CN216286248U - 一种单通道数字调压站及控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种单通道数字调压站控制器，包括：电源电路，用于为单通道数字调压站控制器提供电源电压；数字式压力传感器，与所述通信电路连接，用于采集压力测试数据，并传输至通信电路；通信电路，与主控电路、SIM电路连接，用于将压力测试数据传输至所述主控电路和所述SIM电路，所述主控电路和/或所述SIM电路发送所述压力测试数据以供分析管道压力变化；其中，所述通信电路包括4G升压电路、电池电容，所述4G升压电路用于接收所述电源电压，将所述电源电压升压至预设电压，与所述电池电容并联输出所述预设电压，以为所述通信电路供电。本实用新型满足防爆要求和通信稳定要求，且方便安装与识别传感器厂商、量程，降低了采集功耗，兼容性高。

Description

一种单通道数字调压站及控制器

技术领域

本实用新型涉及数字调压领域，尤指一种单通道数字调压站及控制器。

背景技术

目前，在燃气行业，压力传感器现在应用比较广泛，但是应用最多的是模拟量传感器，在兼容性上、更换便捷性上都存在问题。同时，网络分为专网与公网，许多客户采用专网进行通信连接和传输数据，这样需要逐个设置不同的APN，以及更改APN参数需要修改源代码，或者需要固件升级，如果针对每个客户都进行重新设置会造成时间上的浪费，也会增加通信和数据传输的不稳定性。

实用新型内容

本实用新型为了解决上述问题，本实用新型提供一种单通道数字调压站及控制器，技术方案如下：

本实用新型提供一种单通道数字调压站控制器，包括：

通信电路、主控电路、SIM电路、电源电路、数字式压力传感器；

所述电源电路，用于为单通道数字调压站控制器提供电源电压；

所述数字式压力传感器，与所述通信电路连接，用于采集压力测试数据，并传输至所述通信电路；

所述通信电路，与所述主控电路、所述SIM电路连接，用于将所述压力测试数据传输至所述主控电路和所述SIM电路，所述主控电路和/或所述SIM电路发送所述压力测试数据以供分析管道压力变化；

其中，所述通信电路包括4G升压电路、电池电容，所述4G升压电路用于接收所述电源电压，将所述电源电压升压至预设电压，与所述电池电容并联输出所述预设电压，以为所述通信电路供电。

在一些实施例中，所述4G升压电路，包括：

4G电源芯片、限流电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、电池电容、第一二极管、第二二极管、保险丝；

所述4G电源芯片的输入端，通过所述限流电阻，并联的所述第一电容和所述第二电容，与所述电源电路连接；

所述4G电源芯片的输出端，依次与并联的所述第三电容和所述第四电容、连接至第一输出节点；

所述第一二极管的第一端与所述第二输出节点连接，所述第一二极管的第二端与所述第二二极管的第一端连接，所述第二二极管的第二端与所述电池电容连接至第二输出节点，所述第二输出节点与所述保险丝连接。

