CN207066526U - 一种物联网水表装置 - Google Patents

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石英春
许茂村
杨涛
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Abstract

一种物联网水表装置,包括外壳、控制器、信号采集模块和通信模块,所述外壳与已有水表钟罩进行固定,所述信号采集模块与控制器的I/O口相连,所述通信模块通过串口形式与控制器的物联网通信接口相连。本实用新型一方面能够方便水司及时了解用户水表的使用情况;另一方面,能够有效防止外部的瞬时大电压损坏内部电路,并有效提高系统的安全性和可靠性。

Description

一种物联网水表装置
技术领域
本实用新型涉及水表装置,特别是一种物联网水表装置。
背景技术
当今社会,随着物联网技术的飞速发展,为保证水资源的合理利用和有效监测管网中的水资源流失情况,亟需提供一种能够实时监测居民用水,并且根据用户的不同安装环境,适时调整安装方式的可更换物联网水表装置。通过采用可更换式物联网水表装置,可以有效解决现有存在的以下几种情况的水表:1、对已有水表安装在地下室中,人为抄读数据很不方便;2、已有水表安装在陈旧的建筑物中,难以拆装和抄读;3、人为抄读的数据容易出错,且缺乏及时性。
实用新型内容
本实用新型的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种结构简单,易抄读,安全可靠的物联网水表装置。
本实用新型的技术方案是:一种物联网水表装置,包括外壳、控制器、信号采集模块和通信模块,所述外壳与已有水表钟罩进行固定,所述信号采集模块与控制器的I/O口相连,所述通信模块通过串口形式与控制器的物联网通信接口相连。
进一步,还包括电源模块,所述电源模块的输入端连接电池,输出端连接控制器、信号采集模块和通信模块。
进一步,还包括显示屏,显示屏与控制器电连接。
进一步,所述控制器上设有信号采集接口和物联网通信接口。
进一步,所述控制器通过通信模块与控制终端进行通信。
进一步,所述通信模块包含外部接口XS1、压敏电阻V1、自恢复保险丝F1、瞬变抑制器V2、集成电路D1、光耦芯片D2、D3、通信模块接口XS2;所述压敏电阻V1的两端分别连接外部接口XS1的端口上,压敏电阻V1的2脚与自恢复保险丝F1的1脚相连,自恢复保险丝F1的2脚连接瞬变抑制器V2的一端和集成电路D1的16脚上;压敏电阻V1的1脚连接瞬变抑制器V2的另一端以及集成电路D1的1脚上。
进一步,所述光耦芯片D2的2脚连接集成电路D1的8脚,光耦芯片D2的3脚接内部电路地,光耦芯片D2的4脚的一条支路经电阻R4接内部电源V3P0,另一条支路连接通信模块接口XS2的3脚;光耦芯片D3的1脚经电阻R7接内部电源V3P0;光耦芯片D3的2脚连接通信模块接口XS2的2脚,光耦芯片D3的4脚连接集成电路D1的12脚;光耦芯片D3的3脚接外部地。
进一步,所述集成电路为TSS721A芯片。
进一步,所述通信模块通过TTL串口与控制器的物联网通信接口相连。
本实用新型的有益效果:
(1)将数据发送到水司管理部门的控制终端,从而方便水司及时了解用户水表的使用情况,从而避免人为抄读的数据出错现象发生;
(2)能采用模块化设计实现,通信模块通过多重保护元器件,有效防止外部的瞬时大电压损坏内部电路;通信模块与控制器之间进行光电隔离,有效提高系统的安全性和可靠性;
(3)通过将外壳固定于已有水表钟罩上,能够避免已有水表安装在陈旧的建筑物中难以拆装和抄读的现象。
附图说明
图1是本实用新型实施例的电路结构框图;
图2是本实用新型实施例通信模块的电路原理示意图。
具体实施方式
以下将结合说明书附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明。
如图1所示:一种物联网水表装置,包括外壳、控制器、信号采集模块和通信模块,外壳通过螺钉与已有水表钟罩进行固定,信号采集模块通过4线制排线与控制器的I/O口相连,通信模块通过TTL串口形式与控制器的物联网通信接口相连;控制器通过通信模块与控制终端通信。
还包括电源模块和显示屏,电源模块的输入端连接电池,输出端连接控制器、信号采集模块和通信模块。显示屏与控制器电连接。控制器为模块化结构,控制器上设有信号采集接口和物联网通信接口。
