扣数脉冲采集接口电路及物联网远控智能燃气表的制作方法

本实用新型涉及智能燃气表领域，具体而言，涉及一种扣数脉冲采集接口电路及物联网远控智能燃气表。

背景技术：

随着燃气输气管道的兴建与普及，燃气表也得到了快速发展，目前市场上主流的燃气表有两种：一种是传统的机械式膜式燃气表，另一种是电子式膜式燃气表，也称智能燃气表。

机械式膜式燃气表的优点是技术成熟、计量可靠、质量稳定，但其结构复杂、体积大，人工抄表花费大等缺点使其发展受到一定的阻碍。智能燃气表是在传统机械式基础上进行改进，增加了电子计量方式、显示功能、预支费和远程抄表功能，实现了半电子化，有效解决了人工抄表的难题。这其中，有一种物联网远控智能燃气表，这种燃气表在传统燃气表的基础上加上无线通信模块(例：GSM/GPRS/LORA等)以及相应的控制电路，从而能够将用户的用气数据直接上传到燃气公司控制中心或将燃气公司控制中心的指令下载到表端，即远程控制，简称远控。但是由于物联网远控智能燃气表加装了无线的收发装置，其发送的信号功率强(17dbm)、时间长(持续时间长达3秒)，这种信号有时会对无抗电磁干扰能力的低频主控电路板产生严重的影响，致使相关电路产生误信号，造成误关阀、误扣数。外部电源、查询按钮或干簧管等通过电子线连接到主电路板，并通过印刷线路板(Printed Circuit Board，PCB)的走线连接到微控制器(Microcontroller Unit，MCU)，这些电子线或走线具有天线作用，在无线发送或有外界电磁干扰时，会把这些干扰信号藕合到MCU端，MCU引脚对输入信号幅度的钳位作用相当于对无线信号的半波整流，从而导致MCU输入引脚平均电平的变化而产生误动作。因此需要对连接到电路板的引线进行滤波，采用强上拉的方法很有效，但对于扣数脉冲采集接口则不合适，因为在扣数采集脉冲接口电路中扣数干簧管可能会长期闭合，强上拉电阻会造成电路的静态电流偏大。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种扣数脉冲采集接口电路，以实现抗干扰、避免由于强上拉造成整表的静态电流过大的功能。

另，本实用新型还提供一种应用上述扣数脉冲采集接口电路的物联网远控智能燃气表，以实现避免由于强上拉造成整表的静态电流过大的功能。

本实用新型是这样实现的：

一种扣数脉冲采集接口电路，所述扣数脉冲采集接口电路包括第一电阻、三极管、滤波电路、干簧管以及控制器，所述第一电阻的一端与电源电性连接，另一端通过所述滤波电路接地，所述第一电阻与所述滤波电路电性连接并形成检测节点，所述三极管的基极与所述控制器电性连接，所述三极管的集电极与所述电源电性连接，所述三极管的发射极电性连接于所述检测节点，所述干簧管与所述滤波电路构成封闭回路，当所述干簧管闭合时，所述控制器检测到所述检测节点电平后，再输出控制信号到所述三极管的基极。

进一步地，所述三极管为NPN型。

进一步地，所述三极管的集电极通过第三电阻与所述电源电性连接。

进一步地，所述三极管的基极通过第二电阻与所述控制器电性连接。

进一步地，所述滤波电路包括铁氧体磁珠、第四电阻以及第一电容，所述干簧管、铁氧体磁珠、第一电容及第四电阻依次串联形成封闭回路。

进一步地，所述滤波电路包括铁氧体磁珠及第一电容，所述干簧管、铁氧体磁珠、第一电容依次串联形成封闭回路。

进一步地，所述滤波电路包括第四电阻及第一电容，所述干簧管、第一电容及第四电阻依次串联形成封闭回路。

进一步地，所述第一电容串联于所述第一电阻和地之间，所述第一电容与所述第一电阻之间形成检测节点。

进一步地，所述滤波电路还包括第二电容，所述第二电容与所述第一电容并联。

一种物联网远控智能燃气表，所述物联网远控智能燃气表包括上述的扣数脉冲采集接口电路，包括第一电阻、三极管、滤波电路、干簧管以及控制器，所述第一电阻的一端与电源电性连接，另一端通过所述滤波电路接地，所述第一电阻与所述滤波电路电性连接并形成检测节点，所述三极管的基极与所述控制器电性连接，所述三极管的集电极与所述电源电性连接，所述三极管的发射极电性连接于所述检测节点，所述干簧管与所述滤波电路构成封闭回路，当干簧管闭合时，所述控制器检测到检测节点为低电平，以将所述三极管的基极置为低电平。

