CN216846375U - Nb阀控超声波水表 - Google Patents

Abstract

本实用新型的目的是提供一种NB阀控超声波水表，含有微处理器、超声波计量模块、NB通信模块、显示模块、阀门控制模块、NB通信模块控电电路、SIM卡接口电路、电源电路、电压检测电路、压力检测接口电路、外部存储电路、按键电路，该超声波水表采用先进的超声波流量计量技术获得流体流量，采用NB物联网通信技术将获得的水表流量数据经NB网络上传至管理中心，管理中心可以远程控制水表阀门的开、关，方便管理部门对表计的管理，节约人力、财力。

Description

NB阀控超声波水表

技术领域

本实用新型涉及智能水表领域，具体地说涉及到采用NB网络上传水表数据，并可实现远程控阀的NB阀控超声波水表。

背景技术

为了节省水源，控制人为浪费，通常在每户的进水管上安装水表，超声波水表是通过检测超声波声束在水中顺流、逆流传播时因速度发生变化而产生的时差，分析处理得出水的流速从而进一步计算出水的流量的一种新式水表，由于其量程比宽，测量精度高工作稳定而广受欢迎。

NB-IoT技术是物联网领域新兴通信技术，具有海量连接、深度覆盖、低功耗、低成本等优点，适用于万物互联的多领域多行业场景。NB-IoT技术的引入将能够解决现有智能水表面临的功耗高和网络通信不畅两大障碍，并实现远程计量的智能控制，大大延长了水表的使用寿命。

本实用新型将“超声波技术”+“NB通信技术”两大核心技术结合起来，采用超声波采集水表流量并且利用NB网络上传水表数据的NB-IoT阀控超声波水表。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种NB阀控超声波水表，该超声波水表采用先进的超声波流量计量技术获得流体流量，采用NB物联网通信技术将获得的水表流量数据经NB网络上传至管理中心，管理中心可以远程控制水表阀门的开、关，方便管理部门对表计的管理，节约人力、财力。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下所述：

NB阀控超声波水表，含有微处理器、超声波计量模块、NB通信模块、显示模块、阀门控制模块、NB通信模块控电电路、SIM卡接口电路、电源电路、电压检测电路、压力检测接口电路、外部存储电路、按键电路，其特征是：

所述的超声波计量模块采用时间数字转化芯片TDC-GP22及其外围电路，配合水表测量管段上所设的顺流换能器、逆流换能器测得超声波在顺流、逆流传播的时间差△t，超声波计量模块将测得的△t经SPI方式通信给微处理器，微处理器根据公式可计算出流量；

所述的NB通信模块用于与外部设备进行通信，微处理器通过NB通信模组，实现水表流量数据的传输，NB通信模块与微处理器采用串口方式通信；

所述的SIM卡接口电路与SIM卡座连接，NB物联网手机卡安装于SIM卡座，接收NB通信基站的网络信号，其相关端口与NB通信模组连接；

所述的液晶显示模块采用低功耗LCD液晶屏，用于显示水表的运行数据信息；

所述外部存储电路采用独立的外部存储芯片构成，存储芯片与微处理器之间采用I2C通信，

所述的压力检测电路用于检测水表管段压力，并将压力数据经微处理器的I/O口传输给微处理器；

所述的按键电路采用触摸按键，支持用户或抄表人员按键切换液晶显示相关参数信息 ；

所述的阀门控制电路用于控制水表管段中所设阀门的开、关，控制端与微处理器端口连接；

所述的电源电路采用3.6V干电池向微处理器及各功能模块供电；

所述的电压检测电路用于检测电池电压是否低于设定值，并将检测值反馈给微处理器供微处理器分析；

所述的NB通信模块控电电路用于微处理器对NB_IoT通信模块的供电进行控制；

本实用新型的有益效果是：

（1）本实用新型NB阀控超声波水表，采用先进的超声波流量计量技术获得流体流量，采用NB物联网通信技术将获得的水表流量数据经NB网络上传至管理中心，管理中心可以远程控制水表阀门的开、关，方便管理部门对表计的管理，节约人力、财力。

（2）本实用新型NB阀控超声波水表，设有压力传感器，具备管网压力检测功能，方便管理部门对管网实时压力的掌握。

附图说明

附图1为本实用新型NB阀控超声波水表原理框图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式和附图说明对本实用新型的技术方案作进一步详细的描述。

如附图1所示：NB阀控超声波水表，含有微处理器、超声波计量模块、NB通信模块、显示模块、阀门控制模块、NB通信模块控电电路、SIM卡接口电路、电源电路、电压检测电路、压力检测接口电路、外部存储电路、按键电路，

所述的超声波计量模块采用时间数字转化芯片TDC-GP22及其外围电路，配合水表测量管段上所设的顺流换能器、逆流换能器测得超声波在顺流、逆流传播的时间差△t，超声波计量模块将测得的△t经SPI方式通信给微处理器，微处理器根据公式可计算出流量；具体地，TDC-GP22的串行端口SSN、SCK、SI、SO分别与微处理器的P1.4~P1.7端口相连接，脉冲发生端口Fire-UP、Fire-Down分别驱动顺流换能器、逆流换能器发送超声波。

