CN110954156A - 一种基于窄带物联网nb-iot数据通讯技术的体积修正仪 - Google Patents

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Abstract

一种基于窄带物联网NB‑IOT数据通讯技术的体积修正仪，在外壳上设有温度、压力、流量值数据的液晶显示窗口及配合显示内容的按键板;处理器与IC卡功能模块及阀门控制模块连接;窄带物联网NB‑IOT通讯模块与处理器连接，窄带物联网NB‑IOT通讯模块与窄带物联网NB‑IOT通讯模块专用天线连接，窄带物联网NB‑IOT通讯模块与电源模块连接，电源模块与处理器的连接；本发明是将窄带物联网NB‑IOT通讯模块集成在体积修正仪内，实现温度、压力、流量、仪表状态、电池电量等参数及数据实时无线传输，具有功耗低、信号传输可靠性高等优点。可高度适应现场或者后台组成有(无)线网络或者有线网络，提高了燃气计量过程中现场仪表运行数据读取的稳定、可靠、准确、方便等能力。

Description

一种基于窄带物联网NB-IOT数据通讯技术的体积修正仪
技术领域
本发明涉及一种体积修正仪，特别是涉及窄带物联网NB-IOT数据通讯技术的体积修正仪。
背景技术
体积修正仪与气体涡轮流量计或者腰轮流量计配合，配置温度传感器、压力传感器，检测并显示气体涡轮流量计或者腰轮流量计内气体的温度及压力及值，采集涡轮流量计或者腰轮流量计提供的脉冲信号，根据气体涡轮流量计或者腰轮流量计的设定的脉冲当量值、温度、压力、压缩因子（自动计算或者设定常数）将工况体积流量转换到标准状况下的体积流量，进而进行贸易结算。
体积修正仪具有数据存储功能，不仅可以存储工况体积流量、标况体积流量、温度、压力瞬时流量、仪表状态、电池电量等运行数据，而且还可以存储小时数据、日数据、月数据等历史数据和温度、压力超限等异常数据。存储的数据可以通过不同方式读取。
目前现有的体积修正仪，绝大数体积修正仪内部不具有无线通讯模块，或者内部嵌有普通GPRS/GSM通信模块。如果需要将数据进行无线传输，不具有无线通讯模块的体积修正仪需要将数据接口与其他无线发射装置连接，存在结构复杂、使用不方便、信号干扰等缺陷，采用内部内嵌GPRS/GSM通讯模块的体积修正仪进行无线传输，存在耗电大、成本高、结构复杂、电池成本高、信号接受明敏度差等缺陷。
采用窄带物联网NB-IOT通讯技术可以解决体积修正仪在无线数据通讯上存在结构复杂，使用不方便、耗电大、成本高、信号覆盖差等问题。
发明内容
本发明目的在于提供一种采用窄带物联网NB-IOT通讯模组的体积修正仪。体积修正仪通过内部嵌入窄带物联网NB-IOT通讯模组实现无线数据传输功能，解决了现有体积修正仪进行无线数据传输时，存在结构复杂、使用不方便、成本高、耗电大、信号接受灵敏度差等缺陷。
一种基于窄带物联网NB-IOT数据通讯技术的体积修正仪，其特征在于:由体积修正仪外壳6、温度传感器接口9、压力传感器接口10、流量传感器接口11组成,在体积修正仪外壳6上设置温度传感器接口9、压力传感器接口10及流量传感器接口11;在体积修正仪外壳6上设有温度、压力、流量值数据的液晶显示窗口1及配合显示内容的按键板2;体积修正仪外壳6上还设有用以实现预付费阀控的功能的IC卡接口9及阀门接口3,型号为MSP430F5438A处理器25与IC卡功能模块19连接，处理器25与所述阀门控制模块21连接; 在体积修正仪外壳6上安装型号ANT-NB-001的窄带物联网NB-IOT通讯模块专用天线12，型号BC95-B5的窄带物联网NB-IOT通讯模块23中MG2639-Power/NB_RX/NB_TX引脚与处理器25的BC95_Power/NB_TX/NB_RX引脚连接，窄带物联网NB-IOT通讯模块23的MRF1引脚与窄带物联网NB-IOT通讯模块专用天线12连接，窄带物联网NB-IOT通讯模块23中VGPRS引脚与电源模块17连接，电源模块17与处理器25的DVcc1/DVcc2/DVcc3/DVcc4/AVcc连接;在体积修正仪外壳6上设置有RS485通讯接口4,RS485通讯接口4与RS485通讯模块20连接，RS485通讯模块20与处理器25的485_CS/485RX1/485TX1引脚采用光电隔离连接;在体积修正仪外壳6配有脉冲信号输出接口5，脉冲信号输出接口5与型号SN74HC05脉冲信号输出模块24连接，处理器25的SINGAL_OUT1/ SINGAL_OUT2/ SINGAL_OUT3接口与所述脉冲信号输出模块24连接;
在体积修正仪内装有型号FM24V10的数据存储模块18，其引脚SCL/SDA与处理器25的FM_SCL/FM_SDA引脚连接。
当气体流过涡轮流量计或腰轮流量计时，涡轮流量计或者腰轮流量计产生流量信号，体积修正仪通过温度传感器接口9、压力传感器接口10、流量传感器接口11,处理器25检测到温度信号15、压力信号14及流量信号16进行相应计算得出工况累计流量和标况累积流量。体积修正仪外壳6上的按键板2及液晶窗口1可以显示工况累计流量、标况累计流量、工况瞬时流量、标况瞬时流量的数据。
