CN1199165A - 水表自动抄读系统 - Google Patents

Abstract

一种水表自动抄读系统,包含有将水表计量值转化为电信号的发讯水表,其特点是还包含有带微处理器的存贮器和抄读器,存贮器与各发讯水表相接并存贮发讯水表送来的数据,抄读器通过插口与存贮器相连或者与显示器相连,并进行数据交流,也可与计算机进行数据传输,显示器可与下一级显示器相连,以备扩展。本发明省却了大量通信线路,可对用水状况数据进行自动采集、处理，并集中管理,具有自动化程度高、投资少、使用方便、经济可靠等优点。

Description

水表自动抄读系统

一种水表自动抄读系统，涉及对用户用水状况数据进行处理的装置。

中国专利申请90215349.8号公告了一种《微机水量监控仪》，其特点是在指针轴上装感应片，与之相应位置水表玻璃面上粘贴一个感应传感器。用水时，水表中感应片转动，传感器就发出相应的脉冲信号。信号经放大整形后，送入带微机的二次表，经处理后直观显示并打印出每日或每月所超过的用水量限额值，能广泛的用于各用水大户的用水监控。而中国专利申请92205534.3号则公开了《一种电、水、气量计量系统》，它用结构简单的传感器测得各点的电流强度及水流、气流速度，将这些强度量转化为电信号，经多路开关送至单片计算机分别直接累加，最后乘循环一次所用的时间就直接获得了流量。然而上述技术方案中，或仅对单只水表进行监控，或者通过连接线将各种计量数据送单片机处理显示。它们不能适用居民住宅水表每单元相对集中，整片小区各单元间又相对分散的实际情况。

本发明的目的在于提供一种水表自动抄读系统，它具有自动化程度高、使用方便、经济可靠的特点。

根据上述目的本发明采用这样的技术方案：该系统包含有将水表计量值转化为电信号的发讯水表，其特点是还包含有带微处理器的存贮器和抄读器，存贮器与各发讯水表相接并存贮发送水表送来的数据，抄读器通过插口与存贮器相连并进行数据交流。

为便于集中管理，还可在本系统中再增加带微处理器的显示器，一台显示器与多个存贮器相连，同时显示器上有与抄读器相插接的通迅口，或者有通过转换器与显示器相接的调制解调器接口。

本发明将发讯水表数据局部汇总于存贮器，再通过抄读器将存贮器数据送计算机处理；或者将存贮器数据再汇总于显示器，再通过抄读器实现与计算机的数据交流；或者显示器直接与计算机进行数据交流，从而省却了大量通信线路。可对用水状况的数据进行自动采集、处理、并集中管理，它具有自动化程度高、投资少、使用方便、经济可靠等优点。

本发明的具体结构由以下的实施例及附图给出。

图1为依据本发明提出的水表自动抄读系统电路框图；

图2为依据本发明提出的水表自动抄读系统中存贮器电路框图；

图3为依据本发明提出的水表自动抄读系统中存贮器电路原理图；

图4为依据本发明提出的水表自动抄读系统中抄读器电路框图；

图5为依据本发明提出的水表自动抄读系统中抄读器电路原理图；

图6为依据本发明提出的水表自动抄读系统中抄读器工作流程图；

图7为依据本发明提出的水表自动抄读系统中显示器电路框图；

图8为依据本发明提出的水表自动抄读系统中显示器电路框图；

图9为依据本发明提出的水表自动抄读系统中显示器工作流程图。

以下结合附图及实施例对依据本发明提出的水表自动抄读系统作进一步的说明。

在本发明中，发讯水表为在水表指针上带有磁钢、在玻璃上装有磁敏传感元件的水表。当水流经过水表引起指针位置变化时，即使磁敏传感元件发出信号。发讯水表和存贮器间通过导线连接。

