CN217787634U - 一种带语音提示的燃气表外挂模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带语音提示的燃气表外挂模块，所述燃气表外挂模块与燃气表分体设置并挂接设置在用户天然气管道上；所述燃气表外挂模块包括MCU主控模块、供电模块、液晶显示模块、语音识别模块、语音播报模块以及无线通信模块，MCU主控模块的输出端连接于液晶显示模块的输入端，语音识别模块的输出端连接于MCU主控模块的输入端，语音播报模块的输入端连接于MCU主控模块的输出端，无线通信模块与MCU主控模块之间交互连接。本实用新型将语音提示为核心的智能电路模块脱离出燃气表，作为一个可选通用模块单独以产品方式呈现，因燃气表外挂模块与燃气表独立设置，有效地解决燃气表产生较多热量的问题。

Description

一种带语音提示的燃气表外挂模块

技术领域

本实用新型涉及燃气表技术领域，更具体涉及一种带语音提示的燃气表外挂模块。

背景技术

目前广大的农村地区近年来进行了大规模的“煤改气”工程，天然气已经接入了千家万户。天然气是一种高热值可燃气体，对于改善老百姓的生活环境和生活条件发挥了不可替代的作用。但是我们应该认识到一种社会现象，据第七次全国人口普查数据显示，60岁以上人口比重占18.7％且有继续上升趋势，而广大的农村地区操作智能燃气表的能力对于老年人而言是一种挑战。比如燃气表异常关阀之后，面对表具屏幕显示的错误代码使用者不知所措，燃气表充值之后不知道如何操作可以实时到账，燃气表存在工作异常时无法直观提示使用人等等。如果有一种很友好的人际互动装置来帮助这些特殊群体使用燃气设备将是一件造福社会的事情。

申请号为CN202422276U的中国实用新型专利公开了一种带语音提示的智能燃气表，其内的查询按键、供电电路、实时时钟模块、电可擦可编程只读存储器EEPROM、数据采集模块、控制模块、语音提示模块均与微控制单元MCU连接；IC卡模块通过IC卡接口与微控制单元MCU连接；LCD液晶显示屏通过液晶接口与微控制单元MCU连接；上述燃气表能通过语音播报表内的相关信息，使用户直接了解表内的故障，这样就方便用户做出具体的处理方法。但是该专利存在一些问题：因燃气表内部的语音提示模块、实时时钟模块、查询按键、LCD液晶显示屏均集成设置在燃气表上，导致燃气表在工作的过程中会产生较多的热量，若温度过高将存在巨大的安全隐患，燃气表需要对其温度进行提示，方便用户及时处理。

申请号为CN208954229U的中国实用新型专利还公开了一种带语音提示功能的智能燃气表，包括按钮、显示器、只读储存器、IC卡结构、无线控制结构、语音提示结构和MCU控制器，还包括用于感应燃气表内的温度和压强的温压感应结构，其与所述MCU控制器电连接、语音电路和扬声器、计数结构和阀门驱动结构均与所述MCU控制器电连接。该专利虽然增加了传感器和温压转换电路，但是并没有解决专利文献CN202422276U中存在的发热问题，该专利燃气表中集成的部件较多，仍然存在燃气表工作时产生较多热量的问题。且从表具防爆性能角度分析，中国专利文献CN208954229U提出的实用新型存在一定安全隐患，因表具集成的感性负载较多，对于电池供电的燃气表而言，电池使用时间也是一种考验；从目前中国的燃气表市场反馈来看，中国专利文献CN208954229U提到的实用新型并没有得到推广。

实用新型内容

本实用新型需要解决的技术问题是提供一种带语音提示的燃气表外挂模块，以解决背景技术中的问题，将燃气表外挂模块从燃气表上脱离，有效地解决燃气表产生较多热量的问题，也不会对燃气表计量主体造成任何影响。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案如下。

