CN219532152U - 一种具有蓝牙通信功能的NBIoT水表 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有蓝牙通信功能的NBIoT水表，包括外壳、NBIoT通信模块、蓝牙模块、电源、水流量计量模块和主控芯片，所述NBIoT通信模块、蓝牙模块、水流量计量模块和主控芯片均安装在外壳内，所述NBIoT通信模块与服务器端建立通信连接，所述水流量计量模块用于计量流过水表的水流量，所述NBIoT通信模块、蓝牙模块和水流量计量模块均与主控芯片连接，所述电源为其余元器件供电。本实用新型周期性的利用一个水表先收集其余水表的数据再一同上传至服务器，有效地降低了水表访问服务器的次数，同时服务器通过NBIoT通信模块下发指令实现特定水表的数据上传且不包含其他水表的数据，避免了数据传输的冗余。

Description

一种具有蓝牙通信功能的NBIoT水表

技术领域

本实用新型属于水表领域，具体涉及一种具有蓝牙通信功能的NBIoT水表。

背景技术

远程抄表技术的普及，方便人们直接通过手机查看水表的用水量，水表通过红外线通信、蓝牙通信和NBIoT通信等通信方式与服务器建立连接，水表发送计量的工作数据给服务器，服务器对数据处理后下发至手机等用户端，将水表数据呈现在用户面前。当数量较少的水表与服务器连接时，水表各自独立的数据上传并不会影响到服务器的运行，但随着水表数量增加，如在一户一表分配情况下的一幢大楼的水表组，每个水表周期性的上传水表数据，频繁的访问服务器，会增加服务器负担。因此，可以对近距离水表的进行集中管理，通过将一定距离范围内的水表采集的数据传输到指定水表上，再由指定水表统一上传水表工作数据，提高信息传输的高效性，大大降低了同一时间段中水表对服务器访问次数，减轻了服务器负荷。

公开号为CN112911557A，公开日为2021年6月4日的中国发明专利公开了一种基于蓝牙组网的水表数据采集方法，利用水表井集中安装的特点，蓝牙NB-IoT水表代理节点通过组网蓝牙获取附近安装的其它蓝牙水表末端节点数据，将数据整体打包上传，能大幅度减少NB-IoT水表节点的部署数量，解决NB-IoT网络数据上报拥塞问题，同时由于一个集中安装点只需要一个蓝牙NB-IoT水表代理节点配备NB-IoT模块，降低了整体解决方案安装及维护成本。不足之处在于，当用户端请求获取单个水表数据时，蓝牙NB-IoT水表代理节点依然会接收下行连接的所有蓝牙水表的数据。该发明专利的蓝牙水表组，当水表自动周期上传数据时效率较高，但在响应服务器请求上传单个数据时，依然上传全部水表的数据，这将导致传输数据和传输过程变得比较冗余。

实用新型内容

为解决上述现有技术方案中的不足，本实用新型提出了一种具有蓝牙通信功能的NBIoT水表，用于解决水表上传数据时传输数据冗余的问题。

本实用新型的技术方案为：

一种具有蓝牙通信功能的NBIoT水表，包括外壳、NBIoT通信模块、蓝牙模块、电源、水流量计量模块和主控芯片，所述NBIoT通信模块、蓝牙模块、水流量计量模块和主控芯片均安装在外壳内，所述NBIoT通信模块与服务器端建立通信连接，所述水流量计量模块用于计量流过水表的水流量，所述NBIoT通信模块、蓝牙模块和水流量计量模块均与主控芯片连接，所述电源为其余元器件供电。

作为优选，所述蓝牙模块与多个其他水表的蓝牙模块建立通信连接。

作为优选，还包括存储模块，所述存储模块与蓝牙模块连接，所述储存模块与主控芯片连接。

作为优选，还包括液晶屏和按键，所述液晶屏与按键均与主控芯片连接，所述液晶屏与按键均安装在外壳上。

作为优选，还包括射频充值模块，所述射频充值模块与NBIoT通信模块连接，所述射频充值模块安装在外壳上。

作为优选，还包括电压监测电路，所述电压监测电路检测电源的供电电压，所述电压监测电路与主控芯片连接。

作为优选，所述电压监测电路包括比较器A1、比较器A2、三极管Q1、三极管Q2、二极管V1、二极管V2、二极管V3、二极管V4、二极管V5、发光二极管V6、发光二极管V7、电容C1、电容C2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6和电阻R7，