本水表自动抄读系统电路框图如图1所示，该系统在本实施例中由发迅水表、存贮器及抄读器组成。发讯水表通过导线与存贮器相连，存贮器上有与抄读器相插接的接口以便抄读器与存贮器间可进行数据交流。在另一个实施例当中，本系统则由发迅水表、存贮器、抄读器及显示器组成。发讯水表、存贮器、抄读器与上一实施例的连接关系相同，而多个存贮器则通过导线与显示器相连接。同时显示器上也有与抄读器相插接的接口，以便进行数据交换。上述实施例中存贮器、抄读器或者显示器内均带有微处理器。各用户用水情况通过发讯水表将信号传给存贮器，然后传给显示器。这样可以监测众多用户的用水状况，便于集中管理。抄读器还将存贮器或显示器中的各用户数据读入抄读器中保存，以便带回用水管理部门的计算机中进行数据处理。抄读器既可以对存贮器或显示器的数据自动进行抄读，也可以通过抄读器输入用户用水量，改变存贮器中存贮的数据。

存贮器电路框图参见图2，其核心器件为微处理器CPU，型号一般选用AT89C2051，水表电信号采集口、显示器通迅电路、抄读器通迅电路均与CPU相连。CPU上电后先对水表的信号状态进行检测。根据现有状态和上一次检测状态进行运算得出每只水表用水量，结果放在CPU内部的RAM30H～4DH内。下一步CPU将判别是否与抄读器通迅，如条件成立，向抄读器输送多只水表数据和地址编号。由于水表的修理或换水表等原因，为保证一次表数和存贮器数据相同，有时对某一用户用水量数据进行设置，即对CPU内的30H～4DH进行改变，该数据由抄读器输出到存贮器内。CPU下一步判别是否再进行上述工作，再下一步判别与显示器通迅条件是否成立。如认可则输出各水表用水数据和地址、编号至显示器。为减少电路功耗，微处理器进行间隙工作。CPU执行程序完毕后进入掉电状态，隔几秒后，与CPU相连的定时唤醒电路唤醒CPU，即CPU再次上电，进行上述各步工作。上述各步工作完成后掉电，以待下一次唤醒工作，存贮器与抄读器、显示器均串行通迅。存贮器的电路原理图参见图3，定时唤醒电路由电阻R101、二极管D101、R102、电容C101、U102：A和U102：B、R103组成。U102：A及C101、R101、D101、R102、D102组成占空比不一样的振荡电路。信号经U102：B反相后输入CPU的RST脚，当U102B输出高电平时唤醒CPU。微处理器U101采用AT89C2051、它与MCS-51指令集和输出管脚兼容。晶振XL1、电容C102、C103组成振荡回路保证CPU工作。P10～P17、P34、P35脚分别连各水表的信号输出处，根据其电平高低进行运算。P30和P32脚可以和抄读器相连，完成水表用水量、地址编号的输出和CPU内部RAM30H～4DH的设置。P31～P33与显示器通讯用。P37条件选通和显示器通迅。U110～R119、C107～C116组成电路对水表信号进行抗干扰处理、信号抖动处理。光耦O1、O2、三极管BG101、电阻R107、R100，集成块U102：C及电阻R109组成显示器通讯电路。P37控制选通BG101使该电路工作，采用光耦O1、O2可对通道信号进行隔离增加存贮器的可靠性。

抄读器电路框图参见图4，微处理器的型号也采用AT89C51。且CPU的外围接分别接有键盘组，RS232转换口和抄读器、显示模块、数据RAM及电源控制电路。为反映电路的工作状态，CPU上还可接蜂鸣器。

抄读器的电路原理图参见图5，电容C2、C3及晶振Y1组成振荡电路，保证CPU工作。C1、R2组成复位电路、上电时对CPU内部及端口进行复位。集成块U1的P1口接键盘组。P0口作低位地址/数据总线使用，P2口输出高8位地址。P26高电平时，CPU进行读写，当P27高电平时，CPU选中显示模块进行写、CPU的RXD、TXD脚用于计算机通讯。P33、P34用于存贮器抄读串行通迅。P32脚控制蜂呜器，当P32低电平时蜂呜器叫，P35控制电源关闭。

