CN111272248A - 一种可拆分组合模式的智能控制水表 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可拆分组合模式的智能控制水表，包括已经检定封印的具有数据输出接口的水表，物联智能控制盒，远程控制表前阀。具有数据输出接口的已经检定封印的的水表本身可单独作为普通水表使用，不违反计量法，也可通过数据输出接口与物联智能装置和远程控制表前阀进行外部连接，把现有智能水表的计量功能部分、物联智能部分和远程控制部分拆分组合，实现了一种新的水表智能化模式。当其中某个部分损坏或失效，只需更换损坏或失效部分，不需整表更换，大大降低运维成本。尤其是计量装置到了计量法规定的更换周期，只需更换已经检定封印的水表，大大降低供水企业的换表成本，节约大量社会资源。

Description

一种可拆分组合模式的智能控制水表

技术领域

本发明涉及水表，具体为一种可拆分组合模式的智能控制水表。

背景技术

此部分的陈述仅仅提供与本公开有关的背景技术信息，并且这些陈述可能构成现有技术。在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题。

目前所有的普通水表只具有单一的计量功能，根据计量法的规定出厂打封后，被直接安装在管线上使用。如果要对已有的普通水表进行附加的智能化、物联化或远程传抄等改造时，因计量法规对已检水表不准再行拆封的规定，无法进行改造；所以目前所有的智能水表只能把普通水表与智能控制部件和远程控制阀、电源部分等集成设计、整体制造检定封印，如申请号201910716375.0的名称为“一种智能水表”，该发明是将超声波模块、控制器模块、显示模块等与水表集成制造为一体的技术方案，其缺点因为是整体集成制造，水表结构部件多，系统复杂，可靠性差。当其中任何一部分损坏或失效都必须更换整只是水表。尤其是当智能水表到了计量法规定的更换年限时，不得不更换整只智能水表，而真正应该更换的是智能水表中带计量功能的原普通水表部分，其成本只占智能水表成本的三分之一，给社会资源造成极大的浪费，更是给供水企业和用户带来了不小的开支，其巨大的经济投入给攸关民生的水表行业的智能化推广运用造成了极大的障碍。如何在技术创新、结构模式、符合计量法规要求方面找到突破点，一直是业界的痛点和难点。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于解决现有技术中的一部分问题，或至少缓解这些问题。

一种可拆分组合模式的智能控制水表，包括已经检定封印的水表和物联智能控制盒；所述已经检定封印的水表的表壳设有与非机械式接触的感应元件连接的数据输出接口；所述物联智能控制盒通过第一信号连接线与所述数据输出接口连接。

所述非机械式接触的感应元件与至少一个齿轮传动计数机构相适配，通过感应元件连接线与所述数据输出接口连接。

进一步的，所述数据输出接口与所述表壳制造为一体。

进一步的，所述数据输出接口的内部设置有插座或插头或连接线端子。

可选的，所述非机械式接触的感应元件为光感应元件，包括与所述齿轮传动计数机构的转动部件相适配的投光器和受光器；所述转动部件转动时，所述投光器投射出的光线能够穿过所述转动部件被所述受光器接收。

进一步的，所述齿轮传动计数机构中的至少一个转动部件上开有至少一个透光的通孔，设于投光器和受光器之间。

可选的，所述转动部件为所述齿轮传动计数机构的齿轮盘；或，所述转动部件为套设于所述齿轮传动计数机构上的转动盘。

所述物联智能控制盒设有输入输出接口，通过第一信号连接线与所述已经检定封印的水表连接；所述物联智能控制盒包括控制主板，所述控制主板设有微处理模块、通信模块和充电模块；所述微处理模块用于接收非机械式接触的感应元件输入的光电信号，处理数据并通过所述通信模块向外发送；所述充电模块用于连接外接电源向所述控制主板供电。

可拆分组合模式的智能控制水表，还包括设于所述已经检定封印的水表进口端的远程控制表前阀，通过第二信号连接线与所述物联智能控制盒的控制主板相连接。

所述控制主板设有阀门控制模块，用于控制所述远程控制表前阀的打开或关闭。

本发明具有如下有益效果：

1、可拆分组合模式的智能控制水表，包括具有数据输出接口的已经检定封印的水表和物联智能控制盒。通过已经检定封印的水表的数据输出接口与物联智能装置进行外部连接，把现有智能水表的计量功能部分、物联智能部分拆分组合，实现了一种新的水表智能化模式；

