一种基于机械水表的集中抄表系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型属于水表领域，尤其涉及一种基于机械水表的集中抄表系统。本实用新型包括多个机械水表、多个水量采集器、单元采集器、集中器、GPRS网络、后台服务器、工作站，其中，每个机械水表通过双控开关传感器与其相对应的水量采集器相连，多个水量采集器形成不同的区域，每个区域的水量采集器均连接有单元采集器，每个单元采集器均通过M?BUS总线与各自区域内的水量采集器相连，集中抄表系统内的单元采集器均通过集中器连接至GPRS网络，工作站通过后台服务器连接至GPRS网络。本实用新型改造成本低、提高抄表效率、有利于机械水表的统筹，避免统计失误，为用户和抄表人员带来便利。
【专利说明】
一种基于机械水表的集中抄表系统
技术领域
[0001]本实用新型属于自来水设备领域，尤其涉及一种基于机械水表的集中抄表系统。
【背景技术】
[0002]水表是测量水的使用量的装置，常见于自来水的用户端，根据水表的度数作为计算水费的依据。水表的种类有很多种，按照水表的物理结构有传统的机械水表、智能卡IC水表、无线远传水表等，不同水表的读取方式也不相同。对于智能IC卡水表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，而传统水表只具有流量采集和机械指针显示用水量的功能，智能IC卡水表还可以按照约定对用水量自动进行控制，并且自动完成阶梯水价的水费计算，同时可以进行用水数据存储的功能。无线远传水表借助于MBUS远传抄表管理系统实现抄表及控制，自动完成仪表数据的抄录、控制、数据存储、查询、月结、抄表结算、收费结算、报表打印等各项功能，将采集的数据进行分类处理，完成人工所进行的各种复杂工作。无线远传水表远程抄表系统由无线远传水表、采集器、集中器和综合抄表管理系统软件组成。而传统的机械水表的抄表方式只能通过安装在用户终端的水表上表盘的指针示值标盘，作为自来水计量和收费的依据。
[0003]通过现有技术中的抄表方式发现，传统的机械水表的抄表方式相对落后，并且需要进入到用户住宅内抄表，不仅工作效率低、工作量大，不利于水表的统筹，也为用户带来不便。目前为克服机械抄表中存在问题，一般采取的是更换原来的基表，使用电子式水表的集抄系统，但是这样的处理方式使得用户承担的费用比较高，不利于改造工作的进行，并且由于更换抄表系统的技术可靠性问题，一旦出现问题将会带来严重后果。目前的在更换抄表系统后发现，很多改造后的小区都出现了废置不用的现象。
【实用新型内容】
[0004]针对现有技术的不足，本实用新型提供一种基于机械水表的集中抄表系统，不需要更换原本已经安装的机械水表，利用现有的机械水表来加装电子部分，实现电子水表的功能，避免统计失误。
[0005]为解决上述技术问题，本实用新型的是通过以下技术方案实现的:
[0006]本实用新型提供一种基于机械水表的集中抄表系统，其特殊之处在于，包括多个机械水表、多个水量采集器、单元采集器、集中器、GPRS网络、后台服务器、工作站，其中，每个机械水表通过双控开关传感器与其相对应的水量采集器相连，多个水量采集器形成不同的区域，每个区域的水量采集器均连接有单元采集器，每个单元采集器均通过M-BUS总线与各自区域内的水量采集器相连，集中抄表系统内的单元采集器均通过集中器连接至GPRS网络，工作站通过后台服务器连接至GPRS网络。
[0007]进一步地，所述水量采集器包括处理器、串口与M-BUS转换电路，双控开关传感器将机械水表测得的流量数据转换成脉冲信号，并将脉冲信号发送至处理器的输入端，处理器的输出端连接有串口与M-BUS转换电路，串口与M-BUS转换电路与单元采集器的M-BUS总线通信接口相连。
[0008]进一步地，水量采集器还设置有为处理器提供电能的锂电池、与处理器输出端相连的液晶显示屏。
[0009]进一步地，所述处理器采用MSP430F4152单片机。
