CN202903252U - 一种物联网智能电磁流量计 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种物联网智能电磁流量计，包括电磁流量传感器、放大滤波电路、A/D转换单元、励磁电路、单片机控制单元、液晶显示单元、数据存储单元、键盘控制单元、通讯接口及现场总线电路模块，电磁流量传感器、放大滤波电路、A/D转换单元和单片机控制单元依次电连接，单片机控制单元生成励磁信号通过励磁电路连接到电磁流量传感器；单片机控制单元分别与液晶显示单元、数据存储单元、键盘控制单元、通讯接口和现场总线电路模块电连接。解决了传统电磁流量计开放性差、远程控制及互通互联困难等缺陷，使得电磁流量计能与物联网相连接，实现远程访问控制、远程数据采集、图形化实时监测等多种功能，更具网络化、智能化。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电磁流量计，尤其是一种物联网智能电磁流量计。
背景技术
电磁流量计是随着电子技术的发展而迅速发展起来的基于法拉第电磁感应定理的用来测量导电性液体体积流量的仪表。其工作原理是当导电液体流过包围在磁场中的测量管时，在流向和磁场二者相垂直的方向就会产生与平均流速成正比的感应电动势。而其中的磁场强度是一常数（由线圈电流控制）、检测电极之间的距离也是固定的，因此液体流速是感应电动势的唯一变量，电磁流量计的输出信号与流量呈线性关系。
目前的电磁流量计在硬件结构上多由分离式模拟器件构成，使仪表的结构、功能扩充性和使用维护都较困难，网络通讯接口单一，多采用传统的通信组网方式，比如有线电话、以太网传输数据等，但电磁流量计的广泛应用领域，如水泥、化工、轻纺、冶金、矿山、造纸、医药、给排水、食品饮料、制糖、酿造以及环保等诸多领域，大量存在着工作环境恶劣，布放有线电缆非常不方便的情况，严重限制了电磁流量计的功能扩展、用户开放性及组网需求，使得电磁流量计不易于进行远程访问控制、远程数据采集以及进行图形化实时监控管理等。
现场总线技术现今得到日新月异的发展，应用领域也日趋广泛，从家庭、能源、楼宇到工业现场都能见其踪影。其优势在于能够简化对现场设备的监控和管理，以网络管理逐步取代传统的分散型控制系统。智能化电磁流量计以其自身的智能化技术与现场总线技术相结合后，能极大满足各个领域对其应用的要求。
而物联网则是把传感器装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道以及家用电器等各种真实物体上，通过互联网联接起来，进而运行特定的程序，达到远程控制或者实现物与物的直接通信。物联网，即通过装置在各类物体上的射频识别、传感器、二维码等，经过接口与无线网络相连，从而给物体赋予“智能”，实现人与物体的沟通和对话，也可以实现物体与物体互相间的沟通和对话，这种将物体联接起来的网络被称为“物联网”。通过物联网可以实现用中心计算机对机器、设备、人员进行智能化识别、定位、跟踪、监控与管理。
智能电磁流量计通过利用现场总线技术与物联网相连接后，就能够在监控中心对电磁流量计检测节点的流量数据进行管理分析，及时了解现场的具体情况，还能够对其进行远程访问控制、远程数据采集、图形化实时监控管理，从而使得电磁流量计系统的安装、维护、监控等更为便捷。
实用新型内容
本实用新型解决了现有电磁流量计通讯模块单一、无法进行远距离数据传输的缺点，提供了一种采用现有成熟现场总线技术就能实现、能够进行无线数据传输的基于物联网的智能电磁流量计，其能够利用多种现有现场总线技术方式进行无线远程访问控制、数据采集与图形化实时监控管理。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种物联网智能电磁流量计，包括电磁流量传感器、放大滤波电路、A/D转换单元、励磁电路、单片机控制单元、液晶显示单元、数据存储单元、键盘控制单元、通讯接口以及现场总线电路模块，电磁流量传感器、放大滤波电路、A/D转换单元和单片机控制单元依次电连接，单片机控制单元生成励磁信号通过励磁电路连接到电磁流量传感器；单片机控制单元分别与液晶显示单元、数据存储单元、键盘控制单元、通讯接口和现场总线电路模块电连接。
电磁流量传感器根据线性关系将导管内被测流体的流量信号转换成相应的电压信号，放大滤波电路将电磁流量传感器所输出的小电压信号进行放大，并滤除掉与被测信号无关的干扰信号使信号纯化，为A/D转换单元提供放大的模拟量。单片机控制单元产生的励磁信号作用于电磁流量传感器的励磁线圈产生感应磁场。A/D转换单元则将模拟量转换成数字量提供给单片机控制单元进行处理。最后，由键盘控制单元完成电磁流量计的参数设置与控制，由数据存储单元存放流量积算后的累计流量数据以及系统正常工作所必须设置的各项参数，由液晶显示单元完成瞬时流量、累计流量等信息的实时显示，并由通讯接口所提供的标准总线通信接口实现电磁流量计与外部系统的近距离通信，由现场总线电路模块实现电磁流量计与物联网的相连，对电磁流量计进行无线远程访问控制、远程数据采集以及图形化实时监控管理。
