一种新型智能水表的数据采集方法与流程
本发明涉及民用水表测量领域，特别是涉及一种新型智能水表的数据采集系统。
背景技术：
随着科学技术的发展，传统机械水表测量用水量的方法已无法满足居民生活的要求，为了解决城市高层住宅的抄表难题和提高抄表效率等问题，需要一种更先进的水表来代替传统机械水表对用水量进行测量。
上世纪九十年代中期，以干簧管为代表来实现机电转换的脉冲式转换式水表代替了传统的机械水表。该技术理论上存在脉冲积累误差，现实测量中可能会存在外部磁场干扰和产生错误脉冲，因此后期行业采用霍尔元器件来代替干簧管以降低外部磁场干扰和防止水管抖动。国外则多采用无磁传感的方式实现脉冲积累过程，有效地降低了外部磁场的干扰。
21世纪初，出现了光电直读技术、摄像式直读技术，电阻触盘式技术，其中光电走读技术也产生了透射式、对射式，反射式等类型。随着对水表计量精度要求的提高，传统的机械计量技术已经不能满足社会发展的需求，电子计量技术得到了快速的发展。目前超声计量技术、电磁计量技术、速度感应技术已经应用到水流量计量产品中，在始动流量、量程比、计量精度方面相比传统的机械计量技术有较大的优势。
技术实现要素：
本发明的目的在于针对传统机械水表数据采集技术的不足，提出了一种新型智能水表的数据采集方法。
一种新型智能水表的数据采集方法，包括如下步骤：
首先对基表进行改装。具体如下：
在基表的指针中加入由电容和线圈组成的谐振回路。谐振回路的谐振频率为f：
所以当谐振回路不是调节在信号频率点时，信号通过它将会产生相移(即相位失真)，同时信号的幅度也会有所下降。
数据存储和通讯系统模块位于基表表盖中，主要负责对居民用水量进行存储统计，并通过通讯模块将用水量信息发送至数据接收处理系统模块。在数据存储和通讯系统模块中加入由另一个线圈、电阻、交流电压源组成的电路模块，线圈位于指针正上方，交流电压频率等于上述谐振频率f。
当指针旋转一周回到起始位置，由于旋转过程中两线圈位置发生改变，导致两线圈之间互感系数发生变化，数据存储和通讯系统模块中中的线圈的阻抗也因此发生变化，从而使得该线圈两端的电压发生改变。利用电压检测装置对该线圈两端的电压进行检测，对检测到的电压信号进行包络检波处理后，得到周期性的电压信号。电压信号随着指针转动发生周期性变化。通过统计电压峰值出现的次数，进而对用水量数据进行统计，最后对用水量数据进行信息调制，并通过通讯系统模块将调制信息发送到数据接收处理系统模块。
数据接收处理系统负责接收上述已调制信息并对其进行解调，整理出各居民用水量信息，根据用水量信息计算出居民用水费用。
与现有技术相比，本发明的有益成果是：
本发明对基表进行改装，加入自定义数据采集装置，利用线圈耦合原理，对居民用水量进行自动数据采集，既可以对用水量数据进行实时采集，又降低了智能水表制作成本。
附图说明
图1为本发明公开的改装后的水表表盘的主视图；
图2为本发明公开的线圈耦合原理图；
图3为本发明公开的线圈2两端的电压信号包络图；
图4为本发明公开的经过包络检波后线圈2两端的电压。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围作出更为清楚明确的界定。
本发明一实施例是一种新型智能水表的数据采集方法，其中包括对水表的改装、线圈耦合电路的设计以及线圈两端电压信号的检测。
智能水表包括基表、数据存储和通讯系统模块以及数据接收处理系统模块三个部分。基表负责对居民用水量进行数据采集；数据存储和通讯系统模块对数据进行存储统计，对其进行调制后通过通讯模块发送至数据接收处理系统模块；数据接收处理系统模块负责接收已调制信息，对其进行解调，并统计出居民用水量信息。
用户用水信息采集过程如下：
首先，通过水表计量机构中的叶轮对通过的水量进行计量，叶轮的旋转频率所记录的流量信息通过水表的指针进行显示。
指针旋转一周回到起始位置，位于指针中线圈1和正上方的线圈2互感系数发生改变。当线圈1位于线圈2正下方时，互感系数最大，线圈2两端的阻抗最大；当线圈1和线圈2距离最远时，互感系数最小，线圈2两端的阻抗最小。当指针不停旋转时，线圈2两端的电压发生周期性变化，如图1和图2所示。
数据存储和通讯系统模块对线圈2两端的电压进行检测，电压信号如图3所示，对电压信号进行包络检波处理后，得到周期性的电压信号，如图4所示。通过对周期信号进行峰值检测，可以统计出居民用水量信息，对该信息进行调制并通过通讯模块发送至数据接收处理系统模块。
数据接收处理系统模块接收已调制信息，对其进行解调后统计出各居民用水量的信息，并计算出各居民的用水费用。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所做的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
技术特征：
技术总结
本发明提供一种新型智能水表的数据采集方法，本发明由基表负责对居民用水量进行数据采集；数据存储和通讯系统模块对数据进行存储统计，对其进行调制后通过通讯模块发送至数据接收处理系统模块；数据接收处理系统模块负责接收已调制信息，对其进行解调，并统计出居民用水量信息。本发明对基表进行改装，加入自定义数据采集装置，利用线圈耦合原理，对居民用水量进行自动数据采集，既可以对用水量数据进行实时采集，又降低了智能水表制作成本。
技术研发人员：李然;张福洪;易志强;栾慎吉;沈也;高健枫;张志强
受保护的技术使用者：杭州电子科技大学
技术研发日：2017.06.21
技术公布日：2017.09.15
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