本实施例中,电源模块为控制器、通信模块、信号采集模块提供电源。信号采集模块的信号采集端通过信号采集接口,信号采集接口的外端连接信号采集传感器,将采集到的水表的计量数据经信号采集模块发送给控制器,并保存到控制器内部的存储器中;物联网通信接口连接通信模块电路,以便于将存储到控制器中的计量数据发送到水司管理部门的控制终端,达到物联网监测的目的。
本实施例中,控制器采用TI公司的高性能低功耗芯片MSP430系列单片机,具有输入电压范围宽、低功耗、两路捕获比较定时器、1路低功耗UART串口、支持液晶段码显示,存储用户的水表使用信息。本实施例的通讯方式支持有线远传方式,通讯功能采用模块化设计实现,上述接口与系统进行光电隔离,有效提高系统的安全性和可靠性。
如图2所示:本实施例中,通信模块包含外部接口XS1、压敏电阻V1、自恢复保险丝F1、瞬变抑制器V2、集成电路D1、光耦芯片D1、D2、通信模块接口XS2、电容C1~C4、电阻R1~R7;集成电路为TSS721A芯片。压敏电阻V1的两端分别连接外部接口XS1的端口上,压敏电阻V1的2脚与自恢复保险丝F1的1脚相连,自恢复保险丝F1的2脚连接瞬变抑制器V2的一端和集成电路D1的16脚上;压敏电阻V1的1脚连接瞬变抑制器V2的另一端以及集成电路D1的1脚上。
电容C1的一端接集成电路D1的3脚,另一端接外部地;电阻R1、电容C2的一端接外部地,另一端分别接到集成电路D1的4脚和6脚;电阻R2和电容C3并联,其一端连接到外部地,另一端连接集成电路D1的9脚和11脚,并连接电阻R3的一端;电阻R3的另一端连接光耦芯片D2的1脚,光耦芯片D2的2脚连接集成电路D1的8脚,光耦芯片D2的3脚接内部电路地,光耦芯片D2的4脚的一条支路经电阻R4接内部电源V3P0,另一条支路连接通信模块接口XS2的3脚;光耦芯片D3的1脚经电阻R7接内部电源V3P0;光耦芯片D3的2脚连接通信模块接口XS2的2脚,光耦芯片D3的4脚连接集成电路D1的12脚;光耦芯片D3的3脚接外部地。
工作时,当控制器发送数据给通信模块时, TTL_TXD端发送信号“1”时,此时光耦芯片D3的1、2脚截止,D3的3、4脚同时截止,D3的4脚为“1”电平发送到集成电路D1的12脚,集成电路D1的1、16脚以电流的形式发送0 mA-2mA电流;当TTL_TXD端发送信号“0”时,此时光耦芯片D3的1、2脚导通,D3的3、4脚随后导通,D3的4脚为“0”电平发送到集成电路D1的12脚,集成电路D1的1、16脚以电流的形式发送增加电流约11 mA-20 mA;
当通信模块接收主站数据时,当接收为信号“0”时,此时外部接口XS1两端电压在24V左右,传输到集成电路D1的1、16脚,D1的8脚此时为“0”信号,光耦芯片D2的1、2脚导通,D2的3、4脚随后导通,此时D2的4脚为低电平,传输到表计的控制器中;当接收为信号“1”时,此时外部接口XS1两端电压在36V左右,传输到集成电路D1的1、16脚,D1的8脚此时信号为“1”,光耦芯片D2的1、2脚截止,D2的3、4脚同时截止,此时D2的4脚为高电平,传输到表计的控制器中。
本实施例中,压敏电阻V1、自恢复保险丝F1、瞬变抑制器V2为保护电路,能够防止外部的瞬时大电压损坏内部电路。光耦芯片D2、D3主要起到通信信号隔离,防止外部电路信号影响控制器内部的计量数据的处理。
综上所述,本实施例具有以下优点:(1)本实施例采用TI公司的高性能低功耗芯片MSP430F415硬件平台为控制核心,通过内部中断功能将控制器的信号采集接口连接于信号采集模块;通过将内部的串口连接到物联网通信接口上,并且将物联网通信接口连接到通信模块上。使用时,控制器采集信号采集模块的数据,即计量数据,并将计量数据保存到控制器内部的存储器中,通过物联网通信接口连接的通信模块,将数据发送到水司管理部门的控制终端,从而方便水司及时了解用户水表的使用情况;(2)本实施例专门提供1路维护串口,便于产品的升级与维护;(3)以上所述功能采用模块化设计实现,通信模块通过多重保护元器件,有效防止外部的瞬时大电压损坏内部电路;通信模块与控制器之间进行光电隔离,有效提高系统的安全性和可靠性;(4)通过将外壳固定于已有水表钟罩上,能够避免已有水表安装在陈旧的建筑物中难以拆装和抄读的现象。

