CN111854872A - 一种超声波燃气表交互操作系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种超声波燃气表交互操作系统。包括MCU、液晶显示模块、红外光电通信模块、蓝牙通信模块、触摸按键、红外热释电模块和光线传感器；所述的MCU连接液晶显示模块、红外光电通信模块、蓝牙通信模块、触摸按键、红外热释电模块和光线传感器，负责各个功能模块的数据传输，上述模块均安装在燃气表主控板上；本发明系统可以实现背光显示的自动控制，通过光线传感器及PWM控制背光亮度可以在满足显示效果的前提下尽可能节省电池消耗；可以在出现异常现象时在现场就能够确定异常原因；通过蓝牙通信模块读取表具信息可更方便用户关注燃气使用情况，及时充值缴费，在发生异常时及时保修。
Description
技术领域
本发明专利属于超声波燃气表结构技术领域，具体涉及一种超声波燃气表交互操作系统。
技术背景
燃气表一般安装在橱柜中，没有光源，当需要查看表具信息时往往需要使用手电筒照亮表具屏幕。部分具有液晶屏背光的燃气表也需要人工按键操作才能点亮液晶屏背光，当需要查看多个信息时，还需要多次按键操作，操作过程繁琐。该专利方法在表具上设置多种传感器，当需要查看数据时，表具根据当前环境自行判断，控制液晶背光，滚动显示数据，由此简化人工对表具的操作，同时在满足用户使用需求的前提下最大程度节省电池电量的消耗。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本发明提供一种超声波燃气表交互操作系统。
一种超声波燃气表交互操作系统，包括MCU、液晶显示模块、红外光电通信模块、蓝牙通信模块、触摸按键、红外热释电模块和光线传感器。
所述的MCU连接液晶显示模块、红外光电通信模块、蓝牙通信模块、触摸按键、红外热释电模块和光线传感器，负责各个功能模块的数据传输，上述模块均安装在燃气表主控板上。
触摸按键设置在主控板的前侧，当检测到触摸信号时，触摸按键将信号发送给MCU，由MCU控制液晶显示模块切换显示内容。
光红外热释电模块设置在主控板的前侧，当表具正面站有人时，红外热释电模块输出信号给MCU，由MCU控制液晶显示模块点亮背光，
所述的光线传感器安装在主控板的前侧，用于检测当前环境的光照强度。
蓝牙通信模块每5秒钟进行1次数据广播，非通信状态下平均功耗小于10uA。
红外光电通信模块由接收光电管与发送光电管组成，通过红外通信设备与电脑相连；所述的接收光电管用于接收数据，所述的发送光电管用于发送数据。
进一步的，所述的MCU型号为华大HC32L136，该MCU具有超低功耗特性。
进一步的，所述的液晶显示模块采用段式液晶，带LED背光。
进一步的，所述的蓝牙通信模块采用符合BLE4.0协议规范的模块。
进一步的，所述的触摸按键使用低功耗驱动芯片，待机功耗低至2uA。
进一步的，所述的红外热释电模块采用森霸BS612，该模块集成运放及延时触发功能，待机功耗为5uA。
一种超声波燃气表交互操作系统的使用方法具体如下：
当需要查看表具信息时，首先通过红外热释电模块检测表具前方是否有人体存在，当表具前方有人时，红外热释电模块输出信号给MCU，由MCU控制液晶显示模块点亮背光，此时MCU记录时间，10秒后MCU再次检测到红外热释电模块输出的信号则切换液晶显示内容，继续点亮背光，MCU重新记录时间，20秒后如果没有检测到红外热释电模块的输出信号，则关闭液晶背光，切换回默认显示状态，可以通过触摸按键快速切换显示内容。
当需要开启背光时，MCU会从光线传感器读取当前光照强度a，当光照强度a大于设定背光开启的光照强度b时，MCU不控制液晶屏开启背光，否则开启背光，在开启背光时，根据光照强度的大小调节MCU控制背光的PWM输出信号的占空比，以此来控制背光的亮度。
用户也可以通过手机进行表具信息的获取，通过手机APP连接蓝牙通信模块，手机将通信指令发送给蓝牙通信模块，再由蓝牙通信模块将指令发送给表具MCU，MCU根据指令读取表内数据，然后将读取的数据返回给蓝牙通信模块，再由蓝牙通信模块将数据发送给手机APP，最终将数据展示给客户。所述的表具信息包括表具读数，电池电量，阀门状态及异常信息(是否发送泄露报警，是否剩余气量不足)。
