智能燃气表防拆装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种智能燃气表防拆装置，包括微处理器、用于防止燃气表被拆卸的红外测距模块，红外测距模块的输出端与微处理器的IO端连接；红外测距模块包括安装在燃气表的电子模块上的红外测距传感器和红外信号处理电路；红外测距传感器的输出端与红外信号处理电路的输入端连接；微处理器接收到红外测距模块的信号后，发出报警并将报警信息通过有线方式、无线方式或IC卡方式传至后台。本实用新型的拆卸报警检测便利，避免了原有方案中灵敏度依靠人工调节、经常出现误报警或不报警的情况。此外，本实用新型可将燃气表异常状态上传至主站系统，燃气公司可保留证据或者直接远程操作执行关阀。
【专利说明】智能燃气表防拆装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种智能燃气表防拆装置。
【背景技术】
[0002]目前，某些不良客户利用燃气公司不上门抄表的空当，私自拆卸表具，在平时利用管路来直连，仅在进行稽查时装上燃气表以达到用气不掏钱的目的，给燃气公司带来了不必要的损失。更重要的是私装私拆表会造成煤气中毒，甚至爆炸的危险，但燃气公司又无证据可查。
[0003]目前普遍使用智能燃气表防拆卸和振动的方案是在表电子模块内增加水银开关或滚珠开关。专利号为200520013409.3《1C卡式燃气表的振动传感器》里提到使用水银开关来实现燃气表的防拆卸的方法。因为水银开关存在一旦破裂会释放有毒物质，在很多地方已经禁止使用该类型的开关。因此出现了水银开关的另一种替代品:滚珠开关。滚珠开关是通过珠子滚动接触导针的原理来控制电路的接通或者断开的。
[0004]滚珠开关和水银开关都是利用机械结构中的水银或滚珠在开关腔体内的移动来检测被测物的振动或角度变动。这种方案的灵敏度很难调整。这两种开关的灵敏度都是靠调节开关和被测物之间的夹角来调整的，夹角大了，会导致灵敏度很差。往往燃气表已经倾斜一个很大的角度，开关都无法输出导通信号。而如果角度太小，又会导致太过灵敏，导致燃气表出现微小的振动都会出现滚珠或水银导通而导致误报警。开关的装配位置直接影响开关的检测灵敏度。而且这种检测只能针对某一个方向能输出信号，如果要检测多个方向发生的倾斜或位移，则需要在多个方向上安装开关，导致出现误报警的几率更大。而且燃气表的安装是通过燃气表上方的管接螺纹拧上去的。在拆卸燃气表的过程中，如果动作比较轻，整个燃气表的拆卸过程中燃气表发生的位移在倾斜角度上很小，更多的位移发生在水平和垂直上的移动。而这种移动是水银开关或滚珠开关无法检测出来的。
实用新型内容
[0005]本实用新型的目的是提供一种灵敏度易调节的智能燃气表防拆装置。
[0006]本实用新型提供的这种智能燃气表防拆装置，包括微处理器和用于防止燃气表被拆卸的红外测距模块，红外测距模块的输出端与微处理器的10端连接；红外测距模块包括安装在燃气表的电子模块上的红外测距传感器和红外信号处理电路；红外测距传感器的输出端与红外信号处理电路的输入端连接；微处理器接收到红外测距模块的信号后，发出报警并将报警信息通过有线方式、无线方式或1C卡方式传至后台。
[0007]所述红外测距传感器包括红外信号发射二极管与红外信号接收二极管；且二者中作为参考点的一方安装在燃气进气管上。
[0008]所述红外信号处理电路包括红外接收电路和红外发送电路。
[0009]所述红外接收电路包括红外信号接收二极管、一级放大电路、二级放大电路、滤波电路和整形电路；所述红外测距传感器检测到的信号先进行信号保护后经由一级放大电路再通过二级放大电路的信号放大，然后通过滤波电路滤波以及整形电路整形后，传至所述微处理器的1端。
[0010]所述一级放大电路包括放大器U3 ;放大器U3的输入负管脚IN-通过电阻R35与其输出管脚OUT连接，该输入负管脚IN-通过电阻R41接地；其输入正管脚IN+通过电容C17接地，该管脚还通过电阻R38串联电感LI与所述红外信号接收二极管的输出端连接；其工作电源管脚VDD与电源V5P0_IS0连接，该管脚还通过电感C19与该放大器的电源负极管脚Vss连接；该电源负极管脚Vss接地，该管脚还通过电阻R40与该放大器的输出管脚OUT连接；该输出管脚OUT与所述二级放大电路连接。
