2.根据权利要求1所述的一种基于二进制编码的燃气数据采集装置，其特征在于：所述光纤为Y型光纤，其中光纤个数与燃气表记录用气数据的位数一致，每位数据对应一根Y型光纤。

3.根据权利要求1所述的一种基于二进制编码的燃气数据采集装置，其特征在于：所述二进制解码器个数对应燃气表数据位数。

4.根据权利要求1所述的一种基于二进制编码的燃气数据采集装置，其特征在于：所述用户燃气表是经过改装后的用户燃气表，其中用户燃气表表盘用四个二进制位编码标记，分别对应数字0~9。

5.根据权利要求1所述的一种基于二进制编码的燃气数据采集装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤A：光纤传光；白光光源发出的入射光通过光纤传输照射到用户燃气表中表盘上的每位数字二进制位上，经反射后，由光纤传回安装在输出端的光电二极管上；

步骤B：二进制解码器信息传输；光电二极管对于有光或无光返回时分别输出不同的电信号，并将电信号信息传递给二进制解码器，二进制解码器将电信号信息转换为数字信息；

步骤C：单片机数据处理；单片机对从二进制解码器处接收到的数字信息进行数据处理，获得用户所用的燃气读数，通过远程通信系统传输至燃气总公司的用气记录系统；单片机接收时间芯片每天固定时间记录的日期信息，包括年、月、日；单片机接收GPS模块记录的地点信息，包括户号信息；

步骤D：数据传输；单片机将步骤C中获得的日期信息、地点信息和燃气读数通过远程通信系统传输至燃气总公司的用气记录系统。