CN219495338U - 一种远程升级的nb-iot物联网水表 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种远程升级的NB‑IOT物联网水表，可依托NB‑IOT通信模块为数据传输载体进行远程终端管理以及远程升级，实现远程数据上传及下发的功能，可借助智能化系统主站对水表进行远程抄表、定时数据采集、用水管理等；升级数据可通过NB‑IOT通信模块进行分包传输并暂存于该水表内的数据存储模块，待完成整体传输后进行传输数据包的状态查询及传输数据校验计算，校验通过后跳转到相应的区，更新状态后跳转到升级成功的界面运行；可实时应用远程升级功能进行表端功能完善及拓展；在水表需要增加新功能或是程序运行过程中发现Bug的情况下，可对水表终端进行远程升级，便于水表的监控和管理，可提升用户体验。

Description

一种远程升级的NB-IOT物联网水表

技术领域

本申请涉及物联网水表领域，尤其涉及一种远程升级的NB-IOT物联网水表。

背景技术

目前我国的民用水表使用最多的还是IC卡水表，IC卡水表不具备无线远传功能，无法实现远程缴费和远程管理；而且在很多情况下现场运行的这种水表，需要升级程序来增加新功能或是修复程序运行Bug，如果大批量水表存在这种需求，就需要现场升级程序，这样就会需要耗费大量的人力物力以及时间。这种不具备无线远传和远程升级功能的水表已经不能满足用户的需求，同时也不利于水务公司对水表的监控与管理。

由此可见，如何克服由于传统的水表不具备无线远传和远程升级功能，导致的用户体验感差以及对水表的监控与管理困难的问题是本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

本申请提供了一种远程升级的NB-IOT物联网水表，解决了现有技术中由于传统的水表不具备无线远传和远程升级功能，导致的用户体验感差以及对水表的监控与管理困难的问题。

为解决上述技术问题，本申请提供了一种远程升级的NB-IOT物联网水表，包括水表本体，水表本体上设置有塑壳底壳和塑壳上壳，还包括：安装于所述水表本体内的控制器主板，所述控制器主板的背面上设置有流量采集接口和阀门接口和电源接口；

所述控制器主板包括MCU主控制模块、数据存储模块、人机交互模块、计量模块、阀门控制模块、供电模块、远红外通讯模块、NB-IOT通信模块，所述MCU主控制模块分别与数据存储模块、人机交互模块、计量模块、阀门控制模块、供电模块、远红外通讯模块以及NB-IOT通信模块通信连接，所述NB-IOT通信模块与智能化系统主站连接，所述供电模块通过电源接口与MCU主控制模块连接，所述NB-IOT通信模块上连接设置有NB-IOT模组芯片、内置天线、SIM卡；

所述塑壳底壳的上部设置有脉冲采集装置，所述脉冲采集装置上设置有计度器。

优选地，所述MCU主控制模块为FM33LC046单片机。

优选地，所述数据存储模块包括EEPROM存储器和FLASH存储器。

优选地，所述人机交互模块包括LED显示模块以及按键控制模块，所述LED显示模块以及所述按键控制模块均与所述MCU主控制模块通信连接。

优选地，所述集成于MCU主控制模块中的时钟模块。

优选地，所述阀门控制模块的型号为MP6513L。

优选地，所述阀门控制模块包括电机驱动芯片。

优选地，还包括：

与所述供电模块连接的电池检测模块。

优选地，所述远红外通讯模块包括远红外信号收发组件。

综上所述，本实用新型的以下有益效果：

1、本实用新型一种远程升级的NB-IOT物联网水表，相比于现有技术，除了包括水表本体之外，还包括安装于水表本体内的控制器主板；控制器主板包括MCU主控制模块、数据存储模块、人机交互模块、计量模块、阀门控制模块、供电模块、远红外通讯模块以及NB-IOT通信模块，MCU主控制模块分别与数据存储模块、人机交互模块、计量模块、阀门控制模块、供电模块、远红外通讯模块以及NB-IOT通信模块通信连接，NB-IOT通信模块与智能化系统主站连接。

