CN210377665U - 一种预付费燃气表 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种预付费燃气表，包括：燃气基表和控制主板，燃气基表包括壳体、计度器和电机阀；计度器和电机阀设置于壳体内部，电机阀设置于燃气表的进气管上，用于控制燃气表中燃气的流通；控制主板设置于壳体内，包括流量采集器、阀门控制器、NB‑IoT通信装置和NFC通信装置；流量采集器连接所述计度器，采集燃气表使用的流量；阀门控制器连接电机阀，用于控制电机阀的开关；NB‑IoT通信装置用于燃气表的远程通信；NFC通信装置用于燃气表的近场通信。采用上述方案，用户可以使用移动设备对燃气表进行近距离缴费，增加了用户的缴费方式，并且，燃气表壳体不影响NFC通信信号，NFC通信具有传输速度快、安全性高、功耗低的特点。

Description

一种预付费燃气表

技术领域

本申请涉及物联网技术领域，尤其涉及一种预付费燃气表。

背景技术

目前普遍使用的燃气表需要燃气公司抄表人员定期到用户处抄表，以获取用户实际使用的燃气量，根据用户实际使用的燃气量，计算用户应缴纳的燃气费，这种方式可能会出现用户拖欠燃气费用的现象，且燃气公司需投入大量的人力和物力。针对上述问题，预付费的方式提供了有效的解决方案，预付费是用户预先在燃气公司购买燃气，然后根据用户预先在燃气公司购买的燃气，在用户预付费燃气表上显示用户预存的燃气量，用户使用时在预先购买的燃气中扣除。

随着物联网的发展，预付费燃气表逐渐实现通信功能，通信功能有利于燃气公司的管理以及便于用户缴费。预付费燃气表的通信包括远程通讯和进场通讯，现有的预付费燃气表，远程通讯一般采用GPRS通讯模块进行通讯，预付费燃气表的近场通讯一般采用红外通讯，采用红外通讯的预付费燃气表内设置有红外发送器电路，包括脉冲振荡器、驱动管和红外发射管等，在燃气表通讯时，红外发射管发出红外信号易受燃气表外壳的影响，甚至中断通讯，导致预付费燃气表的传输可靠性低，且安全性不够高的问题。

实用新型内容

本申请提供了一种预付费燃气表，以解决现有技术中，在燃气表通讯时，红外发射管发出红外信号易受燃气表外壳的影响，甚至中断通讯，导致预付费燃气表的传输可靠性低，且安全性不够高的问题。

本申请实施例提供一种预付费燃气表，包括：燃气基表和控制主板，

所述燃气基表包括壳体、计度器和电机阀；所述计度器和电机阀设置于所述壳体内部，所述电机阀设置于燃气表的进气管上，所述电机阀用于控制燃气表中燃气的流通；

所述控制主板设置于所述壳体内，所述控制主板包括流量采集器、阀门控制器、NB-IoT通信装置和NFC通信装置；

所述流量采集器连接所述计度器，所述流量采集器用于采集燃气表使用的流量；

所述阀门控制器连接所述电机阀，所述阀门控制器用于控制电机阀的开关；

所述NB-IoT通信装置用于燃气表的远程通信，使得燃气管理平台远程采集燃气表使用的流量，并根据采集的流量控制电机阀的开关；所述NB-IoT通信装置还用于燃气表的远程缴费；

所述NFC通信装置用于燃气表的近场通信，实现移动终端近距离获取燃气表使用的流量，并根据采集的流量控制电机阀的开关；所述NFC通信装置还用于燃气表的近距离缴费。

进一步地，所述控制主板还包括微处理器，所述微处理器用于控制所述NB-IoT通信装置、NFC通信装置、流量采集器、阀门控制器，所述微处理器还用于实现燃气表与燃气管理平台的数据交互。

进一步地，所述控制主板还包括与微处理器连接的时钟模块、存储器模块、显示模块和电源模块；

所述时钟模块用于为燃气表提供实时时间；

所述存储器模块用于存储燃气表使用信息数据和预付费数据；

所述显示模块用于显示燃气表的时间、余额、用气量以及燃气表的状态信息；

所述电源模块用于向控制主板的各个模块供电，并管理燃气表功耗运行模式。

可选地，所述计度器上设置有脉冲采样器；所述脉冲采样器连接流量采集器中的流量采集接口，所述流量采集接口将脉冲采集装置采集的脉冲信号传输至微处理器，所述微处理器对脉冲信号进行分析，以获取燃气表流量。

