一種新型智能水表的數(shù)據(jù)采集方法與流程

本發(fā)明涉及民用水表測(cè)量領(lǐng)域，特別是涉及一種新型智能水表的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)機(jī)械水表測(cè)量用水量的方法已無(wú)法滿足居民生活的要求，為了解決城市高層住宅的抄表難題和提高抄表效率等問(wèn)題，需要一種更先進(jìn)的水表來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)機(jī)械水表對(duì)用水量進(jìn)行測(cè)量。

上世紀(jì)九十年代中期，以干簧管為代表來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)電轉(zhuǎn)換的脈沖式轉(zhuǎn)換式水表代替了傳統(tǒng)的機(jī)械水表。該技術(shù)理論上存在脈沖積累誤差，現(xiàn)實(shí)測(cè)量中可能會(huì)存在外部磁場(chǎng)干擾和產(chǎn)生錯(cuò)誤脈沖，因此后期行業(yè)采用霍爾元器件來(lái)代替干簧管以降低外部磁場(chǎng)干擾和防止水管抖動(dòng)。國(guó)外則多采用無(wú)磁傳感的方式實(shí)現(xiàn)脈沖積累過(guò)程，有效地降低了外部磁場(chǎng)的干擾。

21世紀(jì)初，出現(xiàn)了光電直讀技術(shù)、攝像式直讀技術(shù)，電阻觸盤式技術(shù)，其中光電走讀技術(shù)也產(chǎn)生了透射式、對(duì)射式，反射式等類型。隨著對(duì)水表計(jì)量精度要求的提高，傳統(tǒng)的機(jī)械計(jì)量技術(shù)已經(jīng)不能滿足社會(huì)發(fā)展的需求，電子計(jì)量技術(shù)得到了快速的發(fā)展。目前超聲計(jì)量技術(shù)、電磁計(jì)量技術(shù)、速度感應(yīng)技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到水流量計(jì)量產(chǎn)品中，在始動(dòng)流量、量程比、計(jì)量精度方面相比傳統(tǒng)的機(jī)械計(jì)量技術(shù)有較大的優(yōu)勢(shì)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對(duì)傳統(tǒng)機(jī)械水表數(shù)據(jù)采集技術(shù)的不足，提出了一種新型智能水表的數(shù)據(jù)采集方法。

一種新型智能水表的數(shù)據(jù)采集方法，包括如下步驟：

首先對(duì)基表進(jìn)行改裝。具體如下：

在基表的指針中加入由電容和線圈組成的諧振回路。諧振回路的諧振頻率為f：l1為線圈的電感，c為電容。當(dāng)外加信號(hào)加于此諧振回路時(shí)，具有以下特性：當(dāng)外加信號(hào)頻率等于其諧振頻率f時(shí)，電路阻抗呈純電阻性且有最大值，它這個(gè)特性在實(shí)際應(yīng)用中叫做選頻電路。

所以當(dāng)諧振回路不是調(diào)節(jié)在信號(hào)頻率點(diǎn)時(shí)，信號(hào)通過(guò)它將會(huì)產(chǎn)生相移(即相位失真)，同時(shí)信號(hào)的幅度也會(huì)有所下降。

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和通訊系統(tǒng)模塊位于基表表蓋中，主要負(fù)責(zé)對(duì)居民用水量進(jìn)行存儲(chǔ)統(tǒng)計(jì)，并通過(guò)通訊模塊將用水量信息發(fā)送至數(shù)據(jù)接收處理系統(tǒng)模塊。在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和通訊系統(tǒng)模塊中加入由另一個(gè)線圈、電阻、交流電壓源組成的電路模塊，線圈位于指針正上方，交流電壓頻率等于上述諧振頻率f。

當(dāng)指針旋轉(zhuǎn)一周回到起始位置，由于旋轉(zhuǎn)過(guò)程中兩線圈位置發(fā)生改變，導(dǎo)致兩線圈之間互感系數(shù)發(fā)生變化，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和通訊系統(tǒng)模塊中中的線圈的阻抗也因此發(fā)生變化，從而使得該線圈兩端的電壓發(fā)生改變。利用電壓檢測(cè)裝置對(duì)該線圈兩端的電壓進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)檢測(cè)到的電壓信號(hào)進(jìn)行包絡(luò)檢波處理后，得到周期性的電壓信號(hào)。電壓信號(hào)隨著指針轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)生周期性變化。通過(guò)統(tǒng)計(jì)電壓峰值出現(xiàn)的次數(shù)，進(jìn)而對(duì)用水量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，最后對(duì)用水量數(shù)據(jù)進(jìn)行信息調(diào)制，并通過(guò)通訊系統(tǒng)模塊將調(diào)制信息發(fā)送到數(shù)據(jù)接收處理系統(tǒng)模塊。

數(shù)據(jù)接收處理系統(tǒng)負(fù)責(zé)接收上述已調(diào)制信息并對(duì)其進(jìn)行解調(diào)，整理出各居民用水量信息，根據(jù)用水量信息計(jì)算出居民用水費(fèi)用。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益成果是：