2、本实用新型一种远程升级的NB-IOT物联网水表，该水表可以依托NB-IOT通信模块为数据传输载体进行远程终端管理以及远程升级，实现远程数据上传及下发的功能，可借助智能化系统主站对水表进行远程抄表、定时数据采集、用水管理等；升级数据可以通过NB-IOT通信模块进行分包传输并暂存于该水表内的数据存储模块，待完成整体传输后进行传输数据包的状态查询以及传输数据校验计算，校验通过后MCU主控制模块跳转到Bootloader区，更新状态后跳转到升级成功的界面运行；该水表可实时应用远程升级功能进行表端的功能完善及功能拓展；在水表需要增加新功能或是程序运行过程中发现Bug的情况下，就可以对水表终端进行远程升级，解决新功能增加或程序Bug问题；便于对水表进行监控和管理，进而可提升用户体验。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所提供的一种远程升级的NB-IOT物联网水表结构原理及数据交互示意图；

图2为本实用新型实施例所提供的一种远程升级的NB-IOT物联网水表塑壳内部结构示意图；

图3为本实用新型实施例所提供的一种远程升级的NB-IOT物联网水表控制器主板正面图；

图4为本实用新型实施例所提供的一种远程升级的NB-IOT物联网水表控制器主板背面图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-控制器主板，2-智能化系统主站，3-塑壳底壳，4-塑壳上壳，5-远红外信号收发组件，6-流量采集接口，7-阀门接口，101-MCU主控制模块，102-数据存储模块，103-计量模块，104-阀门控制模块，105-供电模块，106-远红外通讯模块，107-NB-IOT通信模块，108-LED显示模块，109-人机交互模块，110-按键控制模块，1030-脉冲采集装置，1031-计度器，1040-电机驱动芯片，1050-电源接口，1070-NB-IOT模组芯片，1071-内置天线，1072-SIM卡。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例

本申请的核心是提供一种远程升级的NB-IOT物联网水表，可以解决现有技术中由于传统的水表不具备无线远传和远程升级功能，导致的用户体验感差以及对水表的监控与管理困难的问题。

图1为本实用新型实施例所提供的一种远程升级的NB-IOT物联网水表结构原理及数据交互示意图，如图1所示，该水表除了包括水表本体之外，还包括：安装于水表本体内的控制器主板1；

控制器主板1包括MCU主控制模块101、数据存储模块102、人机交互模块109、计量模块103、阀门控制模块104、供电模块105、远红外通讯模块106以及NB-IOT通信模块107，MCU主控制模块101分别与数据存储模块102、人机交互模块109、计量模块103、阀门控制模块104、供电模块105、远红外通讯模块106以及NB-IOT通信模块107通信连接，NB-IOT通信模块107与智能化系统主站2连接。

如图2至4所示，具体地，水表本体包括塑壳底壳3和塑壳上壳4，在实际应用中，MCU主控制模块101、数据存储模块102、人机交互模块109、计量模块103、阀门控制模块104、供电模块105、远红外通讯模块106以及NB-IOT通信模块107均集成在控制器主板1上。供电模块105通过电源接口1050与MCU主控制模块101连接，MCU主控制模块101优选地可以选用FM33LC046单片机，FM33LC046单片机内核为ARMCortex-M0，符合ARMv7-M架构和编程模型，支持Bootloader升级功能；具有完备的产品线，丰富的模拟外设功能，低功耗和高性能，可以构建小型、高能效系统，集成了多个外围功能模块。数据存储模块102与MCU主控制模块101的I2C接口连接实现对数据存储模块102的读写，同时数据存储模块102在掉电后不会丢失存储的数据。数据存储模块102优选地可以选用EEPROM存储器和FLASH存储器。EEPROM存储器可以永久性的存储用水量、水表运行记录等关键数据，FLASH存储器能够永久的存储水表用户代码，在软件升级过程中接收存储传输到终端的升级代码。

作为优选地实施方式，人机交互模块109包括LED显示模块108、按键控制模块110，LED显示模块108、按键控制模块110均与MCU主控制模块101通信连接。LED显示模块108，能够显示水表的用水量、水表参数、通讯信号、通讯参数、实时时钟等数据信息，以及水表的实时运行状态：阀门状态、电池电量、通讯状态等数据。按键控制模块110可以选用触点按键开关，按键可进行液晶的翻页操作、终端实时上报、红外接口开关、打开阀门的用户确认操作，同时也是远红外通讯模块106、NB-IOT通信模块107的表端触发开关。

