WO2012100686A1 - 物联网智能燃气表及其控制系统 - Google Patents

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WO2012100686A1
WO2012100686A1 PCT/CN2012/070312 CN2012070312W WO2012100686A1 WO 2012100686 A1 WO2012100686 A1 WO 2012100686A1 CN 2012070312 W CN2012070312 W CN 2012070312W WO 2012100686 A1 WO2012100686 A1 WO 2012100686A1
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data
internet
gas meter
signal
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邵泽华
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Shao Zehua
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    • G05D7/06Control of flow characterised by the use of electric means
    • G05D7/0617Control of flow characterised by the use of electric means specially adapted for fluid materials
    • G05D7/0629Control of flow characterised by the use of electric means specially adapted for fluid materials characterised by the type of regulator means
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F15/00Details of, or accessories for, apparatus of groups G01F1/00 - G01F13/00 insofar as such details or appliances are not adapted to particular types of such apparatus
    • G01F15/06Indicating or recording devices
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    • G01F15/063Indicating or recording devices for remote indication using electrical means
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    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D4/00Tariff metering apparatus
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    • G01F15/075Integration to give total flow, e.g. using mechanically-operated integrating mechanism using electrically-operated integrating means
    • G01F15/0755Integration to give total flow, e.g. using mechanically-operated integrating mechanism using electrically-operated integrating means involving digital counting
    • GPHYSICS
    • G07CHECKING-DEVICES
    • G07FCOIN-FREED OR LIKE APPARATUS
    • G07F15/00Coin-freed apparatus with meter-controlled dispensing of liquid, gas or electricity
    • G07F15/001Coin-freed apparatus with meter-controlled dispensing of liquid, gas or electricity for gas
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    • Y04INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04SSYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S20/00Management or operation of end-user stationary applications or the last stages of power distribution; Controlling, monitoring or operating thereof
    • Y04S20/30Smart metering, e.g. specially adapted for remote reading

Definitions

  • the invention relates to a smart gas meter, and more particularly to an Internet of Things smart gas meter and a control system thereof. Background technique
  • the former two types of billing gas meters have the characteristics of pre-purchasing gas charges, and the user must hold the IC card to the designated location to re-purchase the gas and complete the corresponding gas transmission function to restore the gas supply characteristics, but the IC card and gas There are artificial unreliable factors in the data exchange, and the gas price does not have real-time control defects, such as the gas price adjustment of the gas supplier. The latter saves data transcripts, gas collection difficulties, and gas providers are not easy to control the use of gas for gas consumers.
  • the settlement method of the IC card gas meter is to use the gas volume (party) for settlement; the gas company sells the gas meter in advance; the user deposits the purchased gas meter into the gas meter.
  • the disadvantages of this method are: When the gas price is adjusted The gas company cannot adjust the remaining gas volume in the gas meter to the new price, which has a lag, which will cause the user to hoard the gas and cause losses to the gas company.
  • the traditional membrane gas meter _i ⁇ meter reading because of the time-to-door meter reading, can not adjust the price at the same time; ic card table price adjustment has a lag, the user first purchase gas caused by suffocation.
  • the remote control gas meter used on the market is recorded in volume units. When the gas price in the gas meter is adjusted remotely, the remaining gas volume in the gas meter will occur.
  • the gas meters of these structures are point-to-point transmission modes, that is, the gas meters transmit data to the meter reading through wired or wireless means.
  • the gas meter of the structure can not solve the technical problems of adjusting the gas price in real time, timely reporting the data in the gas meter used by the gas user, and centralized management. Book
  • the present invention provides an IoT smart gas meter, which comprises a base meter, a CPU control module and a data transmission module, and a gas source output port is arranged on the base table. With the input port, an electromechanical valve is installed near the gas source input port.
  • the CPU control module is respectively connected to the data transmission module and the base table, and sends a control signal to the base table, and the CPU control module can adjust the gas consumption standard of the base table, wherein the CPU control module includes an EEPR0M data storage; the data transmission
  • the module indirectly connects to the Internet of Things, and is connected to a remote computer management system through the Internet of Things.
  • the data transmission module receives the control signal from the remote computer management system and feeds back to the computer management system the gas information of the gas meter issued by the CPU control module.
  • the data transmission module includes a signal transmitter and a signal receiver, and the signal receiver exchanges data with the CPU control module through a data command bus, and the signal transmitter is connected to the data concentrator by wireless or wired Connection, the data concentrator connects to each other through a network communication protocol Networking, the gas state data collected from the gas meter is sent to the computer management system in the form of data packets through the Internet; the computer management system sends the control signals to the data concentrator through the Internet in the form of data packets, and the data concentrator passes The wired or wireless transmission method transmits the received control signal to the data transmission module on the gas meter.
  • the data command bus is an RS485 bus
  • the network communication protocol is a TCP eight P communication protocol or a UDP communication protocol.
  • the invention may also be: the wireless transmission mode is an infrared signal, a photoelectric signal, an ultrasonic signal, and a clear 3
  • microwave signal and GPRS signal any one of microwave signal and GPRS signal; the wired transmission mode described in the book is any one of optical transmission, power carrier, RS232 bus, RS485 bus, M-BUS instrument bus and CAN bus.
  • the data packet received and sent by the data concentrator is a data packet encrypted by the CPU control module, and the signal transmitter packs the signal when the signal is transmitted, and after receiving the external signal, the signal receiver receives the external signal.
  • the unpacked-to-executable operational instructions are transferred to the CPU control module for decryption and operation via the data command bus.
  • the CPU control module further includes a FLASH program memory, configured to store a control program running in the CPU control module, and through the specification of the program in the FLASH program memory, the gas meter completes signal reception and feedback. Processing work.
  • the CPU control module mainly includes a CPU controller, and the CPU controller is respectively connected with the counting clarinet sampling circuit, the electromechanical valve control circuit, the buckle circuit, and the liquid crystal display circuit; The controller is connected to the counting reed switch in the base table by the counting reed switch sampling circuit.
  • the CPU controller controls the opening and closing of the electromechanical valve through the electromechanical valve control circuit and the electromechanical valve.
