一种安全型防拆物联网燃气表的制作方法

本发明涉及燃气表技术领域，具体为一种安全型防拆物联网燃气表。

背景技术：

随着社会的不断发展和进步,天然气的使用在现代社会发展和居民生活中的地位和作用越来越重要，随着城市管道的大规模推广和应用，燃气的覆盖范围较广，涉及的用户越来越多，燃气表是正常家居燃气系统的关键组成部分，燃气表在使用过程中出现脱落、松动或者从管道上拆除的状况时，现有燃气表的无法实现报警提醒，也无法关闭燃气管道，从而无法避免燃气泄漏，而且燃气表大多数情况下均采用外部碱性电池，当碱性电池掉电后该设备无法正常工作，市场上很多燃气表为物联网燃气表，物联网燃气表在物联网通讯模块出现故障时，无法继续实现报警和充值任务，而且燃气表会有专门人员进行巡检，巡检过程中容易出现巡检不到位的状况。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种安全型防拆物联网燃气表，能够在燃气表出现脱落、松动或者从管道上拆除的状况时进行报警提醒、在碱性电池掉电后仍能正常工作、物联网通讯模块出现故障时仍能实现报警和充值任务，避免巡检不到位和及时关闭燃气管道以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种安全型防拆物联网燃气表，包括燃气表主体，所述燃气表主体上设置有备用供电装置和充电部分，所述燃气表主体内部设置有加速度测量装置、备用通讯模块、电机阀和阀门控制模块，所述燃气表主体外表面上设置有巡更装置。

优选的，所述燃气表主体包括外壳、智能控制模块、计量机芯、计数器、液晶显示屏、上盖、电池盒、功能按钮、底座，所述计量机芯和电机阀位于外壳内部，所述外壳和计量机芯组成了燃气表整机，所述底座位于燃气表整机一侧，所述计数器和液晶显示屏设置在底座上，所述智能控制模块包括燃气表mcu主控制模块、电源管理模块、实时时钟模块、物联网通讯模块和采样模块，所述电池盒内设置有碱性电池。

优选的，所述上盖和底座通过密封圈密封配合连接。

优选的，所述备用供电装置和充电部分分别采用锂离子超级电容和超级电容充电部分。

优选的，所述备用供电装置和充电部分分别采用锂电池和锂电池充电部分。

优选的，所述加速度测量装置采用3d加速度传感器。

优选的，所述备用通讯模块采用蓝牙无线通讯模块。

优选的，所述加速度测量装置位于燃气表mcu主控制模块的中心处，所述燃气表mcu主控制模块位于智能控制模块的pcb板上的中心处，所述智能控制模块位于底座中心处。

优选的，所述巡更装置采用巡更接触器。

优选的，所述电机阀设置在计量机芯上方。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明，通过在燃气表mcu主控制模块上设置有加速度测量装置，能够在该设备移动的角度超过设定的值时，即该设备出现脱落、松动或者从管道上拆除时，mcu主控制模块通过物联网通讯模块将信息传送给远程后台管理平台进行报警提醒；

2、本发明，通过智能控制模块的pcb板上设置有备用供电装置和充电部分，当外部碱性电池掉电，备用供电装置发挥续航作用，能维持加速度测量装置和物联网通讯模块在一定时间范围内正常工作，避免了出现碱性电池掉电后该设备无法工作的状况；

3、本发明，通过备用通讯模块采用蓝牙无线通讯模块，如果物联网通讯模块出现故障时，备用通讯模块发挥作用，备用通讯模块和蓝牙泄露报警器、蓝牙无线充值缴费设备连接，从而在物联网通讯模块出现故障时不影响该设备的报警和充值任务；

4、本发明，加速度测量装置测量的数据发送给mcu主控制模块，当超过设定的角度时，mcu主控制模块通过阀门控制模块控制电机阀关闭，从而很好的避免了燃气泄漏。

5、本发明，通过巡更装置对巡检人员的巡检情况进行了解，从而避免了巡检人员巡检不到位的状况。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的智能控制模块的框图；

图3为本发明的加速度测量装置水平静置状态下的重力坐标图；

图4为本发明的加速度测量装置和水平面有夹角状态下的重力坐标图；

图5为本发明的电源原理图；

图6为本发明的燃气表mcu主控制模块电路图；

图7为本发明的通讯模块电路图：

图8为本发明的总电路图。

图中：1、外壳；2、智能控制模块；3、计量机芯；4、电机阀；5、计数器；6、液晶显示屏；7、备用供电装置；8、上盖；9、电池盒；10、功能按钮；11、底座；12、巡更装置。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例：

请参阅图1-8，本发明提供一种技术方案：一种安全型防拆物联网燃气表，包括燃气表主体，燃气表主体上设置有备用供电装置7和充电部分，燃气表主体内部设置有加速度测量装置、备用通讯模块、电机阀4和阀门控制模块，燃气表主体外表面上设置有巡更装置12。

