CN211926986U - 一种无磁计量的智能水表 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种无磁计量的智能水表，其包括通讯组件、供电组件、控制组件以及开关组件，所述开关组件与通讯组件电连接用于接通通讯组件以使通讯组件工作或不工作，所述控制组件与通讯组件通讯连接并控制开关组件的通断，所述通讯组件供控制组件将收集到的数据传输至控制终端，所述供电组件对通讯组件、控制组件以及开关组件供电，所述控制组件内设有时钟模块，所述时钟模块预设有时间段且到达预设的时间段点后，所述控制组件输出导通信号来控制开关组件导通，待所述通讯组件完成通讯工作后，所述控制组件输出断开信号以使开关组件断开，所述开关组件断开时，所述供电组件停止对通讯组件供电。本实用新型具有延长供电电源使用寿命的效果。

Description

一种无磁计量的智能水表

技术领域

本实用新型涉及水表技术领域，尤其涉及一种无磁计量的智能水表。

背景技术

无磁水表指的是通过无磁技术拾取信号的全电子计量水表，相对于普通的水表，无磁水表具有机械零件耐磨损以及精度高的特点。无磁水表通常包括主控装置（MCU）与通信装置（例如通讯芯片），当需要上传水表相关数据至控制终端时，主控装置输出控制信号至通信装置，通信装置接受后，实现通讯功能，以使控制终端接收到数据信息。

现有技术中，电源（锂电池）会一直对通讯装置进行供电，以保证正常通讯，非工作状态时，通讯装置始终处于低功耗的状态。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：在实际情况下，虽然通讯装置没有工作，但通讯装置还是会因为休眠模式（存在电流的泄露）而发生损耗，长此往往，便会在一定程度上消耗电源的电能。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种无磁计量的智能水表，解决通讯装置非工作状态也消耗电源电能的问题。

本实用新型的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种无磁计量的智能水表，包括通讯组件、供电组件、控制组件以及开关组件，所述开关组件与通讯组件电连接用于接通通讯组件以使通讯组件工作或不工作，所述控制组件与通讯组件通讯连接并控制开关组件的通断，所述通讯组件供控制组件将收集到的数据传输至控制终端，所述供电组件对通讯组件、控制组件以及开关组件供电，所述控制组件内设有时钟模块，所述时钟模块预设有时间段且到达预设的时间段点后，所述控制组件输出导通信号来控制开关组件导通以使通讯组件工作，待所述通讯组件完成通讯工作后，所述控制组件输出断开信号以使开关组件断开，所述开关组件断开时，所述供电组件停止对通讯组件供电。

采用上述技术方案，当需要通讯时，使控制组件输出导通信号至开关组件，开关组件导通后，实现通讯，当不需要通讯时，控制组件输出断开信号至开关组件，开关组件断开后，通讯截止，此时，供电组件停止对通讯组件供电，通过此方式，能在需要通讯时，对通讯组件供电，在非需要时，断开对通讯组件的供电，针对此，能有效节省供电组件的能耗，延长供电组件的使用寿命。

本实用新型进一步设置为：所述供电组件包括锂电池与稳压组件，所述稳压组件用于将锂电池电压稳压并转换成预设电压。

采用上述技术方案，稳压组件能够保证锂电池的工作时间较长，同时噪音较低，另外，能提高锂电池的利用率。

本实用新型进一步设置为：所述开关组件为开关元件，所述开关元件与控制组件电连接，受控于所述控制组件的高低电平信号以实现导通或关闭。

采用上述技术方案，采用高低电平信号实现通断的方式，能很方便的导通与关闭开关元件，同时，通过改变占空比的大小，能间接控制开关元件的导通时间，间接能控制通讯的时长，从而便于根据实际需要，及时关断通讯，进一步达到节省能耗的目的。

本实用新型进一步设置为：所述开关元件与通讯组件之间耦接有稳压模块以及锂电池保护元件，所述锂电池对通讯组件供电，所述稳压模块用于稳定锂电池输出的电压以使通讯组件得到正常的供电，所述锂电池保护元件用于保护锂电池正常工作。

