CN206039715U - 一种基于近场通信技术的预付费水表装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于近场通信技术的预付费水表装置，该装置包括电池检测单元、水量信号采集单元、阀门控制单元、存储单元和近场通信控制器模块，所述近场通信控制器模块包括微控制器和近场通信单元。本实用新型通过近场通信方式将日、月冻结数据以及表计状态数据等上传至用户手机，并通过移动通信方式上传到抄表主站，进行实时数据抄读，也可以实现阶梯收费的功能；用户可以自主通过手机方式选择缴费额度及缴费时间，省去使用卡片式购水的麻烦，直接从手机扣费的方式购置所需水量，并通过近场通信方式对用户所用水量预充，为用户带来很多便利。

Description

一种基于近场通信技术的预付费水表装置

技术领域

本实用新型涉及一种水表装置，尤其涉及一种基于近场通信技术的预付费水表装置。

背景技术

目前普遍使用的预付费水表为卡片式预付费水表，包括IC卡和射频卡形式；此种表包括微控制器、电源模块、水量信号处理单元、阀控单元以及显示单元，能自动完成水量数据的采集、计量、显示、阀门控制及提示报警等功能。用户通过卡片购置水量并在此表上使用后，获得了所购水量的使用权限；在用户用水的过程中，智能表中的微控制器自动核减剩余水量，所购水量用完后便会自动关阀断水，用户需重新购水方能开阀供水。由于卡片预付费水表的这种固有特性，目前有以下几点弊端：1、需要用户去相应的水司营业厅才可以缴费，续费，给客户带来很大不便；2、水司无法根据市场情况及时调价，在能源价格上涨时造成巨大损失；3、卡片式的预付费方式故障率高，不利于保管，易受潮湿环境和人为攻击干扰，增加了损坏的概率。

实用新型内容

针对上述现有技术的不足，本实用新型提供了一种结构简单、使用方便，能进行实时查询并可靠预付费的基于近场通信技术的预付费水表装置。

为了实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现：

一种基于近场通信技术的预付费水表装置，其特征在于，该装置包括电池检测单元、水量信号采集单元、阀门控制单元、存储单元和近场通信控制器模块，所述近场通信控制器模块包括微控制器和近场通信单元；所述近场通信控制器模块通过射频通信方式与用户手机进行数据信息的交换，微控制器负责对电源电压检测、水量信号处理、阀控驱动控制，并通过近场通信单元进行数据传输，所述电源检测单元为近场通信控制器模块提供电能并将电源掉电或低电压检测信号传送至近场通信控制器模块的微控制器，所述水量信号处理单元将水表充值或用水数据传至微控制器，由微控制器将数据信号和采集异常状态信息通过近场通信方式传至用户的手机设备，所述近场通信控制器模块将接收到的控制信号通过微控制器对水量信号处理单元和阀门控制单元进行控制。

从上述技术方案可以看出，本实用新型通过近场通信方式将日、月冻结数据以及表计状态数据等上传至用户手机，并通过移动通信方式上传到抄表主站，进行实时数据抄读，也可以实现阶梯收费的功能；用户可以自主通过手机方式选择缴费额度及缴费时间，省去使用卡片式购水的麻烦，直接从手机扣费的方式购置所需水量，并通过近场通信方式对用户所用水量预充，为用户带来很多便利；与此同时，水司也能实现预收费功能、调价功能、梯度计量功能和远程阀门控制功能，从而有效解决缴费困难问题，并对用户用水信息的实时监测。

附图说明

结合附图，并通过参考下面的详细描述，将会更容易地对本实用新型有更完整的理解并且更容易地理解其伴随的优点和特征，其中：

图1是本实用新型的功能模块示意图；

图2是本实用新型的近场通信控制器模块电路原理图。

具体实施方式

为使本实用新型的内容更加清楚易懂，以下结合说明书附图，对本实用新型的内容作进一步说明。当然本实用新型并不局限于该具体实施例，本领域内的技术人员所熟知的一般替换也涵盖在本实用新型的保护范围内。其次，本实用新型利用示意图进行了详细的表述，在详述本实用新型实例时，为了便于说明，示意图不依照一般比例局部放大，不应以此作为对本实用新型的限定。

需要说明的是，在下述的实施例中，利用图1～2的示意图对按本实用新型一种基于近场通信技术的预付费水表装置进行了详细的表述。在详述本实用新型的实施方式时，为了便于说明，示意图不依照一般比例绘制并进行了局部放大及省略处理，因此，应避免以此作为对本实用新型的限定。

如图1所示，本实用新型提供的一种基于近场通信技术的预付费水表装置包括电池检测单元、水量信号采集单元、阀门控制单元、存储单元和近场通信控制器模块，该近场通信控制器模块整合了微控制器和近场通信单元，并连接有收发天线；上述功能单元均与该近场通信控制模块上的微控制器相连，并由微控制器对上述功能模块实施总控制；电源检测单元包括主电源检测电路，其功能是为所述近场通信控制模块供电并将电源掉电或低电检测信号传送至近场通信控制器模块的微控制器；水量信号处理单元将水表预充水量或用水数据传至微控制器，再由微控制器与近场通信芯片进行数据传输，然后将数据信息和采集异常状态信息通过手机通信方式发送至抄表总站；近场通信控制器模块将通过射频通信方式将接收到的控制信号通过微控制器对所述水量信号处理单元和阀门控制单元进行控制。