显示模块型号为EDM-1602B，由字符型点阵液晶显示器组成。字符由5×10点陈组成，双行显示，每行16字符。显示模块使能控制由U5B、U5C及CPU的P28和WR组成。当P28为高电平、WR为低电平时，U5：C输出低电平，CPU选中显示模块进行写。抄读器上电时，CPU对显示模块初始化先功能设置后开显示，设置输入模式，清显示，再使显示模块显示″HOW ARE YOU″。在以后的抄读工作过程中显示模块将显示结果或提示。电阻R3、R8、R11，三极管BG1、BG2、二极管D3、D4等组成RS232转换口及抄读器。U2、U5A、U4组成数据存贮电路，U4选用MK48208B-10为8K×8位掉电自保护静态RAM。能存放1000户水表的用水量和地址编号数据。CPU的P26高电平时经U5：A反相选中U4进行读写。U2为低位地址缓冲器。

R3、U3、C15、R1、D2、U3、U5、R4、BG3、按钮A1组成电源控制电路。BG3导通时，电流开，BG3截止时电流关。U3：A组成D触发器，根据U3：A的Q端控制BG3导通或截止。CPU的P35控制电源开关，当P35低电平时经U5：D反相，控制U3：A的R端关电源。R3、C15、R1、R2、U3B组成单稳电路。A1按钮(即键盘组的开关按键)按一下，U3：B的Q端输出一个矩形脉冲，使U3：A组成的D触发器Q端电平发生变化。从而开或关电流。

图6为抄读器工作流程图。接通电源后，微处理器做如下工作：

1、微处理器上电复位后对堆栈SP、有关I/O口和中断功能初始化设置，对显示模块进行初始化处理，开TO定时器中断；

2、微处理器将判别计算机是否要求通讯，有要求则执行通讯程序并设置CPU内串行中断开。同时设置串行中断为优先级，这样随时可以接受计算机中断申请，进行通讯；

3、CPU对键盘的“自动”键进行扫描，如确认该键按下，则对存贮器的数据(水表的用水量和地址编号)进行抄读。抄读时，抄读器显示模块显示“IN”，抄读完毕，抄读器显示最后一个水表数据；

4、CPU如确认键盘的“置数”键按下，将对存贮器进行数据设置，抄读器内的显示模块将提示“OUT ADDER”。此时输入与存贮器对应水表编号，按“确认”键显示器再提示“OUT DATA”输入水表用水量数据。按“确认”键工作完成后准确显示“OUT END”，如工作出错则显示“OUT ERROR”。

5、CPU如确认“手动”键按下，抄读器将执行手工抄读。手工抄读就是抄读器信号插头不接在存贮器上，而在水表现场根据水表用水量手工按键输入水表用水量和编号。“手动”键按下后，抄读器显示“IN ADDER”，输入水表地址编号后按“确认”键，抄读器显示“IN DATA”输入水表用水量后按“确认”键抄读器将显示上两项数据；

6、CPU判别是否找到抄读器已抄写的数据，当键入水表地址编号，按“确认”键，CPU将查找该水表地址编号在抄读器的内部是否存在；如有，则显示该水表的用水量，无则显示“NO DATA”；

7、有时需将抄读器内某些水表的编号和用水量数据全部清除，当CPU检测到按“#”键时将提示“IN PASSW”，输入密码后按“确认”键，密码对CPU将实现要求；

8、蜂鸣器由CPU控制，各工作准确时，鸣一下；错误时鸣二下；

9、五分钟内不按任意键或不与计算机通讯，抄读器自动切断电源。

显示器的电路框图参见图7，显示器中的微处理器的型号也为AT89C51，其外围分别接有键盘组、显示模块、通讯口、静态RAN，以及RS232转换器。在本发明的一个实施例中显示器由10只下位显示器和1只上位显示器通过导线相连。下位显示器显示100户水表数据，上位显示器可显示1000户水表数据。显示器输出可用抄读器读；也可很经RS23转换器转换后接MODEM(调制解调器)通过电话线输出；或经RS232转换器转换后与计算机相连。