2、当物联智能控制盒某部分损坏或失效时，只需更换损坏或失效部分，不需整表更换，大大降低运维成本；

3、当已经检定封印的水表故障，或到了计量法规定的更换周期时，只需更换具有数据输出接口的已经检定封印的水表，其他物联智能控制盒及远程控制表前阀均可继续使用，大大降低供水企业的换表成本，节约大量社会资源；

4、仅在普通水表的齿轮传动计数机构中加装一个光感应元件和数据输出接口，其结构简单，成本低，可靠性高，环境适应性强；

5、光电传感部分非常简单，只是在齿轮传动计数机构中的转动部件上开了一个透光的通孔，因为采用非接触式感应元件，不改变原有水表结构，更不影响原有水表的机械计数精度；

6、保存了旧有的机械读数方式，两套计数方式同时存在，有利于用户比对，避免出现错误。

附图说明

图1为本发明的示意图；

图2为本发明物联智能控制盒控制主板的模块图；

图3为本发明已经检定封印的水表的示意图；

图4为本发明光感应元件的连接示意图。

其中：其中：1-已经检定封印的水表；2-表壳；3-叶轮；4-齿轮传动计数机构；5-非机械式接触的感应元件；6-感应元件连接线；7-数据输出接口；7-1-连接线端子；8-转动部件；9-投光器；10-受光器；11-通孔；13-封印；14-保护盖；15-物联智能控制盒；16-第一信号连接线；17-远程控制表前阀；18-第二信号连接线；19-控制主板；20-微处理模块；21-通信模块；22-充电模块；23-内置电源；24-外接电源；25-阀门控制模块；26-云服务器。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明作进一步说明，本发明的实施例只用于说明本发明而非限制本发明，在不脱离本发明技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，作出各种替换和变更，均应包括在本发明的范围内。

如图1或3所示，一种可拆分组合模式的智能控制水表，包括已经检定封印的水表1和物联智能控制盒15；其特征在于，所述已经检定封印的水表1的表壳2设有与非机械式接触的感应元件5连接的数据输出接口7；所述物联智能控制盒15通过第一信号连接线16与所述数据输出接口7连接。采用可拆分组合模式的智能控制水表，通过已经检定封印的水表1的数据输出接口7与物联智能装置进行外部连接，把现有智能水表的计量功能部分、物联智能部分拆分组合，实现了一种新的水表智能化模式。

当与之插接的物联智能控制盒15的某部件损坏时，不需如申请号201910716375.0的名称为“一种智能水表”，其某个部件一旦损坏，根据计量法规定，不能打开封印13来对内部部件进行维修，只能对包括有多个控制模块的整表进行更换。而本发明的水表不需要违背计量法规定对水表本体的封印13进行拆封，只需维修或更换物联智能控制盒15的损坏部件即可，大大节约了企业运维成本；当已经检定封印的水表1故障，或到了计量法规定的更换周期时，只需更换具有数据输出接口7的已经检定封印的水表1，物联智能控制盒15可继续使用，大大降低供水企业的换表成本，节约大量社会资源。

所述数据输出接口7与所述表壳2制造为一体，从而符合计量法整表检测规定。可选的，所述数据输出接口7的内部设置有插座或插头或连接线端子7-1。如图3所示，感应元件连接线6与连接线端子7-1连接。采用上述结构，数据输出接口可以设置USB、音频、type-c等各种接头，与物联网、互联网及其他各种通信系统方式连接。

如图3所示，已经检定封印的水表1，还包括与所述数据输出接口7可拆卸连接的保护盖14，用于使数据输出接口与外界隔离，从而起到防尘或防潮的作用。保护盖14可通过螺纹连接或卡接等可拆卸方式与数据输出接口7连接，出厂时即与数据输出接口7连接。若仅需当普通水表使用时，不需拆下保护盖14，使之发挥防尘、防潮作用；若需外接智能装置时，拆下保护盖14即可。