  • the CPU controller passes the liquid crystal display circuit and the liquid crystal display.
  • the screen is connected and controls the data displayed on the liquid crystal display.
  • the CPU controller is connected to the EEPR0M data memory through the deduction circuit, and the deduction circuit is used to perform the deduction processing on the gas meter.
  • Another aspect of the present invention provides a control system for an Internet of Things smart gas meter, wherein the control system is composed of a plurality of IoT smart gas meters, at least one data concentrator, and a remote computer management system, wherein each object As a node in the control system, the networked smart gas meter is connected to the data concentrator and transmits its own data to the data concentrator.
  • the data concentrator collects the data of multiple nodes and accesses the Internet through the Internet of Things interface. Transfer data to a computer management system.
  • the Internet of Things interface is any one of a telephone line dialing interface, a fiber broadband interface, an ADSL interface and a GPRS interface.
  • a further technical solution is: the computer management system is integrated with a charging management system and a gas meter working state management system,
  • the charge management system includes:
  • Basic data module It can be used to realize the functions of management station setting, area setting, table type setting, payment type setting, manufacturer setting, administrator setting, and invoice format setting.
  • Gas sales business management module It can be used to realize the functions of gas users to open accounts, pay, refund and ventilating operations;
  • Financial statement management module It can be used to realize the basic information report of gas consumers, the payment information report of gas users, the report of meter reading information of gas users, and the production of daily statements, monthly statements and annual reports.
  • the working status management system of gas meters includes:
  • Area management module It can be used to implement the functions of setting management station, setting management cell, setting management unit, and setting management building;
  • User Management Module It can be used to realize the function of selling, transferring and modifying the basic information of gas consumers for gas consumers;
  • Use state management module Used to realize the query function of historical state and real-time state, wherein the historical state query is remote switch valve history query, remote meter reading history query, network payment history query, gas Price adjustment history query; Instant status inquiry is low air volume alarm inquiry, high and low voltage protection inquiry, over current protection inquiry, timeout protection inquiry, strong magnetic protection inquiry, remaining amount inquiry, accumulated gas inquiry, accumulated recharge amount inquiry, instant gas price Inquire;
  • Maintenance Management Module It can be used to clear high and low voltage faults, clear overcurrent faults, clear timeout faults, and clear magnetic disturbance faults.
  • Table change management module It can be used to realize the function of querying the fault table information, recording new table information and data transfer.
  • the application of the Internet of Things on the gas meter control system enables each terminal device to be controlled, and each terminal device can communicate and access the Internet through the Internet of Things.
  • the control terminal and the gas meter terminal are not only controlled point-to-point, but also realize remote control management and price adjustment, charge network, and settle in the form of amount on the terminal gas meter, avoiding the user's anger caused by the purchase of the gas number.
  • the invention provides an Internet of Things smart gas meter and a control system thereof, which are suitable for use in a gas use network in various regions, and have a wide range and are easy to popularize.
  • Figure 1 is a block diagram showing the structure of a gas meter in Embodiment 1 and Embodiment 1 of the present invention
  • FIG. 1 is a block diagram showing a connection of a remote control structure implemented in Embodiment 1 and Embodiment 2 of the present invention
  • FIG. 3 is a structural block diagram of a CPU control module in Embodiment 1 and Embodiment 1 of the present invention
  • Block diagram of the gas meter control system
  • FIG. 5 is a block diagram showing the structure of a computer management system in Embodiment 3 of the present invention. detailed description
  • the Internet of Things uses information sensing devices such as radio frequency identification, infrared sensors, global positioning systems, and laser scanners to connect the gas meter as a terminal to communicate with the Internet in accordance with a contractual agreement for information exchange and communication.
  • IoT uses information sensing devices such as radio frequency identification, infrared sensors, global positioning systems, and laser scanners to connect the gas meter as a terminal to communicate with the Internet in accordance with a contractual agreement for information exchange and communication.
  • a network that identifies, locates, tracks, monitors, and manages.
  • an installation method of an IoT smart gas meter includes: a base meter, a CPU control module and a data transmission module, and a gas source output port is arranged on the base table.
  • the input port, the gas source input port is equipped with an electromechanical valve CPU control module respectively connected to the data transmission module and the base table, and sends a control signal to the base table, and the CPU control module can adjust the gas consumption standard of the base table, the CPU
  • the control module includes an EEPR0M data storage; the data transmission module is indirectly connected to the Internet of Things, and is connected to a remote computer management system through the Internet of Things, and the data transmission module is configured to receive control signals from the remote computer management system and manage the data to the computer.
  • the system feeds back the gas information of the gas meter issued by the CPU control module.
  • the data transmission module preferentially sets two components of a signal transmitter and a signal receiver.
  • the signal receiver exchanges data with the CPU control module through a data command bus, wherein the data command bus preferably adopts an RS485 bus.
  • the signal transmitter is connected to the data concentrator by means of a wire, the data concentrator is connected to the Internet through a network communication protocol, and the network communication protocol can adopt a UDP communication protocol; the collected gas state data from the gas meter is transmitted through the Internet to the data.
  • the packet is sent to the computer management system; the computer management system sends the control signal to the data concentrator via the Internet in the form of a data packet, and the data concentrator transmits the received control signal to the data transmission module on the gas meter through wireless transmission.
  • the wireless transmission method can be used in optical fiber transmission, power carrier, RS232 bus, RS485 bus, depending on the needs of the place of use.
  • the M-BUS instrument bus and the CAN bus are selected, but according to the demand of the use place and the prevalence of the current wired signal transmission, it is preferable to use optical fiber transmission. As shown in FIG.
  • the data packet received and sent by the data concentrator is a data packet encrypted by the CPU control module
  • the signal transmitter packs the signal when the signal is transmitted, and after receiving the external signal, the signal receiver converts the packet into a
  • the executed instructions are transmitted to the CRJ control module for decryption and operation through the data command bus.
  • the CPU control module further includes a FLASH program memory for storing the CPU control module
  • the control program of the line through the specification of the program in the FLASH program memory, the gas meter completes the processing of signal reception and feedback, and can store the received book value command in the EPPR0M data memory, and the EPPR0M data memory can also be stored.