具体的，燃气表主体包括外壳1、智能控制模块2、计量机芯3、计数器5、液晶显示屏6、上盖8、电池盒9、功能按钮10、底座11，计量机芯3和电机阀4位于外壳1内部，外壳1和计量机芯3组成了燃气表整机，底座11位于燃气表整机一侧，计数器5和液晶显示屏6设置在底座11上，智能控制模块2包括燃气表mcu主控制模块、电源管理模块、实时时钟模块、物联网通讯模块和采样模块，电池盒内设置有碱性电池。

在本实施例实施过程中，加速度测量装置实时监测加速度并传送给燃气表mcu主控制模块，再通过软件算法编程计算出角度变化，计算方法如下：

如果加速度测量装置水平静置，x、y方向的重力分量为0g，而z轴方向的重力分量为g，如图3所示，x＝0、y＝0、z＝g；

x轴方向的加速度大小为ax，其与水平线的夹角为α1，与重力加速度的夹角α；

y轴方向的加速度为ay，与水平线的夹角为β1，与重力加速度g的夹角为β；

z轴方向的加速度为az，与水平线的夹角为γ1，与重力加速度g的夹角为γ；

基于图4中夹角概念，它们的关系为α＝90度-α1，β＝90度-β1，γ＝90度-γ1；

g在各轴方向上的分量为：ax＝gcosα，ay＝gcosβ，az＝gcosγ；

将ax、ay和az代入：ax＝gcosα＝gcos(90度-α1)＝gsinα1，ay＝gsinβ1，az＝gsinγ1；

(其中各垂直虚线大小为：g*g＝ax*ax+gcosα1*gcosα1，则gcosα1＝squr(g*g-ax*ax)，gcosβ1＝squr(g*g-ay*ay)，gcosγ1＝squr(g*g-az*az)；

根据立体几何中，g相当于立方体的对角线，ax、ay、az相当于三条边，虚线大小等于ay*ay+az*az，所以根据勾股定理ax*ax+ay*ay+az*az＝g*g；

(以x轴为例)sinα1＝ax/g，cosα1＝squr(g*g-ax*ax)/g，tanα1＝(ax/g)/[squr(g*g-ax*ax)/g]＝ax/squr(g*g-ax*ax)＝ax/squr(ay*ay+az*az)，tanβ1＝ay/squr(ax*ax+az*az),tanγ1＝az/squr(ax*ax+ay*ay)；

最后得出加速度测量装置值与角速度值(弧度)的关系为：

tanα1＝ax/squr(ay*ay+az*az)；

tanβ1＝ay/squr(ax*ax+az*az)；

tanγ1＝az/squr(ax*ax+ay*ay)；

其中α1、β1、γ1分别是x、y、z轴和水平线的弧度值(反三角函数计算的值是弧度)，ax、ay、az是三个轴上的加速度值；

那么弧度值分别为：

α1＝arctan(ax/squr(ay*ay+az*az)；

β1＝arctan(ay/squr(ax*ax+az*az)；

γ1＝arctan(az/squr(ax*ax+ay*ay)；

接下来就得使用数据公式：弧度＝θπr/180，这样算得θ＝弧度*180/πr,其中r取1，最后得到的各轴的角度值分别为：

θx＝α1*180/π＝[arctan(ax/squr(ay*ay+az*az))]*180/π；

θy＝β1*180/π＝[arctan(ay/squr(ax*ax+az*az))]*180/π；

θz＝γ1*180/π＝[arctan(az/squr(ax*ax+ay*ay))]*180/π；

根据需要在该设备上设定相应的θx、θy和θz的值，当该设备移动角度超出设定的θx、θy和θz值时，触发燃气表mcu主控制模块控制电机阀4关闭，并将该事件记录，并通过物联网通讯模块传输给远程后台管理平台进行报警提醒，同时，阀门控制模块控制电机阀4关闭，避免了燃气从管道泄漏。

具体的，上盖8和底座11通过密封圈密封配合连接，很好的提高了上盖8和底座11的密封性。

具体的，备用供电装置7和充电部分分别采用锂离子超级电容和超级电容充电部分，具有较好的储能效果。

在其它实施例中，备用供电装置7和充电部分还可以采用锂电池和锂电池充电部分。

具体的，加速度测量装置采用3d加速度传感器，体积小，重量轻。

具体的，备用通讯模块采用蓝牙无线通讯模块，使用门槛低，易操作。

在本实施例实施过程中，如果物联网通讯模块出现故障时，备用通讯模块发挥作用，备用通讯模块和蓝牙泄露报警器、蓝牙无线充值缴费设备连接，从而在物联网通讯模块出现故障时不影响该设备的报警和充值任务。

具体的，加速度测量装置位于燃气表mcu主控制模块的中心处，燃气表mcu主控制模块位于智能控制模块2的pcb板上的中心处，智能控制模块2位于底座中心处，很好的提高了加速度测量装置的测量效果。

具体的，巡更装置12采用巡更接触器，采购方便。

具体的，电机阀4设置在计量机芯3上方。

在本实施例实施过程中，当外部碱性电池正常供电时，该设备正常工作，备用供电装置7充电，当外部碱性电池掉电，备用供电装置7发挥续航作用，能维持加速度测量装置和物联网通讯模块在一定时间范围内正常工作，待外部碱性电池重新上电又能给备用供电装置7充电，循环使用节能可靠使用寿命长。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。