专利名称：燃气管网无线gprs远程监控智能终端的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及燃气主管网和支管网的流量调配及监控、管网压力调控的技术， 是一种燃气管网无线GPRS远程监控智能终端。
背景技术：
在现有技术下，国内燃气管网对主管网和支管网的流量、压力、温度三个测量参数的测量、传输、控制主要依据国外远程监控终端和国内远程监控终端。国外的远程监控终端设备价格昂贵，是国内产品;Γ6倍，有的甚至达到10倍以上，安装费用和维护费用高；而国内远程监控终端技术不完备，技术尚未成熟，自动集成化程度不高，测控参数不齐全，系统兼容性差。
发明内容本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种新型的燃气管网无线GPRS 远程监控智能终端，能方便集成、成本低廉、具有兼容性和可扩展性；该终端具有集成度高， 测控参数齐全，具有高抗分干扰能力，数据容错和纠错能力，运行费用和维护费用低廉，特别适合于燃气管网监控终端。实现上述目的，本实用专利采用下述方案燃气管网无线GPRS远程监控智能终端，其特征在于包括无线调制解调器和嵌入式测量控制模块，所述嵌入式测量控制模块包括温度测量传感器单元、压力测量传感器单元、管网前后流量测量单元、存储器、微处理器、阀门控制以及检测阀门位置单元；其中管网前后流量测量单元包括前、后流量传感器、恒流源供电部分和运算放大器，由恒流源供电部分为前、后流量传感器提供恒定电流源，前、后流量传感器输出的差分信号经过运算放大器的两级放大后接微处理器的模拟信号采样端；压力测量传感器单元和温度测量传感器单元及存储器单元连接至微处理器；阀门控制及检测阀门位置单元包括阀门和阀门控制检测模块，阀门控制检测模块的控制信号接收端与微处理器1控制端连接，阀门控制检测模块的阀门驱动端与阀门连接；阀门控制检测模块的信号端连接微处理器1的信号采集端；微处理器通过232接口连接无线调制解调器，所述微处理器通过AT命令集对无线调制解调器进行通信和控制；所述无线调制解调器通过GPRS网络与管理中心计算机系统通信；所述无线调制解调器通过GPRS网络与管理中心计算机系统通信； 系统供电及电源监视单元为各个模块提供电源。上述嵌入式测量控制模块的核心由32位处理器构成，检测累计总量，瞬时流量、 管网压力、介质温度的采集，远程控制阀门以及检测阀门位置的逻辑状态，软件看门狗能确保系统长期稳定可靠的工作。管网温度检测单元通过高精度集成化的温度传感器进行检测，传感器的输出电压与温度成线性关系，即在27°C时输出电压为3V，然后以10mV/°C的比率线性增力卩。将这个电压送至微处理器进行采样，测试出的电压经过模糊的数学计算确定出当前的温度。管网压力检测单元包括高精度硅压力传感器，将运算放大器和精密恒流源集成在其中。无线调制解调器兼容了 GPRS技术和GSM技术的移动通讯模块，他支持EGSM 900 MHz、DCS 1800 MHz和PCS1900 MHz频段，并提供语音、数传、传真、短消息等功能。是目前最佳终端接入方案。无线调制解调器通过AT命令集进行控制。无线调制解调器通过内部的通讯协议实现与GPRS无线网络间的通讯，从而建立起控制终端与GPRS网络的数据交换。 从而实现管理中心计算机系统与终端建立起数据交换的桥梁。采用上述智能控制终端，能实现累计总量，瞬时流量、压力、温度的实时 监控，并根据监控的实时数据来判断是否进行流量调配，也就是阀门控制。该智能终端具有自检、自恢复和报警功能。通过嵌入式测量控制模块的控制由无线调制解调器完成与无线GPRS通讯网络间的建立和数据通讯的功能，从而实现远程监控的目的。燃气管网无线GPRS远程监控智能终端供电由市电和锂电池供电。为了保证在停电的情况下，燃气管网无线GPRS远程监控智能终端在电池供电下长时间可靠工作，准确备份数据。整机采用微功耗设计，在锂电池供电的条件下，阀门控制电路和通讯电路关闭，此时的整机电流彡20uA，最大动态电流 (50mA，时间极短，功耗极低，能确保锂电池长时间工作，保证在停电时也能可靠地采集数据。