已经检定封印的水表1可以是一般的干式水表结构，包括带表壳2、叶轮3、齿轮传动计数机构4和封印13。所述非机械式接触的感应元件5与至少一个齿轮传动计数机构4相适配，通过感应元件连接线6与所述数据输出接口7连接，如图3所示。

所述非机械式接触的感应元件5为光感应元件，包括与所述齿轮传动计数机构4的转动部件8相适配的投光器9和受光器10，如图3所示；所述转动部件8转动时，所述投光器9投射出的光线能够穿过所述转动部件8被所述受光器10接收。

所述齿轮传动计数机构4中的至少一个转动部件8上开有至少一个透光的通孔11，设于投光器9和受光器10之间。用户使用水时，叶轮3带动齿轮传动计数机构转动4。如图4所示，转动部件8上设有一个通孔11，转动部件8转动一圈时，投光器9射出的光线穿过通孔11被受光器10接收，从而产生一个脉冲信号，从而向控制主板19的微处理模块20输出一次光电信号进行计数。光电传感部分非常简单，只是在齿轮传动计数机构4中的转动部件8上开了一个透光的通孔11，与其他水表，如申请号201020208598.0的名称为“高精度光电直读式智能计量表”相比，因为采用非接触式感应元件，不改变原有水表结构，更不影响原有水表的机械计数精度。又由于水表均安装在水井房内，环境潮湿，电子元件较容易受到影响而损坏。本申请的电子元件的结构十分简单，成本低廉，使用的元件数量少，从而减少了电子元件受潮失灵的几率，环境适应力更强，可靠性更高。

投光器和受光器可通过焊接、粘接等方式固定在相应位置。

所述通孔11可根据企业要求设计孔径大小。当水表使用时间较长导致转动轴倾斜到一定程度后，投光器9的光线将无法穿过转动部件8倍受光器10接收而不显示读数，从而能让供水企业能及时发现水表问题，及时派人上门进行更换。

所述转动部件8为所述齿轮传动计数机构4的齿轮盘，如图4所示。仅需在原有的普通水表1的原有齿轮盘上进行改进，即可达到要求，结构更为简单，工艺要求更低；或，所述转动部件8为套设于所述齿轮传动计数机构4上的转动盘。

可有多个光感应元件，固定与多个齿轮盘或转动盘相适配，从而能得到多个读数，可分别将各个光感应元件的读数分别保存，从而能互相进行比对，避免错误。也可固定在最小一级的齿轮轴上，使计数准确。

或，非机械式接触的感应元件5也可是磁感应元件。在一个齿轮传动机构4的齿轮盘上通过粘贴等方式固定设置一磁性元件，磁感应元件固定设于一旁。磁性元件随齿轮盘转动一圈时，磁感应元件接收到磁场变化，通过感应元件连接线6将脉冲信号发送至物联智能控制盒15。

采用非机械式接触的感应元件5，不改变原有水表结构，更不影响原有水表的机械计数精度。

所述物联智能控制盒15设有输入输出接口，通过第一信号连接线16与所述已经检定封印的水表1连接；所述物联智能控制盒15包括控制主板19，所述控制主板19设有微处理模块20、通信模块21和充电模块22；所述微处理模块20用于接收非机械式接触的感应元件5输入的光电信号，处理数据并通过所述通信模块21向外发送；所述充电模块22用于连接外接电源24向所述控制主板19供电。

所述物联智能控制盒15还包括内置电源23，通过所述充电模块22与所述外接电源24连接。同时，可以通过已经检定封印的水表1或控制主板3的数据输出接口7向非机械式接触的感应元件5供电。

控制主板3的电源线接在附近电源线上，或将连接电源线的插头插在电源插座上，从而实现供电。平时由外接电源24供电，同时通过充电模块22为内置电源23充电；当外接电源24断电时，自动转换为内置电源23供电，从而确保系统数据不丢失；出现网障或断网时，虽然数据不能暂时上传，但数据会存在微处理模块20的数据存储模块中，所以用户可以在相当一段时间内能正常用水不受停电断网影响，具有良好的用户体验。

