CN217953582U - 一种智能燃气表装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种智能燃气表装置，涉及燃气表技术领域，以解决现有燃气表不能进行报警和燃气关断的问题。智能燃气表装置包括主板，主板至少包括：物联网模组，燃气检测传感器，报警电路以及阀门控制电路；物联网模组包括多个I/O接口，物联网模组通过对应的I/O接口分别与燃气检测传感器、报警电路以及阀门控制电路连接；阀门控制电路的一端连接物联网模组的三个I/O接口，另一端连接阀门；物联网模组集成有控制芯片，控制芯片包括微控制器，基带调制解调器，射频收发器以及定位器，微控制器的一端与定位器连接，微控制器的另一端与基带调制解调器的一端连接，基带调制解调器的另一端与射频收发器连接。本智能燃气表装置用于报警、燃气关断以及定位。

Description

一种智能燃气表装置

技术领域

本实用新型涉及燃气表技术领域，尤其涉及一种智能燃气表装置。

背景技术

目前燃气在人们日常生活中必不可少，燃气表也已广泛应用于人们生活中，且随着移动物联网通信技术的发展和突破，智能燃气表也进入了一个新阶段。现有的燃气表只能进行抄表上报的功能，而不能实现燃气泄漏报警和燃气阀门关断的功能，同时不能进行定位，如果燃气泄漏未及时发现，会存在严重的安全隐患。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种智能燃气表装置，用于燃气泄漏的报警和阀门关断，同时具有定位功能，及时确定燃气泄漏地点。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种智能燃气表装置，包括主板，所述主板至少包括：物联网模组，燃气检测传感器，报警电路以及阀门控制电路；

所述物联网模组包括多个I/O接口，所述物联网模组通过对应的所述I/O接口分别与所述燃气检测传感器、所述报警电路以及所述阀门控制电路连接；其中，所述阀门控制电路的一端连接所述物联网模组的三个所述I/O接口，所述阀门控制电路的另一端连接阀门；

所述物联网模组集成有控制芯片，所述控制芯片包括微控制器、基带调制解调器、射频收发器以及定位器，所述微控制器的一端与所述定位器连接，所述微控制器的另一端与所述基带调制解调器的一端连接，所述基带调制解调器的另一端与所述射频收发器连接。

可选的，所述控制芯片包括射频接口，所述射频接口包括低频接收接口、低频发射接口、高频接收接口、高频发射接口、透传接收接口、透传发射接口以及电源输出接口。

可选的，所述物联网模组还集成有射频前端电路，所述射频前端电路通过所述射频接口与所述控制芯片连接，所述射频前端电路包括功率放大器、双工器、射频开关、滤波器，所述功率放大器串联连接所述双工器，所述双工器串联连接所述射频开关，所述射频开关串联连接所述滤波器。

可选的，所述物联网模组包括物联网天线接口，所述射频前端电路的输出端连接所述物联网天线接口，所述物联网模组通过所述物联网天线接口与天线连接。

可选的，所述报警电路包括蜂鸣器和三极管；所述蜂鸣器与所述三极管的源极连接，所述三极管的栅极与所述物联网模组的一个所述I/O接口连接，所述物联网模组通过所述三极管驱动所述蜂鸣器。

可选的，所述阀门控制电路包括两个输入信号端、异常状态信号输出端以及两个全桥输出端，两个所述输入信号端和所述异常状态信号输出端分别连接所述物联网模组的三个所述I/O接口；两个所述全桥输出端与所述阀门连接，所述物联网模组通过两个所述输入信号端控制两个所述全桥输出端从而关断所述阀门。

可选的，所述控制芯片还包括GNSS输出接口，所述定位器与所述GNSS输出接口连接，所述物联网模组还包括GNSS天线接口，所述GNSS输出接口与所述GNSS天线接口连接。

