专利名称：水表抄表与控制远程终端及采用该终端的控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及自动控制器，特别涉及一种水表抄表与控制远程终端及采用该终端的控 制系统。
背景技术：
名称为《无线水表终端》的实用新型专利(专利号为200520147203. X)公开了一种由干 簧管电路、电源电路、按键、无线模块、LCD显示器及CPU构成的水表终端，其中无线模块 的通信接口与CPU的通信接口连接，LCD显示器信号输入端与CPU输出端连接，干簧管电路 的信号输出至CPU的信号输入端，按键的信号输出端与CPU的键盘信号输入端连接，电源电 路的电源输出端接CPU的电源端。其CPU采用的是MSPF430F413单片机，信息的传输方式采 用的是无线射频方式，电源采用电池供电。由于该实用新型采用射频方式，其通信距离受限 制并且易受干扰，如果水表终端与控制主机相距较远，则无法远传。同时，该水表终端只用 于计量水量，没有对水表阀门进行控制的功能。实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种可以同时实现远程计量和操作，可靠性强，简单实用的 水表抄表与控制终端，以及采用该水表抄表与控制远程终端的远程控制系统。为达到上述目的，本实用新型提供的水表抄表与控制远程终端，包括CPU和与其分别相连的传感器信号采集电路、通信电路和电源，还包括地址设定电路和用于控制水表阀门操作的阀门控制电路，所述地址设定电路设定输出的地址码信号接至所述CPU，所述CPU的控制信号接至所述阀门控制电路。本实用新型水表抄表与控制远程终端，其中所述地址设定电路包括用于手动设定地址的8位拨码开关。本实用新型水表抄表与控制远程终端，其中所述通信电路为采用Modbus总线传输的 RS485通信电路。本实用新型水表抄表与控制远程终端，其中所述阀门控制电路为直流脉冲闭锁阀控制电 路，采用型号为L298N的H桥驱动芯片构成。本实用新型水表抄表与控制远程终端，其中所述电源包括双电源切换电路，所述双电源切换电路采用型号为CEM9435A的芯片构成。本实用新型水表抄表与控制远程终端，其中所述CPU采用型号为ATmegal68-16AI的芯 片构成。为达到上述目的，本实用新型提供的采用上述水表抄表与控制远程终端的控制系统，包 括控制主机、若干水表抄表与控制远程终端、相应的传感器和管路阀门，所述各传感器和管 路阀门分别与相应的水表抄表与控制远程终端相连，所述控制主机与各水表抄表与控制远程 终端通过Modbus总线和电源总线分别相互连接；所述水表抄表与控制远程终端将水表计量 数据和水表本身状态信息发送至所述控制主机，所述控制主机的远程操作命令经各所述水表 抄表与控制远程终端发送至相应的所述管路阀门。本实用新型水表抄表与控制远程终端及采用该终端的控制系统的优点是能够将水表计 量数据和水表本身状态信息通过Modbus总线发送到控制主机，由于带有阀门控制电路，所以 可以接收控制主机发出的命令对各终端的管路阀门进行开关操作。控制系统采用Modubs总线 方式操作，可靠性强，简单实用，除了计量功能外还具有电磁阀控制的功能，受到用户欢迎。下面将结合实施例参照附图进行详细说明，以对本实用新型的目的、特征和优点有深入 的理解。
图1为本实用新型水表抄表与控制远程终端的方框图； 图2为本实用新型水表抄表与控制远程终端的电路图； 图3为控制系统的方框图。
具体实施方式
下面以实施例对技术方案做详细说明。参照图l，水表抄表与控制远程终端，由CPU和与其分别相连的电源6、传感器信号采集 电路2、地址设定电路3、通信电路4和阀门控制电路5构成。下面对本实用新型水表抄表与控制远程终端的主要电路进行说明。参照图2，在本实用新型水表抄表与控制远程终端的实施例中，CPU采用型号为 ATmegal68-16AI的芯片Ul构成。用于采集水表流量脉冲信号的传感器信号采集电路2经RC滤波后，将水表脉冲信号接至 CPU芯片U1的中断引脚M1A、 M1B。地址设定电路3采用型号为MM74HC138M的芯片U7和型号为MC14068BD的芯片U4，以及8位的拨码开关S2构成。地址设定电路3与CPU的普通I/O管脚SEL1、 SEL2、 SEL3和ADDR相 连，为了节省CPU的管脚，CPU的3个普通I/O管脚SEL1、 SEL2、 SEL3的输出控制芯片U7 的A、 B、 C的3个选择端，由其高、低电平的组合选中芯片U7的一个输出端为0。芯片U7 的8个输出端分别与8位拨码开关S2的一侧相连，拨码开关S2的另外一侧与芯片U4的输入 端相连。读取地址的过程如下首先用户安装要求设定地址，这样，拨码开关的某些位就会 被设置在"通"的状态，这些"通"的位致使芯片U7的某些管脚和芯片U4的某些管脚相连， 当程序依次控制芯片U7的输出脚为"0"时，闭合的拨码开关S2的位导致芯片U4输出一个 低电平"0"，而没有闭合的拨码开关S2的位致使芯片U4输出一个高电平"1"。这样，8位 扫描完成后得到拨码开关S2的设定地址码状态，即设定的地址。地址设定电路输出脚ADDR 与CPU的管脚ADDR相连。