如图2所示，控制主板19的微处理模块20接收非机械式接触的感应元件5发送的光电信号，经处理计算得出当前水表的数值，再通过通信模块21实时地发送至云服务器26进行存储，如图1所示。管理中心可下载云服务器26的数据，并将用水数据分别传输至企业端和用户端。企业端，供水企业能根据该数据对用户进行收费，不在需要耗费大量人力物力进行入户抄表等操作。用户端，用户可通过移动终端进行实时用水查询或缴费等操作，更加方便。

微处理模块20可集成有微处理器、计数模块、信号输入输出模块、数据存储模块、蓝牙模块等多个模块，根据实际情况进行选择，以实现相应的功能。

可拆分组合模式的智能控制水表，还包括设于所述已经检定封印的水表1进口端的远程控制表前阀17，通过第二信号连接线18与所述物联智能控制盒15的控制主板19相连接，如图1所示。远程控制表前阀17为可拆卸可联接的电动阀或电磁阀，用于控制水表的开关。所述控制主板19设有阀门控制模块25，用于控制所述远程控制表前阀17的打开或关闭。采用外置远程控制表前阀17的方式，避免了现有集成式智能水表因某个单元出现故障而整表报废浪费资源，从而降低成本。

如图1所示，企业端可使用移动终端通过APP登录管理中心，向云服务器26发送阀门控制信息，所述云服务器26能够通过所述通信模块16将控制信息发送至所述微处理模块20，并通过微处理模块20的阀门控制模块25控制所述远程控制表前阀17的开闭，从而实现远程断水。供水企业可根据这个功能对未缴费用户进行断水操作。

用户也能在移动终端上清楚看到自己家的水表计数，在对水费有疑惑时，可据此与自家水表的计数仓读数进行比对。若计数一致，则解除疑惑；若计数不一致，则可对水表计数仓读数拍照后，通过用户端向管理中心发送照片至企业端。企业端的供水企业可根据照片情况确认计数问题，不需要派遣人员去实地确认，大大节省了供水企业的人力物力；且纠错及时，大大提高了与用户之间的沟通效率，彼此信任度更高，用户体验更佳。

云服务器26和管理中心可由第三方公司进行管理，企业端和用户端只能接收数据，无法对数据进行修改，以确保上传数据的真实可靠。

云服务器26也可设置微信公众号大数据管理系统APP企业端，具有远程传抄，用户信息添加、修改，用户欠费时可远程关闭控制阀，巡检维护记录，阶梯计费，自助充值缴费，用水量查询及后台管理，大数据统计分析等功能。也可设置微信公众号大数据管理系统APP用户端查询用水量，缴费记录等信息，具有良好的用户体验效果。

所述通信模块21可采用为NB-IoT通信模块。

所述物联智能控制盒15可固定连接在所述已经检定封印的水表1的外壳上，如粘接或螺纹连接等方式固定在已经检定封印的水表1上，从而将物联智能控制盒15进行固定。也可将物联智能控制盒15固定在已经检定封印的水表1旁的其他地方，如绑接附近的管道上，如水管道，或粘贴在附近的墙上。可很方便的进行拆分。

也可通过连接线将多个已经检定封印的水表1与一个物联智能控制盒15连接，从而大大提高物联智能控制盒15的利用效率。可一层用户共用一个物联智能控制盒15，也可多层的用户通过连接线共用一个物联控制盒，同时也极大的节约了成本。

所述控制主板19可包括至少一个输入输出接口，用于与其他部件进行插接。

如，所述控制主板19设有输入输出接口，用于与所述远程控制表前阀17引出的第二信号连接线18插接；或/和，所述远程控制表前阀17设有输入输出接口，用于与所述控制主板19引出的第二信号连接线18插接。采用上述插接方式，使得控制主板19和远程控制表前阀17相对独立，单元之间可进行拆分组合，均不影响水表本身的功能。

综上所述，已经检定封印的水表1、物联智能控制盒15、远程控制表前阀17彼此都可采用有线插接方式，彼此可进行拆分组合，用户在进行改装或新表安装时可选择更适合自己需求的部件；若某个单元出现故障，只需要更换那一个部件即可，不至于整表报废浪费资源，从而降低成本。水表到了更换周期，只需将物联智能控制盒15放置到新的已经检定封印的水表1上插接联线即可，大大降低供水企业的换表成本。