所述比较器A1输入引脚2与电阻R3第一端连接，所述电阻第二端作为电源输入端VCC1，所述比较器A1输入引脚3经过电阻R1与电源输入端VCC1连接，所述比较器A1输入引脚3与比较器A2输入引脚1连接，所述比较器A1输出引脚8与电源输入端VCC1连接，所述比较器A1接地引脚4接地，所述比较器A1输出引脚1与二极管V2阳极连接，所述二极管V2阴极与二极管V3阳极连接，所述二极管V3阴极经过电阻R4与三极管Q1基极连接，所述比较器A2输入引脚5接地，所述比较器A2输出引脚7与二极管V4阳极连接，所述二极管V4阴极与二极管V5阳极连接，所述二极管V5阴极经过电阻R5与三极管Q2基极连接，

所述三极管Q1基极经过电阻R6接地，所述三极管Q1发射极接地，所述三极管Q1集电极与发光二极管V6阴极连接，所述发光二极管V6阳极与电源输入端VCC1连接，所述三极管Q2基极经过电阻R7接地，所述三极管Q2发射极接地，所述三极管Q2集电极与发光二极管V7阴极连接，所述发光二极管V7阳极与电源输入端VCC1连接，

所述电源输入端VCC1经过电容C1接地，所述电阻R1经过电容C2接地，所述电容C2和电阻R1的连接点与二极管V1阴极连接，所述二极管V1阳极接地，所述电源输入端VCC1经过电阻R2接地。

作为优选，还包括蜂鸣器，所述蜂鸣器与主控芯片连接，所述蜂鸣器安装在外壳上。

作为优选，所述电源为电池或者外接电源。

作为优选，所述主控芯片为低功耗蓝牙芯片。

本实用新型的有益效果包括：多个水表通过蓝牙模块互相建立蓝牙通信连接，当水表自动周期性上传数据时，会由一个水表先收集到其余水表的数据，然后再一同将所有水表数据上传至服务器，以减少同一时间段中水表对服务器的访问次数，降低服务器负荷。同时，多个水表均与主站服务器NBIoT通信连接，当用户需要单个水表的数据时，主站服务器下发指令到特定水表，特定水表上传水表数据，与水表自动上传数据时不同，指定单个水表上传数据时不会携带和收集其他水表数据，过程简单高效。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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。

附图1为一种具有蓝牙通信功能的NBIoT水表的功能结构示意图。

附图2为一种具有蓝牙通信功能的NBIoT水表中电压监测电路图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

参看附图1，本实施例中的一种具有蓝牙通信功能的NBIoT水表，包括外壳、NBIoT通信模块、蓝牙模块、电源、水流量计量模块和主控芯片，NBIoT通信模块、蓝牙模块、水流量计量模块和主控芯片均安装在外壳内，NBIoT通信模块与服务器端建立通信连接，水流量计量模块用于计量流过水表的水流量，NBIoT通信模块、蓝牙模块和水流量计量模块均与主控芯片连接，电源为其余元器件供电。蓝牙模块与多个其他水表的蓝牙模块建立通信连接。每个水表的NBIoT通信模块用于将水表的数据上传至服务器和水表接收服务器的指令，水表的蓝牙模块用于接收其余水表的数据，水表还包括存储模块，存储模块与蓝牙模块连接，储存模块与主控芯片连接，储存模块用于保存水表接收到的其余水表的数据，水表还包括液晶屏和按键，液晶屏与按键均与主控芯片连接，液晶屏与按键均安装在外壳上，液晶屏显示水表的工作数据，水表还包括射频充值模块，射频充值模块与NBIoT通信模块连接，射频充值模块安装在外壳上，用户通过射频充值模块进行插卡充值，射频充值模块的数据信息通过NBIoT通信模块发送至服务器上。水表使用电池为其余模块供电，其中主控芯片为低功耗蓝牙芯片，型号为CH582蓝牙SOC芯片。水表还包括蜂鸣器和电压监测电路，蜂鸣器与主控芯片连接，蜂鸣器安装在外壳上，当电源电压超过安全电压范围时，主控芯片给蜂鸣器下发指令，蜂鸣器蜂鸣。电压监测电路检测电源的供电电压，电压监测电路中的三极管Q1和三极管Q2的集电极均与主控芯片连接，电压监测电路中的比较器的型号均为LM358。