[0010]进一步地，所述集中器包括CPU、GPRS模块、433M无线通信模块，集中器通过433M无线通信模块与每个单元采集器双向通信，CPU输出端通过GPRS模块与后台服务器双向通信。[0011 ]进一步地，集中器内还设置有为CPU提供电能的电源模块，与CPU输出端相连的显示模块，在处理器的输入端还连接有过载检测模块。
[0012]进一步地，所述CPU采用STM32F101芯片。
[0013]进一步地，后台服务器将反映机械水表的数据传输至工作站进行机械水表数据处理，所述工作站为移动终端。
[0014]进一步地，所述集中器还连接有集中器进行双向通信的手持设备。
[0015]本实用新型与现有技术相比，其有益之处在于:本实用新型充分利用原有的水表安装结构和机械水表的可靠性，无需更换原有的机械水表即可实现电子抄表管理，同时发挥了电子产品的优点，整个抄表系统的构造不仅可靠性高，而且改造成本低，且实现了智能远程抄表，降低了人工抄表带来的弊端。本实用新型改造成本低、提高抄表效率、有利于机械水表的统筹，避免统计失误，为用户和抄表人员带来便利。
【附图说明】
[0016]图1是本实用新型集中抄表系统的结构图；
[0017]图2是本实用新型水表采集器的结构图；
[0018]图3是本实用新型集中器的结构图。
【具体实施方式】
[0019]以下参照图1至图3，给出本实用新型的【具体实施方式】，用来对本实用新型做进一步说明，但本实用新型不限于以下所描述的具体实施例。
[0020]实施例1
[0021]本实施例中的用于机械水表的集中抄表系统为多层机构设计，第一层选用基表作为最底层，在本实施例中基表选取机械水表;第二层为水量采集器，第三层为单元采集器，第四层为集中器，第五层为主站系统。
[0022]分布在不同区域的多个机械水表作为第一层结构，按区域位置将多个机械水表划分成不同小组，划分原则根据机械水表的分布特点，将距离近、相对集中的机械水表划分在同一个小组内。每个机械水表对应于一个水表米集器，多个水表米集器形成不同的小组，每个小组对应一个单元采集器进行管理。
[0023]每个机械水表安装有一个双控开关传感器，通过该传感器，将每个机械水表的信息发送给每个水量采集器，每个小组的水量采集器将信息发送给相对应的单元采集器，单元采集器将采集的信息发送至集中器。
[0024]在本实用新型中双控开关传感器将机械水表测得的流量数据转换成脉冲信号，水量采集器采集记录脉冲就可以准确得出当前水量，然后再将脉冲通过M-BUS总线上传至单元采集器。
[0025]水表采集器的处理器采用了低功耗的MSP430F4152单片机设计。水表采集器有唯一的地址编号，可以配置、读取、存储。单片机数据采集、数据统计的功能，能保存从机械水表采集计算来的脉冲数据及本机的运行状态信息，并能将这些脉冲数据通过M-BUS总线传输到单元采集器或者集中器，在水表采集器设置有串口与M-BUS转换电路，可以便于处理器与M-BUS总线相连。如果出现故障，单片机还可以记录故障时间。此外单片机还有电池电量报警功能，当电量不足时进行报警。单片机大多数时间处于低功耗模式，以延长使用时间，在收到双控开关传感器转换后水流量的脉冲数据或者在集中器召唤单片机内存储的数据时，单片机自动唤醒。
[0026]在第一层和第二层也可以分为三大模块，即机械水表和双控开关传感器形成的水量检测模块、串口与M-BUS转换电路和M-BUS总线形成的通信模块、水表采集器内的处理器作为数据存储模块。其中通信模块的程序设计要遵循行业中一致认可的M-BUS远传水表通讯协议。
[0027]第三层为单元采集器，作为水表采集器和网络连通的中间环节，具有M-BUS总线通信接口和433M无线通信功能，可以完成管辖区域范围内易布线的机械水表的用水量数据的集中采集，单元采集器和水量采集器之间通过M-BUS总线连接，M-BUS总线是欧洲专为家用仪表数据的传输而设计的总线标准，在智能小区抄表中使用普遍，两线制结构，与极性、拓扑结构无关，安装容易，成本低。M-BUS最大的优点是通讯过程中的耗电由单元采集器或者集中器提供，水量采集器只需锂电池供电，保证了其在上层断电后还能独立工作，而且寿命不受数据通信的影响。