本发明的有益效果是：将窄带物联网NB-IOT通讯模块集成在体积修正仪内，实现温度、压力、流量、仪表状态、电池电量等参数及历史数据实时无线传输，具有功耗低、信号传输可靠性高等优点。本发明同时具备有线通讯和无线通讯功能，可高度适应现场或者后台组成有线网络或者有线网络，与其他设备构成燃气计量、监控管理系统，提高了燃气计量过程中现场仪表运行数据读取的稳定、可靠、准确、方便等能力。本发明具有外电源供电和锂电池供电两种供电方式，且可以同时采用以上两种供电方式，功耗低、节能性好、供电可靠。本发明配有IC卡接口及阀门控制接口可以与阀门配合使用具有IC卡预付费功能，与计算机构成燃气销售管理系统。本发明可以提供不同脉冲当量的工况体积脉冲输出信号和标况体积脉冲输出信号，以便于其他设备用于二次计量、调试等其他应用。
附图说明
图1是本发明的结构框图；
图2是图1的剖视图；
图3是本发明的内部结构框图；
图4是处理器的电路图；
图5是窄带物联网NB-IOT通讯模块电路图；
图6是I/O接口光电隔离示意图。
图1中： 1、液晶显示窗口2、按键板3、阀门接口4、RS485通讯接口5、脉冲信号输出接口6、体积修正仪外壳7、电池盒组件8、IC卡接口9、温度传感器接口10、压力传感器接口11、流量传感器接口12、窄带物联网NB-IOT通讯模块专用天线13、液晶显示模块14、压力信号15、温度信号16、流量信号17、电源模块18、数据存储模块19、IC卡功能模块20、RS485通讯模块21、阀门控制模块22、阀门23、窄带物联网NB-IOT通讯模块24、脉冲信号输出模块25、处理器26、按键。
具体实施方式
结合附图详细说明本发明的结构。
一种基于窄带物联网NB-IOT数据通讯技术的体积修正仪，如图1,图2和图3所示,在体积修正仪外壳6上配置流量传感器接口11，及设有用以显示温度、压力、流量值等数据的液晶显示窗口1，通过按键板2选择不同的显示参数,所述处理器25（TI德州仪器，MSP430F5438A）在体积修正仪外壳6内。
体积修正仪还包括窄带物联网NB-IOT通讯模块23（移远，型号BC95-B5），所述体积修正仪外壳6上安装窄带物联网NB-IOT通讯模块专用天线12（思凯，ANT-NB-001），所述窄带物联网NB-IOT通讯模块23与所述处理器25连接，所述窄带物联网NB-IOT通讯模块23与所述窄带物联网NB-IOT通讯模块专用天线12连接，所述窄带物联网NB-IOT通讯模块23与电源模块连接17，所述电源模块17通过滤波电路与所述处理器25连接。
当气体流过涡轮流量计或腰轮流量计时，涡轮流量计或者腰轮流量计产生流量信号，如图1，图2和图3所示，体积修正仪通过温度传感器接口9、压力传感器接口10、流量传感器接口11,处理器25检测到温度信号15、压力信号14及流量信号16，根据AGA8-92DC或者SGERG-88计算出压缩因子,处理器再根据气体补偿公式进行相应计算得出工况累计流量和标况累积流量。
如图1，图2和图3所示，体积修正仪内部RS485通讯模块20通过RS485通讯接口4接收到来自于外接设备发送的命令，处理器25接受、处理来自于RS485通讯模块20发送给处理器25命令，处理器25根据命令内容执行相关操作并将应答报文发送给RS485通讯模块20，再由RS485通讯模块20将应答报文经RS485通讯接口4返回给外接设备。
如图1，图2和图3所示，体积修正仪外壳6配有IC卡接口8，IC卡接口6与体积修正仪内部IC卡功能模块19连接，IC卡功能模块与处理器25连接。当IC卡接口6有读取IC卡操作时，处理器25与IC卡功能模块19进行数据交互，处理器25根据数据交互信息结合体积修正仪表内状态可执行如处理器25发送控制阀门命令给阀门控制模块21，阀门控制模块21根据命令对阀门22进行阀门开阀或关阀的控制。
如图1，图2和图3所示，体积修正仪内容处理器25通过温度传感器接口9、压力传感器接口10、流量传感器接口11检测到的温度信号15、压力信号14及流量信号16进过计算得出相对应得工况脉冲信号和标况脉冲信号，处理器25与（NXP,SN74HC05）脉冲信号输出模块24连接，脉冲信号输出模块24与脉冲信号输出接口5连接，用以输出工况脉冲信号和标况脉冲信号。
体积修正仪内部具有数据存储模块18（RAMTRON，型号FM24V10）存储数据，数据存储模块18与处理器25连接，如图4所示。处理器25可以控制数据存储模块18定时存储工况体积流量、标况体积流量、温度、压力、流量、仪表状态、电池电量等运行数据，处理器25可以每小时、每日、每月控制数据存储模块18定时存储小时用量、日用量、月用量等历史数据，当处理器25检测到温度信号15、压力信号14等异常时可以控制数据存储模块18存储温度信号15、压力信号14等异常时的数据体积修正仪相关参数。