可选地，所述阀门控制器包括电机驱动芯片和阀门接口，所述阀门接口连接驱动电机阀的电机，所述电机驱动芯片用于接收微处理器发送的电平信号，所述阀门接口用于接收电机驱动芯片发送的电平信号，并输出所述电平信号至驱动电机阀的电机，实现电机阀的开关。

可选地，所述NB-IoT通信装置包括NB-IoT芯片，所述NB-IoT芯片集成在所述控制主板上，所述NB-IoT芯片连接设置在控制主板上的卡槽；所述NB-IoT芯片用于实现燃气表与插入卡槽中的卡之间的通讯，所述NB-IoT芯片还用于实现燃气表与燃气管理平台之间的通讯，以便于完成对燃气表的远程数据采集、控制与缴费。

可选地，NFC通信装置包括NFC芯片，所述NFC芯片集成在所述控制主板的正面，所述NFC芯片用于实现移动终端与燃气表的近场通讯，进而实现移动终端与燃气表进行近距离的数据交互以及完成近距离缴费。

可选地，所述壳体上还设置有NFC射频感应区，移动终端置于所述NFC射频感应区与燃气表进行近场通讯。

采用上述方案，在远程通信方面：通过NB-IoT通信的方式实现燃气表与燃气管理平台的数据交互，可以实现对燃气表运行状态的远程读取，也可实现远程控制，同时燃气用户可以通过手机软件实现对燃气表的远程缴费。在近场通信方面：本申请使用NFC进行近场通信，完成燃气表和移动终端近距离的数据交互，用户可以使用具有NFC功能的移动设备对燃气表进行近距离缴费，增加了用户的缴费方式。同时，在燃气表发生故障时，维修人员可以通过移动终端与燃气表进行近距离通信，完成维修。并且，燃气表壳体不影响NFC通信信号，NFC通信具有传输速度快、安全性高、功耗低的特点。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的一种预付费燃气表的结构示意图；

图2是本申请实施例提供的一种预付费燃气表中，控制主板的背面结构图；

图3是本申请实施例提供的一种预付费燃气表中，控制主板的正面结构图；

图4是申请实施例的一种预付费燃气表中，控制主板中各模块的连接结构图。

其中：1-燃气基表，11-壳体，12-计度器，13-电机阀，14-控制按钮，15-脉冲采样器， 16-NFC射频感应区；2-控制主板，21-流量采集器，211-流量接口；22-阀门控制器，221-电机驱动芯片，222-阀门接口，23-NB-IoT通信装置，24-NFC通信装置，25-微处理器， 26-时钟模块，27-存储器模块，28-显示模块，29-电源模块，30-卡槽，31-按键控制器。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。

本申请提供了一种预付费燃气表，以解决现有技术中，在燃气表通讯时，红外发射管发出红外信号易受燃气表外壳的影响，甚至中断通讯，导致预付费燃气表的传输可靠性低，且安全性不够高的问题。

参照图1、图2、图3和图4，示出了一种预付费燃气表，包括：燃气基表1和控制主板2。

所述燃气基表1包括壳体11、计度器12和电机阀13；所述计度器12和电机阀13 设置于所述壳体11内部，所述电机阀13设置于燃气表的进气管上，所述电机阀13用于控制燃气表中燃气的流通。

其中，所述燃气基表1可采用膜式燃气基表1，所述燃气基表1还包括其它必要的部件，例如：燃气基表1的壳体11上还设置有控制按钮14，用来控制预付费燃气表的开关。所述控制按钮14通过设置在控制主板2上的按键控制器31来控制。

本实施例中，所述壳体11采用塑料和金属材质制成，所述壳体11的作用是保护壳体11内部的结构；所述计度器12可采用现有的计度器12，其作用是计量燃气表的燃气使用量；所述电机阀13的作用是控制燃气的流通，也就是说，当燃气表的燃气使用量达到用于预先购买的燃气量时，电机阀13的阀门关闭，阻止燃气流通。

所述控制主板2设置于所述壳体11内，所述控制主板2包括流量采集器21、阀门控制器22、NB-IoT通信装置23和NFC通信装置24。

所述控制主板2设置在所述壳体11内中间位置，便于燃气基表1与控制主板2的连接，控制主板2的作用是采集燃气基表1的数据信息并控制燃气基表1。本实施例中，控制主板2采集的数据包括燃气表的燃气使用流量信息，以及根据燃气使用流量信息来确定阀门是否关闭。

所述流量采集器21连接所述计度器12，所述流量采集器21用于采集燃气表使用的流量。

本实施例中，流量采集器21连接燃气基表1中的计度器12，具体连接方式可以采用接口连接，也可以采用现有技术中的其他连接方式，流量采集器21通过计度器12获取燃气表使用的燃气流量。