  • the CPU control module mainly includes a CPU controller, and the CPU controller is respectively connected with the counting clarinet sampling circuit, the electromechanical valve control circuit, the buckle circuit, and the liquid crystal display circuit;
  • the reed pipe sampling circuit is connected with the counting reed switch in the base table, and the electromechanical valve control circuit is connected with the electromechanical valve to control the opening and closing of the electromechanical valve, and the liquid crystal display circuit is connected to the liquid crystal display to control the data displayed on the liquid crystal display.
  • the buckle circuit is connected with the EEPR0M data memory, and the gas meter is processed by the buckle number circuit in combination with the buckle circuit.
  • an IoT smart gas meter provided by the present invention has another embodiment of the technical solution: including a base meter, a CPU control module and a data transmission module, and the base table is provided with gas.
  • the source output port and the input port are provided with an electromechanical valve near the gas source input port, and the CPU control module is respectively connected with the data transmission module and the base table, and sends a control signal to the base table, and the gas control amount of the base table can be adjusted by the CPU control module.
  • the CPU control unit module includes an EEPR0M data memory; the data transmission module is indirectly connected to the Internet of Things, and is connected to a remote computer management system through an Internet of Things, and the data transmission module receives control from a remote computer management system.
  • the signal and the gas information of the gas meter issued by the CPU control module are fed back to the computer management system.
  • the data transmission module preferentially sets two components of a signal transmitter and a signal receiver.
  • the signal receiver exchanges data with the CPU control module through a data command bus, wherein the data command bus preferably adopts an RS485 bus.
  • the signal transmitter is said wirelessly
  • the data concentrator Connected to the data concentrator, the data concentrator is connected to the Internet through a network communication protocol, and the network communication protocol preferably adopts the TCP P communication protocol; the centralized book is sent from the gas state data of the gas meter through the Internet as a data packet.
  • the computer management system sends the control signal to the data concentrator through the Internet in the form of a data packet, and the data concentrator transmits the received control signal to the data transmission module on the gas meter through wireless transmission.
  • the wireless transmission method may adopt any one of an infrared signal, a photoelectric signal, an ultrasonic signal, a microwave signal, and a GPRS signal according to different needs of the use place, and different signal transmission methods can achieve different effects, so it is necessary to Use places and areas to choose.
  • the data packet received and sent by the data concentrator is a data packet encrypted by the CPU control module, and the signal transmitter packs the signal when the signal is transmitted, and after receiving the external signal, the signal receiver converts the packet into a
  • the executed operation instructions are transmitted to the CPU control module for decryption and operation through the data command bus.
  • the CPU control module further includes a FLASH program memory for storing a control program running in the CPU control module.
  • the gas meter completes the processing of signal reception and feedback, and can receive the received gram.
  • the value instruction is stored in the EPPR0M data memory.
  • the EPPR0M data memory can also store the identification code (ID), user table number, user password, accumulated recharge amount, accumulated remaining amount, accumulated gas consumption, purchase price, alarm amount, and gas meter. Information such as working status. As shown in FIG.
  • the CPU control module mainly includes a CPU controller, and the CPU controller is respectively connected with a counting reed pipe sampling circuit, an electromechanical valve control circuit, a buckle circuit, and a liquid crystal display circuit;
  • the reed pipe sampling circuit is connected with the counting clarinet in the base table, and the electromechanical valve control circuit is connected with the electromechanical valve to control the opening and closing of the electromechanical valve, and the liquid crystal display circuit is connected with the liquid crystal display and controls the display of the liquid crystal display.
  • the data is connected to the EEPR0M data memory through the buckle circuit, and the gas meter is processed by the buckle number circuit in combination with the buckle circuit.
  • This embodiment is a more excellent embodiment of the present invention as compared with the first embodiment.
  • Embodiment 3 As shown in FIG. 4, the present invention provides a control system for controlling the Internet of Things smart gas meter according to claim 1, wherein the control system is composed of a plurality of IoT smart gas meter terminals and data sets. And the remote computer management system, the control system embodiment introduced in this embodiment is a relatively simple control, so only one data concentrator is used in the entire control system, if the network is used in a particularly large gas Multiple data concentrators can be connected to each other to form an Internet of Things with the gas meter using the terminal.
  • Each of the IoT smart gas meter terminals is a node in the control system, the node is connected with the data concentrator and transmits its own data to the data concentrator, and the data concentrator collects the data of the plurality of nodes,
  • the networked interface accesses the Internet to transmit data to the computer management system, wherein the Internet of Things interface can be selected among the telephone line dialing interface, the optical fiber broadband interface, the ADSL interface and the GPRS interface according to different places of use, but according to the current interface for accessing the Internet For the universal analysis, it is easier to implement the optical fiber broadband and the ADSL interface. Therefore, the use of the above two network interfaces is more conducive to the implementation of the technical solution provided by the present invention.
  • a computer management system integrates a charging management system and a gas meter working state management system, wherein the charging management system includes: Instruction manual
  • Basic Data Module Can be used to implement management site settings, locale settings, table type settings, payment type settings, manufacturer settings, administrator settings, and invoice format settings.
  • Gas sales management module It can be used to realize the functions of gas users to open accounts, pay, refund and ventilating operations.
  • Financial statement management module It can be used to realize the basic information report of gas consumers, the report of payment of gas users, the report of meter reading by gas users, and the production of daily reports, monthly statements and annual reports.
  • the gas meter working status management system includes:
  • Area Management Module It can be used to implement the functions of setting management station, setting management cell, setting management unit, and setting management building.
  • User Management Module It can be used to realize the function of selling, transferring and modifying the basic information of gas consumers.
  • Use state management module It is used to realize the query function of historical state and real-time state, wherein the historical state query is remote switch valve history query, remote meter reading history query, online payment history query, gas price adjustment history query; Low air volume alarm inquiry, high and low voltage protection inquiry, over current protection inquiry, timeout protection inquiry, strong magnetic protection inquiry, remaining amount inquiry, accumulated gas inquiry, accumulated recharge amount inquiry, instant gas price inquiry.