一种带语音提示的燃气表外挂模块，所述燃气表外挂模块与燃气表分体设置并挂接设置在用户天然气管道上；所述燃气表外挂模块包括MCU主控模块、用于为燃气表外挂模块整体进行供电的供电模块、用于进行信息显示的液晶显示模块、用于对人声进行识别并将识别信息输入MCU主控模块的语音识别模块、用于进行语音播报的语音播报模块以及用于与燃气表进行交互通讯的无线通信模块，MCU主控模块的输出端连接于液晶显示模块的输入端，语音识别模块的输出端连接于MCU主控模块的输入端，语音播报模块的输入端连接于MCU主控模块的输出端，无线通信模块与MCU主控模块之间交互连接。

进一步优化技术方案，所述燃气表外挂模块通过固定卡箍挂接设置在用户天然气管道上。

进一步优化技术方案，所述无线通信模块包括蓝牙模块和WiFi模块，MCU主控模块通过蓝牙模块与燃气表进行交互通信，MCU主控模块通过WiFi模块与燃气营收平台进行通信。

进一步优化技术方案，所述燃气表外挂模块上设置有用于控制用户天然气管道通断的阀门，燃气表外挂模块还包括用于控制阀门动作的阀门驱动模块，阀门驱动模块的受控端连接于MCU主控模块的输出端。

进一步优化技术方案，所述语音识别模块包括电容麦克及放大电路。

进一步优化技术方案，所述燃气表外挂模块还包括用于监测燃气表异常信息的异常监测模块以及用于燃气表异常信息后进行报警的燃气报警模块，异常监测模块包括温度监测模块、可燃气体监测模块和振动监测模块，温度监测模块、可燃气体监测模块和振动监测模块的输出端分别连接于MCU主控模块的输入端，燃气报警模块的受控端连接于MCU主控模块的输出端。

进一步优化技术方案，所述燃气表外挂模块还包括用于防止燃气表外挂模块被恶意破坏的系统防盗模块，系统防盗模块的输出端连接于MCU主控模块的输入端。

由于采用了以上技术方案，本实用新型所取得技术进步如下。

本实用新型将语音提示为核心的智能电路模块脱离出燃气表，作为一个可选通用模块单独以产品方式呈现，因燃气表外挂模块与燃气表独立设置，有效地解决燃气表产生较多热量的问题，进而规避了现有技术的缺点，也不会对燃气表计量主体造成任何影响，不会产生用气安全隐患。也因为独立燃气表而单独存在，燃气运营公司可以根据市场需求进行选配，方便灵活。

本实用新型燃气表外挂模块上设置有用于控制用户天然气管道通断的阀门，燃气表外挂模块还包括用于控制阀门动作的阀门驱动模块。阀门驱动模块是可选模块，对于有的老旧小区改造，可以选配。增加阀控功能之后可以控制管道阀门的通断，当本实用新型加装异常检测模块之后本功能将更加准确、方便。

附图说明

图1为本实用新型的原理框图；

图2为本实用新型安装时的结构示意图；

图3为本实用新型的主视图；

图4为本实用新型MCU主控模块的电路图；

图5为本实用新型语音识别模块的电路图；

图6为本实用新型语音播报模块的电路图；

图7为本实用新型无线通信模块的电路图；

图8为本实用新型阀门驱动模块的电路图；

图9为本实用新型液晶显示模块的电路图；

图10为本实用新型燃气报警模块的电路图；

图11为本实用新型系统防盗模块的电路图；

图12为本实用新型供电模块的电路图。

其中：1、用户天然气管道，2、固定卡箍，3、燃气表外挂模块，4、MCU主控模块，5、液晶显示模块，6、供电模块，7、语音识别模块，8、系统防盗模块，9、燃气报警模块，10、阀门驱动模块，11、无线通信模块，12、语音播报模块，13、异常监测模块，14、按键，15、麦克风语音录入孔，16、语音提示扬声器。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施例对本实用新型进行进一步详细说明。

一种带语音提示的燃气表外挂模块，结合图1至图12所示，燃气表外挂模块3与燃气表分体设置并挂接设置在用户天然气管道1上，具体地，燃气表外挂模块3通过固定卡箍2挂接设置在用户天然气管道1上，进而使得燃气表外挂模块3独立出燃气表本体，不会对燃气表本体造成计量影响，不会产生用气安全隐患。

