CN218004168U - 一种采用外部本安电源供电的智能燃气表 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种采用外部本安电源供电的智能燃气表,包括:电磁阀门、计数器、霍尔计量电路、通信模块和电源通信接口,均与微控制单元通信连接,供电模块与电磁阀门、计数器、霍尔计量电路、通信模块、电源通信接口,和微控制单元均电性连接;供电接口为供电模块与外部本安电源建立电性连接;电源通信接口为微控制单元与外部本安电源建立通信连接,在外部本安电源与微控制单元之间传递身份鉴别请求与身份识别报文。本实用新型的燃气表使用外部本安电源供电,在减少了废旧电池对环境污染问题的同时,能够对外部电源身份进行识别,杜绝低劣电源或非本安电源对燃气表的接入,有效保障了燃气表的供电安全。

Description

一种采用外部本安电源供电的智能燃气表
技术领域
本实用新型属于燃气仪表技术领域,具体涉及一种采用外部本安电源供电的智能燃气表。
背景技术
民用燃气仪表设备目前采用的供电方法基本上是使用一次性电池,为了保持极低的功耗,会降低数据采集频率,此方法的预计使用寿命为十年左右。但是,使用一次性电池供电也有一些不足之处,例如,废旧电池属于有毒有害垃圾,容易污染环境,不符合我国绿色能源的发展方向;另外,使用电池供电的燃气表为了延长使用寿命,通信频率较低,无法取得较高的实时性。而若使用外部供电,由于燃气表属于危险环境下的设备,因此外部供电设备必须是本质安全电源,避免电火花引燃危险介质发生重大事故。可现有采用外部供电的燃气表均未对电源做出身份识别,一些不合格电源容易导致潜在危险,某些低劣电源或非本安电源对燃气表的接入可能会造成重大安全问题。
实用新型内容
基于现有技术中存在的上述缺点和不足,本实用新型的目的之一是至少解决现有技术中存在的上述问题之一或多个,换言之,本实用新型的目的之一是提供满足前述需求之一或多个的一种采用外部本安电源供电的智能燃气表。
为了达到上述实用新型目的,本实用新型采用以下技术方案:
一种采用外部本安电源供电的智能燃气表,具体包括:
电磁阀门、计数器、霍尔计量电路、微控制单元、供电模块、供电接口、通信模块与电源通信接口;电磁阀门、计数器、霍尔计量电路、通信模块和电源通信接口均与微控制单元通信连接,供电模块与电磁阀门、计数器、霍尔计量电路、通信模块、电源通信接口和微控制单元均电性连接;供电接口为供电模块与外部本安电源建立电性连接;电源通信接口为微控制单元与外部本安电源建立通信连接,在外部本安电源与微控制单元之间传递身份鉴别请求与身份识别报文。
作为优选方案,供电接口与电源通信接口合并为供电通信接口,供电模块与微控制单元通过供电电源通信接口引出双螺旋连接线连接至外部本安电源的供电接口。
作为进一步优选的方案,供电电源通信接口为防水防尘接口。
作为优选方案,电源通信接口为485接口。
作为进一步优选的方案,485接口包括GM3085E高速收发器U4、瞬态抑制二极管D7、瞬态抑制二极管D8、瞬态抑制二极管D11、电阻R20-24、电容C16,其中,GM3085E高速收发器U4的1号引脚RO与电阻R21的一端连接,电阻R21的另一端与微控制单元的RS485 RXD连接,GM3085E高速收发器U4的2号引脚RE、3号引脚DE与电阻R22的一端连接,电阻R22的另一端与微控制单元的485 CTL连接,GM3085E高速收发器U4的4号引脚DI与电阻R23的一端连接,电阻R23的另一端与微控制单元的RS485 TXD连接,GM3085E高速收发器U4的5号引脚GND与,GM3085E高速收发器U4的6号引脚A与电阻R24的一端、瞬态抑制二极管D8的正极、瞬态抑制二极管D11的负极连接,向外延伸至485A通信电路,GM3085E高速收发器U4的7号引脚B与电阻R20的一端、瞬态抑制二极管D8的负极、瞬态抑制二极管D7的正极连接,向外延伸至485B通信电路,GM3085E高速收发器U4的8号引脚VCC与电源模块提供的3.3V直流电、电容C16的一端连接,电阻R24的另一端与电源模块提供的3.3V直流电连接,电容C16的另一端、电阻R20的另一端、瞬态抑制二极管D7的负极、瞬态抑制二极管D11的正极均接地。