[0028]单元采集器和集中器之间的数据传输用了433MHz无线模块，433MHz是免费信道。设计中加入了调频措施，在某一信道通信不成功时自动调频，保证了通讯质量。第四层为集中器，框图结构如图3所示，集中器包括CPU、GPRS模块、43 3M无线通信模块，集中器通过43 3M无线通信模块与每个单元采集器双向通信，CPU输出端通过GPRS模块与后台服务器双向通信。集中器内还设置有为CHJ提供电能的电源模块，与CPU输出端相连的显示模块，在处理器的输入端还连接有过载检测模块。本实施例中CPU采用STM32F101芯片。
[0029]集中器数量取决于该小区的规模，通常千户小区只需要一个即可。集中器具有433M无线通信功能、GPRS通信功能或以太网通信功能。集中器可以通过433M无线与单元采集器连接通信，通过GPRS数据传输功能将所有数据整理上传至后台服务器。
[0030]第五层为主站系统，包括后台服务器、工作站，在该层将反映机械水表的数据通过后台服务器传输至工作站进行机械水表数据处理，所述工作站作为监控中心或办公室，对管辖范围内的机械水表进行管理，工作站的实体为移动终端或PC客户端。
[0031]在第五层主要实现所有用户水表的实时数据、历史数据的统计、显示、计费处理等功能，还有权限管理、档案管理、设备管理、收费管理等功能。使工作人员可以在监控中心或者办公室远程处理水表数据，实现自动抄表计费收费等。
[0032]在本实用新型中，集中器还可连接有集中器进行双向通信的手持设备，可以将管辖范围内的机械水表的数据在手持设备上显示，便于用户或抄表人员观察。
[0033]对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。
[0034]此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
【主权项】
1.一种基于机械水表的集中抄表系统，其特征在于:包括多个机械水表、多个水量采集器、单元采集器、集中器、GPRS网络、后台服务器、工作站，其中，每个机械水表通过双控开关传感器与其相对应的水量采集器相连，多个水量采集器形成不同的区域，每个区域的水量采集器均连接有单元采集器，每个单元采集器均通过M-BUS总线与各自区域内的水量采集器相连，集中抄表系统内的单元采集器均通过集中器连接至GPRS网络，工作站通过后台服务器连接至GPRS网络。2.如权利要求1所述的一种基于机械水表的集中抄表系统，其特征在于:所述水量采集器包括处理器、串口与M-BUS转换电路，双控开关传感器将机械水表测得的流量数据转换成脉冲信号，并将脉冲信号发送至处理器的输入端，处理器的输出端连接有串口与M-BUS转换电路，串口与M-BUS转换电路与单元采集器的M-BUS总线通信接口相连。3.如权利要求2所述的一种基于机械水表的集中抄表系统，其特征在于:水量采集器还设置有为处理器提供电能的锂电池、与处理器输出端相连的液晶显示屏。4.如权利要求3所述的一种基于机械水表的集中抄表系统，其特征在于:所述处理器采用MSP430F4152单片机。5.如权利要求4所述的一种基于机械水表的集中抄表系统，其特征在于:所述集中器包括CPU、GPRS模块、433M无线通信模块，集中器通过433M无线通信模块与每个单元采集器双向通信，CPU输出端通过GPRS模块与后台服务器双向通信。6.如权利要求5所述的一种基于机械水表的集中抄表系统，其特征在于:集中器内还设置有为CHJ提供电能的电源模块，与CPU输出端相连的显示模块，在处理器的输入端还连接有过载检测模块。7.如权利要求6所述的一种基于机械水表的集中抄表系统，其特征在于:所述CPU采用STM32F101 芯片。8.如权利要求7所述的一种基于机械水表的集中抄表系统，其特征在于:后台服务器将反映机械水表的数据传输至工作站进行机械水表数据处理，所述工作站为多个移动终端或PC客户端。9.如权利要求8所述的一种基于机械水表的集中抄表系统，其特征在于:所述集中器还连接有集中器进行双向通信的手持设备。
【文档编号】G08C19/00GK205564012SQ201620337293
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年4月21日
【发明人】荆蕾, 焦来磊
【申请人】荆蕾