Claims (1)

1.一种基于窄带物联网NB-IOT数据通讯技术的体积修正仪，其特征在于:由体积修正仪外壳(6)、温度传感器接口(9)、压力传感器接口(10)、流量传感器接口(11)组成,在体积修正仪外壳(6)上设置温度传感器接口(9)、压力传感器接口(10)及流量传感器接口(11);在体积修正仪外壳(6)上设有温度、压力、流量值数据的液晶显示窗口(1)及配合显示内容的按键板(2);体积修正仪外壳(6)上还设有用以实现预付费阀控的功能的IC卡接口(9)及阀门接口(3),型号为MSP430F5438A处理器(25)与IC卡功能模块(19)连接，处理器(25)与所述阀门控制模块(21)连接;在体积修正仪外壳6上安装型号ANT-NB-001的窄带物联网NB-IOT通讯模块专用天线(12)型号BC95-B5的窄带物联网NB-IOT通讯模块(23)中MG2639-Power/NB_RX/NB_TX引脚与处理器(25)的BC95_Power/NB_TX/NB_RX引脚连接，窄带物联网NB-IOT通讯模块(23)的MRF1引脚与窄带物联网NB-IOT通讯模块专用天线(12)连接，窄带物联网NB-IOT通讯模块(23)中VGPRS引脚与电源模块(17)连接，电源模块(17)与处理器(25)的DVcc1/DVcc2/DVcc3/DVcc4/AVcc连接；在体积修正仪外壳(6)上设置有RS485通讯接口(4),RS485通讯接口(4)与RS485通讯模块(20)连接，RS485通讯模块(20)与处理器(25)的485_CS/485RX1/485TX1引脚采用光电隔离连接；在体积修正仪外壳(6)配有脉冲信号输出接口(5)，脉冲信号输出接口(5)与型号SN74HC05脉冲信号输出模块(24)连接，处理器(25)的SINGAL_OUT1/ SINGAL_OUT2/ SINGAL_OUT3接口与所述脉冲信号输出模块(24)连接；在体积修正仪内装有型号FM24V10的数据存储模块(18)，其引脚SCL/SDA与处理器(25)的FM_SCL/FM_SDA引脚连接。
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