直读式水表抄读系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种直读式水表抄读系统，包括水表和采集器，所述水表包括依次连接的受电线圈、控制模块和机电转换模块，所述采集器包括供电线圈，所述采集器的供电线圈和水表的受电线圈通过电磁感应耦合。通过供电线圈和受电线圈实现供电和数据传输，可无需现场对接头进行处理，降低现场施工难度；无需采用485或者MBUS总线，可大大降低成本；无需担心线材被破坏，可保证计量的正常进行。
【专利说明】
直读式水表抄读系统
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及水计量技术领域，尤其涉及一种直读式水表抄读系统。
【背景技术】
[0002] 目前智能直读式水表的表端都会带一条数据传输线，然后与采集器相连，进行计 量数据抄读。但该方法具有下述缺点：
[0003] 缺点1:接头处现场施工复杂；由于水表安装环境复杂，特别是大口径水表埋在地 下，有可能会被浸水，对表端带的数据线和采集器两者连接的接头的密封性要求很高，在现 场施工时会耗时耗力;若安装的时候对接头的防水措施没做好，水会从接头处渗入产品内， 从而导致内部电路系统损坏，出现产品报废的情况。
[0004] 缺点2:成本高，表现在下面3个方面:a、由于带一根数据传输线，这条线要经受各 种复杂的环境，对线材的要求就比较高，防水，防腐蚀等等要求必不可少，必须使用非常好 的线材，而线材的好坏和价格是正比关系，所以导致线材成本相当昂贵;b、现场施工的高难 度而推高的施工成本;c、很多直读式水表采用485或者MBUS总线输出，这部分的电路成本也 不低;上述3个因素导致整个产品的成本非常高。
[0005] 缺点3:线材容易被破坏，导致无法计量数据；由于线材裸露在外面，让不法分子很 容易地将线材剪断、扯坏，从而造成线材开路，短路，最终导致计量无法正确反映实际使用 情况。 【实用新型内容】
[0006] 本实用新型所要解决的技术问题是:提供一种直读式水表抄读系统，可有效降低 水表和数据采集的成本，简便水表安装的现场施工。
[0007] 为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为:一种直读式水表抄读系 统，包括水表和采集器，所述水表包括依次连接的受电线圈、控制模块和机电转换模块，所 述采集器包括供电线圈，所述采集器的供电线圈和水表的受电线圈通过电磁感应耦合。
[0008] 进一步地，所述水表还包括谐振电路，所述谐振电路分别连接所述受电线圈和控 制丰吴块。
[0009] 进一步地，所述水表还包括负载调制电路，所述负载调制电路分别连接所述受电 线圈和控制模块。
[0010] 进一步地，所述采集器还包括调幅检测电路和处理器，所述处理器通过所述调幅 检测电路与所述供电线圈连接。
[0011] 进一步地，所述采集器还包括存储模块，所述存储模块与所述处理器连接。
[0012] 进一步地，所述水表还包括整流滤波电路，所述受电线圈通过整流滤波电路分别 与所述机电转换模块和控制模块连接。
[0013] 进一步地，所述受电线圈、控制模块和机电转换模块设置在水表的计数器内。
[0014] 进一步地，所述控制模块为低功耗ARM单片机。
[0015] 进一步地，所述采集器倒扣连接所述水表。
[0016] 进一步地，所述采集器设有防水外壳。
[0017] 本实用新型的有益效果在于:通过线圈间的电磁感应，为机电转换模块和控制模 块提供电能，机电转换模块获取机械计量的数值后将其转换为预设的电信号，传送给控制 模块。控制模块通过控制线圈之间的电磁耦合进行数据传输，将计量数据传输至采集器中； 通过供电线圈和受电线圈实现供电和数据传输，可无需现场对接头进行处理，降低现场施 工难度;无需采用485或者MBUS总线，可大大降低成本;无需担心线材被破坏，可保证计量的 正常进行。
【附图说明】
[0018] 图1为本实用新型一种直读式水表抄读系统的结构示意图；
[0019] 图2为本实用新型实施例的结构示意图。
[0020] 标号说明：
[0021] 1、水表;2、采集器；
[0022 ] 11、受电线圈；12、控制模块；13、机电转换模块；14、谐振电路；15、整流滤波电路； 16、负载调制电路；
[0023] 21、供电线圈；22、调幅检测电路;23、处理器;24、存储模块。
