CN203397505U - 有线远传阀控光电直读水表系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种有线远传阀控光电直读水表系统，包括上行采集设备、光电直读模块、水表阀门、DC-DC电源、主CPU、从CPU和电源提供开关，主CPU和所述从CPU为两个独立的嵌入式系统；主CPU的UART接口通过TTL转上行通信接口与上行采集设备的通讯接口连接，主CPU通过I/O端口与水表阀门连接，主CPU的I/O端口与从CPU的UART端口连接；从CPU通过光电直读模块与基表连接；DC-DC电源为主CPU供电，所述电源还通过电源提供开关为从CPU供电，电源提供开关的控制端与主CPU的I/O端口连接。本实用新型无需配备晶振，保证了水表在高温、低温、高湿等恶劣条件下稳定的通信成功率。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种水表系统，特别涉及一种有线远传光电直读水表系统。
背景技术
现有的有线远传阀控光电直读水表的硬件电路设计，考虑到水表本身结构以及电路负载能力，采用主控功能板和从光电计量采集板两个模块组成，主控功能板负责上行通信，从光电计量采集板负责数据计量，两者之间通过串口方式进行数据传输。由于既要保证水表能在恶劣的高低温，高湿环境下稳定的通信成功率，又要考虑硬件成本因素。采用的两种方式：一种是主、从两块电路板上都配上外部稳定的晶振源，这种方式会造成成本增加；另一种是主控功能板上有稳定的晶振源，而从光电计量采集板仅靠高性能单片机内部RC振荡器来提供时钟源，但是在低温恶劣环境下，主控功能板和从光电计量采集板之间很难保证稳定通信成功率。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种稳定高效的有线远传阀控光电直读水表系统。
本实用新型提供的这种有线远传阀控光电直读水表系统，包括上行采集设备、光电直读模块、水表阀门、DC-DC电源、主CPU、从CPU和电源提供开关，所述主CPU和所述从CPU为两个独立的嵌入式系统；主CPU的UART接口通过TTL转上行通信接口与上行采集设备的通讯接口连接，用于负责与上行采集设备的通信，主CPU通过I/O端口与水表阀门连接，主CPU的I/O端口与从CPU的UART端口连接；所述从CPU通过光电直读模块与基表连接，用于负责计量数据的采集；DC-DC电源为主CPU供电，所述电源还通过电源提供开关为从CPU供电，所述电源提供开关的控制端与主CPU的I/O端口连接，由主CPU控制从CPU的电源接通与断开。
所述主CPU采用两个I/O端口模拟UART接口方式与从CPU进行异步串口通信。所述TTL转上行通信接口采用上行485通讯接口或上行M-BUS通讯接口。
本实用新型保证了水表在高温、低温、高湿等恶劣条件下稳定的通信成功率。此外，本实用新型无需配备晶振，降低了产品成本，增加了市场竞争优势。
附图说明
图1是本实用新型的原理框图。
图2是本实用新型的主CPU与上行采集设备的通信波特率自适应工作原理图。
图3是本实用新型的主CPU与从CPU的通信波特率自适应工作原理图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型包括上行采集设备、光电直读模块、水表阀门、DC-DC电源、主CPU、从CPU和电源提供开关。主CPU和从CPU为两个独立的嵌入式系统；主CPU的UART接口通过TTL转上行通信接口与上行采集设备的通讯接口连接，用于负责与上行采集设备的通信，主CPU通过I/O端口与水表阀门连接，主CPU的I/O端口与从CPU的UART端口连接；从CPU通过光电直读模块与基表连接，用于负责计量数据的采集；DC-DC电源为主CPU供电，电源还通过电源提供开关为从CPU供电，电源提供开关的控制端与主CPU的I/O端口连接，由主CPU控制从CPU的电源接通与断开。
主CPU收到上行采集设备的数据采集命令后，才提供从CPU的电源，由从CPU将采集的表计计量数据传至主CPU，然后主CPU再将采集的计量数据反馈给上行采集设备。
TTL转上行通信接口可采用上行485通讯接口或上行M-BUS通讯接口。
由于主CPU的硬UART端口已用作与上行采集设备通信，故本实用新型主CPU采用两个IO端口模拟UART端口与从CPU进行异步串口通信。
目前有线远传水表普遍所采用的通信协议（例如《CJ／T 188-2004 户用计量仪表数据传输技术条件》，《DL645-1997》）中指出，交互的数据帧中第一个字节数据为68H（16进制）。
如图2所示，主CPU与上行采集设备的通信波特率自适应工作原理就是采用上述这唯一的共性得以实现的。本实用新型利用主CPU中的定时器并结合RX引脚端口，查询上行采集设备的68H数据前4BIT的脉宽，快速计算出与上行采集设备的通信波特率，主CPU将自身的通信波特率值调整至上述计算出的通信波特率值，以适应上行采集设备的通信波特率，通过主CPU的RX引脚端口接收剩余的数据帧，并通过其TX引脚端口反馈数据帧至上行采集设备。由此主CPU能自动适应上行采集设备的通信波特率，并与之保持稳定的通信成功率。
如图3所示，主CPU采用两个IO端口，将其模拟成UART端口，与从CPU的UART端口进行异步串行通信；其中主CPU的一个IO端口模拟成UART的RX端口与从CPU中UART端口的TX端口连接通信，用于接收从CPU发出的数据；主CPU的另一个IO端口模拟成UART的TX端口与从CPU中UART端口的RX端口连接通信，用于发送命令数据至从CPU。
主CPU与从CPU的通信波特率自适应工作原理是：主CPU接收到上行采集设备的数据采集命令后，开启从CPU的电源提供开关，此时从CPU上电，向主CPU发送等周期的方波。同时，主CPU利用其定时器捕捉功能对从CPU发出的方波的周期进行校准。该方波周期校准完毕后，主CPU向从CPU发起一个关闭方波发送的信号电平。随后，主CPU利用之前对从CPU发出方波的周期校准时所计算出的脉宽周期数据，换算出实际的通信波特率，主CPU将自身模拟串口通信波特率值调整至该换算后的通信波特率值，与从CPU进行数据交互。
Claims (3)
1.一种有线远传阀控光电直读水表系统，包括上行采集设备、光电直读模块、水表阀门、DC-DC电源，其特征在于，该系统还包括主CPU、从CPU和电源提供开关，所述主CPU和所述从CPU为两个独立的嵌入式系统；主CPU的UART接口通过TTL转上行通信接口与上行采集设备的通讯接口连接，用于负责与上行采集设备的通信，主CPU通过I/O端口与水表阀门连接，主CPU的I/O端口与从CPU的UART端口连接；所述从CPU通过光电直读模块与基表连接，用于负责计量数据的采集；DC-DC电源为主CPU供电，所述电源还通过电源提供开关为从CPU供电，所述电源提供开关的控制端与主CPU的I/O端口连接，由主CPU控制从CPU的电源接通与断开。
2.根据权利要求1所述的有线远传阀控光电直读水表系统，其特征在于，所述主CPU采用两个I/O端口模拟UART接口方式与从CPU进行异步串口通信。
3.根据权利要求1所述的有线远传阀控光电直读水表系统，其特征在于，所述TTL转上行通信接口采用上行485通讯接口或上行M-BUS通讯接口。
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2013
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