CN216348893U - 一种nfc双绞线磁传阀控水表 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种NFC双绞线磁传阀控水表，包括主控模块、采样模块、阀控模块和电源模块，所述的电源模块为双绞线电源通讯模块，所述的双绞线电源通讯模块包括输入电路、电压转换电路和通讯电路，所述的输入电路用于连接外部电源及通讯，所述的通讯电路用于连接输入电路和主控模块，所述的电压转换电路用于将外部电源转换为主控模块、采样模块、阀控模块和通讯电路可用的供电电源。使本方案用双绞线进行远程有线通讯，同时双绞线可以为设备供电，故能够实现供电通讯一体化，能够减少线材的使用，同时保证通讯的快速可靠。

Description

一种NFC双绞线磁传阀控水表

技术领域

本实用新型属于水表技术领域，尤其是涉及一种NFC双绞线磁传阀控水表。

背景技术

科技改变生活，在科技的加持下，生活变得越来越便利。生活不过就是柴米油盐酱醋茶，这些自然离不开水和电。现在的社会倡导可持续发展，自然，节约用水用电是可持续发展永恒不变的主题之一。科技将助力人们更好地秉承这一观念，为可持续发展的大厦添砖加瓦。

水表是很常见的测量装置，每家每户都离不开它，它可以帮助我们更好地了解自家的用水情况，让我们能够合理用水、节约用水。传统的水表存在不够智能不够人性化等缺点，水表抄读需要工作人员到现场进行抄读，存在不方便且容易抄错等缺点。

随着科技的发展，水表具有了通讯功能，能够实现远程抄读。但是现有技术的水表要么采用单独的有线进行远程有线通讯，要么无有线通讯方式，只有无线通讯方式。采用单独的有线进行远程有线通讯方式会导致水表接线过多，导致水表线路复杂，另外，线路的增多也会降低水表的稳定性；采用无线通讯方式受无线信号限制，存在稳定性不足、通讯速度过慢等缺点。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对上述问题，提供一种NFC双绞线磁传阀控水表。

为达到上述目的，本实用新型采用了下列技术方案：

一种NFC双绞线磁传阀控水表，包括主控模块、采样模块、阀控模块和电源模块，所述的电源模块为双绞线电源通讯模块，所述的双绞线电源通讯模块包括输入电路、电压转换电路和通讯电路，所述的输入电路用于连接外部电源及通讯，所述的通讯电路用于连接输入电路和主控模块，所述的电压转换电路用于将外部电源转换为主控模块、采样模块、阀控模块和通讯电路可用的供电电源。

在上述的NFC双绞线磁传阀控水表中，所述的输入电路包括两个输入接口，两个输入接口分别连接有热敏电阻，两个热敏电阻之间连接有瞬态二极管，且两个热敏电阻分别通过双二极管连接于所述的通讯电路和电压转换电路。

在上述的NFC双绞线磁传阀控水表中，所述的电压转换电路包括用于将外部电源转换为供电电源的稳压管。

在上述的NFC双绞线磁传阀控水表中，所述的通讯电路包括具有RX通讯端的RX电路和具有TX通讯端的TX电路，所述的RX电路和TX电路分别连接所述输入电路，且RX电路和TX电路的供电端分别连接于所述电压转换电路的输出端，所述的RX通讯端和TX通讯端分别连接于主控模块的相应通讯端。

在上述的NFC双绞线磁传阀控水表中，所述的RX电路包括稳压管Z3、三极管Q4和三极管Q3，所述三极管Q4的基极连接于所述的稳压管Z3，所述稳压管Z3远离所述三极管Q4的一端连接于所述的输入电路，所述三极管Q3的基极连接于所述的三极管Q4的集电极，三极管Q3的集电极连接于所述的RX通讯端，所述三极管Q4和三极管Q3的集电极分别连接于所述电压转换电路的输出端；

所述的TX电路包括三极管Q5和三极管Q6，所述三极管Q5的集电极连接于所述的输入电路，基极连接于所述三极管Q6的集电极，所述三极管Q6的发射极连接于所述电压转换电路的输出端，基极连接于所述的TX通讯端；