可选的，所述物联网模组上还集成有电源管理芯片，所述电源管理芯片通过电源专用引脚接口与所述控制芯片连接，用于为所述物联网模组提供电源。

可选的，所述控制芯片还包括存储器，所述存储器与所述微控制器连接。

与现有技术相比，本实用新型提供的一种智能燃气表装置中，包括主板，所述主板至少包括：物联网模组、燃气检测传感器、报警电路以及阀门控制电路；所述物联网模组包括多个I/O接口，所述物联网模组通过对应的所述I/O接口分别与所述燃气检测传感器、所述报警电路以及所述阀门控制电路连接；其中，所述阀门控制电路的一端连接所述物联网模组的三个所述I/O接口，所述阀门控制电路的另一端连接阀门；所述物联网模组集成有控制芯片，所述控制芯片包括微控制器、基带调制解调器、射频收发器以及定位器，所述微控制器的一端与所述定位器连接，所述微控制器的另一端与所述基带调制解调器的一端连接，所述基带调制解调器的另一端与所述射频收发器连接。本燃气表装置将物联网模组、报警电路、阀门控制电路以及燃气检测传感器集成在燃气表的主板上，物联网模组的多个I/O接口可以实现与燃气检测传感器，报警电路以及阀门控制电路的连接，从而实现燃气检测传感器将周围空气中的浓度信息发送给物联网模组处理，物联网模组中集成的控制芯片中的微控制器可以对接收的燃气浓度进行分析，当浓度超过正常值时通过与报警电路连接的I/O接口驱动报警电路报警，通过与阀门控制电路连接的三个I/O接口驱动阀门控制电路关断阀门。同时控制芯片中微控制器与基带调制解调器连接，基带调制解调器与射频收发器连接，可以将燃气浓度信息通过射频收发器发出，且物联网模组集成的控制芯片中的定位器可以实现燃气表的定位功能。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型提供的一种智能燃气表装置结构示意图；

图2为本实用新型提供的物联网模组外设接口示意图；

图3为本实用新型提供的物联网模组内部结构示意图。

附图标记：

1-主板，2-物联网模组，3-燃气检测传感器，4-报警电路，5-阀门控制电路，6-天线，21-控制芯片，22-射频前端电路，23-电源管理芯片，211-微控制器，212-基带调制解调器，213-射频收发器，214-定位器，215-存储器，221-功率放大器，222-双工器，223-射频开关，224-滤波器，41-蜂鸣器，42-三极管。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

燃气表具有自动累计功能，使得使用燃气表的人家可以方便知道用了多少燃气，随着人们的需求增长市场上出现了各种种类的燃气表，例如智能IC卡燃气表，代码式预付费燃气表、直读式智能远传表等，这些燃气表均只能实现燃气使用及剩余燃气数量的读取，远程抄表上传等功能，当燃气泄漏时不能进行报警以及关断阀门。

为解决上述问题，本实用新型提供一种智能燃气表装置，本智能燃气表装置可以实现当燃气泄漏时进行报警以及关断阀门的功能，同时可以实现定位功能，接下来结合附图进行说明。

图1为本实用新型提供的一种智能燃气表装置结构示意图，如图1所示，本智能燃气表装置包括主板1，主板1至少包括：物联网模组2、燃气检测传感器3、报警电路4、阀门控制电路5、天线6，物联网模组2包括多个I/O接口，如图2所示，RESERVED接口为物联网模组2的I/O接口，物联网模组2共有16个I/O接口，物联网模组2通过对应的I/O接口分别与燃气检测传感器3、报警电路4以及阀门控制电路5连接，其中报警电路4至少包括蜂鸣器41和三极管42，蜂鸣器41和三极管42的源极连接，三极管42的栅极与物联网模组2的一个对应的I/O接口连接，物联网模组2通过三极管42驱动蜂鸣器41发出报警声音；阀门控制电路5的一端连接物联网模组2的三个对应的I/O接口，阀门控制电路5的另一端连接阀门，阀门控制电路5包括两个输入信号端IN1和IN2、异常状态信号输出端FAULT，以及两个全桥输出端OUT1和OUT2，两个输入信号端IN1和IN2，异常状态信号输出端FAULT分别连接物联网模组2的三个I/O接口，两个全桥输出端OUT1和OUT2与阀门连接，物联网模组2通过两个输入信号端IN1和IN2控制两个全桥输出端OUT1和OUT2从而关断阀门。