显示器电路原理图参见图8。集成块U201为微处理器，型号是AT89C51。电容C201、C202，晶振Y2组成振荡电路，保证CPU工作。电解电容E206、电阻R228组成上电复位电路。U201的P1口接键盘组。P0口作低位地址/数据总线使用。P2口输出高8位地址，P33、P34用于抄读串行通讯，RXD、TXD用于与计算机MODEM通讯。

显示模块型号为EDMO91，并通过插口I203、I201与CPU相连。显示模块为段式液晶显示器，由LCD显示单元、驱动电路、8位CPU接口组成。它显示16位数字，前6位显示水表的地址编号，后6位显示水表的用水量。显示模块的使能控制由U205、U206：A、U206：B、U206：C组成，当P27高电平，P26、P25低电平时，U205的Y4脚低电平，并且CPU的WR低电平，CPU选中显示模块写。

集成块U202、U204组成数据存贮电路，U204选用静态RAM6264，它能存放1000户水表的数据，当P25高电平、P26、P27低电平时CPU选中RAM进行读写。U207、U208、U209、R202～R224用于存贮器或显示器通讯接口电路。U207为CPU的扩展口，其PA口、PB口、PC0、PC1、PC6、PC7端组成10个串行口以便同10个存贮器或10个下位显示器进行数据通讯；PC4、PC5用于本显示器与上位显示器的通讯。U208、U209为达林顿管阵列。光耦O201、O202用于信号通道隔离。集成块U210、电解容E202-E205组成RS232的电平转换电路，以使CPU与MODEM或计算机进行通讯。

显示器的工作流程参见图9，其工作流程如下：

1、微处理器上电复位后，先对显示模块进行设置，再设置8255集成块，下一步将判别是否接MODEM，如接MODEM，串行口输入指令，对其初始化。开串行中断，并设置成优先级，随时处理MODEM和计算机中断申请；

2、当键盘组“自动”键下按时，微处理器通过8255扩展口对存贮器或下位显示器进行通讯。根据通信结果，判别扩展相连的是存贮器还是下位显示器；

3、CPU的P34、P35脚检测抄读器是否对显示器进行抄读，如抄读则运行该功能程序。

4、CPU判别是否查找显示器已存在数据，当键入水表地址编号并按“确认”键CPU将查找该编号是否存在，如存在，显示地址编号和用水量，无则蜂鸣器鸣二下；

5、CPU随时等待串行中断申请，响应中断后暂停其它程序执行，通过P32、P31的握手信号判别是否由MODEM产生申请，如有则执行MODEM通信程序，否则CPU将和个人计算机进行通讯。

Claims (5)

1、一种水表自动抄读系统，包含有将水表计量值转化为电信号的发讯水表，其特征是还包含有带微处理器的存贮器和抄读器，存贮器与各发讯水表相接并存贮发讯水表送来的数据，抄读器通过插口与存贮器相连并进行数据交流。

2、如权利要求1所述水表自动抄读系统，其特征是还包含有带微处理器的显示器，一台显示器与多个存贮器相连，显示器上有与抄读器相插接的通讯口。

3、如权利要求2所述水表自动抄读系统，其特征是显示器上有通过转换器与所述显示器相接的调制解调器接口。

4、如权利要求1所述水表自动抄读系统，其特征是存贮器中含有定时唤醒电路，且所述定时唤醒电路与存贮器中的微处理器相接。

5、如权利要求1所述水表自动抄读系统，其特征是显示器通讯电路中有对通道信号进行隔离的光电耦合器。

Images