所述阀门控制器22连接所述电机阀13，所述阀门控制器22用于控制电机阀13的开关；

本实施例中，阀门控制器22连接可通过阀门接口222连接至电机阀13，也可以采用现有技术中的其他连接方式，阀门控制器22用来控制电机阀13的阀门开关。

所述NB-IoT通信装置23用于燃气表的远程通信，使得燃气管理平台远程采集燃气表使用的流量，并根据采集的流量控制电机阀13的开关；所述NB-IoT通信装置23还用于燃气表的远程缴费。

其中，所述NB-IoT通信是窄带物联网属于低功耗广域网的一种，具有低功耗、成本低、海量连接等优势。

本实施例中，所述NB-IoT通信装置23的作用是建立燃气管理平台与燃气表之间的远程通信，使得燃气管理平台通过NB-IoT通信装置23远程获取燃气表使用的燃气流量，并根据获取的流量确定电机阀13的阀门开关，也就是说，当用户使用的燃气流量小于或等于用户预存的燃气流量，电机阀13的阀门开关处于开通状态，当用户使用的燃气流量大于用户预存的燃气流量，电机阀13的阀门开关处于关闭状态，这种情况下，用户可以通过NB-IoT通信装置23远程缴费。远程缴费可以通过与燃气管理平台连接的APP或者燃气管理平台充值，燃气管理平台换算成燃气量之后，发送至燃气表，燃气表使用时，从剩余燃气量中扣除即可。

所述NFC通信装置24用于燃气表的近场通信，实现移动终端近距离获取燃气表使用的流量，并根据采集的流量控制电机阀13的开关；所述NFC通信装置24还用于燃气表的近距离缴费。

其中，所述NFC通信装置24的作用是建立燃气表与移动终端的近场通讯，实现移动终端获取燃气表的行管数据，例如：燃气表检修时，维修师傅现场对燃气表运行状态信息的读取，以判断燃气表的使用是否正常，所述燃气表还可以用于使用移动终端近距离缴费，提高用户体验。近距离缴费是利用NFC通信装置24建立移动终端和燃气表的关联，直接在移动终端上充值。

本申请实施例公开一种预付费燃气表，包括：燃气基表1和控制主板2，所述燃气基表1包括壳体11、计度器12和电机阀13；所述计度器12和电机阀13设置于所述壳体11内部，所述电机阀13设置于燃气表的进气管上，用于控制燃气表中燃气的流通；所述控制主板2设置于所述壳体11内，所述控制主板2包括流量采集器21、阀门控制器 22、NB-IoT通信装置23和NFC通信装置24；所述流量采集器21连接所述计度器12，所述流量采集器21用于采集燃气表使用的流量；所述阀门控制器22连接所述电机阀13，所述阀门控制器22用于控制电机阀13的开关；所述NB-IoT通信装置23用于燃气表的远程通信，使得燃气管理平台实现对燃气表的远程采集燃气表使用的流量，并根据采集的流量控制电机阀13的开关，所述NB-IoT通信装置23还用于燃气表的远程缴费；所述 NFC通信装置24用于燃气表的近场通信，实现移动终端近距离获取燃气表使用的流量，并根据采集的流量控制电机阀13的开关，所述NFC通信装置24还用于燃气表的近距离缴费。

采用上述方案，在远程通信方面：通过NB-IoT通信的方式实现燃气表与燃气管理平台的数据交互，可以实现对燃气表运行状态的远程读取，也可实现远程控制，同时燃气用户可以通过手机软件实现对燃气表的远程缴费。在近场通信方面：本申请使用NFC进行近场通信，完成燃气表和移动终端近距离的数据交互，用户可以使用具有NFC功能的移动设备对燃气表进行近距离缴费，增加了用户的缴费方式。同时，在燃气表发生故障时，维修人员可以通过移动终端与燃气表进行近距离通信，完成维修。并且，燃气表壳体11不影响NFC通信信号，NFC通信具有传输速度快、安全性高、功耗低的特点。

进一步地，所述控制主板2还包括微处理器25，所述微处理器25用于控制所述 NB-IoT通信装置23、NFC通信装置24、流量采集器21、阀门控制器22，所述微处理器 25还用于实现燃气表与燃气管理平台的数据交互。

所述控制主板2还包括微处理器25，所述微处理器25与所述流量采集器21、阀门控制器22、NB-IoT通信装置23和NFC通信装置24连接，所述微处理器25可利用现有的控制电路，实现对流量采集器21、阀门控制器22、NB-IoT通信装置23和NFC通信装置24的控制，所述微处理器25与燃气管理平台可实现数据交互，即燃气管理平台通过获取微处理器25采集的数据，同时，燃气管理平台也可以控制微处理器25，进而控制流量采集器21、阀门控制器22、NB-IoT通信装置23和NFC通信装置24。