通信电路4为RS485通信电路，采用Modubs协议和RS485电气规范，其电路采用型号为 Max487ECPA的电平转换芯片U6，该电路的输入、输出端分别与CPU芯片Ul的异步串行接口 TXD、 RXD管脚相连，方向控制端与CPU芯片Ul的RDE管脚相连。阀门控制电路5为直流脉冲闭锁阀控制电路，直流脉冲闭锁阀控制电路采用型号为L298 的H桥驱动芯片U12作为控制芯片。该电路的各输入端与CPU芯片Ul的控制管脚V1EN、V2EN、 V1A、 V1B管脚分别相连。输出端与直流脉冲闭锁阀相连。为了保证在外部电源切断的情况下仍然正确计量水表脉冲，电源6设计了双电源切换电 路，当外部电源切断后，后备电池为系统提供电源。外部电源采用型号为LM2598-ADJ的芯片 Ull产生一个9V电压，然后再经过型号为1117S5的芯片U3转换为5V，为CPU供电。双电源 切换电路采用型号为CEM9435A的芯片UIO，后备电池釆用3. 6V电池，电池正极直接连接到 芯片mO的漏极D端；外部5V电源经过二极管D1后连接到芯片U10的源极S端；门极G端 经过电阻R08连接到5V电源。当外部电源切断后，VGS为负，芯片U10呈导通状态，电源由 后备电池供电；当外部上电后，VGS为正，芯片U10呈切断状态，系统电源由外部电源提供。参照图3，本实用新型提供了釆用上述水表抄表与控制远程终端构成的控制系统，可以 由控制主机实现对管路阀门进行远程操作。本实施例是采用Modbus协议的抄表与控制终端的 一个典型应用。控制系统包括控相应的水表抄表与控制远程终端相连，所有的远程终端与 Modbus总线和电源总线接在一起，共制主机、若干水表抄表与控制远程终端、相应的传感器 和管路阀门，各传感器和管路阀门分别与同由控制主机进行控制。控制系统的工作过程是首先通过地址设定电路的拨码开关来设置远程终端的地址，并 将各远程终端的地址存储到控制主机中。在用户通过控制主机对远程终端进行控制的时候，控制主机发送包含地址信息的命令，该命令由控制主机的串口到Modbus总线上。各远程终端 通过RS485接口电路接收Modbus总线上的命令，然后由其CPU对命令串进行判断，如果发现 该命令是针对本远程终端的操作，则该远程终端会执行这一命令，完成开、关阀门和上报数 据的功能。本实用新型水表抄表与控制远程终端及其控制系统，能够将水表计量数据和水表本身状 态信息通过Modbus总线发送到控制主机，由于带有阀门控制电路，所以可以接收控制主机发 出的命令对各终端的管路阀门进行开关操作。控制系统采用Modubs总线方式操作，可靠性强， 简单实用，除了计量功能外还具有电磁阀控制的功能，受到用户欢迎。
权利要求1.一种水表抄表与控制远程终端，包括CPU(1)和与其分别相连的传感器信号采集电路(2)、通信电路(4)和电源(6)，其特征在于还包括地址设定电路(3)和用于控制水表阀门操作的阀门控制电路(5)，所述地址设定电路(3)设定输出的地址码信号接至所述CPU(1)，所述CPU(1)的控制信号接至所述阀门控制电路(5)。
2. 根据权利要求l所述的水表抄表与控制远程终端，其特征在于其中所述地址设定电 路(3)包括用于手动设定地址的8位拨码开关(S2)。
3. 根据权利要求1或2所述的水表抄表与控制远程终端，其特征在于其中所述通信电 路(4)为采用Modbus总线传输的RS485通信电路。
4. 根据权利要求3所述的水表抄表与控制远程终端，其特征在于其中所述阀门控制电 路(5)为直流脉冲闭锁阀控制电路，采用型号为L298N的H桥驱动芯片构成。
5. 根据权利要求4所述的水表抄表与控制远程终端，其特征在于其中所述电源(6)包括双电源切换电路，所述双电源切换电路采用型号为CEM9435A的芯片构成。
6. 根据权利要求5所述的水表抄表与控制远程终端，其特征在于其中所述CPU (1) 采用型号为ATmegal68-16AI的芯片构成。
7. —种采用水表抄表与控制远程终端的控制系统，其特征在于包括控制主机、若干水 表抄表与控制远程终端、相应的传感器和管路阀门，所述各传感器和管路阀门分别与相应的 水表抄表与控制远程终端相连，所述控制主机与各水表抄表与控制远程终端通过Modbus总 线和电源总线分别相互连接；所述水表抄表与控制远程终端将水表计量数据和水表本身状态 信息发送至所述控制主机，所述控制主机的远程操作命令经各所述水表抄表与控制远程终端 发送至相应的所述管路阀门。
专利摘要水表抄表与控制远程终端，包括CPU、传感器信号采集电路、通信电路、地址设定电路、阀门控制电路和电源，地址设定电路设定输出的地址码信号接至CPU，CPU的控制信号接至阀门控制电路。地址设定电路包括8位拨码开关。电源包括双电源切换电路。通信电路为采用Modbus总线传输的RS485通信电路。其控制系统由控制主机、若干上述远程终端、相应的传感器和管路阀门组成。本实用新型的优点是上述远程终端能够将水表计量数据和水表本身状态信息通过Modbus总线发送到控制主机，并且接收控制主机发出的命令对各终端的管路阀门进行开关操作。采用Modubs总线方式操作，可靠性强，简单实用，受到用户欢迎。
文档编号G08C19/16GK201111717SQ200720173910
公开日2008年9月10日 申请日期2007年10月31日 优先权日2007年10月31日
发明者刚 孙 申请人:北京农业信息技术研究中心