采用固定卡箍的安装方式，使得燃气表外挂模块3的安装更加方便，根据用户燃气管道直径的不同，采用不同的固定卡箍进行固定。固定卡箍兼容DN20～DN40管径，且特殊管径可以通过更换固定卡箍的方式解决。

燃气表外挂模块包括MCU主控模块4、供电模块6、液晶显示模块5、语音识别模块7、语音播报模块12、无线通信模块11。

供电模块6用于为燃气表外挂模块整体进行供电，使得燃气表外挂模块能够进行独立供电，且市电和电池均适用，并与燃气表供电分离开来，保证了燃气表用气供电的稳定性。电源供给可以选用4节LR6碱性干电池，也可以选用外置直流6V供电，二者自适应，无需刻意区分。

液晶显示模块5用于进行信息显示，语音提示自动停止后，屏幕可以长时间显示文字提示内容，方便用户及时根据提示进行操作。

MCU主控模块4的输出端连接于液晶显示模块5的输入端。MCU选用低功耗国产品牌华大半导体HC32L136K8TA，以便电池模式时达到节能目的。

语音识别模块7用于对人声进行识别并将识别信息输入MCU主控模块4，语音识别模块7的输出端连接于MCU主控模块4的输入端。

语音识别模块7包括电容麦克及放大电路，可以识别简单的语音指令。通过电容麦克上的麦克风语音录入孔15来完成语音信息采集。主控电路内部集成了部分常规对话的识别算法，对于任意对话的支持，需要嵌入WiFi模块并连接家庭网络之后方可进行。但对于常规的场景模拟对话，内部算法和数据库已经做出了优化。

语音播报模块12用于进行语音播报，语音播报模块12的输入端连接于MCU主控模块4的输出端。语音播报模块12包括语音提示扬声器16，所有的语音提示均由语音提示扬声完成。

无线通信模块11用于与燃气表进行交互通讯，无线通信模块11与MCU主控模块4之间交互连接。

无线通信模块11包括蓝牙模块和WiFi模块。无线通信模块内部集成蓝牙模块，MCU主控模块4通过蓝牙模块与燃气表进行交互通信，可以跟集成有蓝牙模块的燃气表进行双向通信。MCU主控模块4通过WiFi模块与燃气营收平台进行通信。此外，无线通信模块11包还可选装Cat 1模块，通过Cat 1模块与燃气营收平台进行通信。

无线通信模块可以配置蓝牙模块，也可以配置WiFi模块，也可以是二者组合模式，或者其他模块模式，主控板预留串口兼容嵌入不同无线模块。出厂默认为蓝牙模式。

蓝牙通信协议，对于自产燃气表，其蓝牙协议一致，可以直接配套使用，本实用新型可以同配对后的燃气表进行唤醒式通信。表具发生的任何异常或者操作状态，均可以通过蓝牙唤醒本发明，通过语音播放方式告知用户。且内部具有网络校准的时钟，语音通知时间选定早中晚用餐时间段，以便有效通知用户。

此外，本实用新型燃气表外挂模块还包括按键14，可以通过按键完成必要的运行设置，这些设置都是在语音提示，或者屏幕文字提示，或者二者结合的方式下完成的。

燃气表外挂模块上设置有用于控制用户天然气管道1通断的阀门，燃气表外挂模块还包括用于控制阀门动作的阀门驱动模块10，阀门驱动模块10的受控端连接于MCU主控模块4的输出端。

阀门驱动模块是可选模块，对于有的老旧小区改造，可以选配。增加阀控功能之后可以控制管道阀门的通断，当本实用新型加装异常检测模块之后本功能将更加准确、方便。

燃气表外挂模块还包括用于监测燃气表异常信息的异常监测模块13以及用于燃气表异常信息后进行报警的燃气报警模块9。异常监测模块13包括温度监测模块、可燃气体监测模块和振动监测模块，温度监测模块、可燃气体监测模块和振动监测模块的输出端分别连接于MCU主控模块4的输入端，燃气报警模块9的受控端连接于MCU主控模块4的输出端。温度监测模块用于监测室内温度，可燃气体监测模块用于监测可燃气体状况，振动监测模块用于监测燃气表振动状况，以对燃气表的异常状况进行判断。