当需要进行表具检测时，由工程人员通过红外通信设备连接电脑与红外光电通信模块，电脑通过红外光电通信模块将指令发送给表具MCU，MCU根据指令读取或写入表具数据，并将结果通过红外光电通信模块返回给特制红外通信设备，再由特制红外通信设备将数据返回给电脑，最终将数据展示给工程人员以分析表具当前的运行状态。
通过红外光电模块读取的表具数据包括：表具内部状态，每日冻结数据，运行过程中的事件记录及各种逻辑判断的参数值；
通过红外光电模块写入的数据为各种逻辑判断的参数值。
所述的逻辑判断的参数值包括但不限于：用于小流量及大流量检测的流量值及检测时间，用于开启或关闭异常检测的控制码，用于识别表具身份的表具编号。
本发明有益效果如下：
1、本发明系统使用触摸按键可以提高表具整体的防水等级，不需要在外壳上打孔安装机械按键即可表表具进行操作；
2、通过光线传感器及PWM控制背光亮度可以在满足显示效果的前提下尽可能节省电池消耗；
3、通过红外光电通信端口读取表具数据可以在出现异常现象时在现场就能够确定异常原因，而不需要拆表返厂进行异常分析，可更迅速对异常进行定位；
4、通过蓝牙通信模块读取表具信息可更方便用户关注燃气使用情况，及时充值缴费，在发生异常时及时保修。
附图说明
图1为本发明系统结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图与实施例对本发明进行进一步描述。
如图1所示，一种超声波燃气表交互操作系统，包括MCU、液晶显示模块、红外光电通信模块、蓝牙通信模块、触摸按键、红外热释电模块和光线传感器。
所述的MCU连接液晶显示模块、红外光电通信模块、蓝牙通信模块、触摸按键、红外热释电模块和光线传感器，负责各个功能模块的数据传输，上述模块均安装在燃气表主控板上。
触摸按键设置在主控板的前侧，当检测到触摸信号时，触摸按键将信号发送给MCU，由MCU控制液晶显示模块切换显示内容。
光红外热释电模块设置在主控板的前侧，可检测人体范围为120°，最大检测距离为2米，当表具正面站有人时，红外热释电模块输出信号给MCU，由MCU控制液晶显示模块点亮背光，
所述的光线传感器安装在主控板的前侧，用于检测当前环境的光照强度。
蓝牙通信模块每5秒钟进行1次数据广播，非通信状态下平均功耗小于10uA。
红外光电通信模块由接收光电管与发送光电管组成，通过红外通信设备与电脑相连；所述的接收光电管用于接收数据，所述的发送光电管用于发送数据。
进一步的，所述的MCU型号为华大HC32L136，该MCU具有超低功耗特性。
进一步的，所述的液晶显示模块采用段式液晶，带LED背光。
进一步的，所述的蓝牙通信模块采用符合BLE4.0协议规范的模块。
进一步的，所述的触摸按键使用低功耗驱动芯片，待机功耗低至2uA。
进一步的，所述的红外热释电模块采用森霸BS612，该模块集成运放及延时触发功能，待机功耗为5uA。
一种超声波燃气表交互操作系统的使用方法具体如下：
当需要查看表具信息时，首先通过红外热释电模块检测表具前方是否有人体存在，当表具前方有人时，红外热释电模块输出信号给MCU，由MCU控制液晶显示模块点亮背光，此时MCU记录时间，10秒后MCU再次检测到红外热释电模块输出的信号则切换液晶显示内容，继续点亮背光，MCU重新记录时间，20秒后如果没有检测到红外热释电模块的输出信号，则关闭液晶背光，切换回默认显示状态，可以通过触摸按键快速切换显示内容。
当需要开启背光时，MCU会从光线传感器读取当前光照强度a，当光照强度a大于设定背光开启的光照强度b时，MCU不控制液晶屏开启背光，否则开启背光，在开启背光时，根据光照强度的大小调节MCU控制背光的PWM输出信号的占空比，以此来控制背光的亮度。
用户也可以通过手机进行表具信息的获取，通过手机APP连接蓝牙通信模块，手机将通信指令发送给蓝牙通信模块，再由蓝牙通信模块将指令发送给表具MCU，MCU根据指令读取表内数据，然后将读取的数据返回给蓝牙通信模块，再由蓝牙通信模块将数据发送给手机APP，最终将数据展示给客户。所述的表具信息包括表具读数，电池电量，阀门状态及异常信息(是否发送泄露报警，是否剩余气量不足)。
当需要进行表具检测时，由工程人员通过红外通信设备连接电脑与红外光电通信模块，电脑通过红外光电通信模块将指令发送给表具MCU，MCU根据指令读取或写入表具数据，并将结果通过红外光电通信模块返回给特制红外通信设备，再由特制红外通信设备将数据返回给电脑，最终将数据展示给工程人员以分析表具当前的运行状态。
