用于远程自动抄表的燃气表的制作方法
【专利摘要】一种用于远程自动抄表的燃气表，包括表体及直读计数器，直读计数器上设有多个字轮，在每个字轮的两侧设置有光电传感器，在表体上安装有主控制电路板，在表体上设置有为主控制电路板提供电源的电池，光电传感器通过数据线连接在主控制电路板上，光电传感器采集的表读数传入主控制电路板，通过主控制电路板无线网络传输至抄表服务器。它具有结构简单、安装方便及操作方便的优点，可以将用户的用气情况自动传输至燃气公司的抄表服务器，无需抄表人员上门抄表，提高了工作效率，还能观察用户的用气情况，对表具运行情况进行有效的监控，方便了管理；工作模式可自主设置选择，工作温度范围广，可在-20℃-70℃下稳定工作，电池的使用寿命长。
【专利说明】用于远程自动抄表的燃气表
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种燃气表，特别是一种自动抄表的燃气表。
【背景技术】
[0002]燃气收费管理长期以来通过人工上门抄表，入户抄表难、抄表工作量大，收费困难，抄表员上门抄表时，若用户不在，抄表员还需与用户另外约定时间上门抄表，工作效率低，我们的日常生活带来很多不便，部分地方存在上门难的问题，如安装在特殊部门的燃气表，导致无法抄表。随着智能IC卡燃气表的出现，对燃气收费管理方式起到了重大革新，是计量仪表行业的一次划时代的产物。此种方式实现了抄表、收费、管理三位一体，杜绝了欠费现象的发生，减少了管理人员和降低了管理费用。但同时IC卡表不能动态观察用户用气情况，无法对表具进行有效监控，无法对表具的故障及时发现，也不能解决燃气涨价时用户囤积气量问题。燃气公司对燃气计量、收费管理、监控、客户服务、统计分析等问题快速处理的需求日益迫切。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的就是提供一种结构简单、安装方便的用于远程自动抄表的燃气表，它可以将用户的用气情况自动传输至燃气公司的抄表服务器，无需抄表人员上门抄表，操作方便，提高了工作效率，还能观察用户的用气情况，对表具进行有效的监控，及时发现表具的故障，方便了燃气公司对燃气计量、收费管理、监控、客户服务、统计分析的管理。
[0004]本实用新型的目的是通过这样的技术方案实现的，它包括有表体及表体上的直读计数器，直读计数器上设有多个字轮，其特征在于:在每个字轮的两侧设置有光电传感器，在表体上安装有主控制电路板，在表体上设置有为主控制电路板提供电源的电池，光电传感器通过数据线连接在主控制电路板上，光电传感器采集的表读数传入主控制电路板，通过主控制电路板无线网络传输至抄表服务器。
[0005]本实用新型在使用时，通过光电传感器采集燃气表字轮上的读数，再传递给主控制电路板，由主控制电路板通过无线网络将抄表读数上传至抄表服务器，由抄表服务器进行记录，实现远程抄表，用户可以根据自己需求设置抄表上报时间，可以设置每月抄表上报一次，或是每天抄表上报一次，也可以设置每小时抄表上报一次。
[0006]由于采用了上述技术方案，本实用新型具有如下的优点:
[0007]1.它可以将用户的用气情况自动传输至燃气公司的抄表服务器，无需抄表人员上门抄表，可在网上直接查看用户表读数，操作方便，提高了工作效率；
[0008]2.安装方便，只要有GPRS信号覆盖的地方就可安装，信号的采集与传输与基表成一体；
[0009]3.还能观察用户的用气情况，对表具的运行情况进行有效的监控，方便了燃气公司对燃气计量、收费管理、监控、客户服务、统计分析的管理；
[0010]4.工作模式可自主设置选择，可选择每小时超表一次、每天抄表一次、每月抄表一次；
[0011]5.采用锂电池加复合电容的特殊供电方式，超低功耗的待机，可长达10年不更换电池；
[0012]6.电池供电采用升降压一体的稳压电路，解决了原锂电池供电在低温下通信电压下降不能通信的问题，使得单燃气表的工作范围得到了明显的提高；
[0013]7.工作温度范围广，可在_20°C-70°C下稳定工作。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]本实用新型的【专利附图】
【附图说明】如下。
[0015]图1是本实用新型的结构示意图(局部剖)。
[0016]图2是图1的左视图(局部剖)。
[0017]图3是本实用新型中直读计数器的结构示意图。