其中，电压监测电路包括比较器A1、比较器A2、三极管Q1、三极管Q2、二极管V1、二极管V2、二极管V3、二极管V4、二极管V5、发光二极管V6、发光二极管V7、电容C1、电容C2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6和电阻R7，

所述比较器A1输入引脚2与电阻R3第一端连接，所述电阻第二端作为电源输入端VCC1，所述比较器A1输入引脚3经过电阻R1与电源输入端VCC1连接，所述比较器A1输入引脚3与比较器A2输入引脚1连接，所述比较器A1输出引脚8与电源输入端VCC1连接，所述比较器A1接地引脚4接地，所述比较器A1输出引脚1与二极管V2阳极连接，所述二极管V2阴极与二极管V3阳极连接，所述二极管V3阴极经过电阻R4与三极管Q1基极连接，所述比较器A2输入引脚5接地，所述比较器A2输出引脚7与二极管V4阳极连接，所述二极管V4阴极与二极管V5阳极连接，所述二极管V5阴极经过电阻R5与三极管Q2基极连接，

三极管Q1基极经过电阻R6接地，三极管Q1发射极接地，三极管Q1集电极与发光二极管V6阴极连接，发光二极管V6阳极与电源输入端VCC1连接，三极管Q2基极经过电阻R7接地，三极管Q2发射极接地，三极管Q2集电极与发光二极管V7阴极连接，发光二极管V7阳极与电源输入端VCC1连接，

电源输入端VCC1经过电容C1接地，电阻R1经过电容C2接地，电容C2和电阻R1的连接点与二极管V1阴极连接，二极管V1阳极接地，电源输入端VCC1经过电阻R2接地。

电压监测电路包括稳压部分、比较部分和指示部分，用于对电压监测，当电压不在安全范围内时，发光二极管发光，通过调节电阻R3可以调节安全电压范围的下限值，调节电阻R2可以调节安全电压范围的上限值。当电源电压超过安全电压范围上限值时，比较器A2翻转输出高电平，二极管V4和二极管V5导通，高电平输出至三极管Q2的基极，三极管Q2导通，最终使得发光二极管V7被点亮。同理，当电源电压低于安全电压范围下限值时，发光二极管V6被点亮。

本实施例中对于水表上传数据至服务器的两种方式进行说明，来说明水表同时设置NBIoT通信模块和蓝牙模块的有益效果。其中一种方式是水表自动周期性的上传数据至服务器，另一种方式是服务器下发指令到指定的水表中，指定水表上传数据至服务器。

第一种方式中水表以间隔时间t周期性自动发送数据给主站服务器，首先是通过蓝牙通信将若干个水表的数据汇集至一个指定水表中，然后是将指定水表中的所述水表的数据通过NBIoT通信发送至服务器。每个水表设置有编号，编号从1至N，N表示水表总数量。同时水表中的蓝牙天线的工作模式分为主机模式和从机模式，蓝牙天线工作在主机模式下的水表记为主机水表，蓝牙天线工作在从机模式下的水表记为从机水表，水表组中的所有水表被设置为一个主机水表和若干个从机水表，主机水表作为指定水表来接收从机水表采集的数据，每间隔时间t，从机水表通过水流量计量模块获取水表读数，并发送数据给主机水表，主机水表发送自身数据和从机水表的数据至服务器。发送的数据包括水表的编号和对应水表计量的水流量值和工作状态。每间隔时间t后更改每个水表中蓝牙天线的工作模式，使得每一个水表均会成为主机水表，并且主机水表根据水表的编号依序进行更换，以避免单个水表的过度损耗。优选的，通过一天内每个水表均有一次上传数据的机会来确定间隔时间t，以平均一天内每个水表的上传数据次数，避免了一个水表多次进行数据上传而劳损，第一种方式用于水表周期性自动上传数据，并且先将从机水表的数据汇集至主机水表中，然后主机水表将所有数据发送至服务器，大大的降低了水表访问服务器的次数，降低了服务器负荷。

