一种远控智能水表系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种远控智能水表系统，包括：水表、网关交换器、移动可视终端及自来水后台服务器，其中，所述水表包括阀门、执行器、连接该执行器的单片机和RF收发模块，所述执行器接收该单片机的控制指令执行开启或关闭的动作，同时，所述RF收发模块还将水表的用水数据信息和故障数据信息外发给网关交换器；网关交换器用于通信协议和频段的转换，将数据与自来水后台服务器之间进行数据通讯。本实用新型通过手持移动终端即可随时随地了解家用水表的各项数据，尤其是实现了自助缴费和阶梯计费等查阅功能，极大方便了居民的生活。
【专利说明】
—种远控智能水表系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及智能水表领域，尤其涉及一种远控智能水表系统。
【背景技术】
[0002]智能水表是一种利用现代微电子技术、现代传感技术、智能IC卡技术对用水量进行计量并进行用水数据传递及结算交易的新型水表与传统水表一般只具有流量采集和机械指针显示用水量的功能相比，是很大的进步。智能水表除了可对用水量进行记录和电子显示外，还可以按照约定对用水量进行控制。
[0003]目前的智能水表通常采用两种方式:(I)预付费后用水，比如IC水卡;该方法中，用户预购的水费用完即停水，用户需持IC卡到指定地点进行充值购水并完成相应的输水功能时，方可恢复供水。该方法中，用户无法实时了解水费及水量的情况，购水极不方便，需要到指定地点，此外，IC卡水表存在数据交换因人为因素造成不可靠与用水水价不具有实时性等缺陷(2)先使用后付费，如普通膜式水表、远传表等。该方法中，工作人员收取水费困难，具有滞后性。当用户用水时，水量采集装置开始对用水量进行采集，并转换成所需的电子信号供给微机模块进行计量，并在LCD显示模块上显示出来。当用户的用水金额下降到一定数值时，微机模块进行声音报警，提示用户应该去持卡交费购水，如超过用水金额，则微机模块会自动将电控阀门关闭，切断供水，直至用户插入已经交费的IC卡片重新开始开启阀门进行供水。此外，由于卡式水表在使用过程中，当用户发现水表出现故障时，需要通知管理人员，管理人员必须到达安装水表的现场才能知道该水表的运行情况，用户不能随时关注家用水表的各项状态，不能提前做到预防，给用户的生活造成了极大的不便。
[0004]因此，如何设计一种用户可以随时查看水表的实时运行状态、并方便用户自助缴费和远程控制的智能水表控制装置，便成为了目前亟待解决的问题。
【实用新型内容】
[0005]基于现有技术中存在的上述不足，本实用新型现提出一种远控智能水表系统，以使得用户能够远程控制水表的开关。
[0006]本实用新型所公开的一种远控智能水表系统，包括:水表、网关交换器、移动可视终端及自来水后台服务器，其中，
[0007]所述水表包括阀门、执行器、连接该执行器的单片机、连接该单片机的RF收发模块，所述执行器接收该单片机的控制指令执行水表开启或关闭的动作，同时，所述RF收发模块还将水表的用水数据信息和故障数据信息外发给网关交换器；
[0008]其中，所述执行器主要由电机、行程开关和齿轮组成，所述电机连接所述单片机，所述电机在接收到所述单片机发送的关闭阀门的指令后，启动电机并带动齿轮运转，通过齿轮和阀门的配合使得阀门关闭，所述电机在接收到单片机发送的开启阀门的指令后，电机启动并带动齿轮运转，通过齿轮和阀门的配合使得阀门打开;同时，所述行程开关在电机启动时控制所述齿轮在旋转到开启位置或经过关闭位置时停止继续运转；
[0009]所述网关交换器，安装于小区或村庄的空旷地方，无线连接所述RF收发模块、自来水后台服务器以及移动可视终端，所述网关交换器接收所述RF收发模块传输的用水数据信息和/或故障数据信息，经协议转换后发送到自来水后台服务器；同时，所述网关交换器接收所述自来水后台服务器的控制指令经协议转换后发送给RF收发模块;这样，在自来水后台服务器中即可查阅到水表的各项数据，包括用水时间，用水量，用水高峰期等等，便于实现阶梯性收费功能；
[0010]所述移动可视终端，内设有连接自来水后台服务器的APP，可随时查阅用户的用水数据信息和/或故障数据信息，并可通过该APP实现自助缴费和查阅功能；
