专利名称：单稳态活塞式数据传输智能水表的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种应用于自来水及地下水资源管理的水表，尤其涉及一种具有自动计量收费、数据统计、资料分析、数据传输、远程实时监控的高性能、智能化、新型自动化的单稳态活塞式数据传输智能水表。
背景技术：
目前的IC卡水表的止水装置大部分是采用伸缩式折叠橡胶囊阀，靠皮囊翻转、折叠控制开关阀。受次数影响易受损、破裂，使开关失灵；水流平衡道流经皮囊孔，易造成水压失调，皮囊起落失控；其橡胶阻水阀的舵板及皮囊采用尼龙66与橡胶材质制品，无防水腐蚀处理，抗老化性差；水压过大易使皮囊受损或开关不到位；其阻水阀大多是通过电机做360°开与关，阀体始终处于工作状态，存在无功作业问题，功耗大；目前IC卡水表的手持无线遥控系统最大工作范围为100米，且受外部环境影响及其它信号干扰时不能正常通信，存在工作范围小，对工作环境要求高的缺陷。尤其是与单片机难以配合，不能做无线数据传输，使IC卡水表的应用与普及受到限制。
发明内容
本发明针对上述现有技术中存在的问题，提供了一种采用单稳态活塞式阻水阀与GPRS无线数据传输系统相结合的单稳态活塞式数据传输智能水表，解决了现有技术中水表的使用寿命短、功耗大、工作范围小、无法进行无线数据传输的问题，而且本发明的功能消耗低、数据传输距离无限制。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下包括基表，基表与阀体之间通过法兰相连；阀体的下部设置活塞阀，活塞阀包括活塞缸、活塞、压力平衡弹性件，活塞阀上盖的内部设有平衡道；阀体上部设置具有无线传输模块的电脑控制部和单稳态控制器，电脑控制部接收脉冲信号，发射指令给单稳态控制器；单稳态控制器控制阻水头封闭开启平衡道阻水孔；电脑控制部发射的指令经发射接收天线传递给控制器内的单片机存储器，单片机存储器将数据进行处理后发送至显示器，并通过内部的GPRS数据传输模块将信息传递给远程计算机，显示器将接收的数据进行显示。
所述的基表外壳内设有干簧管，干簧管通过脉冲防磁保护罩内的脉冲信号线将脉冲信号传递给电脑控制部的无线传输模块。
所述的活塞阀的活塞缸与活塞采用铜材质，外部设有防水漆及油膜涂层。
所述的活塞阀下部的入水方向设有平衡道入水口，出水方向设有出水口；活塞阀的活塞上设有防水线，活塞下方紧密连接有阻水垫。
所述的单稳态控制器的底端设有单稳态控制器底座，平衡道阻水孔设于单稳态控制器底座内，单稳态控制器底座与活塞阀上盖紧密相连。
所述的阀体顶端安装有发射接收天线，发射接收天线的外部套有发射接收天线保护杆。
所述的显示器的下方安装具有切换显示功能的余量切换键和累计切换键。
所述的控制器的外壳体上设有IC卡插槽。
所述的弹性件为弹簧。
所述的阻水头和阻水垫采用橡胶材质。
本发明的优点效果如下1、本发明采用活塞阀，保证了工作过程中的密封、润滑，开启、关闭自由、灵活；并垂直起落，不易受损，不受水压大小影响，开关到位；而且平衡道水流不经过阀体，确保了阀体上下无水流通过。
2、活塞阀的活塞缸与活塞完全采用铜材质，外部设有防水漆及油膜涂层，保障了长期不受水腐蚀及活塞阀活塞上下滑动起落时自由顺畅。
3、活塞设有防水线，保障在活塞上下滑动起落过程中无水流通过活塞，起到密封活塞缸与活塞的作用。
4、本发明由于设置单稳态控制器，当接收指令时，只在改变开、关状态瞬间消耗电量，响应弹出、缩回动作，关闭、打开阻水孔，瞬间工作电流≤2mA。动作完成后保持维持状态，且无需任何维持电量，直到接收下一指令。实现了以小功率消耗(单稳态控制器开关)带动大负载(活塞阀开关)的目的，减少了能源的浪费，延长了使用寿命，此单稳态控制器平均无故障工作时间可达30000小时，内部完全采用密封防水处理。这种将小功率消耗带动大负载运动的形式应用在水表控制部分上史无前例，可以说是水表阀体控制系统的一次革命。