相对现有技术，本实用新型具有以下有益效果：本实用新型提供的一种扣数脉冲采集接口电路，包括第一电阻、三极管、滤波电路、干簧管以及控制器，当无强磁铁靠近干簧管时，干簧管断开，检测节点为高电平，此时三极管的基极由控制器输出为高电平；当有强磁铁靠近干簧管时，干簧管吸合，检测节点为低电平，此时控制器检测到检测节点为低电平，物联网远控智能燃气表进行一次扣数操作，同时三极管的基极由控制器输出为低电平，三极管截止，阻止电源通过三极管的放电通路，避免了由于强上拉造成整表的静态电流过大。另外，加入滤波电路，使得藕合到电子连线上的电磁场干扰信号(无线信号的交变电磁场)到达检测节点时已经大幅衰减。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1示出了本实用新型第一实施例所提供的扣数脉冲采集接口电路示意图。

图2示出了本实用新型第二实施例所提供的扣数脉冲采集接口电路示意图。

图3示出了本实用新型第三实施例所提供的扣数脉冲采集接口电路示意图。

主要符号说明：

100、200、300-扣数脉冲采集接口电路；R1-第一电阻；R2-第二电阻；R3-第三电阻；R4-第四电阻；Q-三极管；L-铁氧体磁珠；S-干簧管；C1-第一电容；C2-第二电容；110-滤波电路；120-控制器；Vcc-电源；A-检测节点。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

第一实施例

请参照图1，本实施例提供一种扣数脉冲采集接口电路100，其应用于物联网远控智能燃气表。该扣数脉冲采集接口电路100包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、三极管Q、滤波电路110、干簧管S以及控制器120。

第一电阻R1为上拉电阻，上拉电阻可以将不确定的信号钳位在高电平，同时起限流作用。第一电阻R1的一端与电源Vcc电性连接，第一电阻R1的另一端通过滤波电路110接地，第一电阻R1与滤波电路110电性连接并形成检测节点A。本实施例中，第一电阻R1的阻值为1MΩ。

三极管Q为NPN型，三极管Q的基极通过第二电阻R2与控制器120电性连接，三极管Q的集电极通过第三电阻R3与电源Vcc电性连接，三极管Q的发射极与检测节点A电性连接。第二电阻R2、第三电阻R3为限流电阻。本实施例中，第二电阻R2阻值为47KΩ，第三电阻R3阻值为5.1KΩ。

控制器120的一端与检测节点A电性连接，另一端与第二电阻R2电性连接。控制器120用于检测检测节点A的电位，当检测节点A为高电平时，向三极管Q的基极发送第一控制信号，如高电平；当检测节点A为低电平时，向三极管Q的基极发送第二控制信号，如低电平。当检测节点A为低电平时，物联网远控智能燃气表进行一次扣数操作。

干簧管S也称舌簧管或者磁簧开关，是一种磁敏的特殊开关，干簧管S串联接入滤波电路110。干簧管S的工作原理是：当物联网远控智能燃气表发送无线信号或者外界强磁场靠近干簧管S形成的磁场使簧片磁化时，簧片的触点部分就会被磁力吸引，当吸引力大于簧片的弹力时，常开接点就会吸合；当磁力减小到一定程度时，接点被簧片的弹力打开。需要说明的是，由于正常情况下干簧管S不会闭合，检测节点A在正常使用中始终保持高电平。

滤波电路110包括第四电阻R4、铁氧体磁珠L、第一电容C1以及第二电容C2，干簧管S、第四电阻R4、第一电容C1以及铁氧体磁珠L依次串联形成封闭回路。干簧管S的一端通过第四电阻R4电性连接到检测节点A，另一端通过铁氧体磁珠L接地，另外，第一电容C1与第二电容C2并联，一端并联到检测节点A，另一端并联接地。