[0011]其中，所述网关交换器，将自来水后台服务器的通讯工作频段转换为315MHz、433MHz、868MHz或915MHz中的一种发送给RF收发模块；以及将来自RF收发模块的通讯工作频段转换为315MHz、433MHz、868MHz或915MHz中的一种发送给自来水后台服务器。
[0012]进一步地，所述RF收发模块为RFMl2射频收发模块。
[0013]优选地，所述RF收发模块的工作频率为315MHz、433MHz、868MHz、915MHz中的一种或几种。
[0014]进一步地，所述齿轮具有一齿轮轴，该齿轮轴尾端的中心设为凹槽结构，对应地，所述阀门具有一阀杆，所述阀杆的顶端设有有一凸向结构，该凸向结构可刚好完全插入该凹槽结构中带动阀门左右转动，并使得阀门打开或者关闭；所述行程开关在电机收到关闭阀门的指令时，启动并控制所述齿轮在旋转到关闭位置或经过开启行程时停止继续运转，阻断水流通过;所述行程开关在电机收到开启阀门的指令时，启动并控制所述齿轮在旋转到开启位置或者经过关闭行程时停止继续运转，水流继续通过。
[0015]可选地，所述RF收发模块为VW320A系列的芯片，或者为CC1101TR4无线模块。
[0016]与现有技术相比，本实用新型所提供的一种远控智能水表系统，用户通过手持移动终端即可随时随地了解家用水表的各项数据，可远程控制水表的开关，尤其是实现了自助缴费功能，极大方便了用户的生活。通过RF收发模块还将水表的用水数据信息时时传输，连接自来水后台水费收缴管理系统，解决了人工不要到现场抄表困难的各种因素。
【附图说明】
[0017]图1是本实用新型实施例所述的一种远控智能水表系统的原理框图。
【具体实施方式】
[0018]以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定部件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个部件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分部件的方式，而是以部件在功能上的差异来作为区分的准则。说明书后续描述为实施本实用新型的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本新型的一般原则为目的，并非用以限定本实用新型的范围。本实用新型的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
[0019]下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明。
[0020]如图1所示，本实用新型所公开的一种远控智能水表系统，其包括:水表10、网关交换器20、移动可视终端及自来水后台服务器30，其中，
[0021 ] 所述水表10包括阀门106、执行器108、连接该执行器108的单片机101、连接该单片机101的RF收发模块102，所述执行器108接收该单片机101的控制指令执行开启或关闭的动作，同时，所述RF收发模块102还将水表10的用水数据信息和故障数据信息外发给网关交换器20;
[0022]其中，所述执行器108主要由电机104、行程开关103和齿轮105组成，所述电机104连接所述单片机101，所述电机104在接收到单片机101发送的关闭阀门106的指令后，启动电机104并带动齿轮105运转，通过齿轮105和阀门106的配合使得阀门106关闭(比如齿轮1 5正转使得阀门106开启)，所述电机104在接收到单片机1I发送的开启阀门106的指令后，电机104启动并带动齿轮105运转，通过齿轮105和阀门106的配合使得阀门106打开(比如齿轮105反转使得阀门106开启)。
[0023]具体来说，所述齿轮105具有一齿轮105轴，该齿轮105轴尾端的中心设为凹槽结构，对应地，所述阀门106具有一阀杆，所述阀杆的顶端设有有一凸向结构，该凸向结构可刚好完全插入该凹槽结构中带动阀门106左右转动，并使得阀门106打开或者关闭(比如阀门106顺时针或者左旋转为通路，水流通过，阀门106逆时针或者向右旋转为闭路，水流阻塞)；所述行程开关103在电机104收到关闭阀门106的指令时，启动并控制所述齿轮105在旋转到关闭位置或经过开启行程时停止继续运转，阻断水流通过;所述行程开关103在电机104收到开启阀门106的指令时，启动并控制所述齿轮105在旋转到开启位置或者经过关闭行程时停止继续运转，水流继续通过。将行程开关103安装在预先安排的位置，当装于生产机械运动部件上的模块撞击行程开关103时，行程开关103的触点动作，实现电路的切换。此处行程开关103主要是起到控制行程作用，防止齿轮105—直运转，对阀门或其它部件造成不必要的损坏。