[0018]图4是图3的A向视图。
[0019]图5是本实用新型中单片机的电路连接图。
[0020]图6是本实用新型中供电电路的电路图。
[0021]图7是本实用新型中GPRS通信电路的电路图。
[0022]图8是本实用新型中RS232通信电路的电路图。
[0023]图9是本实用新型时钟电路的电路图。
[0024]图中:1.表体；2.直读计数器；3.字轮；4.光电传感器；5.主控制电路板；6.电池。【具体实施方式】
[0025]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明:
[0026]如图1-4所示，本实用新型包括表体I及表体I上的直读计数器2，直读计数器2上设有多个字轮3，其特征在于:在每个字轮3的两侧设置有光电传感器4，在表体I上安装有主控制电路板5，在表体I上设置有为主控制电路板5提供电源的电池6，光电传感器4通过数据线连接在主控制电路板5上，光电传感器采集的表读数传入主控制电路板，通过主控制电路板无线网络传输至抄表服务器。
[0027]本实用新型在使用时，通过光电传感器采集燃气表字轮上的读数，再传递给主控制电路板，由主控制电路板通过无线网络将抄表读数上传至抄表服务器，由抄表服务器进行记录，实现远程抄表，无需抄表人员上门抄表，操作方便，提高了工作效率，还能观察用户的用气情况，对表具的运行情况进行有效的监控，能及时发现表具的故障，方便了燃气公司对燃气计量、收费管理、监控、客户服务、统计分析的管理。用户可以根据自己需求设置抄表上报时间，可以设置每月抄表上报一次，或是每天抄表上报一次，也可以设置每小时抄表上报一次。
[0028]如图5-9所示，主控制电路板包括单片机U3、电传感器接口 J3、供电电路、GPRS通信电路、RS232通信电路及时钟电路，其中，单片机的23足P100_8与电传感器接口 J3的4足RXDl连接，单片机的24足P100_9与电传感器接口的3足TXDl连接，电传感器接口 J3的2足接地，电传感器接口 J3的I足接3.8V电源。
[0029]如图5所示，单片机U3的市售产品，其型号为LPC1227，电传感器接口 J3的型号为C0N4，本实用新型在使用过程中平时处于深度掉电模式，当到达抄表时间时，时钟电路将唤醒单片机，单片机通过S232通信电路直接读取光电直读模块的表读数，然后通过GPRS通信电路将燃气表读数上报到抄表服务器，上报完成后系统将再次进入深度掉电模式。
[0030]如图6所示，供电电路包括第六电源芯片U6、第七电源芯片U7及电源接口 J1，电源接口 JI的I足VCC连接第十电容ClO的正极，第十电容ClO的负极与电源接口 Jl的2足连接，电源接口 Jl的2足接地，第六电源芯片U6具有六个足，第六电源芯片U6的I足接电源VCC，第六电源芯片U6的2足与第六电源芯片U6的5足连接后接地，第六电源芯片U6的5足与第十六电容C16的负极连接，第十六电容C16的正极与单片机U3的43、46足DP3V3连接，在第十六电容C16的两端并有第十八电容C18，第六电源芯片U6的3足接单片机U3的DP3V3，第六电源芯片U6的4足悬空，第六电源芯片U6的6足接VCC ;第七电源芯片U7的I足通过电阻丝LI接VCC，第七电源芯片U7的2足一是接地，一是通过第二十五电阻R25与第七电源芯片U7的4足连接，第七电源芯片U7的4足与第二十四电阻R24的一端连接，第二十四电阻R24的另一端一是连接与第七电源芯片U7的5足连接接3.8V电源，一是与第十七电容C17的正极连接，第十七电容C17的负极一是接地，一是与第二十三电阻R23的一端连接，第二十三电阻R23的另一端一是连接第七电源芯片U7的3足，一是与三极管Vl的发射极连接，三极管Vl的基极通过第二十二电阻R22连接单片机U3的4足P100_19，三极管Vl的集电极通过第五电容C5接地，第七电源芯片U7的6足与第十九电容C19的正极连接，第十九电容C19的负极接地。
[0031]第六电源芯片U6的型号为NCP583，第七电源芯片U7的型号为SGM6600，该电路中第六电源芯片U6为单片机供电，第七电源芯片U7是对GPRS通信电路供电，VCC为电池输入端，+3.6V为稳压输出端(即通信模块的供电输入端)，二十二电阻R22连接单片机U3的4足P100_19为处理器控制端，控制稳压模块开关，关闭时+3.6V端输出为0V。VCC输入从4V-3V, +3.6V输出端都能保证输出电压为+3.6V，从而保证了设备的工作稳定范围广。