所述的现场总线电路模块采用的接口可以使用HART通信协议技术、基金会现场总线、LONWORKS技术以及PROFIBUS技术等。所述的现场总线电路模块的接口与物联网相连，用来实现电磁流量计的远程访问控制、远程数据采集以及图形化实时监控管理等功能。所述的单片机控制单元既带有通讯接口，又带有现场总线电路模块接口，充分利用现有技术和网络，提供了多种远程数据采集和远程访问控制方式。
作为优选，所述的通讯接口为RS-232接口或RS-485接口。所述的通讯接口可以使用RS-232，也可以使用RS-485。若使用RS-485通讯接口，则需要配套使用RS-232/RS-485转换器。
本实用新型的有益效果是：在采用了与物联网相连接的现场总线技术后，利用现有成熟技术，很方便地弥补了以往电磁流量计通讯功能模块单一、远距离无线数据传输困难的缺陷，使电磁流量计具有了物联网功能，大大提高了电磁流量计的数据采集以及实时监控管理功能，为智能电磁流量计在物联网中进行无线远程数据采集、远程访问控制、图形化实时监控管理提供了解决方案。
附图说明
图1是本实用新型一种电路原理结构框图。
图中：1、电磁流量传感器；2、放大滤波电路；3、A/D转换单元；4、励磁电路；5、单片机控制单元；6、液晶显示单元；7、数据存储单元；8、键盘控制单元；9、通讯接口；10、现场总线电路模块。
具体实施方式
下面通过具体实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的具体说明。应当理解，本实用新型的实施并不局限于下面的实施例，对本实用新型所做的任何形式上的变通和/或改变都将落入本实用新型保护范围。
如图1所示的物联网智能电磁流量计，包括电磁流量传感器1、放大滤波电路2、A/D转换单元3、励磁电路4、单片机控制单元5、液晶显示单元6、数据存储单元7、键盘控制单元8、通讯接口9以及现场总线电路模块，电磁流量传感器1、放大滤波电路2、A/D转换单元3和单片机控制单元5依次电连接，单片机控制单元5生成励磁信号通过励磁电路4连接到电磁流量传感器1；单片机控制单元分别与液晶显示单元6、数据存储单元7、键盘控制单元8、通讯接口9和现场总线电路模块10电连接。
其中电磁流量传感器1依据线性关系将导管内被测液体的流量信号转换成相应的电压信号。单片机控制单元5生成励磁信号通过励磁电路4为电磁流量传感器1提供励磁电流，使其励磁线圈产生感应磁场。放大滤波电路2将传感器1所输出的小电压信号进行放大，并滤除掉与被测信号无关的干扰信号使信号纯化，为A/D转换单元3提供放大的模拟量。A/D转换单元3将模拟量转换成数字量提供给单片机控制单元5进行处理。液晶显示单元6完成电磁流量计的瞬时流量、累计流量等信息的实时显示。数据存储单元7存放流量累计计算后得到的累计流量数据和系统正常工作所必须设置的各项参数。键盘控制单元8完成电磁流量计的参数本地设置和控制。通讯接口9为电磁流量计提供标准总线通信接口，选择RS-232接口或RS-485接口。现场总线电路模块10将各种数据信息通过全数字通讯方式与物联网相接，实现电磁流量计的无线远程访问控制、远程数据采集以及图形化实时监控管理等功能。
本实用新型使设计者根据实际使用需要，选用不同的系统可编程器件等高性能集成电路来增强系统的开放性、可靠性和通讯功能，从而实现基于物联网的无线传输、远程数据、无线监控管理系统，再加上相应的传感器，利用单片机进行多参数的实时采集，自动定时发送到监控中心的计算机上，实现电磁流量参数的自动采集与无线传输，降低了测量工作量，提高了对电磁流量计的实时监控管理，拓宽了电磁流量计的应用领域。
本实用新型提供了一种实现基于物联网的智能电磁流量计系统的思路及方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上实施例是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围，本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。
Claims (2)
1.一种物联网智能电磁流量计，其特征在于：包括电磁流量传感器（1）、放大滤波电路（2）、A/D转换单元（3）、励磁电路（4）、单片机控制单元（5）、液晶显示单元（6）、数据存储单元（7）、键盘控制单元（8）、通讯接口（9）以及现场总线电路模块（10），电磁流量传感器（1）、放大滤波电路（2）、A/D转换单元（3）和单片机控制单元（5）依次电连接，单片机控制单元（5）生成励磁信号通过励磁电路（4）连接到电磁流量传感器（1）；单片机控制单元分别与液晶显示单元（6）、数据存储单元（7）、键盘控制单元（8）、通讯接口（9）和现场总线电路模块（10）电连接。
2.根据权利要求1所述的一种物联网智能电磁流量计，其特征在于：所述的通讯接口为RS-232接口或RS-485接口。
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