在一些实施例中，还包括：

电源转换板电路，放置在电池槽中与所述电源电路连接，以拆卸安装所述电源电路的电池。

在一些实施例中，所述通信电路包括：

LTE通信芯片、天线通信电路、4G通信电路、第一接口电路、第二接口电路、第三接口电路、第四接口电路、第五接口电路；

所述天线通信电路、所述4G通信电路，分别与所述LTE通信芯片连接；

所述第一接口电路，与所述LTE通信芯片的信号端口、所述主控电路的信号端口、所述电源电路连接；

所述第二接口电路，与所述LTE通信芯片的传感器端口、所述主控电路的传感器端口连接；

所述第三接口电路，与所述4G通信电路、所述主控电路连接；

所述第四接口电路，与所述LTE通信芯片、所述电源电路连接；

所述第五接口电路，与所述SIM电路、所述LTE通信芯片连接。

在一些实施例中：

所述通信电路中的LTE通信芯片、天线通信电路、4G通信电路、第一接口电路和所述4G升压电路采用浇封处理。

在一些实施例中，所述主控电路包括：

主控芯片，用于使所述主控电路正常运作；

外部存储电路，与所述主控芯片连接，用于接收并存储所述压力测试数据。

在一些实施例中，所述主控电路，包括：

按键电路，与所述主控芯片连接，用于接收指令信号，并将所述指令信号传输至所述主控芯片；

所述主控芯片，用于基于所述指令信号，输出对应的结果信号；

显示电路，与所述主控芯片连接，用于接收所述对应的结果信号，并进行显示；

其中，所述指令信号包括APN设置信号、APN参数修改信号、固件升级信号、压力值查询信号。

在一些实施例中，所述主控电路，还包括：

电池电源检测电路，与所述电源电路连接，用于检测所述电源电路输出的电源电压，当所述电源电压超过电压报警值时发送报警信号。

在一些实施例中，所述电池电源检测电路，包括：第一三极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电容；

所述第一三极管的第一端、第二端，与所述第一电阻并联；所述第一三极管的第一端还通过所述第二电阻，与所述主控芯片的ADC使能端连接；所述第一三极管的第二端还与所述电源电路连接；所述第一三极管的第三端通过所述第三电阻、所述第四电阻接地；所述第五电容并联于所述第四电阻的两端。

一种单通道数字调压站，包括所述的单通道数字调压站控制器。

本实用新型提供的一种单通道数字调压站及控制器至少具有以下有益效果：

1)通过本实用新型可以满足防爆要求和通信稳定要求，且方便安装与识别传感器厂商、量程，降低了采集功耗，兼容性高。选用低热阻值的芯片与电阻，升压通信电路采用浇封处理，满足本安防爆要求。

2)通过本实用新型可以便捷的进行中英文语言、不同压力单位的切换，以及可以手动输入APN、账号和密码。通过按键面板可自由设置APN，不受网络、地域条件限制。

附图说明

下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对一种单通道数字调压站及控制器的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

图1是本实用新型中一种单通道数字调压站控制器的一个实施例的结构示意图；

图2是本实用新型中一种单通道数字调压站控制器的另一个实施例的结构示意图；

图3是本实用新型中4G升压电路的结构示意图；

图4是本实用新型中电源转接电路的结构示意图；

图5是本实用新型中SIM电路的结构示意图；

图6是本实用新型中通信电路的结构示意图；

图7是本实用新型中通信电路的接口的结构示意图；

图8是本实用新型中通信电路的接口的结构示意图；

图9是本实用新型中通信电路的接口的结构示意图；

图10是本实用新型中主控电路的结构示意图；

图11是本实用新型中主控电路的结构示意图；

图12是本实用新型中主控电路的结构示意图；

图13是本实用新型中电源检测电路的结构示意图；

图14是本实用新型中按键面板的结构示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其他实施例中也可以实现本申请。在其他情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所述描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或集合的存在或添加。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本实用新型相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。

还应当进一步理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

另外，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本实用新型的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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，并获得其他的实施方式。

在一个实施例中，如图1、2所示，一种单通道数字调压站控制器包括：

通信电路1、主控电路2、SIM电路3、电源电路4、数字式压力传感器5。

电源电路4，用于为单通道数字调压站控制器提供电源电压。

数字式压力传感器5，与通信电路1连接，用于采集压力测试数据，并传输至通信电路1。

具体的，在本实施例中，通过数字式压力传感器进行数据采集，方便安装与识别传感器厂商、量程，降低了采集功耗。

单通道数字调压站控制器通过采用数字式压力传感器根据仪表设置的采样周期进行压力测试，然后把采集的数据通过外挂flash进行保存，然后通过4G网络、NB网络进行数据传输，如果在传输途中遇到某种原因导致传输失败，就会尝试下次网络成功后，仪器会补传上次未完成的数据。

