CN211553007U

CN211553007U - 一种太阳能供电的大用户水表流量和压力在线监控系统

Info

Publication number: CN211553007U
Application number: CN201921111813.2U
Authority: CN
Inventors: 杨伟明; 罗贤达; 黄晓君; 林建敏; 陈昶
Original assignee: Foshan Chancheng District Water Supply Co ltd
Current assignee: Foshan Chancheng District Water Supply Co ltd
Priority date: 2019-07-16
Filing date: 2019-07-16
Publication date: 2020-09-22
Anticipated expiration: 2029-07-16

Abstract

本实用新型公开了一种太阳能供电的大用户水表流量和压力在线监控系统，包括中央处理器、显示器、低能耗电源管理模块、压力采集模块、水表或流量计脉冲采集模块、通信模块、电池充放电控制模块、太阳能板以及数据存储模块；其中，显示器、低能耗电源管理模块、压力采集模块、水表或流量计脉冲采集模块、通信模块、电池充放电控制模块、数据存储模块均与中央处理器连接；太阳能板与所述电池充放电控制模块连接。本实用新型只需一个中央处理器即可完成对多个模块的控制，具有低成本、低能耗、高集成度、现场维护简单方便等优点。

Description

一种太阳能供电的大用户水表流量和压力在线监控系统

技术领域

本实用新型涉及监控的技术领域，尤其涉及到一种太阳能供电的大用户水表流量和压力在线监控系统。

背景技术

水表是供水公司与用户之间进行贸易结算的最主要的计量工具，而供水公司水计量系统中，大表计量的部分占到了总供水量的很大一部分，因此，如何保证对大用户用水计算量长期、可靠、稳定地监控，显得尤为重要。

但目前现有的大用户水表计量设备存在着成本高昂、能耗高、现场维护较为繁琐等缺点，不利于供水公司的发展。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种成本较低、节能环保、现场维护简单方便的通过太阳能供电的大用户水表流量和压力在线监控系统。

为实现上述目的，本实用新型所提供的技术方案为：

一种太阳能供电的大用户水表流量和压力在线监控系统，包括中央处理器、显示器、低能耗电源管理模块、压力采集模块、水表或流量计脉冲采集模块、通信模块、电池充放电控制模块、太阳能板、数据存储模块以及干簧管；

其中，显示器、低能耗电源管理模块、压力采集模块、水表或流量计脉冲采集模块、通信模块、电池充放电控制模块、数据存储模块、干簧管均与中央处理器连接；太阳能板与所述电池充放电控制模块连接。

进一步地，所述压力采集模块为压力变送器，压力变送器和中央处理器之间设有信号放大电路模块，压力变送器通过该信号放大电路模块与中央处理器连接。

进一步地，所述信号放大电路模块包括信号放大芯片U7、输入电路、输出电路以及阻值调整电路，其通过输出电路与中央处理器连接；信号放大电路模块中，输入电路包括反向输入电路以及正向输入电路，分别接信号放大芯片U7的引脚2 和引脚3；所述反向输入电路包括反向输入端以及压力调整电路；该压力调整电路由电阻R19、电阻R20以及可变电阻RT01组成；所述输出电路与信号放大芯片 U7的引脚6连接，由电阻R21、电阻R22、电阻R23以及电容C32组成；所述阻值调整电路包括串联的电阻R17、电阻R18以及可变电阻RT02，该阻值调整电路接入信号放大芯片U7的引脚1和引脚8。

进一步地，所述低能耗电源管理模块包括电源管理电路、继电器电路、稳压电路以及第一、二滤波电路；其中，所述电源管理电路包括电源管理芯片U6、电感L1、电容C30、电容C31、电阻R15以及电阻R16，其通过电源管理芯片U6的引脚3与中央处理器连接；电源管理电路中，电容C30的一端接地，另一端与2.5V 电源连接；电源管理芯片U6的引脚6与电感L1的一端均接入电容C30与2.5V 电源连接的电路上；电感L1的另一端与电源管理芯片U6的引脚1连接；所述电源管理芯片U6的引脚5、电阻R16的一端、电容C31的一端均与5V电源连接；所述电源管理芯片U6的引脚4分别与电阻R16的另一端、电阻R15的一端连接；所述电阻R15的另一端、电容31的另一端、电源管理芯片U6的引脚2均接地。