5、本发明采用GPRS无线数据传输，基于GPRS无限通信的水资源管理系统主要包括GPRS水资源监控系统和水资源主站管理系统。通过水资源管理系统，可实现用户用水量的数据采集控制并通过GPRS无线通信与水资源管理主站管理系统连接，将用水户的用水量及工作状态等数据上传到主站，达到无限距离数据传输功能，远程管理部门可随时查看用水户的实时用水情况，及每天、每月、每年各个时段的用水量及平均用水量等信息，对用水户用水情况有一个深刻的了解。还可以对数据进行打印、存档等操作，从而完成用户用水量的管理，并实现控制。此系统具有实时监控功能，且不会因停电、恶劣环境、天气变化及其外在信号等客观因素影响数据的传输，造成数据丢失现象，只需在开启授权计算机进入软件就可自动上传所有信息，方便、快捷。此种形式较以往无线遥控接收控制系统受外界环境因素及其他信号干扰影响不能正常通讯且局限于100米之内是一次质的飞跃。真正达到了网络管理时代。
下面结合附图对本发明进行进一步说明。
图1是本发明的结构示意图。
图2是水资源监控系统终端的组成逻辑框图。
图3是GPRS无线通信模块结构框图。
具体实施例方式
以下结合附图，通过具体实施例，对本发明进行详细描述如下，但本发明的保护范围不受具体实施例所限制。
实施例如图1所示，流量基表外壳1内设有干簧管7，基表与阀体10之间通过法兰29相连；阀体10的下部设置活塞阀，活塞阀包括活塞缸21、活塞23、压力平衡弹簧24，活塞阀上盖17的内部设有平衡道18，活塞阀下部的入水方向设有平衡道入水口19，出水方向设有出水口20；活塞阀的活塞23上设有上下两道防水线22，活塞23下方紧密连接有橡胶阻水垫25，活塞缸21与活塞23采用铜材质，外部设有防水漆及油膜涂层；阀体10上部设置具有无线传输模块12的电脑控制部11和单稳态控制器14，电脑控制部11的无线传输模块12接收干簧管7通过脉冲防磁保护罩8内的脉冲信号线9传送的脉冲信号，并发射指令给单稳态控制器14；单稳态控制器14的底端设有单稳态控制器底座13，平衡道阻水孔16设于单稳态控制器底座13内，单稳态控制器底座13与活塞阀上盖17紧密相连，单稳态控制器14通过控制橡胶阻水头15封闭开启平衡道阻水孔16；阀体10顶端安装有发射接收天线26，发射接收天线26的外部套有发射接收天线保护杆27，发射接收天线保护杆27通过连接件28与阀体10相连；电脑控制部11发射的指令经发射接收天线26传递给控制器30内的单片机存储器31，单片机存储器31将数据进行处理后发送至液晶显示器32，并通过内部的GPRS数据传输模块33将信息传递给远程计算机，液晶显示器32将接收的数据进行显示；液晶显示器32的下方安装具有切换显示功能的余量切换键34和累计切换键35，控制器外壳体上设有IC卡插槽36，通过插入IC卡37可进行一系列操作。
本发明的工作原理及过程如下
基表外壳1内的叶轮2转动传动基表指针3转动，计数器4计数，基表上方安装有基表盖5，随着基表指针3转动，固定在指针3上的磁钢6随着转动，吸合水表外壳1内的干簧管7，干簧管7将脉冲信号传递给电脑控制部11。水表工作时，水流正常通过阀体，基表转动过程中，磁钢6每吸合、断开干簧管7一次，信号线便传递给电脑控制部11一个脉冲信号，电脑控制部11接收脉冲信号后将其转换成数字信号进行存储并计算剩余水量和总用水量，将结果一方面以数字形式在控制器30的液晶显示器32上显示出来，另一方面通过控制器30内的GPRS数据传输模块33经GPRS网络传递给服务器，这样拥有权限的计算机就可以通过服务器监测用水户的用水情况。
当阀体内存有剩余水量时，活塞阀处于开启状态，水流正常通过阀体，此时，单稳态控制器14的橡胶阻水头15处于缩回状态，一部分水流经平衡道18的平衡道阻水孔16流过阀体，而绝大部分水流从活塞23下方经主管道流过阀体，开阀状态下，两路水流均同时流经阀体构成通路。
随着水表的转动，当剩余水量递减到零时，电脑控制部11自动发射给单稳态控制器14一次关阀指令，此时，单稳态控制器14接收控制信号响应动作，弹出橡胶阻水头15，阻止了平衡道内经平衡道阻水孔16流过阀体的水流，水流无法通过平衡道阻水孔，就对活塞阀的活塞23上部产生压力，随着压力的不断增大，加之弹簧24弹力大于进水水流对活塞23下方压力，迫使活塞23向下移动，直到活塞23上下压力平衡为止。此时，活塞下方的橡胶阻水垫25已与阀体进水管道口严密接触，阻止了进入阀体的水流，达到了阻水关阀的目的，完成了关阀过程，直到下一指令的接收，否则，将维持这一状态。