通信电路1，与主控电路2、SIM电路3连接，用于将压力测试数据传输至主控电路2和SIM电路3，主控电路2和/或SIM电路3发送压力测试数据以供分析管道压力变化。

具体的，所述压力测试数据用于分析管道的压力变化情况，当压力值超过预设值时，及时发送报警信息。

在本实施例中，通过制定标准的低功耗压力传感器通信协议，满足不同量程、不同厂商、不同类型的通信方式，降低传感器的采集功耗。

具体的，通信电路中采用的4G通信可缩短传输数据时间，保障数据的准确性与即时性。同时，设备更新可通过无线远程系统进行固件升级，为后续的维护设备提供了方便。

本实施例采用全网通LTE通信方式，取得本安防爆认证。还满足不同客户NB网络的需求，可以通过电信协议、透传方式、第三方协议进行数据交互。制定标准的低功耗压力传感器通信协议，满足不同量程、不同厂商、不同类型的通信方式，降低传感器的采集功耗。

其中，通信电路1包括4G升压电路、电池电容，4G升压电路用于接收电源电压，将电源电压升压至预设电压，与电池电容并联输出预设电压，以为通信电路供电。

具体的，如图2所示，在实际应用过程中，通信电路1可以为EDLS-V001-通讯板。主控电路2为EDLS-V001-主控板。SIM电路3为EDLS-V001-SIM。可以看出EDLS-V001-通讯板通过插槽J2、XH2.54排线与压力传感器连接，通过插槽P4、P3、2.54排针与EDLS-V001-主控板的连接，还通过插槽J3与EDLS-V001-电源转接板的插槽J2连接，还通过插槽P2与EDLS-V001-SIM连接。其中，电源转接板还与ER34615-2电池连接。EDLS-V001-主控板通过插槽J2与编程器连接，用于出厂前下载使用数据。

在本实施例中，包含4G升压电路、SIM卡连接电路、通信模组等。其中，通信电路板提供无线通信的电源电路，要满足本安防爆要求，在本实施例中对重点区域采用浇封处理，主要负责终端设备与服务器之间的数据通信交互。

为了达到LTE通信要求，根据防爆技术标准，本实施例设计的一款升压电路。其中，原理就是经过一个DC-DC升压芯片，使电压输出3.8V，与电池电容并联输出，提供LTE通信模组电源，同时保障在发送数据阶段数据通信正常。

在一个实施例中，4G升压电路，包括：

4G电源芯片(U3)、限流电阻(R1)、第一电容(C18)、第二电容(C19)、第三电容(C20)和第四电容(C21)、电池电容(C11)、第一二极管(D1)、第二二极管(D2)、保险丝(F1)。

4G电源芯片(U3)的输入端，通过限流电阻(R1)，并联的第一电容(C18)、第二电容(C19)，与电源电路4的VCC端连接。

4G电源芯片(U3)的输出端，依次与并联的第三电容(C20)和第四电容(C21)、连接至第一输出节点。其中，第一输出节点VDD4.1作为将电源电压升压至预设电压后输出至通信电路的第一节点。

第一二极管(D1)的第一端与第一输出节点连接，第一二极管(D1)的第二端与第二二极管(D2)的第一端连接，第二二极管(D2)的第二端与电池电容(C11)连接至第二输出节点，第二输出节点与保险丝(F1)连接。其中，第二输出节点VDD_4G作为输出电池电容提供的电压的节点，作为4G升压电路的第二输出节点。

具体的，如图3所示，在4G升压电路中还包括滤波电路，以滤除杂波。4G电源芯片(U3)的使能端(EN)通过电阻R7接地，4G电源芯片(U3)的ISET端通过上拉电阻R8和下拉电阻R11接地，4G电源芯片(U3)的SW端通过电感L1与并联的第三电容(C20)和第四电容(C21)连接。4G电源芯片(U3)的FB端通过电阻R13接地，还通过电阻R12连接至通信电路的FB端。