作为优选方案,智能燃气表还包括显示屏,显示屏电性连接至供电模块并通信连接至微控制单元。
作为优选方案,外部本安电源对电源模块提供5V本安直流电。
作为优选方案,通信模块为窄带物联网通信模块。
本实用新型与现有技术相比,有益效果是:
本实用新型的智能燃气表,使用外部本安电源供电,在减少了废旧电池对环境污染问题的同时,采用NB-IoT通信模块以提高通信交互频率,使得燃气表对下行指令的处理更加及时;
本实用新型的燃气表能够对外部电源身份进行识别,杜绝低劣电源或非本安电源对燃气表的接入,有效保障了燃气表的供电安全。
附图说明
图1为本实用新型的一种采用外部本安电源供电的智能燃气表的结构示意图;
图2为本实用新型的485接口的示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本实用新型实施例,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。
实施例:本实施例提供一种采用外部本安电源供电的智能燃气表,其具体实现结构如图1所示,包括电磁阀门1、计数器2、霍尔计量电路3、通信模块4、微控制单元5、供电模块6、供电接口与电源通信接口;电磁阀门1、计数器2、霍尔计量电路3、通信模块4和电源通信接口均分别与微控制单元5进行通信连接,供电模块6与电磁阀门1、计数器2、霍尔计量电路3、通信模块4、电源通信接口和微控制单元5均分别进行电性连接;供电接口为供电模块6与外部本安电源之间建立电性连接的供电线路;电源通信接口为微控制单元5与外部本安电源建立通信连接的通信信道,以通过该通信信道在外部本安电源与微控制单元5之间传递身份鉴别请求与身份识别报文。
该智能燃气表,在连接至外部电源上电后,初始化完成以后便会通过微控制单元经电源通信接口向外部电源发送身份鉴别请求,随后等待外部电源的身份识别报文,并经该通信信道接收身份识别报文。微控制单元在接收到身份识别报文后,若识别该外部电源为符合身份验证的外部本安电源,则开启电磁阀门,并持续使用该本安电源提供的5V直流电,同时采用与云系统进行实时通信;如本安电源身份验证失败,则燃气表关闭阀门、切断当前用气,同时将异常状态上告至云系统。
另外,在本安电源已经通过身份验证并持续供电的过程中,如若更换了电源,则燃气表在上电后将再次发送身份鉴别请求报文,重新进行验证。
作为一种改进的方案,为了提高集成度、减少连接至外部本安电源时的安装操作,将供电接口与通信接口合并为一个分别引至供电模块和微控制单元的供电通信接口,供电通信接口与外部本安电源的供电接口之间采用双绞线进行电性和通信连接。进一步的,该供电通信接口为防水防尘接口的结构,以屏蔽雨水及灰尘,保障供电安全。
更具体的,电源通信接口使用485接口,更进一步的,485接口的结构如图2所示,485模块包括GM3085E高速收发器U4、瞬态抑制二极管D7、瞬态抑制二极管D8、瞬态抑制二极管D11、电阻R20-24、电容C16,其中,GM3085E高速收发器U4的1号引脚RO与电阻R21的一端连接,电阻R21的另一端与微控制单元的RS485 RXD连接,GM3085E高速收发器U4的2号引脚RE、3号引脚DE与电阻R22的一端连接,电阻R22的另一端与微控制单元的485 CTL连接,GM3085E高速收发器U4的4号引脚DI与电阻R23的一端连接,电阻R23的另一端与微控制单元的RS485TXD连接,GM3085E高速收发器U4的5号引脚GND与,GM3085E高速收发器U4的6号引脚A与电阻R24的一端、瞬态抑制二极管D8的正极、瞬态抑制二极管D11的负极连接,向外延伸至485A通信电路,GM3085E高速收发器U4的7号引脚B与电阻R20的一端、瞬态抑制二极管D8的负极、瞬态抑制二极管D7的正极连接,向外延伸至485B通信电路,GM3085E高速收发器U4的8号引脚VCC与电源模块提供的3.3V直流电、电容C16的一端连接,电阻R24的另一端与电源模块提供的3.3V直流电连接,电容C16的另一端、电阻R20的另一端、瞬态抑制二极管D7的负极、瞬态抑制二极管D11的正极均接地。