本發(fā)明對(duì)基表進(jìn)行改裝，加入自定義數(shù)據(jù)采集裝置，利用線圈耦合原理，對(duì)居民用水量進(jìn)行自動(dòng)數(shù)據(jù)采集，既可以對(duì)用水量數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，又降低了智能水表制作成本。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明公開(kāi)的改裝后的水表表盤的主視圖；

圖2為本發(fā)明公開(kāi)的線圈耦合原理圖；

圖3為本發(fā)明公開(kāi)的線圈2兩端的電壓信號(hào)包絡(luò)圖；

圖4為本發(fā)明公開(kāi)的經(jīng)過(guò)包絡(luò)檢波后線圈2兩端的電壓。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征能更易被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍作出更為清楚明確的界定。

本發(fā)明一實(shí)施例是一種新型智能水表的數(shù)據(jù)采集方法，其中包括對(duì)水表的改裝、線圈耦合電路的設(shè)計(jì)以及線圈兩端電壓信號(hào)的檢測(cè)。

智能水表包括基表、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和通訊系統(tǒng)模塊以及數(shù)據(jù)接收處理系統(tǒng)模塊三個(gè)部分?；碡?fù)責(zé)對(duì)居民用水量進(jìn)行數(shù)據(jù)采集；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和通訊系統(tǒng)模塊對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)統(tǒng)計(jì)，對(duì)其進(jìn)行調(diào)制后通過(guò)通訊模塊發(fā)送至數(shù)據(jù)接收處理系統(tǒng)模塊；數(shù)據(jù)接收處理系統(tǒng)模塊負(fù)責(zé)接收已調(diào)制信息，對(duì)其進(jìn)行解調(diào)，并統(tǒng)計(jì)出居民用水量信息。

用戶用水信息采集過(guò)程如下：

首先，通過(guò)水表計(jì)量機(jī)構(gòu)中的葉輪對(duì)通過(guò)的水量進(jìn)行計(jì)量，葉輪的旋轉(zhuǎn)頻率所記錄的流量信息通過(guò)水表的指針進(jìn)行顯示。

指針旋轉(zhuǎn)一周回到起始位置，位于指針中線圈1和正上方的線圈2互感系數(shù)發(fā)生改變。當(dāng)線圈1位于線圈2正下方時(shí)，互感系數(shù)最大，線圈2兩端的阻抗最大；當(dāng)線圈1和線圈2距離最遠(yuǎn)時(shí)，互感系數(shù)最小，線圈2兩端的阻抗最小。當(dāng)指針不停旋轉(zhuǎn)時(shí)，線圈2兩端的電壓發(fā)生周期性變化，如圖1和圖2所示。

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和通訊系統(tǒng)模塊對(duì)線圈2兩端的電壓進(jìn)行檢測(cè)，電壓信號(hào)如圖3所示，對(duì)電壓信號(hào)進(jìn)行包絡(luò)檢波處理后，得到周期性的電壓信號(hào)，如圖4所示。通過(guò)對(duì)周期信號(hào)進(jìn)行峰值檢測(cè)，可以統(tǒng)計(jì)出居民用水量信息，對(duì)該信息進(jìn)行調(diào)制并通過(guò)通訊模塊發(fā)送至數(shù)據(jù)接收處理系統(tǒng)模塊。

數(shù)據(jù)接收處理系統(tǒng)模塊接收已調(diào)制信息，對(duì)其進(jìn)行解調(diào)后統(tǒng)計(jì)出各居民用水量的信息，并計(jì)算出各居民的用水費(fèi)用。

以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說(shuō)明書及附圖內(nèi)容所做的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種新型智能水表的數(shù)據(jù)采集方法，本發(fā)明由基表負(fù)責(zé)對(duì)居民用水量進(jìn)行數(shù)據(jù)采集；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和通訊系統(tǒng)模塊對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)統(tǒng)計(jì)，對(duì)其進(jìn)行調(diào)制后通過(guò)通訊模塊發(fā)送至數(shù)據(jù)接收處理系統(tǒng)模塊；數(shù)據(jù)接收處理系統(tǒng)模塊負(fù)責(zé)接收已調(diào)制信息，對(duì)其進(jìn)行解調(diào)，并統(tǒng)計(jì)出居民用水量信息。本發(fā)明對(duì)基表進(jìn)行改裝，加入自定義數(shù)據(jù)采集裝置，利用線圈耦合原理，對(duì)居民用水量進(jìn)行自動(dòng)數(shù)據(jù)采集，既可以對(duì)用水量數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，又降低了智能水表制作成本。

技術(shù)研發(fā)人員：李然;張福洪;易志強(qiáng);欒慎吉;沈也;高健楓;張志強(qiáng)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：杭州電子科技大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.06.21
技術(shù)公布日：2017.09.15