[0011 ] 所述二级放大电路包括放大器U4 ;放大器U4的输入负管脚IN-通过电阻R34与其输出管脚OUT连接，该输入负管脚IN-通过电阻R42接地；其输入正管脚IN+通过电容C16接地，该管脚与所述放大器U3的输出管脚OUT连接；其工作电源管脚VDD与电源V5P0_IS0连接，该管脚还通过电感C20与该放大器的电源负极管脚Vss连接；该电源负极管脚Vss接地；该输出管脚OUT通过电阻R36串联电阻R43与该放大器U4的电源负极管脚Vss连接，电阻R43与滤波电路并联相接。
[0012]所述滤波电路包括两组彼此串联相接的RC低通滤波电路。
[0013]所述整形电路包括比较器U5 ;比较器U5的输入负管脚IN-通过电阻R45与所述滤波电路的输出端连接；其输入正管脚IN+通过电阻R47与电源V5P0_IS0接地，该管脚还通过电阻R46与所述滤波电路的接地端连接；其工作电源管脚VDD与电源V5P0_IS0连接；其电源负极管脚Vss接地；其输出管脚OUT与所述微处理器的1管脚连接。
[0014]所述红外发送电路包括红外信号发射二极管、三极管V14和三极管V15 ;红外信号发射二极管的阳极端通过电阻R126与电源V5P0_IS0连接，其阴极端与三极管V14的集电极连接，三极管V14的基极通过电阻R129串联电阻R131与电源V3P3连接，该基极还通过电阻R129与38KHZ信号端连接，三极管V14的发射极通过电阻R127接地，该发射极还与三极管V15的发射极连接，三极管V15的基极通过电阻R128与所述微处理器的发送数据端口UART_TX连接，该三极管的集电极接地；电容C84与极性电容C83并联后接于电源V5P0_IS0和地之间。
[0015]与现有技术相比，本实用新型具有如下优点:
[0016]1、燃气表的拆卸报警检测便利。避免了原有方案中灵敏度依靠人工调节、经常出现误报警或不报警的情况；
[0017]2、本实用新型采用一个红外测距传感器可检测燃气表多种拆卸时发生的情况，且由于该红外测距传感器的参考点选取诸如燃气进气管等通常不会移动的位置，因此本实用新型可以有效区分出拆卸和振动不同，实时地告知微处理器，由微处理器控制报警、记录备案以及上传至后台主机；燃气公司可保留证据或者直接远程操作执行关阀。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1是本实用新型的功能模块图。
[0019]图2是本实用新型的红外信号处理电路图。
[0020]图3是本实用新型的红外发送电路图。
【具体实施方式】
[0021]本实用新型是为了解决目前使用水银开关或滚珠开关存在的无法量化检测燃气表的倾角变化、灵敏度调整靠人工或工装定位实现、无法在多个方向上实现同时检测燃气表的移动、无法检测水平和垂直方向缓慢移动等问题。
[0022]如图1所示，本实用新型包括电源输入模块、电池电量检测电路、气量信号处理模块、阀门控制模块、液晶显示模块、1C卡控制模块、有线或无线通信模块、红外测距模块，上述电路模块均由微处理器控制。电源输入模块由干电池提供电源。气量信号处理模块包括脉冲检测模块和磁干扰检测模块。液晶显示模块可采用LCD液晶屏。有线或无线通信模块可采用RF无线模块或485有限通讯模块。
[0023]其中，红外测距模块负责检测燃气表的防拆卸检测。红外测距模块的输出端与微处理器的10端连接；红外测距模块包括安装在燃气表的电子模块上的红外测距传感器和红外信号处理电路；红外测距传感器的输出端与红外信号处理电路的输入端连接；微处理器接收到红外测距模块的信号后，发出报警并将报警信息通过有线方式、无线方式或1C卡方式传至后台。
[0024]红外信号处理电路包括红外接收电路和红外发送电路。
[0025]由于现代红外测距传感器的发展，可以利用传感器测距的状态检测功能和中断功能。本实用新型的红外测距传感器作为燃气表是否发生被拆卸或振动的主要传感器。红外测距传感器包括红外信号发射二极管与红外信号接收二极管。
[0026]如图2所示，红外接收电路包括红外信号接收二极管、一级放大电路、二级放大电路、滤波电路和整形电路；红外测距传感器检测到的信号先进行信号保护后经由一级放大电路再通过二级放大电路的信号放大，然后通过滤波电路滤波以及整形电路整形后，传至微处理器的10端。