[0024]所述网关交换器20，安装于密集人群的小区或者村庄内，且最好为空旷地方，防止信号干扰，无线连接所述RF收发模块102、自来水后台服务器30以及移动可视终端，所述网关交换器20接收所述RF收发模块102传输的用水数据信息和/或故障数据信息，经协议转换到自来水后台服务器30;同时，所述网关交换器20接收所述自来水后台服务器30的控制指令经协议转换后发送给RF收发模块102;通过后台对数据进行管理，包括设置阶梯形收费及其他相应功能。通过RF收发模块102还将水表10的用水数据信息时时传输，连接自来水后台水费收缴管理系统，解决了人工不要到现场抄表困难的各种因素。
[0025]所述移动可视终端，内设有连接自来水后台服务器30的APP，可随时查阅用户的用水数据信息和/或故障数据信息，并可通过该APP实现自助缴费和查阅功能，此外，还可以共享自来水后台服务器30的所有相关信息，包括详细账单，操作指南，水质公告，水价信息等；所述移动可视终端可以为手机，笔记本电脑，ipad等设备。
[0026]其中，所述网关交换器20，将自来水后台服务器30的通讯工作频段转换为315MHz、433MHz、868MHz或915MHz中的一种发送给RF收发模块102。
[0027]这样，在自来水后台服务器30中即可查阅到水表10的各项数据，包括用水时间，用水量，用水高峰期等等，便于实现阶梯性收费功能。
[0028]本实用新型的水表10与外部数据的通信采用射频传输模块，所述RF收发模块102兼具收和发功能，数据发射模块的工作频率为315MHz或者433MHz，采用声表谐振器SAW稳频，频率稳定度极高，当环境温度在-25?+85度之间变化时，频飘仅为3ppm/度。特别适合多发一收无线遥控及数据传输系统。需要说明的是，声表谐振器的频率稳定度仅次于晶体，而一般的LC振荡器频率稳定度及一致性较差，即使采用高品质微调电容，温差变化及振动也很难保证已调好的频点不会发生偏移。
[0029]此外，RF收发模块102具有较宽的工作电压范围2.1?3.5V，当电压变化时发射频率基本不变，和发射模块配套的接收模块无需任何调整就能稳定地接收。当发射电压为3V时，空旷地传输距离约20?50米，发射功率较小，当电压5V时约100?200米，当电压9V时约300?500米，当发射电压为12V时，为最佳工作电压，具有较好的发射效果，发射电流约60毫安，空旷地传输距离700?800米，发射功率约500毫瓦。当电压大于12V时功耗增大，有效发射功率不再明显提高。这套模块的特点是发射功率比较大，传输距离比较远，比较适合恶劣条件下进行通讯。
[0030]所述RF收发模块102的发射模块最好能垂直安装在主板的边缘，应离开周围器件5mm以上，以免受分布参数影响。模块的传输距离与调制信号频率及幅度，发射电压及电池容量，发射天线，接收机的灵敏度，收发环境有关。
[0031]在本实用新型一个优选的实施例中，所述RF收发模块102为RFM12射频收发模块。所述RFM12射频收发模块可以工作在315MHz、433MHz、868MHz、915MHz中的任——种工作频段。其中，优选为433M频段，由于网关交换器20与后台或终端设备之间采用低功耗通信技术，家庭里墙壁，家具等遮挡物会影响低功耗通信射频传输范围。如果射频发送功率过小，有可能家庭终端设备不能工作，而如果太大，有可能干扰邻居设备。本系统优先选用433MHz射频通信，主要就是看重此频带射频传送距离远，且具有很强的穿透能力。
[0032]当然，所述RF收发模块102也可以为VW320A系列的芯片，或者为CC1101TR4无线模块。它们也具有可工作在315MHz、433MHz、868MHz、915MHz中的任——种工作频段的能力。