计量模块103可以采用无磁模块采样装置进行用水计量，无磁模块在有效的间隔时间内都有低电脉冲信号存在则累计用水量增加1个基数，无磁模块计量避免了磁场干扰对计量的影响。具体包括脉冲采集装置1030和计度器1031，脉冲采集装置1030置于计度器1031上，将采集到的脉冲信号通过流量采集接口6发送到MCU主控制模块101，MCU主控制模块101对脉冲信号进行分析，从而实现对水量的统计。

阀门控制模块104优选地可以采用电机驱动芯片1040，通过MCU主控制模块101对电机驱动芯片1040输入电平信号，并将输出信号通过阀门接口7传递给驱动阀门的电机，实现开关阀门。同时使用的电机驱动芯片1040能够对过压，过流等状态进行保护。另外，电机驱动芯片1040的功能更可靠，板面占用少，方便线路板布线和元件摆放；

在实际应用中，为了防止由于供电模块105的电量过低水表停止运行时，相关数据丢失或出现其它情况，作为优选地实施方式，还包括：与供电模块105连接的电池检测模块。电源检测模块采用低电压检测电路，对干电池与固态电容组成的电源电路输出口进行静态电压检测和动态电压检测，设定低电压门槛，对低电压状态进行上报报警、阀门控制、显示控制、按键操作限制、通信限制等操作。具体地，电池检测模块能够对供电模块105的输出状态进行检测，在低电或掉电时，将相关检测数据发送至MCU主控制模块101以控制数据存储模块102对水表的数据进行存储，避免存储信息丢失。

为了提供精确的日期、时间和计时功能，作为优选地实施方式，还包括：与MCU主控制模块101连接的时钟模块。时钟模块集成在MCU主控制模块101中，MCU主控制模块101的硬件时钟模块可以提供精确的日期、时间和计时功能，日期时间可以通过LED显示模块108进行显示；时钟模块可以通过供电模块105(电池供电或固态电容)供电，固态电容能够保证在电池掉电的情况下进行数据保存、关阀等操作，并能在短时间使表内时钟运行正常。

优选地，远红外通讯模块106可以选用远红外信号收发组件5。远红外信号收发组件5集成在控制器主板1上，接收和发送远红外信号，通过MCU主控制模块101进行与外界的数据处理交互，可实现本地近距离的水表终端维护和管理，便于水务公司在网络异常的情况下做应急处置；远红外通讯模块106的红外接口通信速率为2400bps，主要可以满足本地表端维护，可进行数据采集及终端管理。

NB-IOT通信模块107主要是由NB-IOT模组芯片1070、SIM卡1072以及内置天线1071组成的移动无线通讯模块，NB-IOT通信模块107中的NB-IOT模组芯片1070集成在控制器主板1上，NB-IOT模组芯片1070和MCU主控制模块101的UART串口连接进行数据交互，并且与SIM卡1072和内置天线1071连接。该模块具有射频收发和控制功能，可以实现对水表远程数据采集、终端管理维护以及远程升级的数据传输功能。当水表向智能化系统主站2进行上报时，MCU主控制模块101会对NB-IOT通信模块107的在网信息进行查询，若水表没有进行驻网，则首先进行驻网操作，然后将数据传输到核心网，完成数据传输。同时当不进行数据传输时，NB-IOT通信模块107会自动进入空闲状态和PSM状态，降低功耗。

本申请实施例所提供的水表，能够实现远程抄表，避免了人工抄表的不便，提高了抄表的效率。此外水表会定期对信息进行上报，通过水表管理平台也可主动读取水表的信息，实现对水表状态的实时掌握，便于水务公司对水表的管理；同时也为水表用户提供了通过APP进行远程缴费服务功能。该水表使用支持Bootloader升级功能的MCU主控制模块101，借助NB-IOT通信模块107进行数据传输，实现远程升级水表程序的功能，使水表具有功能完善及功能拓展的能力，解决了水表无法远程升级的弊端。具有高精度、宽负载、低功耗、抗干扰的功能。