采用上述技术方案，稳压模块与锂电池保护组件的相互配合，能保证通讯组件正常得到供电，间接能提高通讯的稳定程度，保证数据传输的稳定性。

本实用新型进一步设置为：所述控制组件上耦接有唤醒按键模块，所述唤醒按键模块用于感应人体按键信号以输出唤醒信号至控制组件，所述控制组件接收后输出导通信号来控制开关组件导通以使通讯组件工作，待所述通讯组件完成通讯工作后，所述控制组件输出断开信号以使开关组件断开，所述开关组件断开时，所述供电组件停止对通讯组件供电。

采用上述技术方案，设置的唤醒按键模块，便于工作人员根据实际需要，将数据上传至控制终端，进一步能提高用户体验感，同时，人为触发再唤醒通讯的方式，也能起到预防的作用，即一旦时钟模块未能及时通讯时，可以直接手动触发进行通讯。

本实用新型进一步设置为：所述控制组件为控制器,所述控制器的型号为MCU_FM33G0x6。

采用上述技术方案，复旦微FM33G0系列MCU的LPUART是一个低功耗UART接口，其工作仅需32768Hz时钟，可以支持到最高9600波特率的数据接收。LPUART功耗极低，可以在Sleep/DeepSleep模式下工作。支持在Sleep、DeepSleep模式下进行数据接收并唤醒芯片。此时芯片功耗极低，并保持对RXD引脚的监听，直到特定事件到来后唤醒芯片退出休眠模式。通过LPUART和DMA，软件可以实现LPRUN模式下一定数据量的LPUART自动收发，而无需CPU干预，典型条件下全芯片功耗小于10uA，特别适合电表。

本实用新型进一步设置为：所述开关元件为NPN型的三极管Q4。

采用上述技术方案，三极管Q4高电平导通，低电平截止，针对此，当控制组件输出高低电平的脉冲信号时，便能很方便的控制通讯组件的通讯时间，一旦无需通讯组件工作时，直接输出低电平断开通讯组件即可，针对此，便能节省对通讯组件的供能。

本实用新型进一步设置为：所述锂电池保护元件为PMOS管Q1。

采用上述技术方案，PMOS管Q1制造工艺简单、成品率高、功耗低、组成的逻辑电路比较简单，抗干扰能力强。由于锂电池的特性，在应用中可以通过PMOS管Q1对其充放电过程进行保护，以免过充过放或过热，以保证电池安全的工作。

综上所述，本实用新型的有益技术效果为：

1.当需要通讯时，使控制组件输出导通信号至开关组件，开关组件导通后，实现通讯，当不需要通讯时，控制组件输出断开信号至开关组件，开关组件断开后，通讯截止，此时，供电组件停止对通讯组件供电，通过此方式，能在需要通讯时，对通讯组件供电，在非需要时，断开对通讯组件的供电，针对此，能有效节省供电组件的能耗，延长供电组件的使用寿命；

2.采用高低电平信号实现通断的方式，能很方便的导通与关闭开关元件，同时，通过改变占空比的大小，能很方便的控制开关元件的导通时间，间接能控制通讯的时长，从而便于根据实际需要，及时关断通讯，进一步达到节省能耗的目的。

3.稳压模块与锂电池保护组件的相互配合，能保证通讯组件正常得到供电，间接能提高通讯的稳定程度，保证数据传输的稳定性。

附图说明

图1是本实用新型中通讯组件与开关组件的电路原理图；

图2是本实用新型中供电组件的电路原理图；

图3是本实用新型中控制组件电路原理图；

图4是本实用新型中唤醒按键模块的电路原理图。

附图标记：1、通讯组件；2、供电组件；21、锂电池；22、稳压组件；3、控制组件；4、开关组件；5、稳压模块；6、锂电池保护元件；7、唤醒按键模块。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