[0032]如图7所示，GPRS通信电路包括通信芯片U4、卡座SM，通信芯片U4的15足W_RX与单片机U3的17足P100_2连接，通信芯片U4的16足W_TX与第四二极管D4的负极连接，第四二极管D4的正极与单片机U3的16足P100_1连接，通信芯片U4的6足接3.8V电源，通信芯片U4的11足SMRST与卡座SM的2足RST连接，通信芯片U4的12足SMCLK与卡座SM的3足CLK连接，通信芯片U4的13足SMDATA与卡座SM的4足DATA连接，通信芯片U4的14足SMVCC与卡座SM的I足VCC连接，通信芯片U4的24足0N/0FF连接第十九电阻R19的一端，第十九电阻R19的另一端一是与第十四电容C14的正极连接，一是第二三极管V2的集电极连接，第十四电容C14的负极及第二三极管V2的发射极均接地，第二三极管V2的基极一是通过第十七电阻R17连接单片机U3的5足P100_20，第二三极管V2的基极一是通过第十八电阻R18接3.8V源，卡座SIM的5、7、8足悬空，卡座SIM的I足VCC —是通过第十五电容C15接地，一是通过第二十电阻R20与卡座SM的4足DATA连接，卡座SIM的6足GND接地。
[0033]通信芯片U4的型号为HEADER 14X2，将用户信息卡放入卡座SM内，抄表服务器通过用户信息卡对应燃气表，通信芯片U4的15足W_RX及通信芯片U4的16足W_TX，可以将232通信与通信芯片U4之间的信号隔离，防止同时通信。
[0034]如图8所示，RS232通信电路包括串口转换芯片Ul及串口接口 J6，串口转换芯片Ul的9足R20UT与第二二极管D2的负极连接，第二二极管D2的正极与单片机U3的16足P100_1连接，串口转换芯片Ul的10足T2IN连接单片机U3的17足PIOO_2，串口转换芯片Ul的I足Cl+通过第六电容C6与串口转换芯片Ul的3足Cl-连接，串口转换芯片Ul的4足C2+通过第七电容C7与串口转换芯片Ul的5足C2-连接，串口转换芯片Ul的2足V+通过第一电容Cl接地，串口转换芯片Ul的6足V-通过第二电容C2与串口转换芯片Ul的15足GND连接，串口转换芯片Ul的15足GND接地，串口转换芯片Ul的11足T1IN、13足RlIN接地，串口转换芯片U112足R10UT、14足TlOUT悬空，串口转换芯片Ul的16足VCC连接第三电容C3的正极，第三电容C3的负极接地，在第三电容C3的两端并有第四电容C4，串口转换芯片Ul的7足T20UT连接串口接口 J6的4脚，串口转换芯片Ul的8足R2IN连接串口接口 J6的3脚，串口接口 J6的2脚接地，串口接口 J6的I脚WAKE_UP接单片机U3的39 足 P101_3。
[0035]串口转换芯片Ul的型号为SP3232E，串口接口 J6R型号为C0N4，串口转换芯片Ul进行232通信，串口转换芯片Ul的9足R20UT及串口转换芯片Ul的10足T2IN是把TTL信号转成R232串口信号。
[0036]如图9所示，时钟电路包括时钟芯片U2，时钟芯片U2的I足SCL与单片机U3的25足P100_10连接，时钟芯片U2的4足SDA/CE与单片机U3的26足P100_11连接，时钟芯片U2的5足IFS与时钟芯片U2的18足BBS连接，时钟芯片U2的8足VSS接地，时钟芯片U2的17足INT —是与第三二极管D3的负极连接，第三二极管D3的正极WAKE_UP接单片机U3的39足P101_3，时钟芯片U2的17足INT —是与第二电阻R2的一端连接，第二电阻R2的另一端一是形成接头DP3V3，第二电阻R2的另一端一是通过第一电阻Rl与时钟芯片U2的20足VDD连接，时钟芯片U2的19足一是与第八电容C8的正极连接，第八电容C8的负极接地，时钟芯片U2的19足二是与第一二极管Dl的负极连接，第一二极管Dl的正极连接在接头DP3V3上，接头DP3V3 —是通过第五电阻R5与单片机U3的27足P100_12连接，接头DP3V3 二是通过第六电阻R6与单片机U3的25足P100_10连接，接头DP3V3三是通过第七电阻R7与单片机U3的26足P100_11连接，接头DP3V3四是通过第九电容C9接地，接头DP3V3五是通过第十电阻RlO接单片机U3的39足P101_3。