燃气表外挂模块还包括用于防止燃气表外挂模块被恶意破坏的系统防盗模块8，系统防盗模块8的输出端连接于MCU主控模块4的输入端。

本实用新型还进行了可选配置模块的嵌入，统一了接口电路，可选配置的模块均可以按照接口电路和通信协议进行，方便了后续模块的升级。

本实用新型在使用时，可直接挂接至用户天然气管道1上，通过蓝牙模块与燃气表进行通讯，可直接通过语音识别模块7采集常规的场景模拟对话，并传输至MCU主控模块4，MCU主控模块4将采集信息转化后通过蓝牙模块传输至燃气表，进而来完成对燃气表的常规操作。当燃气表完成操作后，向燃气表外挂模块3反馈完成指令，再通过MCU主控模块4将指令传输至液晶显示模块5进行显示及语音播报模块12进行语音播报。

本实用新型将语音提示为核心的智能电路模块脱离出燃气表，作为一个可选通用模块单独以产品方式呈现，进而规避了现有技术的缺点，也不会对燃气表计量主体造成任何影响。也因为独立燃气表而单独存在，燃气运营公司可以根据市场需求进行选配，方便灵活。

Claims (7)

1.一种带语音提示的燃气表外挂模块，其特征在于：所述燃气表外挂模块与燃气表分体设置并挂接设置在用户天然气管道(1)上；所述燃气表外挂模块包括MCU主控模块(4)、用于为燃气表外挂模块整体进行供电的供电模块(6)、用于进行信息显示的液晶显示模块(5)、用于对人声进行识别并将识别信息输入MCU主控模块(4)的语音识别模块(7)、用于进行语音播报的语音播报模块(12)以及用于与燃气表进行交互通讯的无线通信模块(11)，MCU主控模块(4)的输出端连接于液晶显示模块(5)的输入端，语音识别模块(7)的输出端连接于MCU主控模块(4)的输入端，语音播报模块(12)的输入端连接于MCU主控模块(4)的输出端，无线通信模块(11)与MCU主控模块(4)之间交互连接。

2.根据权利要求1所述的一种带语音提示的燃气表外挂模块，其特征在于：所述燃气表外挂模块通过固定卡箍(2)挂接设置在用户天然气管道(1)上。

3.根据权利要求1所述的一种带语音提示的燃气表外挂模块，其特征在于：所述无线通信模块(11)包括蓝牙模块和WiFi模块，MCU主控模块(4)通过蓝牙模块与燃气表进行交互通信，MCU主控模块(4)通过WiFi模块与燃气营收平台进行通信。

4.根据权利要求1所述的一种带语音提示的燃气表外挂模块，其特征在于：所述燃气表外挂模块上设置有用于控制用户天然气管道(1)通断的阀门，燃气表外挂模块还包括用于控制阀门动作的阀门驱动模块(10)，阀门驱动模块(10)的受控端连接于MCU主控模块(4)的输出端。

5.根据权利要求1所述的一种带语音提示的燃气表外挂模块，其特征在于：所述语音识别模块(7)包括电容麦克及放大电路。

6.根据权利要求1所述的一种带语音提示的燃气表外挂模块，其特征在于：所述燃气表外挂模块还包括用于监测燃气表异常信息的异常监测模块(13)以及用于燃气表异常信息后进行报警的燃气报警模块(9)，异常监测模块(13)包括温度监测模块、可燃气体监测模块和振动监测模块，温度监测模块、可燃气体监测模块和振动监测模块的输出端分别连接于MCU主控模块(4)的输入端，燃气报警模块(9)的受控端连接于MCU主控模块(4)的输出端。

7.根据权利要求1所述的一种带语音提示的燃气表外挂模块，其特征在于：所述燃气表外挂模块还包括用于防止燃气表外挂模块被恶意破坏的系统防盗模块(8)，系统防盗模块(8)的输出端连接于MCU主控模块(4)的输入端。

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