[0033]具体到本实用新型实施例中，上述水表1的各个模块，包括电机104，单片机1I，RF收发模块102都需要电源来供电，所述电源可采用通用的可充电锂电池，3.6V的工作电压;更优选地，在本实施例中，该锂电池通过采用微型水力水流发电机104发电进行充电，代替传统电池减少用户经常调换电池的诸多不便。由于用户在用水过程中，水流会经过水表10的叶轮转动进行计数，同样地，水在流动过程中，会带动所述微型水力水流发电机104的涡轮转动发电，没有水流经过时，涡轮不转动，不发电，系统处于断电状态，能够节省很大一部分电力，最大限度的降低功耗，并充分利用水力发电清洁能源，源源不断的给所述锂电池供电。
[0034]需要说的是，借助移动互联网交换技术，本实用新型的技术方案不仅仅应用到智能水表领域，可扩展应用到燃气表、电表等领域，真正实现水表、燃气表、电表的一体结合，用户可通过移动终端，随时查阅家中燃气、电力及用水的数据及运行状况，方便用户及时掌握用水、用电及煤气信息，并可通过移动终端上的APP随时购水、购电、购燃气，极大方便了用户的生活。
[0035]值得注意的是，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并非因此限定本实用新型的专利保护范围，本实用新型还可以对上述各种零部件的构造进行材料和结构的改进，或者是采用技术等同物进行替换。故凡运用本实用新型的说明书及图示内容所作的等效结构变化，或直接或间接运用于其他相关技术领域均同理皆包含于本实用新型所涵盖的范围 L
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【主权项】
1.一种远控智能水表系统，其特征在于包括:水表、网关交换器、移动可视终端及自来水后台服务器，其中， 所述水表包括阀门、执行器、连接该执行器的单片机、连接该单片机的RF收发模块，所述执行器接收该单片机的控制指令执行开启或关闭的动作，同时，所述RF收发模块还将水表的用水数据信息和故障数据信息外发给网关交换器； 其中，所述执行器主要由电机、行程开关和齿轮组成，所述电机连接所述单片机，所述电机在接收到单片机发送的关闭阀门的指令后，启动电机并带动齿轮运转，通过齿轮和阀门的配合使得阀门关闭，所述电机在接收到单片机发送的开启阀门的指令后，电机启动并带动齿轮运转，通过齿轮和阀门的配合使得阀门打开；同时，所述行程开关在电机启动时控制所述齿轮在旋转到开启位置或经过关闭位置时停止继续运转； 所述网关交换器，安装于小区或村庄空旷地方，无线连接所述RF收发模块、自来水后台服务器以及移动可视终端，所述网关交换器接收所述RF收发模块传输的用水数据信息和/或故障数据信息，经协议转换后发送到自来水后台服务器;同时，所述网关交换器接收所述自来水后台服务器的控制指令经协议转换后发送给RF收发模块； 所述移动可视终端，内设有连接自来水后台服务器的APP，可随时查阅用户的用水数据信息和/或故障数据信息，并可通过该APP实现自助缴费和查阅功能； 其中，所述网关交换器，将自来水后台服务器的通讯工作频段转换为315MHz、433MHz、868MHz或915MHz中的一种发送给RF收发模块。2.如权利要求1所述的一种远控智能水表系统，其特征在于，所述RF收发模块为RFM12射频收发模块。3.如权利要求2所述的一种远控智能水表系统，其特征在于，所述RF收发模块的工作频率为 315MHz、433MHz、868MHz、915MHz 中的一种或几种。4.如权利要求1所述的一种远控智能水表系统，其特征在于，所述齿轮具有一齿轮轴，该齿轮轴尾端的中心设为凹槽结构，对应地，所述阀门具有一阀杆，所述阀杆的顶端设有有一凸向结构，该凸向结构可刚好完全插入该凹槽结构中带动阀门左右转动，并使得阀门打开或者关闭；所述行程开关在电机收到关闭阀门的指令时，启动并控制所述齿轮在旋转到关闭位置或经过开启行程时停止继续运转，阻断水流通过;所述行程开关在电机收到开启阀门的指令时，启动并控制所述齿轮在旋转到开启位置或者经过关闭行程时停止继续运转，水流继续通过。5.如权利要求1所述的一种远控智能水表系统，其特征在于，所述RF收发模块为VW320A系列的芯片，或者为CC1101TR4无线模块。
【文档编号】G07F15/00GK205541128SQ201620302987
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年4月12日
【发明人】刘元佳
【申请人】刘元佳