  • Maintenance Management Module It can be used to clear high and low voltage faults, clear overcurrent faults, clear timeout faults, and clear magnetic interference faults.
  • Table change management module It can be used to realize the function of recording fault table information query, recording new table information and data transfer.
  • the signal receiver in the data transmission module of the gas meter terminal collects signals and commands through wired and wireless transmission methods, and one case is to adjust the unique identification in the EEPR0M data memory through the CPU control module.
  • Code UD Code UD
  • user table number user password
  • Information such as recharge amount, accumulated remaining amount, accumulated gas consumption, purchase gas unit price, alarm amount, gas meter terminal working status, etc., and encrypt it, and then encrypt the information according to the established communication protocol through the signal transmitter in the data transmission module.
  • the data is packaged and sent to the Internet, and the data packets are forwarded to the gas company management system on the Internet.
  • the information such as over-flow, magnetic interference, and the like are encrypted, and the encrypted abnormality is packaged and sent to the management system through the signal transmitter in the data transmission module.
  • the real-time gas price adjustment according to the present invention is realized by: when the gas supplier needs to adjust the gas price in real time, using the control signal sent by the management system to the signal receiver transmitter in the data transmission module of the gas meter terminal, The encryption command is transmitted to the CPU controller in the CPU control module through the RS485 bus, and the CPU controller decrypts the encrypted command and combines the buckle circuit to control the base table to perform gas price adjustment. After the gas price is adjusted, the EPPR0M data storage is simultaneously updated. The amount of recharge, the deduction circuit is deducted according to the new gas price standard.
  • the first use postpaid function of the present invention is realized as follows: When the gas consumer uses the gas, the usage data and the record are stored in the EEPR0M data storage, and when the user pays the gas usage fee to the gas provider, the gas provider Through the control module to retrieve the information in the data memory, the function of charging after use first can be realized, and the data is accurate in real time.
  • the signal receiver in the data transmission module of the gas meter terminal unpacks the data packet sent from the computer management system via the Internet, and transmits the unpacked data to the CPU controller through the RS485 bus for decryption, and further
  • the CPU controller stores the payment information of the gas consumer into the EEPR0M data memory, and realizes the recharge of the gas meter.