Claims (9)

1.一种物联网水表装置,其特征在于,包括外壳、控制器、信号采集模块和通信模块,所述外壳与已有水表钟罩进行固定,所述信号采集模块与控制器的I/O口相连,所述通信模块通过串口形式与控制器的物联网通信接口相连。
2.根据权利要求1所述的物联网水表装置,其特征在于,还包括电源模块,所述电源模块的输入端连接电池,输出端连接控制器、信号采集模块和通信模块。
3.根据权利要求1或2所述的物联网水表装置,其特征在于,还包括显示屏,显示屏与控制器电连接。
4.根据权利要求1或2所述的物联网水表装置,其特征在于,所述控制器上设有信号采集接口和物联网通信接口。
5.根据权利要求1或2所述的物联网水表装置,其特征在于,所述控制器通过通信模块与控制终端进行通信。
6.根据权利要求1或2所述的物联网水表装置,其特征在于,所述通信模块包含外部接口XS1、压敏电阻V1、自恢复保险丝F1、瞬变抑制器V2、集成电路D1、光耦芯片D2、D3、通信模块接口XS2;所述压敏电阻V1的两端分别连接外部接口XS1的端口上,压敏电阻V1的2脚与自恢复保险丝F1的1脚相连,自恢复保险丝F1的2脚连接瞬变抑制器V2的一端和集成电路D1的16脚上;压敏电阻V1的1脚连接瞬变抑制器V2的另一端以及集成电路D1的1脚上。
7.根据权利要求6所述的物联网水表装置,其特征在于,所述光耦芯片D2的2脚连接集成电路D1的8脚,光耦芯片D2的3脚接内部电路地,光耦芯片D2的4脚的一条支路经电阻R4接内部电源V3P0,另一条支路连接通信模块接口XS2的3脚;光耦芯片D3的1脚经电阻R7接内部电源V3P0;光耦芯片D3的2脚连接通信模块接口XS2的2脚,光耦芯片D3的4脚连接集成电路D1的12脚;光耦芯片D3的3脚接外部地。
8.根据权利要求6所述的物联网水表装置,其特征在于,所述集成电路为TSS721A芯片。
9.根据权利要求1或2所述的物联网水表装置,其特征在于,所述通信模块通过TTL串口与控制器的物联网通信接口相连。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109489757A (zh) * 2018-11-28 2019-03-19 晋城市航丰仪器仪表有限公司 一种具备远程监控功能的电子水表

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