进一步地，所述控制主板2还包括与微处理器25连接的时钟模块26、存储器模块27、显示模块28和电源模块29；

所述时钟模块26用于为燃气表提供实时时间。

其中，所述时钟模块26可采用RTC芯片，RTC芯片于微处理器25连接，所述时钟模块26可以为燃气表提供准确的计时，如，日期和时间，并通过显示模块28显示。

所述存储器模块27用于存储燃气表使用信息数据和预付费数据。

其中，所述可采用存储器芯片，所述存储芯片与微处理器25的I2C接口连接，实现对存储器模块27的读写，同时存储器芯片在掉电后不会丢失存储的数据。

所述显示模块28用于显示燃气表的时间、余额、用气量以及燃气表的状态信息。

其中，所述显示模块28为LCD显示，在燃气表壳体11上相应位置设置有LCD显示屏，用于将燃气表的时间、余额(即燃气余量)、用气量以及燃气表运行状态信息等显示出来。

所述电源模块29用于向控制主板2的各个模块供电，并管理燃气表功耗运行模式。

其中，所述电源模块29采用6V电源通过电源接口对控制主板2上的各模块供电，也就是说，所述电源模块29向微处理器25、NB-IoT通信装置23、NFC通信装置24、流量采集器21、阀门控制器22、存储器模块27等模块供电，同时，该电源模块29能够在断电时进行处置，使存储信息不会丢失。

可选地，所述计度器12上设置有脉冲采样器15；所述脉冲采样器15连接流量采集器21中的流量采集接口211，所述流量采集接口211将脉冲采集装置采集的脉冲信号传输至微处理器25，所述微处理器25对脉冲信号进行分析，以获取燃气表流量。

其中，所述脉冲采样器15可选用现有的脉冲采样器15，脉冲采样器15设置于计度器12上，脉冲采样器15采集到的燃气流量脉冲信号通过流量采集接口211发送到微处理器25，微处理器25对燃气流量脉冲信号进行分析，实现对燃气表燃气使用量的统计。

可选地，所述阀门控制器22包括电机驱动芯片221和阀门接口222，所述阀门接口222连接驱动电机阀13的电机，所述电机驱动芯片221用于接收微处理器25发送的电平信号，所述阀门接口222用于接收电机驱动芯片221发送的电平信号，并输出所述电平信号至驱动电机阀13的电机，实现电机阀13的开关。

其中，所述阀门控制器22通过微处理器25对所述电机驱动芯片221输入电平信号，所述电平信号是根据燃气使用量确定的阀门的开关状态，所述电机驱动芯片221通过阀门接口222将电平信号输出至驱动电机阀13的电机，实现电机阀13的阀门的开关。

可选地，所述NB-IoT通信装置23包括NB-IoT芯片，所述NB-IoT芯片集成在所述控制主板2上，所述NB-IoT芯片连接设置在控制主板2上的卡槽30；所述NB-IoT芯片用于实现燃气表与插入卡槽30中的卡之间的通讯，所述NB-IoT芯片还用于实现燃气表与燃气管理平台之间的通讯，以便于完成燃气管理平台对燃气表的远程数据采集、控制与缴费。

其中，所述卡槽30为SIM卡槽30，所述卡槽30对应壳体11的相应位置设置有卡槽30插口。本实施例中，所述NB-IoT芯片与微处理器25的UART串口连接行数据交互，所述NB-IoT通信装置23具有收发射频收发功能以及控制功能，当燃气表向燃气管理平台传输数据时微处理器25会对NB-IoT模块的在网信息进行查询，如果未注就会先进行注网操作，然后将数据传输到核心网，完成数据传输。另外，当燃气表不进行数据传输时，NB-IoT模块会自动进入空闲状态和PSM状态，降低功耗。

可选地，NFC通信装置24包括NFC芯片，所述NFC芯片集成在所述控制主板2的正面，所述NFC芯片用于实现移动终端与燃气表的近场通讯，进而实现移动终端与燃气表进行近距离的数据交互以及完成近距离缴费。

可选地，所述壳体11上还设置有NFC射频感应区16，移动终端置于所述NFC射频感应区16与燃气表进行近场通讯。

本实施例中，在被动模式中NFC主设备利用电源模块29的能量来提供射频场，并将数据发送到NFC从设备。NFC从设备利用主设备产生的射频场转换为电能，为NFC从设备的电路供电，接收NFC主设备发送的数据，并且利用负载调制技术，以相同的速度将从设备数据传回主设备。其中，NFC主设备为NFC芯片，NFC从设备是指非接触卡或者具有NFC功能的移动终端，因此非接触卡或者具有NFC功能的移动终端放置在燃气表NFC射频感应区16处，就可实现与燃气表的数据传输。