[0037]本实用新型的主控制电路板平时处于掉电模式(在此模式下设备电流低于IOuA),到设定抄表时间由时钟芯片U2唤醒单片机；单片机通过TTL串口接收光电传感器采集的燃气表的读数进行抄表，然后通过GPRS无线通信将抄表读数上传至抄表服务器，收到抄表服务器确认后再次进入掉电模式等待下一次唤醒。
[0038]本实作新型采用以色列TADIRAN的一款锂电池供电，该款锂电池为一种特殊化学配方的电池电压达到3.9V，并与以色列TADIRAN电池公司的另一个科技结晶——复合电容(HLC)相结合，制造出的一种特别的脉冲加强型电池(PULSE PLUS)。这种特殊电池可以专门为GSM的应用领域提供电源保障。由于采用该工作模式，设备平均功耗低，采用每天上报一次用气量的工作模式设备电池可工作5-10年。
[0039]如图5所示，单片机U3的I足XTALIN通过第十一电容Cll接地，单片机U3的2足XTAL0UT通过第十二电容C12接地，在单片机U3的I足XTALIN与2足XTAL0UT之间连接有晶体振荡器Yl 。
【权利要求】
1.一种用于远程自动抄表的燃气表，包括表体(1)及表体(1)上的直读计数器(2)，直读计数器(2)上设有多个字轮(3)，其特征在于:在每个字轮(3)的两侧设置有光电传感器(4)，在表体(1)上安装有主控制电路板(5)，在表体(1)上设置有为主控制电路板(5)提供电源的电池(6)，光电传感器(4)通过数据线连接在主控制电路板(5)上，光电传感器采集的表读数传入主控制电路板，通过主控制电路板无线网络传输至抄表服务器。
2. 如权利要求1所述的用于远程自动抄表的燃气表，其特征在于:主控制电路板包括单片机(U3)、电传感器接口(J3)、供电电路、GPRS通信电路、RS232通信电路及时钟电路，其中，单片机的23足(P100_8)与电传感器接口(J3)的4足(RXDl)连接，单片机的24足(P100_9)与电传感器接口的3足(TXDl)连接，电传感器接口(J3)的2足接地，电传感器接口(J3)的I足接3.8V电源； 供电电路包括第六电源芯片(U6)、第七电源芯片(U7)及电源接口(J1)，电源接口(Jl)的I足(VCC)连接第十电容(ClO)的正极，第十电容(ClO)的负极与电源接口(Jl)的2足连接，电源接口(Jl)的2足接地，第六电源芯片(U6)具有六个足，第六电源芯片(U6)的I足接电源(VCC)，第六电源芯片(U6)的2足与第六电源芯片(U6)的5足连接后接地，第六电源芯片(U6)的5足与第十六电容(C16)的负极连接，第十六电容(C16)的正极与单片机(U3)的43、46足DP3V3连接，在第十六电容(C16)的两端并有第十八电容(C18)，第六电源芯片(U6)的3足接单片机(U3)的(DP3V3)，第六电源芯片(U6)的4足悬空，第六电源芯片(U6)的6足接(VCC);第七电源芯片(U7)的I足通过电阻丝(LI)接(VCC)，第七电源芯片(U7)的2足一是接地，一是通过第二十五电阻(R25)与第七电源芯片(U7)的4足连接，第七电源芯片(U7)的4足与第二十四电阻(R24)的一端连接，第二十四电阻(R24)的另一端一是连接与第七电源芯片(U7)的5足连接接3.8V电源，一是与第十七电容(C17)的正极连接，第十七电容(C17)的负极一是接地，一是与第二十三电阻(R23)的一端连接，第二十三电阻(R23)的另一端一是连接第七电源芯片(U7)的3足，一是与三极管(Vl)的发射极连接，三极管(Vl)的基极通过第二十二电阻(R22)连接单片机(U3)的4足P100_19，三极管(Vl)的集电极通过第五电容(C5)接地，第七电源芯片(U7)的6足与第十九电容(C19)的正极连接，第十九电容(C19)的负极接地； GPRS通信电路包括通信芯片(U4)、卡座(SM)，通信芯片(U4)的15足(W_RX)与单片机(U3)的17足(P100-2)连接，通信芯片(U4)的16足(W_TX)与第四二极管(D4)的负极连接，第四二极管(D4)的正极与单片机(U3)的16足(P100_1)连接，通信芯片(U4)的6足接3.8V电源，通信芯片(U4)的11足(SMRST)与卡座(SM)的2足(RST)连接，通信芯片(U4)的12足(SMCLK)与卡座(SM)的3足(CLK)连接，通信芯片(U4)的13足(SMDATA)与卡座(SM)的4足(DATA)连接，通信芯片(U4)的14足(SMVCC)与卡座(SM)的I足(VCC)连接，通信芯片(U4)的24足(ON/OFF)连接第十九电阻(R19)的一端，第十九电阻(R19)的另一端一是与第十四电容(C14)的正极连接，一是第二三极管(V2)的集电极连接，第十四电容(C14)的负极及第二三极管(V2)的发射极均接地，第二三极管(V2)的基极一是通过第十七电阻(R17)连接单片机(U3)的5足(P100_20)，第二三极管(V2)的基极一是通过第十八电阻(R18)接3.8V源，卡座(SM)的5、7、8足悬空，卡座(SM)的I足(VCC) —是通过第十五电容(C15)接地，一是通过第二十电阻(R20)与卡座(SM)的4足(DATA)连接，卡座(SIM)的6足(GND)接地；RS232通信电路包括串口转换芯片(Ul)及串口接口(J6)，串口转换芯片(Ul)9足(R20UT)与第二二极管(D2)的负极连接，第二二极管(D2)的正极与单片机(U3)的16足(P100_1)连接，串口转换芯片(Ul) 10足(T2IN)连接单片机(U3)的17足(PIOO_2)，串口转换芯片(Ul)的I足(Cl+)通过第六电容(C6)与串口转换芯片(Ul)的3足(Cl-)连接，串口转换芯片(Ul)的4足(C2+)通过第七电容(C7)与串口转换芯片(Ul)的5足(C2-)连接，串口转换芯片(Ul)的2足(V+)通过第一电容(Cl)接地，串口转换芯片(Ul)的6足(V-)通过第二电容(C2)与串口转换芯片(Ul)的15足(GND)连接，串口转换芯片(Ul)的15足(GND)接地，串口转换芯片(Ul)的11足(T1IN)、13足(RlIN)接地，串口转换芯片(Ul) 12足(R10UT)、14足(TlOUT)悬空，串口转换芯片(Ul)的16足(VCC)连接第三电容(C3)的正极，第三电容(C3)的负极接地，在第三电容(C3)的两端并有第四电容(C4)，串口转换芯片(Ul)的7足(T20UT)连接串口接口(J6)的4脚，串口转换芯片(Ul)的8足(R2IN)连接串口接口(J6)的3脚，串口接口(J6)的2脚接地，串口接口(J6)的I脚(WAKE_UP)接单片机(U3)的 39 足(P101_3)； 时钟电路包括时钟芯片(U2)，时钟芯片(U2)的I足(SCL)与单片机(U3)的25足(P100_10)连接，时钟芯片(U2)的4足(SDA/CE)与单片机(U3)的26足(P100_11)连接，时钟芯片(U2)的5足(IFS)与时钟芯片(U2)的18足(BBS)连接，时钟芯片(U2)的8足(VSS)接地，时钟芯片(U2)的17足(INT)—是与第三二极管(D3)的负极连接，第三二极管(D3)的正极(WAKE_UP)接单片机(U3)的39足(P101_3)，时钟芯片(U2)的17足(INT) —是与第二电阻(R2)的一端连接，第二电阻(R2)的另一端一是形成接头(DP3V3)，第二电阻(R2 )的另一端一是通过第一电阻(Rl)与时钟芯片(U2 )的20足(VDD )连接，时钟芯片(U2 )的19足一是与第八电容(C8)的正极连接，第八电容(C8)的负极接地，时钟芯片(U2)的19足二是与第一二极管(Dl)的负极连接，第一二极管(Dl)的正极连接在接头(DP3V3)上，接头(DP3V3 ) 一是通过第五电阻(R5 )与单片机(U3 )的27足(P100_12 )连接，接头(DP3V3 ) 二是通过第六电阻(R6)与单片机(U3)的25足(P100_10)连接，接头(DP3V3)三是通过第七电阻(R7)与单片机(U3)的26足(P100_11)连接，接头(DP3V3)四是通过第九电容(C9)接地，接头(DP3V3)五是通过 第十电阻(RlO)接单片机(U3)的39足(P101_3)。
3.如权利要求2所述的用于远程自动抄表的燃气表，其特征在于:单片机(U3)的I足(XTALIN)通过第十一电容(Cll)接地，单片机(U3)的2足(XTAL0UT)通过第十二电容(C12)接地，在单片机(U3)的I足(XTALIN)与2足(XTAL0UT)之间连接有晶体振荡器(Yl)。
【文档编号】G01F15/06GK203376007SQ201320327272
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年6月7日 优先权日:2013年6月7日
【发明者】李阳, 陈海林 申请人:重庆前卫克罗姆表业有限责任公司