基于NB-IOT的燃气计量系统的制作方法

文档序号:14962797发布日期:2018-07-18 01:15

本实用新型涉及智能家居领域,具体涉及基于NB-IOT的燃气计量系统。



背景技术:

当前物联网通信技术从传输距离上可分为短距离通信技术和广域网通信技术,短距离通信技术包括ZigBee、Wi-Fi和Bauetooth等,广域网通信技术一般定义为LPWAN(Low-power Wide-Area Network),基于蜂窝的窄带物联网(Narrow Band Internet of Things,NB-IOT)以其广覆盖、小成本、低功耗和大连接的特点成为物联网的一个重要分支。

物联网通过布置具有一定感知、计算、执行和通信能力的设备来获取物理世界的信息,将人与物、物与物通过网络联系连通起来,例如智能电网、智能交通和智能燃气检测等。现有燃气的漏气计量装置包括传感器,这种漏气检测装置安装在厨房周围的环境中,由传感器将检测到的环境中的天然气浓度传递给微控制器,微控制器在天然气浓度超过阈值时控制报警器进行报警,当天然气浓度持续升高到另一个设定值后,通过设置在燃气管道中的部件关闭燃气阀。

但是,这种燃气计量装置存在的问题包括:一是该装置安装在开放性的环境中,在环境通风条件良好的情况下,不容易检测到天然气浓度值的升高,从而不能及时警示用户,让燃气泄漏给用户造成安全隐患;二是该装置要改变燃气管道的结构,使用不方便;三是户内燃气表引出的燃气管道位于墙体内,当燃气管道漏气时会让燃气表的计数增加,漏掉的燃气没有进入户内,户内的燃气计量装置基本无法检测到环境中的燃气浓度,给用户带来经济损失。



技术实现要素:

本实用新型意在提供一种基于NB-IOT的燃气计量系统,以能检测到户内墙体内的燃气管道泄漏,并及时告知给用户。

本方案中的基于NB-IOT的燃气计量系统,包括微控制器、用于卡套在燃气表外侧的安装罩和位于安装罩上的NB-IOT通信模块,所述安装罩上设有透视窗,所述安装罩上位于透视窗处的内壁上固设有图片采集器,所述图片采集器用于拍摄燃气表的计数器的计数图片,所述微控制器用于周期性地获取图片采集器的图片信息,所述微控制器将图片信息发送给NB-IOT通信模块,所述NB-IOT通信模块用于将图片信息发送给用户。

本方案的工作原理及有益效果是,在使用时,将安装罩卡套在燃气表外使安装罩包裹在燃气表外表面,在卡套安装罩的过程中,透视窗和图片采集器对准燃气表的计数器显示界面,图片采集器将计数器显示界面的计数图片传递给微控制器,微控制器周期性地获取计数图片并控制NB-IOT通信模块发送给用户,用户可使用手机终端对计数图片进行接收,用户通过对比周期性地接收到的计数图片上的数字,从而判断燃气表的计数是否在增加,例如当用户不在家或家中无人使用燃气时,燃气表的计数仍然在增加,用户就可以初步判断家中燃气可能在泄露,方便用户及时对天然气泄露作出处理,也方便用户实时了解燃气使用量。

安装罩覆盖在燃气表的外表面上,并且让图片采集器拍摄燃气用量的计数数值图片,在采集燃气用量的数值时无需改变燃气管道或燃气表的结构,方便使用,安装罩还可以遮挡住部分油烟灰尘,避免燃气表上积累过多的油烟灰尘而难以清理,进入户内的燃气管道泄漏时,燃气表的计数器数值会增加,就算泄漏的天然气大部分不会扩散到室内环境中,用户也可以通过计数器显示界面的数值判断天然气是否泄漏,避免燃气长时间泄漏不及时处理给用户带来的经济损失和安全隐患。

透视窗让用户或其他维修人员看到燃气表的数值,又能在图片采集器拍摄时保证足够的光亮。

进一步,还包括燃气浓度传感器和警报器,所述燃气浓度传感器和警报器设置在安装罩的外壁上,所述燃气浓度传感器用于检测环境中天然气的浓度值,所述微控制器用于获取燃气浓度传感器的浓度值,所述微控制器还用于根据浓度值控制警报器进行报警。

在检测到隐藏的燃气泄漏时,通过燃气浓度传感器对周围环境中的天然气浓度值进行检测,当浓度值大于安全值时,微控制器控制警报器进行报警,提示用户天然气泄漏注意采取防范措施。

进一步,还包括定时模块,所述定时模块用于对图片采集器的采集时间间隔进行定时并向微控制器传递定时信号,所述微控制器根据定时信号控制NB-IOT通信模块将图片信息发送给用户。

定时模块的定时时长即为微控制器获取并发送计数图片的周期,将计数图片周期性地发送给用户,当燃气泄漏时,在一段周期时间段内燃气表的计数产生变化,方便用户从计数图片中看到计数器数值的变化从而判断燃气是否泄漏,同时也避免一直发送计数图片而造成数据量大的问题。

进一步,还包括电机和可抵动燃气管道的开关把手关闭的凸轮,所述微控制器根据浓度值控制电机启动和停止,所述电机用于根据微控制器的控制带动凸轮转动。

当燃气浓度传感器检测到的浓度值超过安全值时,微控制器控制电机带动凸轮转动,让凸轮转动时由凸缘将开关把手抵动关闭,关断室内燃气供应,避免燃气泄漏不及时处理而使室内燃气浓度持续升高。