图1是燃气管网无线GPRS远程监控智能终端的原理框图；图2是燃气管网无线GPRS远程监控智能终端的电路原理图；图3是燃气管网无线GPRS远程监控智能终端系统网络图。
具体实施方式
以下结合附图和实例对本实用新型作进一步说明如图1所示，燃气管网无线GPRS远程监控智能终端包括无线调制解调器2和嵌入式测量控制模块，所述嵌入式测量控制模块包括温度测量传感器单元4、压力测量传感器单元5、管网前后流量测量单元6、存储器3、微处理器1、阀门控制以及检测阀门位置单元7 ； 其中管网前后流量测量单元6包括前、后流量传感器、恒流源供电部分6-1和6-2，运算放大器6-3和6-4，其中恒流源供电部分为前、后流量传感器提供恒定电流源，前、后流量传感器输出的差分信号经过运算放大器的两级放大后接微处理器1的模拟信号采样端；压力测量传感器单元5和温度测量传感器单元4及存储器单元3连接至微处理器 1 ；阀门控制及检测阀门位置单元7包括阀门MG和阀门控制检测模块，阀门控制检测模块的控制信号接收端与微处理器1控制端连接，阀门控制检测模块的阀门驱动端与阀门连接；阀门控制检测模块的信号端连接微处理器1的信号采集端；微处理器通过232接口连接无线调制解调器2，所述微处理器1通过AT命令集对无线调制解调器进行通信和控制；所述无线调制解调器通过GPRS网络与管理中心计算机系统通信； 系统供电及电源监视单元8为各个模块提供电源。图2中，所述无线调制解调模块U2可采用型号为SIM900的芯片；存储器U3可采用型号为CAT24C02的芯片。所述管网温度检测单元4为高精度集成化的温度传感器，传感器的输出电压与温度成线性关系，即在27°C时输出电压为3V，然后以IOmV/°C的比率线性增力卩。将这个电压送至微处理器进行采样，测试出的电压经过模糊的数学计算确定出当前的温度。参见图2，温度传感器U4可采用型号为AS300的芯片。管网压力检测单元5为高精度硅压力传感器，将运算放大器和精密恒流源集成在其中。参见图2，压力传感器TO可采用型号为MPX4100的芯片。参见图1，管网前后流量测量单元6包括前、后流量传感器、恒流源供电部分6-1 和6-2，运算放大器6-3和6-4，其中恒流源供电部分为前、后流量传感器提供恒定电流源， 前、后流量传感器输出的差分信号经过运算放大器的两级放大后接微处理器1的模拟信号采样端。进一步，参见图2，管网前后流量测量单元6中的前、后流量传感器为两只全电桥 RT1、RT2，全电桥的供电由微处理器1的第9、10脚输出高电平，该电压经过电阻R16、R25接至三极管Q5、Q9的基极，三极管Q5、Q9的集电极接地，发射极接电阻R17、R26，另一端接三极管Q2、Q6的基极，集电极接电源电压VCC，发射极接至电桥上恒流源电路部分，恒流源电路由电阻R18和稳压二极管U7、R27和稳压二极管U9提供基准电压，三极管Q3和Q4、Q7和 Q8组成镜像恒流源，调节RP1、RP2的电阻值可以调整恒流源的电流。RT1、RT2第2脚和第 4脚产生的电压差分别经过U6、U8运算放大器将信号放大，经放大的电压信号送至微处理器的第15、16脚。阀门控制及检测阀门位置单元7包括阀门MG和阀门控制检测模块U10，阀门控制检测模块UlO的控制信号接收端与微处理器1控制端连接，UlO的阀门驱动端与阀门MG连接；UlO信号端连接微处理器1的信号采集端。实施例中，所述阀门控制检测模块UlO可采用型号为PW-2的芯片。燃气管网无线GPRS远程监控智能终端的工作原理管网前后流量测量单元6通过安装在燃气管道上的前、后流量传感器的检测并提供出电参数传送至微处理器1，微处理器根据上传的数据进行瞬时流量的计算。并通过瞬时流量和时间的关系，计算出累计总量。