[0027]红外测距传感器的红外信号接收二极管LED6的阳极经由电感L1再串联电阻R38与一级放大电路连接，其阴极接地。电感L1与电阻R38连接的一端通过电容C14接地。
[0028]—级放大电路包括放大器U3 ;放大器U3的输入负管脚IN-通过电阻R35与其输出管脚OUT连接，该输入负管脚IN-通过电阻R41接地；其输入正管脚IN+通过电容C17接地，该管脚还通过电阻R38串联电感L1与红外测距传感器的输出端连接；其工作电源管脚VDD与电源V5P0_IS0连接，该管脚还通过电感C19与该放大器的电源负极管脚Vss连接；该电源负极管脚Vss接地，该管脚还通过电阻R40与该放大器的输出管脚OUT连接；该输出管脚OUT与二级放大电路连接。
[0029]二级放大电路包括放大器U4 ;放大器U4的输入负管脚IN-通过电阻R34与其输出管脚OUT连接，该输入负管脚IN-通过电阻R42接地；其输入正管脚IN+通过电容C16接地，该管脚与放大器U3的输出管脚OUT连接；其工作电源管脚VDD与电源V5P0_IS0连接，该管脚还通过电感C20与该放大器的电源负极管脚Vss连接；该电源负极管脚Vss接地；该输出管脚OUT通过电阻R36串联电阻R43与该放大器U4的电源负极管脚Vss连接，电阻R43与滤波电路并联相接。
[0030]滤波电路包括两组彼此串联相接的RC低通滤波电路。一号RC低通滤波电路包括电阻R37和电感C18。二号RC低通滤波电路包括电阻R44和电感C21。滤波电路与整形电路连接。
[0031]整形电路包括比较器U5 ;比较器U5的输入负管脚IN-通过电阻R45与滤波电路的输出端连接；其输入正管脚IN+通过电阻R47与电源V5P0_IS0接地，该管脚还通过电阻R46与滤波电路的接地端连接；其工作电源管脚VDD与电源V5P0_IS0连接；其电源负极管脚Vss接地；其输出管脚OUT与微处理器的接收管脚UART_RX连接。
[0032]如图3所示，红外发送电路包括红外信号发射二极管LED5、三极管V14和三极管V15 ;红外信号发射二极管LED5的阳极端通过电阻R126与电源V5P0_IS0连接，其阴极端与三极管V14的集电极连接，三极管V14的基极通过电阻R129串联电阻R131与电源V3P3连接，该基极还通过电阻R129与38KHZ信号端连接，三极管V14的发射极通过电阻R127接地，该发射极还与三极管V15的发射极连接，三极管V15的基极通过电阻R128与微处理器的发送数据端口 UART_TX连接，该三极管的集电极接地；电容C84与极性电容C83并联后接于电源V5P0_IS0和地之间。
[0033]使用时，先将红外测距传感器安装在智能燃气表的电子模块上，再将红外测距传感器的红外信号发射二极管对准固定物体(比如墙壁、煤气进气管道等等)，红外信号发射二极管会实时发送红外光，打到一固定物体上返回一个红外信号，被红外信号接收二级管接收；通过红外光的距离变化判断燃气表是否移动或位置改变。
[0034]当燃气表发生任何方向上的位移或倾角的一定的变化时，红外测距传感器就会相应的检测出气表的相对位置的变化，将红外测距初始安装时相对位置变化值读取到微处理器中进行运算，可以得出燃气表在各个方向的倾角值和位移值。因此，本实用新型可以设定当燃气表在某个方向的倾角变化大于某个角度(例如10度)或燃气表在水平方向上(或垂直方向)的位移大于一定的值(例如1mm)也可以判断出燃气表发生被拆卸的行为。
[0035]本实用新型可选用燃气进气管作为参考固定物。
[0036]当燃气表被拆卸后，由于红外测距传感器的一个红外二极管发生位置变化，因此使得红外测距传感器检测的距离相对于在安装时所测的距离发生了变化，这一变化反映了智能燃气表的位置变化，之后又趋于一段时间的稳定。
[0037]本实用新型可通过设置红外测距传感器距离的不同来判断燃气表是否发生了被拆卸行为。而不必通过计算燃气表的倾角变化或位移的情况来判断，大大降低了算法的复杂度。使该技术的应用更具有可行性。