  • the real-time query of the gas information, the real-time adjustment of the gas price, and the like can also be realized in the same manner. .
  • the data transmitted by the IoT smart gas meter on the Internet of Things and the Internet needs to be encrypted and decrypted.
  • the key can be set by the gas company, can be replaced at any time, and updated to the gas meter terminal.
  • the computer management system sends a package key change command to the gas meter terminal, and the signal receiver in the data transmission module restores the unpacked to an operable key change command and sends it to the CPU controller for processing to realize the gas.
  • Table key update function
  • network management can be realized between the business outlets of the gas provider, and the user resources are shared through the Internet, so that the user does not have to pay a fixed place to pay the fee.
  • the payment is more convenient and fast, and the function of the computer management system to call the gas meter information for management and the gas meter terminal gas usage to the management system to understand the specific use of the terminal can also be realized.

Description

说 明 书
物联网智能燃气表及其控制系统 技术领域
本发明涉及一种智能燃气表, 更具体的说, 主要一种物联网智能燃气表及 其控制系统。 背景技术
目前国内能源价格正在与国际接轨, 由于国际油气紧张, 造成价格波动频 繁, 需要即时调整燃气收费价格, 因此对计量燃气表提出了更高的要求, 其目 的在于要实现燃气计量、 控制、 收费与管理等功能, 但是国内目前所生产的燃 气表从付费方式上可划分为两类: 一是先付费再使用, 比如 IC卡燃气表, 二是 先使用后付费, 比如普通膜式燃气表等。 上述两种计费方式的燃气表前者具有 预购气费用完即停气、 用户须持 IC卡到指定地点再购气并完成相应的输气功能 后方能恢复供气的特点, 但 IC卡与燃气表在进行数据交换时存在人为的不可靠 因素, 用气气价不具实时控制的缺陷, 例如遇燃气提供方的气价调整。 后者存 夺数据抄录、 气费收取困难、 燃气提供方在对于燃气使用方的燃气使用上不易 掌控。 IC卡燃气表的结算方式是采用气量(方) 进行结算; 燃气公司提前出售 燃气方数; 用户把已买燃气方数存入燃气表, 这种方式带来的弊端是: 当燃气 价格调整时, 燃气公司无法对燃气表内的剩余气量按新的价格进行调整, 具有 滞后性, 这就会造成用户可以囤积燃气, 给燃气公司造成损失。 而传统的膜式 燃气表 _i ^抄表, 因逐户抄表有个时间段, 无法同一时间调价; ic卡表调价则 具有滞后性, 用户先购气造成囤气。 而目前市面上所使用的远控燃气表以体积 为单位进行记录, 当远程调整燃气表内气价时, 燃气表内的剩余气量会发生体 积变化, 就会出现用户购气量与用户能够使用的气量不一致, 使体积计量方式 出现矛盾, 同时可能带来用户与燃气公司的纠纷。 . 除此以外市场上也陆续出现了形形色色的远抄燃气表、 远控燃气表, 但这 些结构的燃气表都是点对点的传输模式, 即燃气表通过有线或者无线的方式将 数据传输到抄表员的手抄器, 或者传输到小区集中器。 因为是点对点传输且无 线信号极易受到外界频率和建筑物千扰, 导致数据抄收率很不理想。 因此现有 说
结构的燃气表均不能解决即时调整燃气价格、 及时反馈燃气使用方使用的燃气 表内数据以及集中化管理等技术问题。 书
发明内容 本发明的目的之一在于解决上述不足, 提供一种基于物联网传输, 且使用 配套网络化管理系统的一种物联网智能燃气表及其控制系统。 为解决上述的技术问题, 本发明采用以下技术方案: 本发明一方面提供了一种物联网智能燃气表, .包括基表、 CPU控制模块与数 据传输模块, 基表上设置有气源输出口与输入口, 气源输入口附近装有机电阀,
CPU控制模块分別连接数据传输模块与基表, 并向基表发送控制信号, 通过 CPU 控制模块可调整基表的燃气用量标准, 所述的 CPU控制模块中包括 EEPR0M数据 存储器; 所述的数据传输模块间接连接物联网, 通过物联网与远程的计算机管 理系统相连接, 数据传输模块接收来自于远程计算机管理系统的控制信号以及 向计算机管理系统反馈 CPU控制模块发出的燃气表用气信息。 进一步的技术方案是: 所述的数据传输模块包含信号发射器与信号接收器, 信号接收器通过数据命令总线与 CPU控制模块进行数据交换, 信号发射器通过 无线或有线的方式与数据集中器相连接, 数据集中器通过网络通信协议连接互 联网, 将集中到的来自于燃气表的用气状态数据通过互联网以数据包的形式发 送至计算机管理系统; 计算机管理系统将控制信号通过互联网以数据包形式发 送至数据集中器, 数据集中器通过有线或无线的传输方式将接收到的控制信号 传输至燃气表上的数据传输模块。
更进一步的技术方案是: 所述的数据命令总线为 RS485 总线; 所述的网络 通信协议是 TCP八 P通信协议或 UDP通信协议。
本发明还可以: 所述的无线传输方式为红外信号、 光电信号、 超声波信号、 明 3