管网温度检测单元4为高精度集成化的温度传感器，传感器的输出电压与温度成线性关系， 即在27°C时输出电压为3V，然后以IOmV/°C的比率线性增加。将这个电压送至微处理器进行采样，测试出的电压经过数学计算确定出当前的温度。管网压力检测单元5包括高精度硅压力传感器，将运算放大器和精密恒流源集成在其中，实时监测管网的压力。检测的温度、压力、总量的数据数据进行实时备份，在发生异常的时候，保证数据不丢失。测量微处理器通过232接口传送至无线调制解调器2，无线调制解调器2通过GPRS网络传送至管理中心计算机系统，并接收管理中心发出的控制命令，通过微处理器的处理，送至相应的控制机构并执行。终端的电源管理模块8检测供电情况，但检测到市电停止供电时，自动切换成锂电池供电，完成数据采集和数据备份。为保证锂电池长期可靠工作，在市电停电期间，该终端不支持GPRS无线网络的数据交换，也不支持阀门控制。只有在市电恢复正常时才执行相应的动作。该终端具有自检、自恢复、报警的功能，管理中心根据现场上报的数据进行及时的维护和处理。 如图3所示，燃气管网无线GPRS远程监控智能终端系统网络图，管理中心计算机系统包括决策计算机，监控计算机、调度计算机，营业计算机、代理计算机等。管理中心计算 机系统经过监控的数据进行方向性调整；监控计算机经GPRS无线网络监控燃气管网无线GPRS远程监控智能终端，管理中心监控计算机自动计费、收费和供气管理系统；调度计算机根据管网的压力进行阀门调控；营业计算机系统经过INTERNET与用户连接，实现用户用气查询和电子商务付费服务；代理计算机系统经过专线与银行数据交换，实现银行代收费。
权利要求1.燃气管网无线GPRS远程监控智能终端，其特征在于包括无线调制解调器(2)和嵌入式测量控制模块，所述嵌入式测量控制模块包括温度测量传感器单元(4)、压力测量传感器单元(5)、管网前后流量测量单元(6)、存储器(3)、微处理器(1)、阀门控制以及检测阀门位置单元(7);其中管网前后流量测量单元(6)包括前、后流量传感器、恒流源供电部分(6-1和6-2)，运算放大器(6-3和6-4)，其中恒流源供电部分为前、后流量传感器提供恒定电流源，前、后流量传感器输出的差分信号经过运算放大器的两级放大后接微处理器(1)的模拟信号采样端； 压力测量传感器单元(5)和温度测量传感器单元(4)及存储器单元(3)连接至微处理器⑴；阀门控制及检测阀门位置单元(7)包括阀门MG和阀门控制检测模块，阀门控制检测模块的控制信号接收端与微处理器(1)控制端连接，阀门控制检测模块的阀门驱动端与阀门连接；阀门控制检测模块的信号端连接微处理器(1)的信号采集端；微处理器(1)通过232接口连接无线调制解调器(2 )，所述微处理器(1)通过AT命令集对无线调制解调器进行通信和控制；所述无线调制解调器(2)通过GPRS网络与管理中心计算机系统通信；系统供电及电源监视单元(8)为各个模块提供电源。
专利摘要一种燃气管网无线GPRS远程监控智能终端，包括无线调制解调器和嵌入式测量控制模块，所述嵌入式测量控制模块包括温度测量传感器单元、压力测量传感器单元、管网前后流量测量单元、存储器、微处理器、阀门控制以及检测阀门位置单元。采用上述智能控制终端，能实现累计总量，瞬时流量、压力、温度的实时监控，并根据监控的实时数据来判断是否进行流量调配，也就是阀门控制。该智能终端具有自检、自恢复和报警功能。通过嵌入式测量控制模块的控制由无线调制解调器完成与无线GPRS通讯网络间的建立和数据通讯的功能，从而实现远程监控的目的。系统的运行费用，维护费用低廉，特别适用于工厂、企业以及加气站需要监控的场所。
文档编号G05B19/418GK202067136SQ201120154179
公开日2011年12月7日 申请日期2011年5月16日 优先权日2011年5月16日
发明者林光明, 林兵, 袁礼, 陈小斌 申请人:重庆三美仪表有限责任公司