三极管Q3、三极管Q4、三极管Q5均为NPN三极管，三极管Q6位PNP三极管。

在上述的NFC双绞线磁传阀控水表中，所述的电源模块还包括有蓄电池电路，所述的蓄电池连接于所述稳压管的输入端。

在上述的NFC双绞线磁传阀控水表中，所述的采样模块包括两个磁开关传感器，且两个磁开关传感器呈90度夹角周向分布在PCB板上；

所述的阀控模块包括电机驱动芯片，且所述的电机驱动芯片连接于所述的主控模块。

在上述的NFC双绞线磁传阀控水表中，还包括无线通讯模块，所述的无线通讯模块连接于所述的主控模块。

在上述的NFC双绞线磁传阀控水表中，所述的无线通讯模块为包括NFC线圈和通讯芯片的NFC通讯模块。

在上述的NFC双绞线磁传阀控水表中，所述的主控模块包括主控芯片，且所述的主控芯片为超低功耗MCU芯片R7F0C019L；

所述的电机驱动芯片采用AM8068芯片。

本实用新型的优点在于：

(1)电子式水表，具有历史记录、流速等机械式水表不具备的功能；

(2)使用双绞线进行远程有线通讯，同时双绞线可以为设备供电，故能够实现供电通讯一体化，能够减少线材的使用，同时保证通讯的快速可靠；

(3)具有备用电池，能够实现紧急供电，相较于单独电池供电水表工作更加稳定；

(4)具有NFC通讯模块，使用手机等携带NFC终端的设备可以快速读取水表表计信息，简洁明了，方便快捷，同时也支持通过NFC快速配置水表功能；

(5)磁传水表的设计，减小了腔体体积，更加便携美观，由于磁感应的可靠性较强，所以性能也更加稳定；

(6)阀控的设计为预付费功能提供了可能，可以使得水表适应不同的应用场景。

附图说明

图1是本实用新型NFC双绞线磁传阀控水表的电路结构框图；

图2是本实用新型NFC双绞线磁传阀控水表双绞线电源通讯模块的电路结构图；

图3是本实用新型NFC双绞线磁传阀控水表中采样模块的电路结构图；

图4为本实用新型中磁开关传感器在PCB板上的位置分布示意图；

图5为本实用新型NFC双绞线磁传阀控水表中阀控模块的电路结构图；

图6为本实用新型NFC双绞线磁传阀控水表中NFC通讯模块的电路结构图。

附图标记：主控模块1；采样模块2；阀控模块3；双绞线电源通讯模块5；输入电路51；电压转换电路52；通讯电路53；无线通讯模块6。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细的说明。

如图1所示，本实施例提供了一种NFC双绞线磁传阀控水表，包括主控模块1、采样模块2、阀控模块3、电源模块、通讯模块6。电源模块为双绞线电源通讯模块5，双绞线电源通讯模块5包括输入电路51、电压转换电路52和通讯电路53，输入电路51用于连接外部电源及通讯，通讯电路53用于连接输入电路51和主控模块1，电压转换电路52用于将外部电源转换为主控模块1、采样模块2、阀控模块3和通讯电路53可用的供电电源。其中，主控模块1包括主控芯片，且主控芯片采用瑞萨超低功耗MCU芯片R7F0C019L；超低功耗的适配，使得本方案的水表在无外部直流供电无双绞线供电；时，可以正常维持水表计量以及历史记录的功能很长一段时间。

具体地，如图2所示，输入电路51包括两个输入接口A、B，两个输入接口分别连接有热敏电阻R57、R61，两个热敏电阻之间连接有瞬态二极管TVS，且两个热敏电阻R57、R61分别通过双二极管D9、D10连接于通讯电路53和电压转换电路52；

电压转换电路52包括用于将外部电源转换为供电电源的稳压管IC11。

通讯电路53包括具有RX通讯端的RX电路和具有TX通讯端的TX电路，RX电路和TX电路分别连接输入电路51，且RX电路和TX电路的供电端分别连接于电压转换电路52的输出端，RX通讯端和TX通讯端分别连接于主控模块1的相应通讯端。RX通讯端RX和TX通讯端TX用于连接主控模块的串行通讯口，实现双绞线通讯。

RX电路包括稳压管Z3、三极管Q4和三极管Q3，三极管Q4的基极连接于稳压管Z3，稳压管Z3远离三极管Q4的一端连接于输入电路51，三极管Q3的基极连接于三极管Q4的集电极，三极管Q3的集电极连接于RX通讯端，三极管Q4和三极管Q3的集电极分别连接于电压转换电路52的输出端；

TX电路包括三极管Q5和三极管Q6，三极管Q5的集电极连接于输入电路51，基极连接于三极管Q6的集电极，三极管Q6的发射极连接于电压转换电路52的输出端，基极连接于TX通讯端；

三极管Q3、三极管Q4、三极管Q5均为NPN三极管，三极管Q6位PNP三极管。

另外，电源模块还包括有蓄电池电路，蓄电池连接于稳压管的输入端，用于双绞线部分断电后的水表系统功能的维持，包括历史记录，水量计量等。

如图3所示，采样模块2包括两个磁开关传感器，如霍尔开关，本实施例采用TMR1202S高速霍尔开关。两个磁开关传感器的信号输出引脚HALL1和HALL2分别连接主控模块1，主控模块1通过该两个引脚进行波形采集。

具体地，如图4所示，两个磁开关传感器呈90度夹角周向分布在PCB板上，即两个磁开关传感器分布于中心对称的PCB板的90°和180°位置，且两个传感器与中心距离相同；当感应到叶轮旋转，磁开关传感器会出现不同的电平，这样分布使得两个磁开关传感器电平变化的周期相差1/4，从而可以判断叶轮旋转方向以及旋转圈数。