通过红外光电模块读取的表具数据包括：表具内部状态，每日冻结数据，运行过程中的事件记录及各种逻辑判断的参数值；
通过红外光电模块写入的数据为各种逻辑判断的参数值。
所述的逻辑判断的参数值包括但不限于：用于小流量及大流量检测的流量值及检测时间，用于开启或关闭异常检测的控制码，用于识别表具身份的表具编号。
Claims (7)
1.一种超声波燃气表交互操作系统，其特征在于，包括MCU、液晶显示模块、红外光电通信模块、蓝牙通信模块、触摸按键、红外热释电模块和光线传感器；
所述的MCU连接液晶显示模块、红外光电通信模块、蓝牙通信模块、触摸按键、红外热释电模块和光线传感器，负责各个功能模块的数据传输，上述模块均安装在燃气表主控板上；
触摸按键设置在主控板的前侧，当检测到触摸信号时，触摸按键将信号发送给MCU，由MCU控制液晶显示模块切换显示内容；
光红外热释电模块设置在主控板的前侧，当表具正面站有人时，红外热释电模块输出信号给MCU，由MCU控制液晶显示模块点亮背光，
所述的光线传感器安装在主控板的前侧，用于检测当前环境的光照强度；
蓝牙通信模块每5秒钟进行1次数据广播，非通信状态下平均功耗小于10uA；
红外光电通信模块由接收光电管与发送光电管组成，通过红外通信设备与电脑相连；所述的接收光电管用于接收数据，所述的发送光电管用于发送数据。
2.根据权利要求1所述的一种超声波燃气表交互操作系统，其特征在于，进一步的，所述的MCU型号为华大HC32L136，该MCU具有超低功耗特性。
3.根据权利要求2所述的一种超声波燃气表交互操作系统，其特征在于，进一步的，所述的液晶显示模块采用段式液晶，带LED背光。
4.根据权利要求3所述的一种超声波燃气表交互操作系统，其特征在于，进一步的，所述的蓝牙通信模块采用符合BLE4.0协议规范的模块。
5.根据权利要求4所述的一种超声波燃气表交互操作系统，其特征在于，进一步的，所述的触摸按键使用低功耗驱动芯片，待机功耗低至2uA。
6.根据权利要求5所述的一种超声波燃气表交互操作系统，其特征在于，进一步的，所述的红外热释电模块采用森霸BS612，该模块集成运放及延时触发功能，待机功耗为5uA。
7.一种超声波燃气表交互操作系统的使用方法，其特征在于，具体如下：
当需要查看表具信息时，首先通过红外热释电模块检测表具前方是否有人体存在，当表具前方有人时，红外热释电模块输出信号给MCU，由MCU控制液晶显示模块点亮背光，此时MCU记录时间，10秒后MCU再次检测到红外热释电模块输出的信号则切换液晶显示内容，继续点亮背光，MCU重新记录时间，20秒后如果没有检测到红外热释电模块的输出信号，则关闭液晶背光，切换回默认显示状态，可以通过触摸按键快速切换显示内容；
当需要开启背光时，MCU会从光线传感器读取当前光照强度a，当光照强度a大于设定背光开启的光照强度b时，MCU不控制液晶屏开启背光，否则开启背光，在开启背光时，根据光照强度的大小调节MCU控制背光的PWM输出信号的占空比，以此来控制背光的亮度；
用户也可以通过手机进行表具信息的获取，通过手机APP连接蓝牙通信模块，手机将通信指令发送给蓝牙通信模块，再由蓝牙通信模块将指令发送给表具MCU，MCU根据指令读取表内数据，然后将读取的数据返回给蓝牙通信模块，再由蓝牙通信模块将数据发送给手机APP，最终将数据展示给客户；所述的表具信息包括表具读数，电池电量，阀门状态及异常信息；
当需要进行表具检测时，由工程人员通过红外通信设备连接电脑与红外光电通信模块，电脑通过红外光电通信模块将指令发送给表具MCU，MCU根据指令读取或写入表具数据，并将结果通过红外光电通信模块返回给特制红外通信设备，再由特制红外通信设备将数据返回给电脑，最终将数据展示给工程人员以分析表具当前的运行状态；
通过红外光电模块读取的表具数据包括：表具内部状态，每日冻结数据，运行过程中的事件记录及各种逻辑判断的参数值；
通过红外光电模块写入的数据为各种逻辑判断的参数值；
所述的逻辑判断的参数值包括但不限于：用于小流量及大流量检测的流量值及检测时间，用于开启或关闭异常检测的控制码，用于识别表具身份的表具编号。
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