在一个实施例中，如图4所示，还包括：

电源转换板电路，放置在电池槽中与电源电路连接，以拆卸安装电源电路的电池。

具体的，为了更换电池方便，在电池槽中安装转换板，方便在后盖拆卸安装。

在一个实施例中，在结构上需要SIM拆卸方便，把SIM电路的SIM卡槽放在侧边。如图5所示。NAND SIM卡座放在通信电路的侧边，与通信电路的插槽P2连接。

在一个实施例中，具体的，如图6～8所示，通信电路包括：

LTE通信芯片(U1)、天线通信电路、4G通信电路、第一接口电路、第二接口电路、第三接口电路、第四接口电路、第五接口电路。

天线通信电路、4G通信电路，分别与LTE通信芯片(U1)连接。

第一接口电路(与主控板信号线、电源线对接口)，与LTE通信芯片的信号端口、主控电路的信号端口、电源电路连接。

第二接口电路(传感器-MCU、传感器接口)，与LTE通信芯片的传感器端口、主控电路的传感器端口连接。

第三接口电路(4G-MCU接口)，与4G通信电路、主控电路连接。

第四接口电路(电池接口)，与LTE通信芯片、电源电路连接。

第五接口电路(SIM卡连接)，与SIM电路、LTE通信芯片连接。

在一个实施例中：

通信电路中的LTE通信芯片、天线通信电路、4G通信电路、第一接口电路和4G升压电路采用浇封处理。

具体的，选用低热阻值的芯片与电阻，升压通信电路采用浇封处理，满足本产品的安防爆要求。

在一个实施例中，如图9、10所示，主控电路包括：

主控芯片(U1)，用于使主控电路正常运作。

外部存储电路(U2)，与主控芯片连接，用于接收并存储压力测试数据。

在一个实施例中，具体的，如图11、12所示，主控电路，包括：

按键电路，与主控芯片连接，用于接收指令信号，并将指令信号传输至主控芯片。

主控芯片，用于基于指令信号，输出对应的结果信号。

显示电路，与主控芯片连接，用于接收对应的结果信号，并进行显示。

其中，指令信号包括APN设置信号、APN参数修改信号、固件升级信号、压力值查询信号。

具体的，其中显示电路包括显示屏稳压电路和显示屏电路，均与主控芯片连接。主控电路包含了主MCU芯片、传感器连接接口、显示器电路、外部存储电路、电池电源检测电路等，主控板提供系统供电的电源、LCD电源，检测传感器连接状态并且读取压力传感器数据、提供人机交互的按键及显示，把传感器数据存储在外部flash里面。

在本实施例中，如图14所示，电路面板采用防护等级达到IP67的薄膜按键，按键操作方便简单。同时，液晶增大了显示面积，采用12864液晶，并同时可查看压力数值，方便用户观察。

在一个实施例中，主控电路，还包括：

电池电源检测电路，与电源电路连接，用于检测电源电路输出的电源电压，当电源电压超过电压报警值时发送报警信号。

在一个实施例中，如图13所示，电池电源检测电路，包括：第一三极管(Q2)、第一电阻(R30)、第二电阻(R31)、第三电阻(R32)、第四电阻(R33)、第五电容(C25)。

第一三极管(Q2)的第一端、第二端，与第一电阻(R30)并联；第一三极管(Q2)的第一端还通过第二电阻(R31)，与主控芯片的ADC使能端连接；第一三极管(Q2)的第二端还与电源电路连接；第一三极管(Q2)的第三端通过第三电阻(R32)、第四电阻(R33)接地；第五电容(C25)并联于第四电阻(R33)的两端。

具体的，能够准确检测电池电压，并且通过建立的电池模型算法评估出剩余电量，达到电池电压报警限值会即时报警，提醒用户更换电池，避免造成数据的传输错误。

基于上述实施例，在本实施例中与上述实施例相同的部分就不一一赘述了。在一个实施例中，提供一种单通道数字调压站，包括单通道数字调压站控制器。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各程序模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的程序模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的程序单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各程序模块可以集成在一个处理单元中，也可是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个处理单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件程序单元的形式实现。另外，各程序模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述或记载的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的系统，可以通过其他的方式实现。示例性的，以上所描述的实施例仅仅是示意性的，示例性的，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，示例性的，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性、机械或其他的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可能集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种单通道数字调压站控制器，其特征在于，包括：