此外，本实用新型的水量信号处理单元有脉冲计量方式或光电直读计量方式可供选择；重要数据在EEPROM内分区域多次保存，防止数据丢失并有效纠错。水表近场通信控制器模块上的近场芯片将水量、金额数据通过用户手机传输到至水司的监控中心，此外该近场芯片也可通过手机设备接收数据和控制命令，传送给微控制器。

如图2所示，近场通信控制器模块的相关电路，近场通信控制器模块的供电部分是电源VBAT通过电容C2、电容C3和极性电容C1并联且滤波后得到，之后接入近场通信控制器模块D1的8脚和9脚为其供电。

近场通信控制器模块D1的19脚和20脚读入水表基表脉冲采集信号PLUSE1和PLUSE2。近场通信控制器模块D1的16脚输出关闭阀门控制信号CTRL_MOTOR_CLOSE，其17脚输出打开阀门控制信号CTRL_MOTOR_OPEN。具体为，当使用水量达到标准计量精度时，水表基表脉冲采集信号PLUSE1和PLUSE2依次接收到一个有效水量信号，微控制器依据频率特性判别水量信息的有效性。

当采集信号出现异常，微控制器进行如下处理：若单边信号异常，则判定为干簧管故障，微控制器记录此故障信息，并继续进行水量计量；若双边信号异常，则判定为磁干扰故障，微控制器认为是干扰信息，同时对水表阀门执行关阀控制，即输出关闭阀门控制信号CTRL _MOTOR_CLOSE，并记录此条异常信息，直至检测到的干扰信号消除后，才允许对水表阀门发出开阀控制命令，即输出打开阀门控制信号CTRL_MOTOR_OPEN，使之继续使用。另外，当出现系统规定的情况，如主站系统远程控制、预付金额达到透支下限、电池掉电、电池低电等情况时，微控制器也执行关阀操作。上述问题解决后，通过按键操作，微控制器执行开阀操作。

近场通信控制器模块D1可通过手机客户端查询余额、当前水表实时单价、总用水量，可查询程序版本号、水表地址。

使用时，本实用新型采用低功耗模式，设定周期唤醒，当探测到手机客户端下发数据时，将下发的数据保存在本实用新型存储单元内。通过脉冲采集方式或者直读方式计量；通过近场通信方式接收充值金额等信息，并根据实时价格参数实现自动扣费。当剩余金额少于透支金额下限时，自动关阀，并具有水价调整策略。当出现电池掉电、低电或双边干簧管干扰等影响用水量计量情况下，微控制器对阀门进行关阀操作。

本实用新型利用近场通信技术与客户的手机客户端实现在一定距离范围内互通，并通过移动互联网将手机客户端的数据信息传输到主站系统，从而水司管理部门通过主站可以观察到对应的用户水表的运行状况。本实用新型接收外部近场通信设备信号，唯一通信地址被动唤醒抄表，根据短距离近场通信协议进行数据传输。抄表主站下发的金额、单价、使用金额下限等数据通过手机客户端下发至本实用新型，本实用新型上传日、月冻结数据、表计状态等信息至抄表主站，实现实时数据的抄读，水司可由此实现阶梯收费。本实用新型的微控制器根据主站下发的数据实时处理居民用水数据、剩余金额，当用户水量计量出现异常状态时，可将此异常状态上传至抄表主站系统，这时水司公司可保留证据或者通过远程控制直接对特定用户执行关阀操作。

可以理解的是，虽然本实用新型已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本实用新型。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本实用新型技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围内。

Claims (5)

1.一种基于近场通信技术的预付费水表装置，其特征在于，该装置包括电池检测单元、水量信号采集单元、阀门控制单元、存储单元和近场通信控制器模块，所述近场通信控制器模块包括微控制器和近场通信单元。

2.如权利要求1所述的基于近场通信技术的预付费水表装置，其特征在于，所述近场通信控制器模块通过射频通信方式与用户手机进行数据信息的交换，微控制器负责对电源电压检测、水量信号处理、阀控驱动控制，并通过近场通信单元进行数据传输。

3.如权利要求2所述的基于近场通信技术的预付费水表装置，其特征在于，所述电池检测单元为近场通信控制器模块提供电能并将电源掉电或低电压检测信号传送至近场通信控制器模块的微控制器。

4.如权利要求3所述的基于近场通信技术的预付费水表装置，其特征在于，所述水量信号处理单元将水表充值或用水数据传至微控制器，由微控制器将数据信号和采集异常状态信息通过近场通信方式传至用户的手机设备。

5.如权利要求4所述的基于近场通信技术的预付费水表装置，其特征在于，所述近场通信控制器模块将接收到的控制信号通过微控制器对水量信号处理单元和阀门控制单元进行控制。