物联网模组2集成有控制芯片21，射频前端电路22，电源管理芯片23，控制芯片21包括微控制器211、基带调制解调器212、射频收发器213，定位器214以及存储器215，微控制器211的一端与定位器214连接，微控制器211的另一端与基带调制解调器212的一端连接，微控制器211的第三端与存储器215连接，基带调制解调器212的另一端与射频收发器213连接。

参见图1和图3，电源管理芯片23的一端通过电源专用接口POWER接口连接控制芯片21，电源管理芯片23的另一端连接物联网模组2的电池工作模式专用接口VBAT，射频前端电路22的一端通过射频接口与控制芯片21连接，射频前端电路22的输出端通过物联网模组2的物联网天线接口NB_ANT与天线6连接，射频接口包括低频接收接口TX_LB、低频发射接口RX_LB、高频接收接口TX_MB、高频发射接口RX_MB，透传接收接口BLE_TX，透传发射接口BLE_RX，电源输出接口VDDIO和IOs接口，射频前端电路22包括功率放大器221、双工器222、射频开关223、滤波器224，功率放大器221连接双工器222的一端，双工器222另一端连接射频开关223的一端，射频开关223的另一端连接滤波器224。

参见图1，图2和图3，控制芯片21包括GNSS输出接口RX_GNSS，定位器214连接控制芯片21的GNSS输出接口RX_GNSS，GNSS输出接口RX_GNSS与物联网模组2的GNSS天线接口GNSS_ANT连接。定位器214可以为GNSS定位器或GPS定位器。

参见图2和图3，控制芯片21包括输入输出接口GPIOs，GPIOs与物联网模组2的多个I/O接口连接，从而与燃气检测传感器3，报警电路4以及阀门控制电路5连接，控制芯片21的RESET接口与物联网模组2的RESET接口连接，控制芯片21的CLOCK接口为时钟脉冲信号输入端，本控制芯片21的时钟频率为32.768KHZ。

参见图2，GND为接地接口，ADC*为数字输入输出接口，SIM_GND，SIM_DATA，SIM_RST，SIM_CLK，SIM_VDD为与SIM卡连接的接口，RESET为复位接口，NETLIGHT接口用于连接指示灯，RXD为接收数据的接口，TXD为发送数据的接口，VDDIO_F为电源输出，UART2_TX为通用异步收发传输器的输入接口，UART2_RX为通用异步收发传输器的输出接口。本物联网模组2预留的ADC*、UART2_TX、UART2_RX以及未使用的RESERVED等接口可以用来扩展各种应用，且部分接口可以复用。

阀门控制电路5可以为采用PN7707芯片或DRV8872芯片作为驱动芯片的电路。

报警电路4可以为包括蜂鸣器41和三极管42的电路，电路可以为如图1所示的包括电容CI，电阻R1和二极管D1的电路，也可以为报警器。

微控制器211可以为STR712FR1T6或S9S12G48F1VLC，电源管理芯片23可以为LM10507TMX-A或STR710FZ1T6，存储器215可以应用嵌入式PSRAM，嵌入式闪存。射频收发器213可以为CMT2380F32或MRF49XA。燃气检测传感器3可以为MIX1006或MIX1004。

在实际应用中，燃气检测传感器3检测周围环境的燃气浓度并将燃气浓度信息通过物联网模组2的I/O接口发送给控制芯片21，控制芯片21确定燃气浓度超过正常值，通过与报警电路4连接的I/O接口输出驱动电流，使三极管42导通，蜂鸣器41将接收的直流信号转为交流信号发声，同时，控制芯片21通过与阀门控制电路5的三个I/O接口向阀门控制电路5的两个输入信号端IN1和IN2输入数字脉冲信号，从而驱动两个全桥输出端OUT1和OUT2关断阀门。燃气浓度信息通过射频接口发送到射频前端电路22，然后通过物联网天线接口NB_ANT发送给天线6，从而发出，定位器214的定位信息通过GNSS输出接口发送到GNSS天线接口发出。