进一步地，所述继电器电路包括继电器、二极管D1、三极管Q1、电阻R35；其中，继电器通过其触点7和8与第一、二滤波电路连接，通过其触点5和6与稳压电路连接；继电器的触点1和二极管D1的一端与2.5V电源连接，二极管D1 的另一端分别与继电器的触点2和三极管Q1的集电极连接；而三极管Q1的基极与电阻R35的一端连接，发射极与电池端子的触点2连接；电池端子的触点1与继电器的触点5连通；电阻R35的另一端连接中央处理器。

进一步地，所述通信模块包括GSM通信单元、SIM卡单元、TCP/IP接口单元；其中，GSM通信单元包括通信芯片U2，该通信芯片U2通过引脚11与中央处理器连接；SIM卡单元包括SIM卡芯片U4，该SIM卡芯片U4通过其引脚1、2、3、6 分别与通信芯片U2的引脚8、2、6、4连接；TCP/IP接口单元通过其引脚与中央处理器连接。

进一步地，所述显示器为LED液晶显示器。

进一步地，所述太阳能板为薄膜太阳能电池板。

进一步地，所述数据存储模块为大容量存储器。

与现有技术相比，本方案原理和优点如下：

1.显示器、低能耗电源管理模块、压力采集模块、水表或流量计脉冲采集模块、通信模块、电池充放电控制模块、数据存储模块、干簧管均与中央处理器连接，只需一个中央处理器即可控制各个模块，大大降低设备成本。

2.采用太阳能供电，节能环保，具有很大的发展前景。

3.通过压力变送器代替传统的压力传感器，测得的压力信号再通过信号放大电路模块放大，使得降低耗电量的同时保证中央处理器接收到的是清晰准确的压力数据。

4.除了中央处理器外，其他各模块平时一直处于睡眠状态，当需要进行现场维护或数据检测时，才通过磁铁靠近干簧管，唤醒各模块，从而达到降低能耗的目的。

5.通过显示器可在现场实时显示累计流量、压力、时间等信息，另外，通过通信模块以短信的方式对系统进行设置和修改，使得现场维护简单方便。

附图说明

图1为本实用新型一种太阳能供电的大用户水表流量和压力在线监控系统的结构示意图；

图2为信号放大电路模块的电路图；

图3为电源管理电路的电路图；

图4为继电器电路的电路图；

图5为稳压电路的电路图；

图6为第一滤波电路的电路图；

图7为第二滤波电路的电路图；

图8为GSM通信单元的电路图；

图9为SIM卡单元的电路图；

图10为TCP/IP接口单元的电路图；

图11为脉冲采集接口的电路图；

图12为电池充放电控制模块的电路图；

图中标记如下：

1-中央处理器，2-显示器，3-低能耗电源管理模块，4-压力采集模块，5-水表或流量计脉冲采集模块，6-通信模块，7-电池充放电控制模块，8-太阳能板， 9-数据存储模块，10-干簧管，11-信号放大电路模块。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型作进一步说明：

参见图1所示，本实施例为一种太阳能供电的大用户水表流量和压力在线监控系统，包括中央处理器1、显示器2、低能耗电源管理模块3、压力采集模块4、水表或流量计脉冲采集模块5、通信模块6、电池充放电控制模块7、太阳能板8、数据存储模块9以及干簧管10；

其中，显示器2、低能耗电源管理模块3、压力采集模块4、水表或流量计脉冲采集模块5、通信模块6、电池充放电控制模块7、数据存储模块9、干簧管10均与中央处理器1连接；太阳能板8与所述电池充放电控制模块7连接。

下面对各模块进行具体说明：

压力采集模块4为压力变送器，压力变送器和中央处理器1之间设有信号放大电路模块11，压力变送器通过该信号放大电路模块11与中央处理器1连接。

如图2所示，信号放大电路模块11包括信号放大芯片U7、输入电路、输出电路以及阻值调整电路，其通过输出电路与中央处理器1连接；信号放大电路模块 11中，输入电路包括反向输入电路以及正向输入电路，分别接信号放大芯片U7的引脚2和引脚3；所述反向输入电路包括反向输入端以及压力调整电路；该压力调整电路由电阻R19、电阻R20以及可变电阻RT01组成；输出电路与信号放大芯片U7 的引脚6连接，由电阻R21、电阻R22、电阻R23以及电容C32组成；阻值调整电路包括串联的电阻R17、电阻R18以及可变电阻RT02，该阻值调整电路接入信号放大芯片U7的引脚1和引脚8。