第四电阻R4为下拉电阻，下拉电阻可以将不确定的信号钳位在低电平，本实施例中，第四电阻R4的阻值为330Ω。

第四电阻R4与第一电容C1并联，组成RC低通滤波器，即允许低频信号通过，而将高频信号衰减的电路。

优选的，本实施例中，第一电容C1的容值为200pF，第二电容C2的容值为0.1μF。

优选的，同时由于第一电容C1并联的第二电容C2的作用，可以滤除高频干扰信号中相对低频的信号，因此，当干扰信号到达检测节点A时，已经大幅度衰减。

此外，第二电容C2还具有防抖动的作用。

铁氧体磁珠L对低频电流几乎没有阻抗，而对较高频率的电流会产生较大衰减作用，高频电流在其中以热量形式散发，其等效电路为一个电感和一个电阻串联，两个组件的值都与磁珠的长度成比例。因此，铁氧体磁珠L与第一电容C1并联接地，这样便形成了一个低通滤波器网络，可以进一步降低电磁干扰。

因此，如果高频干扰信号G_in来自铁氧体磁珠L的前端，铁氧体磁珠L在高频作用下具有电阻作用，设其阻值为R7，故相当于R7与第一电容C1组成RC低通滤波器，干扰信号到达检测节点A时，检测节点A的输入电压A_in1为：

同时，铁氧体磁珠L具有电感作用，设其电感为L7，其与第一电容C1组成LC低通滤波电路，干扰信号到达检测节点A时，检测节点A的输入电压A_in2为：

当干扰信号到达检测节点A时，检测节点A的输入电压A_in为：

A_in＝A_in1+A_in2

可以明显的看到，干扰信号已经大幅衰减，同时，由于第一电容C1并联的第二电容C2的作用，可以滤除高频干扰信号中相对低频的信号，因此，当干扰信号到达检测节点A时，已经大幅度衰减。

同时，第二电容C2也具有防抖动的作用。

当干簧管S未吸合时，检测节点A通过第一电阻R1上拉到高电平，此时控制器120检测到检测节点A为高电平，控制器120输出一个高电平给三极管Q的基极，检测节点A由于电磁干扰及控制器120引脚的半波整流作用下电平逐渐降低时，三极管Q导通从而对检测节点A形成一个强上拉。当干簧管S吸合时，检测节点A通过滤波电路110下拉到地，此时控制器120检测到检测节点A为低电平，物联网远控智能燃气表进行一次扣数操作，控制器120输出一个低电平给三极管Q的基极，三极管Q截止，阻止电源Vcc通过第三电阻R3，三极管Q的放电通路，避免由于强上拉对整表的静态电流过大的问题。

另外，需要说明的是，本实施例中提供的第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4的阻值、以及第一电容C1与第二电容C2的容值并不是唯一的，只要能实现滤波电路110对干扰信号进行衰减以及限流作用的取值都属于本实用新型的保护范围，但是，为了保证扣数脉冲采集接口电路110的性能，第一电容C1应该是容值大小为pF级的小电容。

本实用新型提供的一种物联网远控智能燃气表，包括以上实施例介绍的扣数脉冲采集接口电路100.

第二实施例

请参照图2，本实施例提供一种扣数脉冲采集接口电路200，其应用于物联网远控智能燃气表。该扣数脉冲采集接口电路200包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、三极管Q、滤波电路110、干簧管S以及控制器120。本实施例提供的扣数脉冲采集接口电路200，除了滤波电路110不包括铁氧体磁珠L以外，其它电路连接均与扣数脉冲采集接口电路100相同。

本实施例中，由第四电阻R4、第一电容C1、以及第二电容C2组成的滤波电路110，可以使出现在第四电阻R4前端的干扰信号Gin得到大幅衰减，具体分析过程同第一实施例，在此不再赘述。

第三实施例

请参照图3，本实施例提供一种扣数脉冲采集接口电路300，其包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、三极管Q、滤波电路110、干簧管S以及控制器120。本实施例提供的扣数脉冲采集接口电路300，除了滤波电路110不包括第四电阻R4以外，其它电路连接均与扣数脉冲采集接口电路100相同。

本实施例中，由铁氧体磁珠L、第一电容C1以及第二电容C2组成的滤波电路110，可以使出现在铁氧体磁珠L前端的干扰信号Gin得到大幅衰减，具体分析过程同第一实施例，在此不再赘述。

综上所述，本实用新型通过对扣数脉冲采集接口电路增加了三极管，能够在干簧管长期闭合时，解决由于强上拉造成整表的静态电流过大的问题。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。