【具体实施方式】
[0024] 为详细说明本实用新型的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配 合附图详予说明。
[0025] 本实用新型最关键的构思在于:通过一对线圈实现供电和数据传输。
[0027]请参阅图1，一种直读式水表抄读系统，包括水表和采集器，所述水表包括依次连 接的受电线圈、控制模块和机电转换模块，所述采集器包括供电线圈，所述采集器的供电线 圈和水表的受电线圈通过电磁感应耦合。
[0028] 从上述描述可知，本实用新型的有益效果在于:可无需现场对接头进行处理，降低 现场施工难度;无需采用485或者MBUS总线，可大大降低成本;无需担心线材被破坏，可保证 计量的正常进行。
[0029] 进一步地，所述水表还包括谐振电路，所述谐振电路分别连接所述受电线圈和控 制丰吴块。
[0030] 由上述描述可知，通过设置谐振电路，使受电线圈的谐振频率和供电线圈一致，保 证供电过程中传输效率的最大化。
[0031] 进一步地，所述水表还包括负载调制电路，所述负载调制电路分别连接所述受电 线圈和控制模块。
[0032] 进一步地，所述采集器还包括调幅检测电路和处理器，所述处理器通过所述调幅 检测电路与所述供电线圈连接。
[0033]进一步地，所述采集器还包括存储模块，所述存储模块与所述处理器连接。
[0034] 由上述描述可知，当要进行数据传输时，控制模块通过负载调制电路调制受电线 圈的阻抗，使受电线圈的谐振频率改变，受电线圈和供电线圈之间的电磁场随之变化，从而 使供电线圈的电压也发生变化，通过调幅检测电路将电压变化的模拟信号转换为采集器的 处理器能识别的数字信号，采集器的处理器将这些数字信号存储到存储模块，供后续使用。
[0035] 进一步地，所述水表还包括整流滤波电路，所述受电线圈通过整流滤波电路分别 与所述机电转换模块和控制模块连接。
[0036] 由上述描述可知，通过设置整流滤波电路，将受电线圈收集到的能量转换为稳定 的可以供控制模块和机电转换模块正常工作的直流电。
[0037] 进一步地，所述受电线圈、控制模块和机电转换模块设置在水表的计数器内。
[0038] 由上述描述可知，水表计数器具有很高的防水等级，故不会存在水渗入电路板损 坏产品的情况。
[0039] 进一步地，所述控制模块为低功耗ARM单片机。
[0040] 由上述描述可知，采用ARM单片机作为控制模块，可控制其他模块的工作状态，实 现数据采集和传输，且具有低功耗的特点。
[0041 ]进一步地，所述采集器倒扣连接所述水表。
[0042] 由上述描述可知，当需要采集数据时，只需将采集器直接倒扣在水表上，无需接 线，简单方便。
[0043] 进一步地，所述采集器设有防水外壳。
[0044] 由上述描述可知，可防止水渗入电路板损坏采集器的情况。
[0045] 实施例
[0046] 请参照图1，本实用新型的实施例为:一种直读式水表抄读系统，包括水表1和采集 器2,所述水表1包括依次连接的受电线圈11、控制模块12和机电转换模块13,所述采集器2 包括供电线圈21，所述采集器2的供电线圈21和水表1的受电线圈11通过电磁感应耦合，也 就是说，供电线圈21和受电线圈11没有物理接触。
[0047]优选地，所述控制模块12为低功耗ARM单片机。
[0048] 优选地，如图2所示，所述水表1还包括谐振电路14,所述谐振电路14分别连接所述 受电线圈11和控制模块12,用于保证受电线圈的固有谐振频率和供电线圈一致，使电能传 输效率最大化。所述水表1还包括整流滤波电路15,所述受电线圈11通过整流滤波电路15与 所述机电转换模块13和控制模块12连接，可将受电线圈11收集到的能量转换为稳定的可以 供机电转换模块13和控制模块12正常工作的直流电。
[0049] 所述水表1还包括负载调制电路16,所述负载调制电路16分别连接所述受电线圈 11和控制模块12。
[0050] 所述采集器2还包括调幅检测电路22和处理器23,所述处理器23通过调幅检测电 路22与所述供电线圈21连接。所述采集器2还包括存储模块24,所述存储模块24与所述处理 器23连接。
[0051]优选地，所述受电线圈11、控制模块12和机电转换模块13设置在水表1的计数器 内；所述采集器2设有防水外壳;可防止水渗入电路板损坏产品的情况。