微波信号、 GPRS信号当中的任意一种; 所书述的有线传输方式为光紆传输、 电力 载波、 RS232总线、 RS485总线、 M- BUS仪表总线、 CAN总线任意一种。 更进一步的技术方案是: 所述的数据集中器接收与发送的数据包为经 CPU 控制模块加密后的数据包, 信号发射器在信号发射时将信号打包, 信号接收器 在接收外部信号后,解包转换为可执行的操作指令通过数据命令总线传输至 CPU 控制模块中解密并进行操作。 再进一步的技术方案是: 所述的 CPU控制模块还包括 FLASH程序存储器, 用于存储 CPU控制模块中运行的控制程序, 通过对 FLASH程序存储器内程序的 指定, 燃气表了完成信号接收与反馈的处理工作。 还进一步的技术方案是'. 所述的 CPU控制模块中主要包括 CPU控制器, CPU 控制器分別与计数千簧管取样电路、 机电阀控制电路、 扣数电路、 液晶显示电 路相连接; CPU控制器通过计数干簧管取样电路与基表中的计数干簧管相连, CPU 控制器通过机电阀控制电路与机电阀相连控制机电阀的开启与关闭, CPU控制器 通过液晶显示电路与液晶显示屏相连并控制液晶显示屏所显示的数据, CPU控制 器通过扣数电路与 EEPR0M数据存储器相连接, 结合扣数电路对燃气表进行扣数 处理。 本发明另一方面提供了一种物联网智能燃气表的控制系统, 所述的控制系 统由多台物联网智能燃气表、 至少一台数据集中器以及远程计算机管理系统所 组成, 其中每台物联网智能燃气表作为控制系统中的一个节点, 节点与数据集 中器相连接并将其自身的数据传输至数据集中器, 数据集中器将多个节点的数 据收集后, 通过物联网接口接入互联网将数据传输至计算机管理系统。
进一步的技术方案是: 所述的物联网接口是电话线拨号接口、 光纤宽带接 口、 ADSL接口与 GPRS接口当中的任意一种。
更进一步的技术方案是: 所述的计算机管理系统中集成有收费管理系统与 燃气表工作状态管理系统,
其中收费管理系统包括:
基础数据模块: 可用于实现管理站点设置、 区域设—置、 表类型设置、 繳费 类型设置、 生产厂家设置、 管理员设置、 发票格式设置的功能;
售气业务管理模块: 可用于实现燃气使用方开户、 繳费、 退费以及补气操 作的功能;
财务报表管理模块: 可用于实现燃气使用方基本信息报表、 燃气使用方繳 费信息报表、 燃气使用方抄表信息报表以及日报表、 月报表、 年报表的制作; 燃气表工作状态管理系统包括:
区域管理模块: 可用于实现设置管理站点、 设置管理小区、 设置管理单元、 设置管理楼栋的功能;
用户管理模块: 可用于实现为燃气使用方销户、 过户以及修改燃气使用方 基本信息的功能;
使用状态管理模块: 用于实现历史状态与即时状态的查询功能, 其中历史 状态查询是远程开关阀历史查询、 远程抄表历史查询、 联网缴费历史查询、 气 价调整历史查询; 即时状态查询是低气量报警查询、 高低压保护查询、 超流保 护查询、 超时保护查询、 强磁保护查询、 剩余金额查询、 累计用气查询、 累计 充值金额查询、 即时气价查询;
维修管理模块: 可用于实现清除高低压故障、 清除超流故障、 清除超时故 障、 清除磁千扰故障的功能;
换表管理模块: 可用于实现记说录故障表信息查询、 记录新表信息、 数据转 存的功能。
与现有技术相比, 本发明的有益效果书是: 将物联网在燃气表控制系统上的 应用实现了每一个终端设备都可以控制, 每一个终端设备都可以通信, 通过物 联网接入互联网使控制端与燃气表终端不仅仅再是点对点的控制, 实现远程控 制管理与调价, 收费网络化, 在终端燃气表上以金额的形式结算, 避免了因以 购气方数计算造成用户囤气, 且本发明提供的一种物联网智能燃气表及其控制 系统适合在各个地区的燃气使用网络中使用, 用范围广, 易于推广。 附图说明
图 i为本发明实施例 1及实施例 1中燃气表结构原理框图;
图 1为本发明实施例 1及实施例 2中实现的远程控制结构连接框图; 图 3为本发明实施例 1及实施例 1中的 CPU控制模块的结构框图; 图 4为本发明实施例 3中燃气表控制系统的结构框图;
图 5为本发明实施例 3中计算机管理系统的模块结构框图。 具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步阐述。 在阐述本发明的各个具体实施例之前, 首先对本发明中反复提到的一个关 键名词 "物联网" 作个说明:
物联网是通过射频识别、 红外感应器、 全球定位系统、 激光扫描器等信息 传感设备, 按约定的协议, 把燃气表作为使用终端与互联网相连接, 进行信息 交换和通信, 以实现智能化识别、 定位、 跟踪、 监控和管理的一种网络。 实施例 1
如图 1 所示, 本发明提供的一种物联网智能燃气表, 其技术方案的一种安 装实施方式为: 包括基表、 CPU控制模块与数据传输模块, 基表上设置有气源输 出口与输入口, 气源输入口附近装有机电阀 CPU控制模块分别连接数据传输模 块与基表, 并向基表发送控制信号, 通过 CPU控制模块可调整基表的燃气用量 标准, 所述的 CPU控制模块中包括 EEPR0M数据存储器; 所述的数据传输模块间 接连接物联网, 通过物联网与远程的计算机管理系统相连接, 数据传输模块用 来接收来自于远程计算机管理系统的控制信号以及向计算机管理系统反馈 CPU 控制模块发出的燃气表用气信息。 所述的数据传输模块中优先设置的是信号发 射器与信号接收器两个部件, 信号接收器通过数据命令总线与 CPU控制模块进 行数据交换, 其中数据命令总线最好采用 RS485 总线。 信号发射器通过有线的 方式与数据集中器相连接, 数据集中器通过网络通信协议连接互联网, 网络通 信协议可以采用 UDP 通信协议; 将集中到的来自于燃气表的用气状态数据通过 互联网以数据包的形式发送至计算机管理系统; 计算机管理系统将控制信号通 过互联网以数据包形式发送至数据集中器, 数据集中器通过无线的传输方式将 接收到的控制信号传输至燃气表上的数据传输模块。 其中无线传输的方式根据 使用场所的不同需求, 可以在光纤传输、 电力载波、 RS232总线、 RS485总线、 M-BUS仪表总线、 CAN总线当中选择, 但根据所述使用场所的需求以及目前有线 信号传输的普遍性, 最好是采用光纤传输。 如图 2所示, 数据集中器接收与发送的数据包为 CPU控制模块加密后的数 据包, 信号发射器在信号发射时将信号打包, 信号接收器在接收外部信号后, 解包转换为可执行的搮作指令通过数据命令总线传输至 CRJ控制模块中解密并 进行操作。 CPU控制模块还包括 FLASH程序存储器, 用于存储 CPU控制模块中运 说
行的控制程序, 通过对 FLASH程序存储器内程序的指定, 燃气表了完成信号接 收与反馈的处理工作,并可以将接收到的克书值指令储存在 EPPR0M数据存储器中, EPPR0M数据存储器还可以存储身份识别码(10 )、 用户表号、 用户密码、 累计充 值金额、 累计剩余金额、 累计用气量、 购气单价、 报警金额、 燃气表工作状态 等信息。 如图 3所示, 所迷的 CPU控制模块中主要包括 CPU控制器, CPU控制器分别 与计数千簧管取样电路、 机电阀控制电路、 扣数电路、 液晶显示电路相连接; 通过计数干簧管取样电路与基表中的计数干簧管相连, 通过机电阀控制电路与 机电阀相连控制机电阀的开启与关闭, 通过液晶显示电路与液晶显示屏相连并 控制液晶显示屏所显示的数据, 通过扣数电路与 EEPR0M数据存储器相连接, 结 合扣数电路对燃气表进行扣数处理。