进一步,还包括导槽,所述导槽固设在燃气管道的开关把手上,所述凸轮设置在安装罩上,所述凸轮的凸缘配合在导槽内。

当凸轮转动时,凸轮由导槽进行限位,避免凸轮与把手间打滑而无法抵动到开关把手,保证凸轮转动过程中的凸缘能够抵动开关把手而关闭燃气管道的开关把手。

附图说明

图1为本实用新型基于NB-IOT的燃气计量系统实施例的原理框图;

图2为本实用新型基于NB-IOT的燃气计量系统中安装罩的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细的说明。

说明书附图中的附图标记包括:安装罩1、透视窗2、开关把手3、导槽4、凸轮5。

基于NB-IOT的燃气计量系统,如图2所示,包括安装罩1,本实施例中安装罩1包括两个扣合在一起的凹形外壳,两个外壳扣和在一起恰好包裹住燃气表,在两个外壳上均开设半圆通孔,两个半圆通孔在外壳扣合时切好卡住天然气管道,使安装罩1卡套在燃气表的外表面上,在其中一个外壳上开设透视窗2,在将安装罩1卡套在燃气表外表面时使透视窗2位于计数器一侧,透过透视窗2即可看到计数器上的数值;在天然气管道的开关把手3上焊接有导槽4,导槽4的开口根据开关把手3关闭燃气时转动方向进行设置,在安装罩1的外壁上安装凸轮5,凸轮5由电机带动进行转动,电机安装在开设透视窗2的外壳上,凸轮5的凸缘配合在导槽4内,在开关把手3处于打开燃气管道的状态时,凸轮5的凸缘远离导槽4,当凸轮5转动使凸缘位于导槽4中时,凸轮5抵动开关把手3转动关闭燃气管道的进气。

如图1所示,包括微控制器、燃气浓度传感器、警报器、图片采集器、定时模块和NB-IOT通信模块,燃气浓度传感器和警报器设置在安装罩1的外壁上,微控制器可用现有的单片机来实现,例如C8051F120单片机,由于天然气的主要成分是甲烷,燃气浓度传感器可用现有的MQ-4甲烷传感器来实现,传感器的输出端与单片机的输入引脚信号连接;图片采集器设置在安装罩1上位于透视窗2处的内壁上,图片采集器可用摄影头,摄像头对燃气表的计数器显示的数值进行拍摄,拍摄形成计数图片,图片采集器的输出与单片机的输入引脚信号连接;警报器可用现有的蜂鸣器来实现,单片机的输出引脚与警报器控制连接;定时模块可用现有的555芯片加上外围电路来实现,定时模块与单片机的输入引脚信号连接,定时模块的定时时长设置成四小时,即以四小时为周期,每四小时单片机获取一次图像采集模块的图片信息,并将该图片信息通过NB-IOT通信模块发送出去;NB-IOT通信模块可用现有的BC95芯片来实现,单片机的输出引脚与NB-IOT通信模块控制连接;单片机与电机控制连接,单片机控制电机的工作。

当使用本计量系统时,透视窗2和图片采集器均对准燃气表的计数器显示界面,图片采集器将计数器显示界面的计数图片传递给微控制器,微控制器周期性地获取计数图片并向NB-IOT通信模块发送计数图片,NB-IOT将计数图片发送给用户,例如发送到用户的手机或平板终端,本实施例中该周期设置成四小时,用户可使用移动终端如手机对计数图片进行接收,用户的手机终端每四小时就可收到一张计数图片,后台服务端也可对该计数图片进行接收。

用户接收到计数图片后,用户对周期性接收到的计数图片上的数字进行比对,根据前后接收到的计数图片上的数字变化来判断燃气表的计数是否在增加,例如当用户不在家或家中无人使用燃气时,燃气表的计数仍然在增加,用户就可以初步判断家中燃气可能在泄露,方便用户及时对天然气泄露作出处理,也方便用户实时了解燃气使用量。

微控制器获取燃气浓度传感器检测到的浓度值,当燃气浓度传感器检测到的浓度值超过安全值时,安全值的设置以天然气浓度不会在环境具有火花时被点燃为准,微控制器控制电机带动凸轮5转动,让凸轮5转动时由凸缘将开关把手3抵动关闭,关断室内燃气供应,避免燃气泄漏不及时处理而使室内燃气浓度持续升高,电机与凸轮5间设置了减速器,降低凸轮5转动的速度,使调节帘布的过程更稳定。

在本实施例中,将安装罩1包裹在燃气表的外表面上,并且让图片采集器拍摄燃气用量的计数数值图片,在采集燃气用量的数值时无需改变燃气管道或燃气表的结构,方便使用,安装罩1还可以遮挡住燃气表的部分油烟灰尘,避免燃气表上积累过多的油烟灰尘而难以清理,当进入户内的燃气管道泄漏时,燃气表的计数器数值会增加,就算泄漏的天然气大部分不会扩散到室内环境中,用户也可以通过计数器显示界面的数值判断天然气是否泄漏,避免燃气长时间泄漏不及时处理给用户带来的经济损失和安全隐患。

透视窗2让用户或其他维修人员看到燃气表的数值,又能在图片采集器拍摄时保证足够的光亮。

本实施例既能让用户及时发现进入户内的燃气管道泄漏,又能将燃气表计数器的数值以图片形式发送给后台服务端,方便燃气服务知悉用户的燃气用量,还能检测到泄漏到室内环境中的天然气并进行警报,能让用户及时排除安全隐患。

以上所述的仅是本发明的实施例,方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出,对于本领域的技术人员来说,在不脱离本发明结构的前提下,还可以作出若干变形和改进,这些也应该视为本发明的保护范围,这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准,说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

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