如图1所示，一种无磁计量的智能水表，用于节省对水表供电的电能，其包括通讯组件1、供电组件2（如图2所示）、控制组件3（如图3所示）以及开关组件4，控制组件3与开关组件4电连接，开关组件4受控于控制组件3的高低电平信号以实现通断，开关组件4电连接有通讯组件1，开关组件4的通断间接可控制通讯组件1通讯与否，通讯组件1用于控制组件3与控制终端之间的远程无线通讯，当通讯组件1工作时，可使控制组件3将接收到的水表数据传输到控制终端上，供电组件2用于对控制组件3、通讯组件1以及开关组件4进行供电，当控制组件3输出低电平信号至开关组件4时，开关组件4断开，此时，供电组件2停止对通讯组件1进行供电。

如图2所示，供电组件2包括锂电池21与稳压组件22，稳压组件22用于将锂电池21电压稳压，并输出3V的稳定电压，稳压组件22包括装载锂电池21的电池接口、二极管D1、电容C5、电容C7、电容C8、电容C10以及稳压芯片U1，二极管D1的阳极耦接于电池接口的1脚，电池接口的二脚接地，二极管D1的阴极耦接于稳压芯片U1的输入端，稳压芯片U1的输出端耦接有电容C8，电容C8的另一端接地，电容C10并联在电容C8上，电容C5的一端耦接于二极管D1的阴极，另一端接地，电容C7的一端耦接于稳压芯片U1的输入端、另一端接地。此时，稳压芯片U1输出端的3V电压对控制组件3（如图3所示）、通讯组件1（如图1所示）以及开关组件4（如图1所示）进行供电。

如图3所示，控制组件3为控制器，控制器型号为MCU_FM33G0x6，控制组件3内置有时钟模块，时钟模块预设有时间段且到达预设的时间段点后，控制组件3输出高低电平的脉冲信号，如图1所示，通讯组件1为通讯芯片，型号为NBIOT_BC28，控制组件3的2、3脚分别连接与通讯组件1的17、18脚，当控制组件3与通讯组件1电连接稳定时，控制组件3通过输出数据发送指令再配合通讯组件1上电，则可使通讯组件1拨号联网，针对此，便能使控制组件3与控制终端之间实现数据的传输。

如图1所示，开关元件为NPN型的三极管Q4，在本实施例中，通过控制三极管Q4的通断，能实现对通讯组件1的上电或者不上电，三极管Q4的基极经电阻R24耦接于控制组件3的61脚（使能端），发射极接地，集电极耦接于通讯组件1，在基极与发射极之间连接有电阻R4。

继续如图1所示，通讯组件1内的电压端与锂电池21的一个供电端相耦接，为了保证电源稳定对通讯组件1供电，在三极管Q4与通讯组件1之间耦接有稳压模块5以及锂电池保护元件6，稳压模块5包括电容C1、电容C2、电容C3以及电容C4，电容C3的一端耦接于通讯芯片43脚、42脚的连接点，另一端接地，电容C1、电容C2并联在电容C3上，电容C4的正极耦接在通讯组件1的42脚上，负极接地，锂电池保护元件6为PMOS管Q1，PMOS管Q1的源极S耦接于供电端C+，栅极G耦接于三极管Q4的集电极，漏极D耦接于电容C4的正极。

如图4所示，为了方便工作人员根据实际需要将电表数据上传至控制终端，在控制组件3（如图3所示）上耦接有唤醒按键模块7，唤醒按键模块7用于感应人体按键信号以输出唤醒信号至控制组件3，控制组件3接收后输出导通信号来控制开关组件4导通以使通讯组件1工作，待通讯组件1完成通讯工作后，控制组件3输出断开信号以使开关组件4断开，开关组件4断开时，供电组件2停止对通讯组件1供电。