实施例 2 如图 1 所示, 本发明提供的一种物联网智能燃气表, 其技术方案的另一种 实施方式为: 包括基表、 CPU控制模块与数据传输模块, 基表上设置有气源输出 口与输入口, 气源输入口附近装有机电阀, CPU控制模块分别连接数据传输模块 与基表, .并向基表发送控制信号, 通过 CPU控制模块可调整基表的燃气用量标 准, 所述的 CPU控制机模块中包括 EEPR0M数据存储器; 所述的数据传输模块间 接连接物联网, 通过物联网与远程的计算机管理系统相连接, 数据传输模块接 收来自于远程计算机管理系统的控制信号以及向计算机管理系统反馈 CPU控制 模块发出的燃气表用气信息。 所述的数据传输模块中优先设置的是信号发射器 与信号接收器两个部件, 信号接收器通过数据命令总线与 CPU控制模块进行数 据交换, 其中数据命令总线最好采用 RS485 总线。 信号发射器通过无线的方式 说
与数据集中器相连接, 数据集中器通过网络通信协议连接互联网, 网络通信协 议最好采用 TCP P通信协议; 将集中到的书来自于燃气表的用气状态数据通过互 联网以数据包的形式发送至计算机管理系统; 计算机管理系统将控制信号通过 互联网以数据包形式发送至数椐集中器, 数据集中器通过无线的传输方式将接 收到的控制信号传输至燃气表上的数据传输模块。 其中无线传输的方式根据使 用场所的不同需求, 可以采用红外信号、 光电信号、 超声波信号、 微波信号、 GPRS信号当中的任意一种, 不同的信号传输方式所能达到的效果不同, 因此需 要根据具体的使用场所和地区来进行选择。 如图 2所示, 数据集中器接收与发送的数据包为 CPU控制模块加密后的数 据包, 信号发射器在信号发射时将信号打包, 信号接收器在接收外部信号后, 解包转换为可执行的操作指令通过数据命令总线传输至 CPU控制模块中解密并 进行操作。 CPU控制模块还包括 FLASH程序存储器, 用于存储 CPU控制模块中运 行的控制程序, 通过对 FLASH程序存储器内程序的指定, 燃气表了完成信号接 收与反馈的处理工作,并可以将接收到的克值指令储存在 EPPR0M数据存储器中, EPPR0M数据存储器还可以存储身份识别码(ID )、 用户表号、 用户密码、 累计充 值金额、 累计剩余金额、 累计用气量、 购气单价、 报警金额、 燃气表工作状态 等信息。 如图 3所示, 所述的 CPU控制模块中主要包括 CPU控制器, CPU控制器分别 与计数干簧管取样电路、 机电阀控制电路、 扣数电路、 液晶显示电路相连接; 通过计数千簧管取样电路与基表中的计数千簧管相连, 通过机电阀控制电路与 机电阀相连控制机电阀的开启与关闭, 通过液晶显示电路与液晶显示屏相连并 控制液晶显示屏所显示的数据, 通过扣数电路与 EEPR0M数据存储器相连接, 结 合扣数电路对燃气表进行扣数处理。
本实施例与实施例 1相比较, 为本发明较为优秀的实施方式。
明 9
实施例 3 如图 4所示, 本发明提供的一种用于控制权利要求 1所述的物联网智能燃 气表的控制系统, 所述的控制系统由多台物联网智能燃气表终端与数据集中器 以及远程计算机管理系统所组成, 本实施例中所介绍的控制系统实施方式为较 为筒单的控制, 因此在整个控制系统中只釆用一台数据集中器, 如果在特别大 型的燃气使用网络, 可以采用多台数据集中器相互连接起来, 与使用终端的燃 气表组成物联网。 其中每台物联网智能燃气表终端作为控制系统中的一个节点, 节点与数据集中器相连接并将其自身的数据传输至数据集中器, 数据集中器将 多个节点的数据收集后, 通过物联网接口接入互联网将数据传输至计算机管理 系统, 其中物联网接口根据使用场所的不同, 可以在电话线拨号接口、 光纤宽 带接口、 ADSL接口与 GPRS接口当中选择, 但根据目前接入互联网的接口普遍性 分析, 较容易实现的是光纤宽带与 ADSL接口, 因此采用上述两种网络接口更加 利于本发明提供的技术方案实施。 如图 5 所示, 计算机管理系统中集成有收费管理系统与燃气表工作状态管 理系统, 其中收费管理系统包括: 说 明 书
基础数据模块: 可用于实现管理站点设置、 区域设置、 表类型设置、 缴费 类型设置、 生产厂家设置、 管理员设置、 发票格式设置的功能。
售气业务管理模块: 可用于实现燃气使用方开户、 缴费、 退费以及补气操 作的功能。
财务报表管理模块: 可用于实现燃气使用方基本信息报表、 燃气使用方繳 费信息报表、 燃气使用方抄表信息报表以及日报表、 月报表、 年报表的制作。
燃气表工作状态管理系统包括:
区域管理模块: 可用于实现设置管理站点、 设置管理小区、 设置管理单元、 设置管理楼栋的功能。
用户管理模块: 可用于实现为燃气使用方销户、 过户以及修改燃气使用方 基本信息的功能。
使用状态管理模块: 用于实现历史状态与即时状态的查询功能, 其中历史 状态查询是远程开关阀历史查询、 远程抄表历史查询、 联网繳费历史查询、 气 价调整历史查询; 即时状态查询是低气量报警查询、 高低压保护查询、 超流保 护查询、 超时保护查询、 强磁保护查询、 剩余金额查询、 累计用气查询、 累计 充值金额查询、 即时气价查询。
维修管理模块: 可用于实现清除高低压故障、 清除超流故障、 清除超时故 障、 清除磁干扰故障的功能。
换表管理模块: 可用于实现记录故障表信息查询、 记录新表信息、 数据转 存的功能。
当控制系统中的管理系统设置后, 燃气表终端的数据传输模块中的信号接 收器通过有线与无线传输方式采集信号与命令后,一种情况是通过 CPU控制模块 调整 EEPR0M数据存储器中唯一身份识别码 UD )、 用户表号、 用户密码、 累计 说 明 书
充值金额、 累计剩余金额、 累计用气量、 购气单价、 报警金额、 燃气表终端工 作状态等信息并将其加密, 再通过数据传输模块中的信号发射器将信息按照既 定的通信协议将加密后的数椐打包发送至互联网上, 数据包在互联网上被转发 至燃气公司管理系统。 另一种情况是当 CPU监测到异常状况后, 将信息, 如超 流量, 磁干扰等异常状况进行加密, 通过数据传输模块中的信号发射器将加密 后的异常情况打包发送到管理系统。
本发明所述的实时气价调整是这样实现的: 当燃气提供方需要对气价进行 实时调整时, 使用管理系统向燃气表终端的数据传输模块中的信号接收器发射 器发出的控制信号, 通过 RS485 总线将加密指令传递给 CPU控制模块中的 CPU 控制器, CPU控制器将加密指令进行解密后结合扣数电路控制基表进行气价调 整, 气价调整后, 同时更新 EPPR0M数据存储器中储存的充值金额, 扣数电路按 照新的气价标准进行扣数。