本燃气表装置将物联网模组2、报警电路4、阀门控制电路5以及燃气检测传感器3集成在燃气表的主板1上，物联网模组2的多个I/O接口可以实现与燃气检测传感器3，报警电路4以及阀门控制电路5的连接，从而实现燃气检测传感器3将周围空气中的浓度信息发送给物联网模组2处理，物联网模组2中集成的控制芯片21中的微控制器211可以对接收的燃气浓度进行分析，当浓度超过正常值时通过与报警电路4连接的I/O接口驱动报警电路4报警，通过与阀门控制电路5连接的三个I/O接口驱动阀门控制电路5关断阀门。同时控制芯片21中微控制器211与基带调制解调器212连接，基带调制解调器212与射频收发器213连接，可以将燃气浓度信息通过射频收发器213发出，且物联网模组2集成的控制芯片21中的定位器214可以实现燃气表的定位功能。

在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种智能燃气表装置，其特征在于，包括主板，所述主板至少包括：物联网模组、燃气检测传感器、报警电路以及阀门控制电路；

所述物联网模组包括多个I/O接口，所述物联网模组通过对应的所述I/O接口分别与所述燃气检测传感器、所述报警电路以及所述阀门控制电路连接；其中，所述阀门控制电路的一端连接所述物联网模组的三个所述I/O接口，所述阀门控制电路的另一端连接阀门；

所述物联网模组集成有控制芯片，所述控制芯片包括微控制器、基带调制解调器、射频收发器以及定位器，所述微控制器的一端与所述定位器连接，所述微控制器的另一端与所述基带调制解调器的一端连接，所述基带调制解调器的另一端与所述射频收发器连接。

2.根据权利要求1所述的智能燃气表装置，其特征在于，所述控制芯片包括射频接口，所述射频接口包括低频接收接口、低频发射接口、高频接收接口、高频发射接口、透传接收接口、透传发射接口以及电源输出接口。

3.根据权利要求2所述的智能燃气表装置，其特征在于，所述物联网模组还集成有射频前端电路，所述射频前端电路通过所述射频接口与所述控制芯片连接，所述射频前端电路包括功率放大器、双工器、射频开关和滤波器，所述功率放大器连接所述双工器的一端，所述双工器另一端连接所述射频开关的一端，所述射频开关的另一端连接所述滤波器。

4.根据权利要求3所述的智能燃气表装置，其特征在于，所述物联网模组包括物联网天线接口，所述射频前端电路的输出端连接所述物联网天线接口，所述物联网模组通过所述物联网天线接口与天线连接。

5.根据权利要求1所述的智能燃气表装置，其特征在于，所述报警电路包括蜂鸣器和三级管；所述蜂鸣器与所述三级管的源极连接，所述三级管的栅极与所述物联网模组的一个所述I/O接口连接，所述物联网模组通过所述三级管驱动所述蜂鸣器。

6.根据权利要求1所述的智能燃气表装置，其特征在于，所述阀门控制电路包括两个输入信号端、异常状态信号输出端以及两个全桥输出端，两个所述输入信号端和所述异常状态信号输出端分别连接所述物联网模组的三个所述I/O接口；两个所述全桥输出端与所述阀门连接，所述物联网模组通过两个所述输入信号端控制两个所述全桥输出端从而关断所述阀门。

7.根据权利要求1所述的智能燃气表装置，其特征在于，所述控制芯片还包括GNSS输出接口，所述定位器与所述GNSS输出接口连接，所述物联网模组还包括GNSS天线接口，所述GNSS输出接口与所述GNSS天线接口连接。

8.根据权利要求1所述的智能燃气表装置，其特征在于，所述物联网模组上还集成有电源管理芯片，所述电源管理芯片通过电源专用接口与所述控制芯片连接，用于为所述物联网模组提供电源。

9.根据权利要求1所述的智能燃气表装置，其特征在于，所述控制芯片还包括存储器，所述存储器与所述微控制器连接。

Images