以上结合具体实施方式和范例性实例对本申请进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本申请的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本申请精神和范围的情况下，可以对本申请技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本申请的范围内。本申请的保护范围以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种预付费燃气表，其特征在于，包括：燃气基表(1)和控制主板(2)；

所述燃气基表(1)包括壳体(11)、计度器(12)和电机阀(13)；所述计度器(12)和电机阀(13)设置于所述壳体(11)内部，所述电机阀(13)设置于燃气表的进气管上，所述电机阀(13)用于控制燃气表中燃气的流通；

所述控制主板(2)设置于所述壳体(11)内，所述控制主板(2)包括流量采集器(21)、阀门控制器(22)、NB-IoT通信装置(23)和NFC通信装置(24)；

所述流量采集器(21)连接所述计度器(12)，所述流量采集器(21)用于采集燃气表使用的流量；

所述阀门控制器(22)连接所述电机阀(13)，所述阀门控制器(22)用于控制电机阀(13)的开关；

所述NB-IoT通信装置(23)用于燃气表的远程通信，使得燃气管理平台远程采集燃气表使用的流量，并根据采集的流量控制电机阀(13)的开关；所述NB-IoT通信装置(23)还用于燃气表的远程缴费；

所述NFC通信装置(24)用于燃气表的近场通信，实现移动终端近距离获取燃气表使用的流量，并根据采集的流量控制电机阀(13)的开关；所述NFC通信装置(24)还用于燃气表的近距离缴费。

2.根据权利要求1所述的燃气表，其特征在于，所述控制主板(2)还包括微处理器(25)，所述微处理器(25)用于控制所述NB-IoT通信装置(23)、NFC通信装置(24)、流量采集器(21)、阀门控制器(22)，所述微处理器(25)还用于实现燃气表与燃气管理平台的数据交互。

3.根据权利要求2所述的燃气表，其特征在于，所述控制主板(2)还包括与微处理器(25)连接的时钟模块(26)、存储器模块(27)、显示模块(28)和电源模块(29)；

所述时钟模块(26)用于为燃气表提供实时时间；

所述存储器模块(27)用于存储燃气表使用信息数据和预付费数据；

所述显示模块(28)用于显示燃气表的时间、余额、用气量以及燃气表的状态信息；

所述电源模块(29)用于向控制主板(2)的各个模块供电，并管理燃气表功耗运行模式。

4.根据权利要求2所述的燃气表，其特征在于，所述计度器(12)上设置有脉冲采样器(15)；所述脉冲采样器(15)连接流量采集器(21)中的流量采集接口(211)，所述流量采集接口(211)将脉冲采集装置采集的脉冲信号传输至微处理器(25)，所述微处理器(25)对脉冲信号进行分析，以获取燃气表流量。

5.根据权利要求2所述的燃气表，其特征在于，所述阀门控制器(22)包括电机驱动芯片(221)和阀门接口(222)，所述阀门接口(222)连接驱动电机阀(13)的电机，所述电机驱动芯片(221)用于接收微处理器(25)发送的电平信号，所述阀门接口(222)用于接收电机驱动芯片(221)发送的电平信号，并输出所述电平信号至驱动电机阀(13)的电机，实现电机阀(13)的开关。

6.根据权利要求1所述的燃气表，其特征在于，所述NB-IoT通信装置(23)包括NB-IoT芯片，所述NB-IoT芯片集成在所述控制主板(2)上，所述NB-IoT芯片连接设置在控制主板(2)上的卡槽(30)；所述NB-IoT芯片用于实现燃气表与插入卡槽(30)中的卡之间的通讯，所述NB-IoT芯片还用于实现燃气表与燃气管理平台之间的通讯，以便于完成对燃气表的远程数据采集、控制与缴费。

7.根据权利要求1所述的燃气表，其特征在于，NFC通信装置(24)包括NFC芯片，所述NFC芯片集成在所述控制主板(2)的正面，所述NFC芯片用于实现移动终端与燃气表的近场通讯，进而实现移动终端与燃气表进行近距离的数据交互以及完成近距离缴费。

8.根据权利要求4所述的燃气表，其特征在于，所述壳体(11)上还设置有NFC射频感应区(16)，移动终端置于所述NFC射频感应区(16)与燃气表进行近场通讯。

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