通信电路、主控电路、SIM电路、电源电路、数字式压力传感器；

所述电源电路，用于为单通道数字调压站控制器提供电源电压；

所述数字式压力传感器，与所述通信电路连接，用于采集压力测试数据，并传输至所述通信电路；

所述通信电路，与所述主控电路、所述SIM电路连接，用于将所述压力测试数据传输至所述主控电路和所述SIM电路，所述主控电路和/或所述SIM电路发送所述压力测试数据以供分析管道压力变化；

其中，所述通信电路包括4G升压电路、电池电容，所述4G升压电路用于接收所述电源电压，将所述电源电压升压至预设电压，与所述电池电容并联输出所述预设电压，以为所述通信电路供电。

2.根据权利要求1所述的单通道数字调压站控制器，其特征在于，所述4G升压电路，包括：

4G电源芯片、限流电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、电池电容、第一二极管、第二二极管、保险丝；

所述4G电源芯片的输入端，通过所述限流电阻，并联的所述第一电容和所述第二电容，与所述电源电路连接；

所述4G电源芯片的输出端，依次与并联的所述第三电容和所述第四电容、连接至第一输出节点；

所述第一二极管的第一端与第二输出节点连接，所述第一二极管的第二端与所述第二二极管的第一端连接，所述第二二极管的第二端与所述电池电容连接至所述第二输出节点，所述第二输出节点与所述保险丝连接。

3.根据权利要求1所述的单通道数字调压站控制器，其特征在于，还包括：

电源转换板电路，放置在电池槽中与所述电源电路连接，以拆卸安装所述电源电路的电池。

4.根据权利要求1所述的单通道数字调压站控制器，其特征在于，所述通信电路包括：

LTE通信芯片、天线通信电路、4G通信电路、第一接口电路、第二接口电路、第三接口电路、第四接口电路、第五接口电路；

所述天线通信电路、所述4G通信电路，分别与所述LTE通信芯片连接；

所述第一接口电路，与所述LTE通信芯片的信号端口、所述主控电路的信号端口、所述电源电路连接；

所述第二接口电路，与所述LTE通信芯片的传感器端口、所述主控电路的传感器端口连接；

所述第三接口电路，与所述4G通信电路、所述主控电路连接；

所述第四接口电路，与所述LTE通信芯片、所述电源电路连接；

所述第五接口电路，与所述SIM电路、所述LTE通信芯片连接。

5.根据权利要求1所述的单通道数字调压站控制器，其特征在于：

所述通信电路中的LTE通信芯片、天线通信电路、4G通信电路、第一接口电路和所述4G升压电路采用浇封处理。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的单通道数字调压站控制器，其特征在于，所述主控电路包括：

主控芯片，用于使所述主控电路正常运作；

外部存储电路，与所述主控芯片连接，用于接收并存储所述压力测试数据。

7.根据权利要求6所述的单通道数字调压站控制器，其特征在于，所述主控电路，包括：

按键电路，与所述主控芯片连接，用于接收指令信号，并将所述指令信号传输至所述主控芯片；

所述主控芯片，用于基于所述指令信号，输出对应的结果信号；

显示电路，与所述主控芯片连接，用于接收所述对应的结果信号，并进行显示；

其中，所述指令信号包括APN设置信号、APN参数修改信号、固件升级信号、压力值查询信号。

8.根据权利要求7所述的单通道数字调压站控制器，其特征在于，所述主控电路，还包括：

电池电源检测电路，与所述电源电路连接，用于检测所述电源电路输出的电源电压，当所述电源电压超过电压报警值时发送报警信号。

9.根据权利要求8所述的单通道数字调压站控制器，其特征在于，所述电池电源检测电路，包括：第一三极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电容；

所述第一三极管的第一端、第二端，与所述第一电阻并联；所述第一三极管的第一端还通过所述第二电阻，与所述主控芯片的ADC使能端连接；所述第一三极管的第二端还与所述电源电路连接；所述第一三极管的第三端通过所述第三电阻、所述第四电阻接地；所述第五电容并联于所述第四电阻的两端。

10.一种单通道数字调压站，其特征在于，包括如权利要求1～9中任一项所述的单通道数字调压站控制器。

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