采用上述结构，不改变水表的内部结构，将普通水表计数仓的读数，通过加装在齿轮传动计数机构的光传感或磁传感等非机械式接触的感应元件5，通过机-磁、机-光、机-电转换方式把普通水表的齿轮转数转换为电脉冲信号，通过数据输出接口7向外输出信号到控制主板19，经过处理将数据传输至云服务器26。使已经检定封印的水表1在不拆表封的情况下，外接物联控制装置组合成物联智能水表，提高水表的智能化管理水平，降低人力、物力成本，为智慧城市提供大数据平台。

微处理器可采用STM32F407VET6型号，脉冲计数模块中主要的计数器芯片型号为CD40110。

采用上述水表，既可以单独作为普通水表使用，又可以不违背计量法，又可分别加装物联智能装置和远程控制表前阀17，低成本实现水表的智能化物联化功能改造。

上述没有特指的固定连接，可以是铆接、焊接、螺栓联接等连接方式，活动连接，可以是铰接等连接方式。

Claims (10)

1.一种可拆分组合模式的智能控制水表，包括已经检定封印的水表(1)和物联智能控制盒(15)；其特征在于，所述已经检定封印的水表(1)的表壳(2)设有与非机械式接触的感应元件(5)连接的数据输出接口(7)；所述物联智能控制盒(15)通过第一信号连接线(16)与所述数据输出接口(7)连接。

2.据权利要求1所述的可拆分组合模式的智能控制水表，其特征在于，所述非机械式接触的感应元件(5)与至少一个齿轮传动计数机构(4)相适配，通过感应元件连接线(6)与所述数据输出接口(7)连接。

3.根据权利要求1所述的可拆分组合模式的智能控制水表，其特征在于，所述数据输出接口(7)与所述表壳(2)制造为一体。

4.根据权利要求2所述的可拆分组合模式的智能控制水表，其特征在于，所述数据输出接口(7)的内部设置有插座或插头或连接线端子(7-1)。

5.根据权利要求2所述的可拆分组合模式的智能控制水表，其特征在于，所述非机械式接触的感应元件(5)为光感应元件，包括与所述齿轮传动计数机构(4)的转动部件(8)相适配的投光器(9)和受光器(10)；所述转动部件(8)转动时，所述投光器(9)投射出的光线能够穿过所述转动部件(8)被所述受光器(10)接收。

6.根据权利要求5所述的可拆分组合模式的智能控制水表，其特征在于，所述齿轮传动计数机构(4)中的至少一个转动部件(8)上开有至少一个透光的通孔(11)，设于投光器(9)和受光器(10)之间。

7.根据权利要求6所述的可拆分组合模式的智能控制水表，其特征在于，所述转动部件(8)为所述齿轮传动计数机构(4)的齿轮盘；或，所述转动部件(8)为套设于所述齿轮传动计数机构(4)上的转动盘。

8.根据权利要求1所述的可拆分组合模式的智能控制水表，其特征在于，所述物联智能控制盒(15)设有输入输出接口，通过第一信号连接线(16)与所述已经检定封印的水表(1)连接；所述物联智能控制盒(15)包括控制主板(19)，所述控制主板(19)设有微处理模块(20)、通信模块(21)和充电模块(22)；所述微处理模块(20)用于接收非机械式接触的感应元件(5)输入的光电信号，处理数据并通过所述通信模块(21)向外发送；所述充电模块(22)用于连接外接电源(24)向所述控制主板(19)供电。

9.根据权利要求1所述的可拆分组合模式的智能控制水表，其特征在于，还包括设于所述已经检定封印的水表(1)进口端的远程控制表前阀(17)，通过第二信号连接线(18)与所述物联智能控制盒(15)的控制主板(19)相连接。

10.根据权利要求9所述的可拆分组合模式的智能控制水表，其特征在于，所述控制主板(19)设有阀门控制模块(25)，用于控制所述远程控制表前阀(17)的打开或关闭。

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