具体地，如图5所示，阀控模块3使用AM8068芯片作为电机驱动芯片IC8，电机驱动芯片IC8的Moto_ON和Moto_OFF连接于主控芯片，通过改变两个引脚处的电平高低来控制MOTO+、MOTO-的输出高低。J1为5脚插件，用于连接电机、主控芯片和电机驱动芯片，MOTO+、MOTO-分别用于连接电机的负极和正极，控制电机转动方向，MOTO_OPEN和MOTO_CLOSE接电机到位的反馈信号线。MOTO_Bus连接于主控芯片，可以让主控芯片知悉当前电机状态。

如图6所示，无线通讯模块6为包括NFC线圈和通讯芯片IC2的NFC通讯模块。图6中最左边是NFC线圈，CSN-F、IRQ-F、SDA-F以及SCL-F分别与主控芯片连接，其中SDA-F和SCL-F是SPI通讯口，CSN-F是片选脚，IRQ-F是NFC芯片中断脚。本方案通过提供NFC通讯模块，能够实现靠近读取水表标记信息以及快速配置水表功能，具有简洁明了，方便快捷等优点。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了主控模块1；采样模块2；阀控模块3；双绞线电源通讯模块5；输入电路51；电压转换电路52；通讯电路53；无线通讯模块6等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

Claims (10)

1.一种NFC双绞线磁传阀控水表，包括主控模块(1)、采样模块(2)、阀控模块(3)和电源模块，其特征在于，所述的电源模块为双绞线电源通讯模块(5)，所述的双绞线电源通讯模块(5)包括输入电路(51)、电压转换电路(52)和通讯电路(53)，所述的输入电路(51)用于连接外部电源及通讯，所述的通讯电路(53)用于连接输入电路(51)和主控模块(1)，所述的电压转换电路(52)用于将外部电源转换为主控模块(1)、采样模块(2)、阀控模块(3)和通讯电路(53)可用的供电电源。

2.根据权利要求1所述的NFC双绞线磁传阀控水表，其特征在于，所述的输入电路(51)包括两个输入接口，两个输入接口分别连接有热敏电阻，两个热敏电阻之间连接有瞬态二极管，且两个热敏电阻分别通过双二极管连接于所述的通讯电路(53)和电压转换电路(52)。

3.根据权利要求2所述的NFC双绞线磁传阀控水表，其特征在于，所述的电压转换电路(52)包括用于将外部电源转换为供电电源的稳压管。

4.根据权利要求3所述的NFC双绞线磁传阀控水表，其特征在于，所述的通讯电路(53)包括具有RX通讯端的RX电路和具有TX通讯端的TX电路，所述的RX电路和TX电路分别连接所述输入电路(51)，且RX电路和TX电路的供电端分别连接于所述电压转换电路(52)的输出端，所述的RX通讯端和TX通讯端分别连接于主控模块(1)的相应通讯端。

5.根据权利要求4所述的NFC双绞线磁传阀控水表，其特征在于，所述的RX电路包括稳压管Z3、三极管Q4和三极管Q3，所述三极管Q4的基极连接于所述的稳压管Z3，所述稳压管Z3远离所述三极管Q4的一端连接于所述的输入电路(51)，所述三极管Q3的基极连接于所述的三极管Q4的集电极，三极管Q3的集电极连接于所述的RX通讯端，所述三极管Q4和三极管Q3的集电极分别连接于所述电压转换电路(52)的输出端；

所述的TX电路包括三极管Q5和三极管Q6，所述三极管Q5的集电极连接于所述的输入电路(51)，基极连接于所述三极管Q6的集电极，所述三极管Q6的发射极连接于所述电压转换电路(52)的输出端，基极连接于所述的TX通讯端；

三极管Q3、三极管Q4、三极管Q5均为NPN三极管，三极管Q6位PNP三极管。

6.根据权利要求5所述的NFC双绞线磁传阀控水表，其特征在于，所述的电源模块还包括有蓄电池电路，所述的蓄电池连接于所述稳压管的输入端。

7.根据权利要求6所述的NFC双绞线磁传阀控水表，其特征在于，所述的采样模块(2)包括两个磁开关传感器，且两个磁开关传感器呈90度夹角周向分布在PCB板上；

所述的阀控模块(3)包括电机驱动芯片，且所述的电机驱动芯片连接于所述的主控模块(1)。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的NFC双绞线磁传阀控水表，其特征在于，还包括无线通讯模块(6)，所述的无线通讯模块(6)连接于所述的主控模块(1)。

9.根据权利要求8所述的NFC双绞线磁传阀控水表，其特征在于，所述的无线通讯模块(6)为包括NFC线圈和通讯芯片的NFC通讯模块。

10.根据权利要求7所述的NFC双绞线磁传阀控水表，其特征在于，所述的主控模块(1)包括主控芯片，且所述的主控芯片为超低功耗MCU芯片R7F0C019L；

所述的电机驱动芯片采用AM8068芯片。

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