本发明所述的先使用后付费功能是这样实现的: 当燃气使用方使用燃气后, 其使用数据与记录储存在 EEPR0M数据存储器中, 当用户向燃气提供方缴納燃气 使用费时, 燃气提供方通过控制模块调取 数据存储器中的信息, 即可实 现先使用后收费的功能, 且数据实时准确。 燃气表终端的数据传输模块中的信 号接收器将从来自于计算机管理系统通过互联网发过来的数据包进行解包, 并 将解包后的数据通过 RS485总线传送至 CPU控制器进行解密后, 进一步的 CPU 控制器将燃气使用方的繳费信息储存至 EEPR0M数据存储器中, 实现了燃气表的 充值, 同时用气信息的实时查询、 气价的实时调整等远程实时控制也可以通过 同样的方式实现。
物联网智能燃气表在物联网及互联网上传送的数据需经过加解密处理, 其 密钥可以由燃气公司自行设定, 可随时更换, 并更新到燃气表终端内。 当密钥 调整后, 计算机管理系统会向燃气表终端发送一条打包密钥变更命令, 数据传 输模块中的信号接收器将其解包还原成可操作的密钥变更指令传入 CPU控制器 进行处理, 实现燃气表密钥更新功能;
在采用了本发明提供的物联网智能燃气表及其控制系统后, 燃气提供方的 各营业网点之间可实现网络化管理, 通过互联网将用户资源共享, 使用户缴费 不用再到固定地点繳费, 繳费更加便捷快速,并且还可以实现计算机管理系统调 用燃气表信息进行管理与将燃气表终端燃气使用情况反馈至管理系统, 从而了 解终端的具体使用情况的功能。
本发明的保护范围不仅仅局限与上述实施例, 以上为本发明的优选实施例, 并不局限于本发明本身 , 任何对本发明的一种物联网智能燃气表及其控制系统 中的燃气表终端以及控制系统中的各个部件模块所做的等值替换、 修改、 删除, 均在本发明所保护的范围之内。

Claims

权 利 要 求 书
、 一种物联网智能燃气表, 包括基表、 CPU控制模块与数据传输模块, 基表 上设置有气源输出口与输入口, 气源输入口附近装有机电阀, CPU控制模 块分别连接数据传输模块与基表, 并向基表发送控制信号, 通过 CPU控制 模块可调整基表的燃气用量标准, 其特征在于:
、所述的 CPU控制模块中包括 EEPR0M数据存储器; 所述的数据传输模块间接 连接物联网, 通过物联网与远程的计算机管理系统相连接, 数据传输模块 接收来自于远程计算机管理系统的控制信号以及向计算机管理系统反馈 CPU控制模块发出的燃气表用气信息。
、 根据权利要求 1 所述的物联网智能燃气表, 其特征在于: 所述的数据传输 模块包含信号发射器与信号接收器, 信号接收器通过数据命令总线与 CPU 控制模块进行数据交换, 信号发射器通过无线或有线的方式与数据集中器 相连接, 数据集中器通过网络通信协议连接互联网 将集中到的来自于燃 气表的用气状态数据通过互联网以数据包的形式发送至计算机管理系统; 计算机管理系统将控制信号通过互联网以数据包形式发送至数据集中器, 数据集中器通过有线或无线的传输方式将接收到的控制信号传输至燃气表 上的数据传输模块。
、 根据权利要求 1所述的物联网智能燃气表, 其特征在于: 所述的数据命令 总线为 RS485总线;所述的网络通信协议是 TCP/IP通信协议或 UDP通信协 议。
、 根据权利要求 2所述的物联网智能燃气表, 其特征在于: 所述的无线传输 方式为红外信号、 光电信号、 超声波信号、 微波信号、 GPRS信号当中的任 意一种; 所述的有线传输方式为光纤传输、 电力载波、 RS232总线、 RS485 总线、 M- BUS仪表总线、 CAN总线任意一种。 权 利 要 求 书
、 根据权利要求 1所述的物联网智能燃气表, 其特征在于: 所述的数据集中 器接收与发送的数据包为经 CPU控制模块加密后的数据包, 信号发射器在 信号发射时将信号打包, 信号接收器在接收外部信号后, 解包转换为可执 行的操作指令通过数据命令总线传输至 CPU控制模块中解密并进行操作。 、 根据权利要求 1所述的物联网智能燃气表, 其特征在于: 所述的 CPU控制 模块还包括 FLASH程序存储器,用于存储 CPU控制模块中运行的控制程序, 通过对 FLASH程序存储器内程序的指定, 使燃气表完成信号接收与反馈的 处理工作。
、 根据权利要求 1所述的物联网智能燃气表, 其特征在于: 所述的 CPU控制 模块中主要包括 CPU控制器, CPU控制器分别与计数干簧管取样电路、 机 电阀控制电路、 扣数电路、 液晶显示电路相连接; CPU 控制器通过计数干 簧管取样电路与基表中的计数干簧管相连, CPU 控制器通过机电阀控制电 路与机电阀相连控制机电间的开启与关闭, CPU控制器通过液晶显示电路 与液晶显示屏相连并控制液晶显示屏所显示的数据, CPU控制器通过扣数 电路与 EEPR0M数据存储器相连接, 结合扣数电路对燃气表进行扣数处理。 、 一种物联网智能燃气表的控制系统, 其特征在于: 所述的控制系统由多台 权利要求 1 中所述的物联网智能燃气表、 至少一台数据集中器以及远程计 算机管理系统所组成, 其中每台物联网智能燃气表作为控制系统中的一个 节点, 节点与数据集中器相连接并将其自身的数据传输至数据集中器, 数 据集中器将多个节点的数据收集后, 通过物联网接口接入互联网将数据传 输至计算机管理系统。
、 根据权利要求 8所述的物联网智能燃气表的控制系统, 其特征在于: 所述 的物联网接口是电话线拨号接口、 光纤宽带接口、 ADSL接口与 GPRS接口 权 利 要 求 书
当中的任意一种。
、 根据权利要求 8所述的物联网智能燃气表的控制系统, 其特征在于: 所述 的计算机管理系统中集成有收费管理系统与燃气表工作状态管理系统, 其中收费管理系统包括:
基础数据模块: 可用于实现管理站点设置、 区域设置、 表类型设置、 繳费 类型设置、 生产厂家设置、 管理员设置、 发票格式设置的功能; 售气业务管理模块: 可用于实现燃气使用方开户、 繳费、 退费以及补气操 作的功能;
财务报表管理模块: 可用于实现燃气使用方基本信息报表、 燃气使用方繳 费信息报表、 燃气使用方抄表信息报表以及日报表、 月报表、 年报表的制 作;
燃气表工作状态管理系统包括:
区域管理模块: 可用于实现设置管理站点、设置管理小区、设置管理单元、 设置管理楼栋的功能;
用户管理模块: 可用于实现为燃气使用方销户、 过户以及修改燃气使用方 基本信息的功能;
使用状态管理模块: 用于实现历史状态与即时状态的查询功能, 其中历史 状态查询是远程开关阀历史查询、远程抄表历史查询、联网繳费历史查询、 气价调整历史查询; 即时状态查询是低气量报警查询、 高低压保护查询、 超流保护查询、 超时保护查询、 强磁保护查询、 剩余金额查询、 累计用气 查询、 累计充值金额查询、 即时气价查询;
维修管理模块: 可用于实现清除高低压故障、 清除超流故障、 清除超时故 障、 清除磁干扰故障的功能; 权 利 要 求 书
换表管理模块: 可用于实现记录故障表信息查询、 记录新表信息、数据转 存的功能。
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