在水表上传数据至服务器的第二种方式中，所有水表均与服务器建立有NBIoT通信连接，当用户端只需要某个特定水表的数据时，服务器通过NBIoT通信模块下发指令给特定水表，特定水表的蓝牙工作模块变为主机模式，特定水表接收到指令后将计量的水表数据上传至服务器，第二种方式能够只发送特定水表的数据，不会采集所有的水表数据进行总和后上传，这提高了数据传输的简洁性。

以上实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种具有蓝牙通信功能的NBIoT水表，其特征在于，包括：

外壳、NBIoT通信模块、蓝牙模块、电源、水流量计量模块、存储模块、液晶屏、按键、射频充值模块、电压监测电路和主控芯片，所述NBIoT通信模块、蓝牙模块、水流量计量模块和主控芯片均安装在外壳内，所述NBIoT通信模块与服务器端建立通信连接，所述水流量计量模块用于计量流过水表的水流量，所述NBIoT通信模块、蓝牙模块和水流量计量模块均与主控芯片连接，所述电源为其余元器件供电；所述蓝牙模块与多个其他水表的蓝牙模块建立通信连接；所述存储模块与蓝牙模块连接，所述存储模块与主控芯片连接；所述液晶屏与按键均与主控芯片连接，所述液晶屏与按键均安装在外壳上；所述射频充值模块与NBIoT通信模块连接，所述射频充值模块安装在外壳上；所述电压监测电路与主控芯片连接，用于检测电源的供电电压；

所述电压监测电路具体包括比较器A1、比较器A2、三极管Q1、三极管Q2、二极管V1、二极管V2、二极管V3、二极管V4、二极管V5、发光二极管V6、发光二极管V7、电容C1、电容C2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6和电阻R7，所述比较器A1输入引脚2与电阻R3第一端连接，所述电阻第二端作为电源输入端VCC1，所述比较器A1输入引脚3经过电阻R1与电源输入端VCC1连接，所述比较器A1输入引脚3与比较器A2输入引脚1连接，所述比较器A1输出引脚8与电源输入端VCC1连接，所述比较器A1接地引脚4接地，所述比较器A1输出引脚1与二极管V2阳极连接，所述二极管V2阴极与二极管V3阳极连接，所述二极管V3阴极经过电阻R4与三极管Q1基极连接，所述比较器A2输入引脚5接地，所述比较器A2输出引脚7与二极管V4阳极连接，所述二极管V4阴极与二极管V5阳极连接，所述二极管V5阴极经过电阻R5与三极管Q2基极连接，所述三极管Q1基极经过电阻R6接地，所述三极管Q1发射极接地，所述三极管Q1集电极与发光二极管V6阴极连接，所述发光二极管V6阳极与电源输入端VCC1连接，所述三极管Q2基极经过电阻R7接地，所述三极管Q2发射极接地，所述三极管Q2集电极与发光二极管V7阴极连接，所述发光二极管V7阳极与电源输入端VCC1连接，所述电源输入端VCC1经过电容C1接地，所述电阻R1经过电容C2接地，所述电容C2和电阻R1的连接点与二极管V1阴极连接，所述二极管V1阳极接地，所述电源输入端VCC1经过电阻R2接地。

2.如权利要求1所述的一种具有蓝牙通信功能的NBIoT水表，其特征在于，还包括蜂鸣器，所述蜂鸣器与主控芯片连接，所述蜂鸣器安装在外壳上。

3.如权利要求1所述的一种具有蓝牙通信功能的NBIoT水表，其特征在于，所述电源为电池或者外接电源。

4.如权利要求1所述的一种具有蓝牙通信功能的NBIoT水表，其特征在于，所述主控芯片为低功耗蓝牙芯片。