唤醒按键模块7包括触摸感应按键芯片，触摸感应按键芯片型号为BS801B，当人触摸到触摸感应按键芯片的感应按键（即TouchKey）时，触摸感应按键芯片的输出端（1脚）输出高电平，此时，控制组件3接收到高电平的唤醒信号，当控制组件3接收到唤醒信号后，控制组件3输出控制指令使得通讯组件1上电并完成通讯工作，对比控制组件3到点自发触发通讯组件1上电并工作的方式，能根据实际需要，来选择何时上传数据到控制终端，从而能有效提高用户体验感。

实施原理：根据实际需要，通过时钟模块设定定时时间（例如每隔两天上传数据至控制终端），在设定的时间点到达之后，控制组件3输出高低电平的脉冲信号以使三极管Q4导通或关断，当控制组件3的61脚输出高电平信号至三极管Q4时，三极管Q4导通，此时的PMOS管Q1的栅极G接地，PMOS管Q1导通，PMOS管Q1导通后，电源C+对通讯组件1供电，此时，通讯组件1获得供电并实现通讯工作，当低电平到达三极管Q4时，三极管Q4关断，此时，PMOS管Q1的栅极G接电源C+，PMOS管Q1不导通，电源C+不对通讯组件1供电，此时，通讯组件1没有电源对其供电，针对此，通讯组件1便不会消耗电能，有效减少了电能的浪费。

本具体实施方式的实施例均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种无磁计量的智能水表，其特征在于，包括通讯组件（1）、供电组件（2）、控制组件（3）以及开关组件（4），所述开关组件（4）与通讯组件（1）电连接用于接通通讯组件（1）以使通讯组件（1）工作或不工作，所述控制组件（3）与通讯组件（1）通讯连接并控制开关组件（4）的通断，所述通讯组件（1）供控制组件（3）将收集到的数据传输至控制终端，所述供电组件（2）对通讯组件（1）、控制组件（3）以及开关组件（4）供电，所述控制组件（3）内设有时钟模块，所述时钟模块预设有时间段且到达预设的时间段点后，所述控制组件（3）输出导通信号来控制开关组件（4）导通以使通讯组件（1）工作，待所述通讯组件（1）完成通讯工作后，所述控制组件（3）输出断开信号以使开关组件（4）断开，所述开关组件（4）断开时，所述供电组件（2）停止对通讯组件（1）供电。

2.根据权利要求1所述的一种无磁计量的智能水表，其特征在于，所述供电组件（2）包括锂电池（21）与稳压组件（22），所述稳压组件（22）用于将锂电池（21）电压稳压并转换成预设电压。

3.根据权利要求2所述的一种无磁计量的智能水表，其特征在于，所述开关组件（4）为开关元件，所述开关元件与控制组件（3）电连接，受控于所述控制组件（3）的高低电平信号以实现导通或关闭。

4.根据权利要求3所述的一种无磁计量的智能水表，其特征在于，所述开关元件与通讯组件（1）之间耦接有稳压模块（5）以及锂电池保护元件（6），所述锂电池（21）对通讯组件（1）供电，所述稳压模块（5）用于稳定锂电池（21）输出的电压以使通讯组件（1）得到正常的供电，所述锂电池保护元件（6）用于保护锂电池（21）正常工作。

5.根据权利要求1所述的一种无磁计量的智能水表，其特征在于，所述控制组件（3）上耦接有唤醒按键模块（7），所述唤醒按键模块（7）用于感应人体按键信号以输出唤醒信号至控制组件（3），所述控制组件（3）接收后输出导通信号来控制开关组件（4）导通以使通讯组件（1）工作，待所述通讯组件（1）完成通讯工作后，所述控制组件（3）输出断开信号以使开关组件（4）断开，所述开关组件（4）断开时，所述供电组件（2）停止对通讯组件（1）供电。

6.根据权利要求1所述的一种无磁计量的智能水表，其特征在于，所述控制组件（3）为控制器,所述控制器的型号为MCU_FM33G0x6。

7.根据权利要求3所述的一种无磁计量的智能水表，其特征在于，所述开关元件为NPN型的三极管Q4。

8.根据权利要求4所述的一种无磁计量的智能水表，其特征在于，所述锂电池保护元件（6）为PMOS管Q1。

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