低能耗电源管理模块3包括电源管理电路、继电器电路、稳压电路以及第一、二滤波电路；

其中，如图3所示，电源管理电路包括电源管理芯片U6、电感L1、电容C30、电容C31、电阻R15以及电阻R16，其通过电源管理芯片U6的引脚3与中央处理器1 连接；电源管理电路中，电容C30的一端接地，另一端与2.5V电源连接；电源管理芯片U6的引脚6与电感L1的一端均接入电容C30与2.5V电源连接的电路上；电感 L1的另一端与电源管理芯片U6的引脚1连接；电源管理芯片U6的引脚5、电阻R16 的一端、电容C31的一端均与5V电源连接；电源管理芯片U6的引脚4分别与电阻R16 的另一端、电阻R15的一端连接；电阻R15的另一端、电容31的另一端、电源管理芯片U6的引脚2均接地。

如图4所示，继电器电路包括继电器、二极管D1、三极管Q1、电阻R35；继电器通过其触点7和8与第一、二滤波电路连接，通过其触点5和6与稳压电路连接；继电器的触点1和二极管D1的一端与2.5V电源连接，二极管D1的另一端分别与继电器的触点2和三极管Q1的集电极连接；而三极管Q1的基极与电阻R35的一端连接，发射极与电池端子的触点2连接；电池端子的触点1与继电器的触点5连通；电阻R35的另一端连接中央处理器1。

稳压电路、第一、二滤波电路分别如图5、6、7所示。

水表或流量计脉冲采集模块5包括水表或流量计、如图11所示的脉冲采集接口；中央处理器1通过脉冲采集接口与水表或流量计连接，采集水表或流量计的脉冲信息。

电池充放电控制模块7如图12所示。

通信模块6包括如图8所示的GSM通信单元、如图9所示的SIM卡单元、如图10 所示的TCP/IP接口单元；其中，GSM通信单元包括通信芯片U2，该通信芯片U2通过引脚11与中央处理器1连接；SIM卡单元包括SIM卡芯片U4，该SIM卡芯片U4通过其引脚1、2、3、6分别与通信芯片U2的引脚8、2、6、4连接；TCP/IP接口单元通过其引脚与中央处理器1连接。

显示器2为LED液晶显示器，用于现场实时显示累计流量、压力、时间等信息。

太阳能板8为薄膜太阳能电池板，可阴天发电，发电效率远高于硅太阳能电池板。

数据存储模块9为大容量存储器，能存储15天的数据。

本实施例具体的工作过程如下：

用磁铁触碰干簧管10的位置，中央处理器1检测到干簧管10的触发信号后，和低能耗电源管理模块3配合，唤醒各模块工作；

其中，压力变送器采集水压信息后，经过信号放大电路模块11发送给中央处理器1。

中央处理器1通过水表或流量计脉冲采集模块5采集水表或流量计的流量信息。

通信模块6中的GSM通信单元和SIM卡单元进行自检，通过后开始搜索网络，当搜索到网络后，进入等待接收短信状态以及连接GPRS状态。

若接收到短信，则按照短信中的内容进行系统的参数设置，如“自报时间、位数、当量、压力报警下限、上限、流量报警下限、上限、初值”

若GPRS网络连接成功，则将采集到的数据信息发送到数据中心。

显示器2现场实时显示刚采集到的累计流量、压力、时间(从中央处理器处得出)等信息。

本实施例只需一个中央处理器1即可控制各个模块，大大降低设备成本；另外，采用太阳能供电，节能环保，具有很大的发展前景；再者，通过压力变送器代替传统的压力传感器，测得的压力信号再通过信号放大电路模块11放大，使得降低耗电量的同时保证中央处理器接收到的是清晰准确的压力数据。还有的是，除了中央处理器1外，其他各模块平时一直处于睡眠状态，当需要进行现场维护或数据检测时，才通过磁铁靠近干簧管，唤醒各模块，从而达到降低能耗的目的。最后，通过显示器2可在现场实时显示累计流量、压力、时间等信息，通过通信模块以短信的方式对系统进行设置和修改，使得现场维护简单方便。

以上所述之实施例子只为本实用新型之较佳实施例，并非以此限制本实用新型的实施范围，故凡依本实用新型之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims

1.一种太阳能供电的大用户水表流量和压力在线监控系统，其特征在于，包括中央处理器(1)、显示器(2)、低能耗电源管理模块(3)、压力采集模块(4)、水表或流量计脉冲采集模块(5)、通信模块(6)、电池充放电控制模块(7)、太阳能板(8)、数据存储模块(9)以及干簧管(10)；

其中，显示器(2)、低能耗电源管理模块(3)、压力采集模块(4)、水表或流量计脉冲采集模块(5)、通信模块(6)、电池充放电控制模块(7)、数据存储模块(9)、干簧管(10)均与中央处理器(1)连接；太阳能板(8)与所述电池充放电控制模块(7)连接。

2.根据权利要求1所述的一种太阳能供电的大用户水表流量和压力在线监控系统，其特征在于，所述压力采集模块(4)为压力变送器，压力变送器和中央处理器(1)之间设有信号放大电路模块(11)，压力变送器通过该信号放大电路模块(11)与中央处理器(1)连接。

3.根据权利要求2所述的一种太阳能供电的大用户水表流量和压力在线监控系统，其特征在于，所述信号放大电路模块(11)包括信号放大芯片U7、输入电路、输出电路以及阻值调整电路，其通过输出电路与中央处理器(1)连接；信号放大电路模块(11)中，输入电路包括反向输入电路以及正向输入电路，分别接信号放大芯片U7的引脚2和引脚3；所述反向输入电路包括反向输入端以及压力调整电路；该压力调整电路由电阻R19、电阻R20以及可变电阻RT01组成；所述输出电路与信号放大芯片U7的引脚6连接，由电阻R21、电阻R22、电阻R23以及电容C32组成；所述阻值调整电路包括串联的电阻R17、电阻R18以及可变电阻RT02，该阻值调整电路接入信号放大芯片U7的引脚1和引脚8。

4.根据权利要求1所述的一种太阳能供电的大用户水表流量和压力在线监控系统，其特征在于，所述低能耗电源管理模块(3)包括电源管理电路、继电器电路、稳压电路以及第一、二滤波电路；其中，所述电源管理电路包括电源管理芯片U6、电感L1、电容C30、电容C31、电阻R15以及电阻R16，其通过电源管理芯片U6的引脚3与中央处理器(1)连接；电源管理电路中，电容C30的一端接地，另一端与2.5V电源连接；电源管理芯片U6的引脚6与电感L1的一端均接入电容C30与2.5V电源连接的电路上；电感L1的另一端与电源管理芯片U6的引脚1连接；所述电源管理芯片U6的引脚5、电阻R16的一端、电容C31的一端均与5V电源连接；所述电源管理芯片U6的引脚4分别与电阻R16的另一端、电阻R15的一端连接；所述电阻R15的另一端、电容31的另一端、电源管理芯片U6的引脚2均接地。

5.根据权利要求4所述的一种太阳能供电的大用户水表流量和压力在线监控系统，其特征在于，所述继电器电路包括继电器、二极管D1、三极管Q1、电阻R35；其中，继电器通过其触点7和8与第一、二滤波电路连接，通过其触点5和6与稳压电路连接；继电器的触点1和二极管D1的一端与2.5V电源连接，二极管D1的另一端分别与继电器的触点2和三极管Q1的集电极连接；而三极管Q1的基极与电阻R35的一端连接，发射极与电池端子的触点2连接；电池端子的触点1与继电器的触点5连通；电阻R35的另一端连接中央处理器(1)。

6.根据权利要求4所述的一种太阳能供电的大用户水表流量和压力在线监控系统，其特征在于，所述通信模块(6)包括GSM通信单元、SIM卡单元、TCP/IP接口单元；其中，GSM通信单元包括通信芯片U2，该通信芯片U2通过引脚11与中央处理器(1)连接；SIM卡单元包括SIM卡芯片U4，该SIM卡芯片U4通过其引脚1、2、3、6分别与通信芯片U2的引脚8、2、6、4连接；TCP/IP接口单元通过其引脚与中央处理器(1)连接。

7.根据权利要求1所述的一种太阳能供电的大用户水表流量和压力在线监控系统，其特征在于，所述显示器(2)为LED液晶显示器。

8.根据权利要求1所述的一种太阳能供电的大用户水表流量和压力在线监控系统，其特征在于，所述太阳能板(8)为薄膜太阳能电池板。

9.根据权利要求1所述的一种太阳能供电的大用户水表流量和压力在线监控系统，其特征在于，所述数据存储模块(9)为大容量存储器。