当用水户通过控制器30对电脑控制部11进行充值后，即存有剩余水量，此时，电脑控制部11自动发射一次开阀指令给单稳态控制器14，单稳态控制器14响应动作，缩回橡胶阻水头15，使平衡道内水流经平衡道阻水孔16流过阀体，水流流经阀体，对活塞阀的活塞23上方压力减小，进水水流对活塞下方压力大于上方弹簧24弹力和水流压力，将活塞23向上顶起，大部分水流经阀体入水口从活塞下方流过阀体，完成开阀过程，直到下一指令的接收，否则，将维持这一状态。
权利要求
1.一种单稳态活塞式数据传输智能水表，包括基表，基表与阀体(10)之间通过法兰(29)相连；其特征在于阀体(10)的下部设置活塞阀，活塞阀包括活塞缸(21)、活塞(23)、压力平衡弹性件(24)，活塞阀上盖(17)的内部设有平衡道(18)；阀体(10)上部设置具有无线传输模块(12)的电脑控制部(11)和单稳态控制器(14)，电脑控制部(14)接收脉冲信号，并发射指令给单稳态控制器(14)；单稳态控制器(14)控制阻水头(15)封闭开启平衡道阻水孔(16)；电脑控制部(11)发射的指令经发射接收天线(26)传递给控制器(30)内的单片机存储器(31)，单片机存储器(31)将数据进行处理后发送至显示器(32)，并通过内部的GPRS数据传输模块(33)将信息传递给远程计算机，显示器(32)将接收的数据进行显示。
2.根据权利要求1所述的单稳态活塞式数据传输智能水表，其特征在于所述的基表外壳(1)内设有干簧管(7)，干簧管(7)通过脉冲防磁保护罩(8)内的脉冲信号线(9)将脉冲信号传递给电脑控制部(11)的无线传输模块(12)。
3.根据权利要求1所述的单稳态活塞式数据传输智能水表，其特征在于所述的活塞阀的活塞缸(21)与活塞(23)采用铜材质，外部设有防水漆及油膜涂层。
4.根据权利要求1所述的单稳态活塞式数据传输智能水表，其特征在于所述的活塞阀下部的入水方向设有平衡道入水口(19)，出水方向设有出水口(20)；活塞阀的活塞(23)上设有防水线(22)，活塞(23)下方紧密连接有阻水垫(25)。
5.根据权利要求1所述的单稳态活塞式数据传输智能水表，其特征在于所述的单稳态控制器(14)的底端设有单稳态控制器底座(13)，平衡道阻水孔(16)设于单稳态控制器底座(13)内，单稳态控制器底座(13)与活塞阀上盖(17)紧密相连。
6.根据权利要求1所述的单稳态活塞式数据传输智能水表，其特征在于所述的阀体(10)顶端安装有发射接收天线(26)，发射接收天线(26)的外部套有发射接收天线保护杆(27)。
7.根据权利要求1所述的单稳态活塞式数据传输智能水表，其特征在于所述的显示器(32)的下方安装具有切换显示功能的余量切换键(34)和累计切换键(35)。
8.根据权利要求1所述的单稳态活塞式数据传输智能水表，其特征在于所述的控制器(30)的外壳体上设有IC卡插槽(36)。
9.根据权利要求1所述的单稳态活塞式数据传输智能水表，其特征在于所述的弹性件(24)为弹簧。
10.根据权利要求1或4所述的单稳态活塞式数据传输智能水表，其特征在于所述的阻水头(15)和阻水垫(25)采用橡胶材质。
全文摘要
本发明涉及一种具有自动计量收费、数据统计、资料分析、数据传输、远程实时监控的高性能、智能化、新型自动化的单稳态活塞式数据传输智能水表。它包括基表，基表与阀体之间通过法兰相连；阀体的下部设置活塞阀，活塞阀包括活塞缸、活塞、压力平衡弹性件，活塞阀上盖的内部设有平衡道；阀体上部设置具有无线传输模块的电脑控制部和单稳态控制器，电脑控制部接收脉冲信号，并发射指令给单稳态控制器；单稳态控制器控制阻水头封闭开启平衡道阻水孔；电脑控制部发射的指令传递给控制器内的单片机存储器，单片机存储器将数据进行处理后发送至显示器，并通过内部的GPRS数据传输模块将信息传递给远程计算机。
文档编号G08C17/02GK1904564SQ20061004741
公开日2007年1月31日 申请日期2006年8月9日 优先权日2006年8月9日
发明者郭宝军, 王维刚 申请人:郭宝军