[0038]当红外测距模块检测到燃气表发生被拆卸的行为后，燃气表的微处理器自动发出报警，并记录报警状态和报警发生的时间。若燃气表具有无线或有线的通讯通道，则通过通讯通道发送报警状态，通知通讯后台。如果有IC卡控制模块，则在用户插入IC卡时，自动将报警信息写入到IC卡中，通知后台处理。
【权利要求】
1.一种智能燃气表防拆装置，包括微处理器，其特征在于，还包括用于防止燃气表被拆卸的红外测距模块，红外测距模块的输出端与微处理器的1端连接；红外测距模块包括安装在燃气表的电子模块上的红外测距传感器和红外信号处理电路；红外测距传感器的输出端与红外信号处理电路的输入端连接；微处理器接收到红外测距模块的信号后，发出报警并将报警信息通过有线方式、无线方式或IC卡方式传至后台。
2.根据权利要求1所述的智能燃气表防拆装置，其特征在于，所述红外测距传感器包括红外信号发射二极管与红外信号接收二极管；且二者中作为参考点的一方安装在燃气进气管上。
3.根据权利要求1所述的智能燃气表防拆装置，其特征在于，所述红外信号处理电路包括红外接收电路和红外发送电路。
4.根据权利要求3所述的智能燃气表防拆装置，其特征在于，所述红外接收电路包括红外信号接收二极管、一级放大电路、二级放大电路、滤波电路和整形电路；所述红外测距传感器检测到的信号先进行信号保护后经由一级放大电路再通过二级放大电路的信号放大，然后通过滤波电路滤波以及整形电路整形后，传至所述微处理器的1端。
5.根据权利要求4所述的智能燃气表防拆装置，其特征在于，所述一级放大电路包括放大器U3 ;放大器U3的输入负管脚IN-通过电阻R35与其输出管脚OUT连接，该输入负管脚IN-通过电阻R41接地；其输入正管脚IN+通过电容C17接地，该管脚还通过电阻R38串联电感LI与所述红外信号接收二极管的输出端连接；其工作电源管脚VDD与电源V5P0_ISO连接，该管脚还通过电感C19与该放大器的电源负极管脚Vss连接；该电源负极管脚Vss接地，该管脚还通过电阻R40与该放大器的输出管脚OUT连接；该输出管脚OUT与所述二级放大电路连接。
6.根据权利要求4所述的智能燃气表防拆装置，其特征在于，所述二级放大电路包括放大器U4 ;放大器U4的输入负管脚IN-通过电阻R34与其输出管脚OUT连接，该输入负管脚IN-通过电阻R42接地；其输入正管脚IN+通过电容C16接地，该管脚与所述放大器U3的输出管脚OUT连接；其工作电源管脚VDD与电源V5P0_IS0连接，该管脚还通过电感C20与该放大器的电源负极管脚Vss连接；该电源负极管脚Vss接地；该输出管脚OUT通过电阻R36串联电阻R43与该放大器U4的电源负极管脚Vss连接，电阻R43与滤波电路并联相接。
7.根据权利要求4所述的智能燃气表防拆装置，其特征在于，所述滤波电路包括两组彼此串联相接的RC低通滤波电路。
8.根据权利要求4所述的智能燃气表防拆装置，其特征在于，所述整形电路包括比较器U5 ;比较器U5的输入负管脚IN-通过电阻R45与所述滤波电路的输出端连接；其输入正管脚IN+通过电阻R47与电源V5P0_IS0接地，该管脚还通过电阻R46与所述滤波电路的接地端连接；其工作电源管脚VDD与电源V5P0_IS0连接；其电源负极管脚Vss接地；其输出管脚OUT与所述微处理器的1管脚连接。
9.根据权利要求3所述的智能燃气表防拆装置，其特征在于，所述红外发送电路包括红外信号发射二极管、三极管V14和三极管V15 ;红外信号发射二极管的阳极端通过电阻R126与电源V5P0_IS0连接，其阴极端与三极管V14的集电极连接，三极管V14的基极通过电阻R129串联电阻R131与电源V3P3连接，该基极还通过电阻Rl29与38KHZ信号端连接，三极管V14的发射极通过电阻R127接地，该发射极还与三极管V15的发射极连接，三极管V15的基极通过电阻R128与所述微处理器的发送数据端口 UART_TX连接，该三极管的集电极接地；电容C84与极性电容C83并联后接于电源V5P0_IS0和地之间。
【文档编号】G01F15/00GK204043738SQ201420452973
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年8月13日 优先权日:2014年8月13日
【发明者】熊海峰, 刘利方 申请人:湖南威铭能源科技有限公司