所述的NB_IoT通信模块用于与外部设备进行通信，微处理器通过NB通信模组，实现水表流量数据的传输，NB_IoT通信模块与微处理器采用串口方式通信，其RX端与微处理器的P3.4端口连接；其TX端与微处理器的P3.5端口连接；NB通信模组型号为：BC25B5PA-04-STD，本实用新型为该型号模组的经典应用，具体电路结构在此不再赘述。

所述的液晶显示模块采用低功耗LCD液晶屏，用于显示水表的运行数据信息，液晶显示模块与微处理器的部分I/O口相连接。

所述外部存储电路采用独立的外部存储芯片构成，存储芯片与微处理器之间采用I2C通信，用以保存重要参数数据，具体地，存储芯片的WP端、SCL端、SDA端分别与微处理器的P1.1端、P1.2端、P1.3端相连接。

所述的压力检测电路用于检测水表管段压力，并将压力数据经微处理器的I/O口传输给微处理器，通过微处理器CELSENSE脚控电打开电源，通过XC6219芯片将电压转换为3.3V为压力传感器供电，微处理器引脚通过AIN0处检测AD值计算压力。

所述电源检测电路用于检测电池电压，微处理器AD检测到电压低于设定值时执行无电报警操作，检测电路使能端与微处理器的PJ.7端连接，信号输出端与微处理器的P9.4端连接，具体地，由NPN型三极管Q6、PNP型三极管Q5电阻、电阻R51~R55组成，其中三极管Q6的基极经电阻R51接于微处理器的P4.4端；Q6的集电极经电阻R52接于Q5的基极，同时电阻R52与电阻R53与电源VBAT连接，同时电源VBAT接于Q5的发射极，Q5的集电极经电阻R54、R55后接地，电压检测电路信号输出端CELL与微处理器的P9.4连接。

所述的SIM卡接口电路与SIM卡座连接，NB物联网手机卡安装于SIM卡座，接收NB通信基站的网络信号，SIM卡电路采用芯片SLM76CF3201P，其相关端口通过插接件与NB通信模组的对应端口连接。

所述的NB_IoT通信模块控电电路用于微处理器对NB_IoT通信模块的供电进行控制，用于实现低功耗，NB_IoT通信模块控电引脚NB_EN与微处理器的PJ.1连接，微处理器I/O端口输出高低电平，通过2个场效应管QF1、QF2实现VBAT对NB_IoT通讯模块电源端的通电或者断电。

所述的按键电路采用触摸按键，支持用户或抄表人员按键切换液晶显示相关参数信息 ，同时还支持现场人员通过按键触发热量表使其通过NB网络上报数据；具体地，采用触摸感应按键芯片BS801B及其外围电路。

所述的控阀电路用于控制水表管段中所设阀门的开、关，控制端与微处理器端口连接，具体地，阀门的开、关控制端FA+、FA-分别与微处理器的P6.0、P6.1端口连接，控阀电路采用经典的电动阀控制电路，其电路的具体实施方式在此不再赘述。

本实用新型所采用的的微处理器型号为：MSP430FR6972。

Claims (1)

1.NB阀控超声波水表，含有微处理器、超声波计量模块、NB通信模块、显示模块、阀门控制模块、NB通信模块控电电路、SIM卡接口电路、电源电路、电压检测电路、压力检测接口电路、外部存储电路、按键电路，其特征是：

所述的超声波计量模块采用时间数字转化芯片TDC-GP22及其外围电路，超声波计量模块将数据经SPI方式通信给微处理器；

所述的NB通信模块用于与外部设备进行通信，微处理器通过NB通信模组，实现水表流量数据的传输，NB通信模块与微处理器采用串口方式通信；

所述的SIM卡接口电路与SIM卡座连接，NB物联网手机卡安装于SIM卡座，接收NB通信基站的网络信号，其相关端口与NB通信模组连接；

所述的显示模块采用低功耗LCD液晶屏，用于显示水表的运行数据信息；

所述外部存储电路采用独立的外部存储芯片构成，存储芯片与微处理器之间采用I2C通信，

所述的压力检测电路用于检测水表管段压力，并将压力数据经微处理器的I/O口传输给微处理器；

所述的按键电路采用触摸按键，支持用户或抄表人员按键切换液晶显示相关参数信息；

所述的阀门控制模块用于控制水表管段中所设阀门的开、关，控制端与微处理器端口连接；

所述的电源电路采用3.6V干电池向微处理器及各功能模块供电；

所述的电压检测电路用于检测电池电压是否低于设定值，并将检测值反馈给微处理器供微处理器分析；

所述的NB通信模块控电电路用于微处理器对NB_IoT通信模块的供电进行控制。

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