本申请所提供的一种远程升级的NB-IOT物联网水表，除了包括水表本体之外，还包括安装于水表本体内的控制器主板1；控制器主板1包括MCU主控制模块101、数据存储模块102、人机交互模块109、计量模块103、阀门控制模块104、供电模块105、远红外通讯模块106以及NB-IOT通信模块107，MCU主控制模块101分别与数据存储模块102、人机交互模块109、计量模块103、阀门控制模块104、供电模块105、远红外通讯模块106以及NB-IOT通信模块107通信连接，NB-IOT通信模块107与智能化系统主站2连接。

由此可见，该水表可以依托NB-IOT通信模块107为数据传输载体进行远程终端管理以及远程升级，实现远程数据上传及下发的功能，可借助智能化系统主站2对水表进行远程抄表、定时数据采集、用水管理等；升级数据可以通过NB-IOT通信模块107进行分包传输并暂存于该水表内的数据存储模块102，待完成整体传输后进行传输数据包的状态查询以及传输数据校验计算，校验通过后MCU主控制模块101跳转到Bootloader区，更新状态后跳转到升级成功的界面运行；该水表可实时应用远程升级功能进行表端的功能完善及功能拓展；在水表需要增加新功能或是程序运行过程中发现Bug的情况下，就可以对水表终端进行远程升级，解决新功能增加或程序Bug问题；便于对水表进行监控和管理，进而可提升用户体验。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的申请后，将容易想到本申请的其他实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包含本申请公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为实例性的，本申请的真正范围由权利要求指出。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种远程升级的NB-IOT物联网水表，包括水表本体，所述水表本体上设置有塑壳底壳(3)和塑壳上壳(4)，其特征在于，还包括：安装于所述水表本体内的控制器主板(1)，所述控制器主板(1)的背面上设置有流量采集接口(6)、阀门接口(7)、电源接口(1050)；

所述控制器主板(1)包括MCU主控制模块(101)、数据存储模块(102)、人机交互模块(109)、计量模块(103)、阀门控制模块(104)、供电模块(105)、远红外通讯模块(106)、NB-IOT通信模块(107)，所述MCU主控制模块(101)分别与数据存储模块(102)、人机交互模块(109)、计量模块(103)、阀门控制模块(104)、供电模块(105)、远红外通讯模块(106)以及NB-IOT通信模块(107)通信连接，所述NB-IOT通信模块(107)与智能化系统主站(2)连接，所述供电模块(105)通过电源接口(1050)与MCU主控制模块(101)连接，所述NB-IOT通信模块(107)上连接设置有NB-IOT模组芯片(1070)、内置天线(1071)、SIM卡(1072)；

所述塑壳底壳(3)的上部设置有脉冲采集装置(1030)，所述脉冲采集装置(1030)上设置有计度器(1031)。

2.根据权利要求1所述的远程升级的NB-IOT物联网水表，其特征在于，所述MCU主控制模块(101)为FM33LC046单片机。

3.根据权利要求1所述的远程升级的NB-IOT物联网水表，其特征在于，所述数据存储模块(102)包括EEPROM存储器和FLASH存储器。

4.根据权利要求1所述的远程升级的NB-IOT物联网水表，其特征在于，所述人机交互模块(109)包括LED显示模块(108)以及按键控制模块(110)，所述LED显示模块(108)、所述按键控制模块(110)均与MCU主控制模块(101)通信连接。

5.根据权利要求1所述的远程升级的NB-IOT物联网水表，其特征在于，所述阀门控制模块(104)的型号为MP6513L。

6.根据权利要求1所述的远程升级的NB-IOT物联网水表，其特征在于，所述阀门控制模块(104)包括电机驱动芯片(1040)。

7.根据权利要求1所述的远程升级的NB-IOT物联网水表，其特征在于，还包括：与所述供电模块(105)连接的电池检测模块。

8.根据权利要求1所述的远程升级的NB-IOT物联网水表，其特征在于，所述远红外通讯模块(106)包括远红外信号收发组件(5)。

9.根据权利要求1至8任意一项所述的远程升级的NB-IOT物联网水表，其特征在于，还包括：与所述MCU主控制模块(101)连接的时钟模块。