另外,作为一种改进方案,该智能燃气表还包括液晶显示屏和备用电源,该液晶显示屏电性连接至备用电源和供电模块以接受供电,并通信连接至微控制单元以受其控制。当本安电源身份验证失败时,燃气表切断供电,液晶屏通过备用电源提供的电量显示身份错误信息及掉电告警,同时备用电源为通信模块供电,将异常状态发送至云系统。
更具体的,通信模块为窄带物联网通信模块,以能够使用DRX通信模式,提高燃气表与云系统的通信交互频次,提高通信的实时性,提高燃气表的即时可控能力。
应当说明的是,上述实施例仅是对本实用新型的优选实施例及原理进行了详细说明,对本领域的普通技术人员而言,依据本实用新型提供的思想,在具体实施方式上会有改变之处,而这些改变也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种采用外部本安电源供电的智能燃气表,其特征在于,其具体包括:
电磁阀门、计数器、霍尔计量电路、通信模块、微控制单元、供电模块、供电接口与电源通信接口;所述电磁阀门、所述计数器、所述霍尔计量电路、所述通信模块和所述电源通信接口均与所述微控制单元通信连接,所述供电模块与所述电磁阀门、所述计数器、所述霍尔计量电路、所述通信模块、所述电源通信接口和所述微控制单元均电性连接;所述供电接口为所述供电模块与外部本安电源建立电性连接;所述电源通信接口为所述微控制单元与所述外部本安电源建立通信连接,在所述外部本安电源与所述微控制单元之间传递身份鉴别请求与身份识别报文。
2.如权利要求1所述的一种采用外部本安电源供电的智能燃气表,其特征在于,所述供电接口与所述电源通信接口合并为供电通信接口,所述供电模块与微控制单元通过所述电源通信接口引出双螺旋连接线连接至所述外部本安电源的供电接口。
3.如权利要求2所述的一种采用外部本安电源供电的智能燃气表,其特征在于,所述供电电源通信接口为防水防尘接口。
4.如权利要求1所述的一种采用外部本安电源供电的智能燃气表,其特征在于,所述电源通信接口为485接口。
5.如权利要求4所述的一种采用外部本安电源供电的智能燃气表,其特征在于,所述485接口包括GM3085E高速收发器U4、瞬态抑制二极管D7、瞬态抑制二极管D8、瞬态抑制二极管D11、电阻R20-24、电容C16,其中,GM3085E高速收发器U4的1号引脚RO与电阻R21的一端连接,电阻R21的另一端与微控制单元的RS485 RXD连接,GM3085E高速收发器U4的2号引脚RE、3号引脚DE与电阻R22的一端连接,电阻R22的另一端与微控制单元的485 CTL连接,GM3085E高速收发器U4的4号引脚DI与电阻R23的一端连接,电阻R23的另一端与微控制单元的RS485TXD连接,GM3085E高速收发器U4的5号引脚GND与,GM3085E高速收发器U4的6号引脚A与电阻R24的一端、瞬态抑制二极管D8的正极、瞬态抑制二极管D11的负极连接,向外延伸至485A通信电路,GM3085E高速收发器U4的7号引脚B与电阻R20的一端、瞬态抑制二极管D8的负极、瞬态抑制二极管D7的正极连接,向外延伸至485B通信电路,GM3085E高速收发器U4的8号引脚VCC与电源模块提供的3.3V直流电、电容C16的一端连接,电阻R24的另一端与电源模块提供的3.3V直流电连接,电容C16的另一端、电阻R20的另一端、瞬态抑制二极管D7的负极、瞬态抑制二极管D11的正极均接地。
6.如权利要求1所述的一种采用外部本安电源供电的智能燃气表,其特征在于,所述智能燃气表还包括显示屏,所述显示屏电性连接至所述供电模块并通信连接至所述微控制单元。
7.如权利要求1所述的一种采用外部本安电源供电的智能燃气表,其特征在于,所述外部本安电源对所述供电模块提供5V本安直流电。
8.如权利要求1所述的一种采用外部本安电源供电的智能燃气表,其特征在于,所述通信模块为窄带物联网通信模块。
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