[0052]当需要采集计量数据的时候，将采集器倒扣在水表上，采集器给供电线圈施加交 变电流，通过供电线圈将能量以电磁波的形式发射出去，水表内部的受电线圈感应到电磁 波，将其能量收集，产生感应电动势，并经过整流滤波电路，将收集到的能量转换为稳定的 可以供机电转换模块和控制模块正常工作的直流电。采集完机械计量的数值后，通过机电 转换模块将其转为预先定义好的电信号(二进制格式），实现机电转换过程。在供电过程中， 谐振电路使受电线圈的谐振频率和供电线圈保持一致，可保证传输效率的最大化。
[0053] 在要进行数据传输的时候，控制模块通过控制负载调制电路让受电线圈的谐振频 率改变，可选地，可通过改变线圈两端阻抗，从而改变受电线圈的谐振频率，使受电线圈和 供电线圈之间的电磁场发生变化，由于受电线圈和供电线圈距离很近，采集器中的供电线 圈的电压会随着变化，调幅检测电路测量到电压的变化，进行相应的转换，将电压信号转换 为采集器能够识别的数字信号，并通过采集器的处理器存储到存储模块中，供后续使用。例 如，要发送数字信号"1"时候，不改变受电线圈的谐振频率，要发送数字信号"〇"时候，改变 受电线圈的谐振频率，使受电线圈和供电线圈之间的电磁场改变。其中，改变受电线圈的谐 振频率的方式有多种，如在受电线圈两端并联上M0S开关和阻抗元件，通过开闭M0S开关，改 变受电线圈的谐振频率。
[0054] 系统可在大部分时间内都处于不工作情况，只有在读取数据时候才需要用电，由 于传输数据量小，读取和传输数据的时间非常短(几十个毫秒），其余大部分时间均不需要 供电，因此整个系统能耗是非常低的。
[0055] 综上所述，本实用新型提供的一种直读式水表抄读系统，通过线圈间的电磁感应， 为机电转换模块和控制模块提供电能，机电转换模块获取机械计量的数值后将其转换为预 设的电信号，并通过线圈之间的感应进行数据传输，将计量数据传输至采集器中；通过供电 线圈和受电线圈实现供电和数据传输，可无需现场对接头进行处理，降低现场施工难度;无 需采用485或者MBUS总线，可大大降低成本;无需担心线材被破坏，可保证计量的正常进行。
[0056] 以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是 利用本实用新型说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领 域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
【主权项】
1. 一种直读式水表抄读系统，其特征在于，包括水表和采集器，所述水表包括依次连接 的受电线圈、控制模块和机电转换模块，所述采集器包括供电线圈，所述采集器的供电线圈 和水表的受电线圈通过电磁感应耦合。2. 根据权利要求1所述的直读式水表抄读系统，其特征在于，所述水表还包括谐振电 路，所述谐振电路分别连接所述受电线圈和控制模块。3. 根据权利要求1所述的直读式水表抄读系统，其特征在于，所述水表还包括负载调制 电路，所述负载调制电路分别连接所述受电线圈和控制模块。4. 根据权利要求1所述的直读式水表抄读系统，其特征在于，所述采集器还包括调幅检 测电路和处理器，所述处理器通过所述调幅检测电路与所述供电线圈连接。5. 根据权利要求4所述的直读式水表抄读系统，其特征在于，所述采集器还包括存储模 块，所述存储模块与所述处理器连接。6. 根据权利要求1所述的直读式水表抄读系统，其特征在于，所述水表还包括整流滤波 电路，所述受电线圈通过整流滤波电路分别与所述机电转换模块和控制模块连接。7. 根据权利要求1-6任一项所述的直读式水表抄读系统，其特征在于，所述受电线圈、 控制模块和机电转换模块设置在水表的计数器内。8. 根据权利要求1-6任一项所述的直读式水表抄读系统，其特征在于，所述控制模块为 低功耗ARM单片机。9. 根据权利要求1-6任一项所述的直读式水表抄读系统，其特征在于，所述采集器倒扣 连接所述水表。10. 根据权利要求1-6任一项所述的直读式水表抄读系统，其特征在于，所述采集器设 有防水外壳。
【文档编号】G08C17/04GK205594871SQ201620294829
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年4月11日
【发明人】肖晨, 李顺
【申请人】福州东日信息技术有限公司