本实用新型涉及水表装置，特别涉及一种采用窄带通信技术的水表装置。
背景技术：
当今社会，随着物联网技术的飞速发展，为保证水资源的合理利用和有效监测管网中的水资源流失情况，亟需提供一种能够实时监测居民用水，并且根据用户的不同安装环境，适时调整安装方式的水表装置。通过采用窄带通信技术的水表装置，可以有效解决现有存在的以下几种情况的水表：1、已有水表安装在陈旧的建筑物中，难以进行采用有线通信方式；2、对已有水表安装在户内厨房内，人为抄读数据不方便；3、人为抄读的数据容易出错，且缺乏及时性。
技术实现要素：
本实用新型的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种结构简单，易抄读，安全可靠的采用窄带通信技术的水表装置。
本实用新型的技术方案是：一种采用窄带通信技术的水表装置，包括外壳以及设于外壳内的控制器、信号采集模块和窄带通信模块，所述外壳与已有水表的基表钟罩进行固定，所述信号采集模块与控制器的I/O口相连，所述窄带通信模块通过TTL串口形式与控制器的无线通信接口相连。
进一步，还包括电源模块，所述电源模块的输入端连接锂电池，输出端连接控制器、信
号采集模块和窄带通信模块。
进一步，还包括显示屏，显示屏与控制器的输出端电连接。
进一步，所述控制器上设有信号采集接口和所述无线通信接口；所述信号采集模块通过信号采集接口连接控制器。
进一步，所述控制器通过窄带通信模块与水司管理部门的后台系统进行通信。
进一步，所述窄带通信模块包含窄带通信卡接口、天线接口和窄带通信集成电路；所述窄带通信卡接口通过限流电阻和滤波电容与窄带通信集成电路电连接。
进一步，所述窄带通信模块包含窄带通信卡接口D4、天线接口RF_ANT、窄带通信集成电路D3A、限流电阻R10、R11、R12、R13、R16、R17、R18；滤波电容C11、C13、C14、C15；窄带通信卡接口D4的1、8脚分别连接于滤波电容C15的两端，并分别连接到窄带通信集成电路D3A的42、38脚；窄带通信卡接口D4的7脚分别与限流电阻R10、滤波电容C11的一端连接，限流电阻R10的另一端连接到窄带通信集成电路D3A的39脚，滤波电容C11的另一端连接到电源地GND；窄带通信卡接口D4的6脚分别与限流电阻R11、滤波电容C13的一端连接，限流电阻R11的另一端连接到窄带通信集成电路D3A的41脚，滤波电容C13的另一端连接到电源地GND；窄带通信卡接口D4的3脚分别与限流电阻R12、滤波电容C14的一端连接，限流电阻R12的另一端连接到窄带通信集成电路D3A的40脚，滤波电容C14的另一端连接到电源地GND。
进一步，所述窄带通信集成电路D3A的53脚连接到限流电阻R13的一端，R13的另一端连接到天线接口RF_ANT上；窄带通信集成电路D3A的29脚连接到限流电阻R18的一端，限流电阻R18的另一端连接到无线通信接口D2的2脚；窄带通信集成电路D3A的30脚连接到限流电阻R17的一端，限流电阻R17的另一端连接到无线通信接口D2的1脚；窄带通信集成电路D3A的34脚连接到限流电阻R16的一端，限流电阻R16的另一端连接到无线通信接口D2的3脚。
进一步，所述窄带通信集成电路为BC95模组。
本实用新型的有益效果：
（1）将数据发送到水司管理部门的控制终端，从而方便水司及时了解用户水表的使用情况，从而避免人为抄读的数据出错现象发生；（2）采用模块化设计，实现窄带通信模块与控制器之间电阻隔离，有效提高系统的安全性和可靠性；（3）通过将外壳固定于已有水表基表钟罩上，能够避免已有水表安装在陈旧的建筑物中难以拆装和抄读的现象。
附图说明
图1是本实用新型实施例的电路结构框图；
图2是本实用新型实施例窄带通信模块的电路原理图。
具体实施方式
以下将结合说明书附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明。
如图1所示：一种采用窄带通信技术的水表装置，包括外壳以及设于外壳内的控制器、信号采集模块和窄带通信模块，外壳与已有水表的基表钟罩进行固定，信号采集模块与控制器的I/O口相连，窄带通信模块通过TTL串口形式与控制器的无线通信接口相连。
还包括电源模块和显示屏，电源模块的输入端连接锂电池，输出端连接控制器、信号采集模块和窄带通信模块。显示屏与控制器电连接。控制器为模块化结构，控制器上设有信号采集接口和无线通信接口。
本实施例中，电源模块为控制器、窄带通信模块、信号采集模块提供电源。信号采集模块的信号采集端通过信号采集接口连接控制器的输入端，信号采集接口的外端连接信号采集传感器，将采集到的水表的计量数据经信号采集模块发送给控制器，并保存到控制器内部的存储器中。无线通信接口连接窄带通信模块，以便于将存储到控制器中的计量数据通过窄带通信模块发送到水司管理部门的后台系统中，达到无线网监测的目的。
本实施例中，控制器采用ST公司的高性能低功耗芯片STM32L0系列单片机，具有输入电压范围宽、低功耗、1路低功耗UART串口、支持液晶段码显示，存储用户的水表使用信息。本实施例的通讯方式支持无线远传方式，通讯功能采用模块化设计，实现上述接口与系统进行电阻隔离，有效提高系统的安全性和可靠性。
如图2所示：本实施例中，窄带通信模块包含窄带通信卡接口D4、天线接口RF_ANT、窄带通信集成电路D3A、限流电阻R10、R11、R12、R13、R16、R17、R18；滤波电容C11、C13、C14、C15。
窄带通信卡接口D4的1、8脚分别连接于滤波电容C15的两端，并分别连接到窄带通信集成电路D3A的42、38脚；窄带通信卡接口D4的7脚分别与限流电阻R10、滤波电容C11的一端连接，限流电阻R10的另一端连接到窄带通信集成电路D3A的39脚，电容C11的另一端连接到电源地GND；窄带通信卡接口D4的6脚分别与限流电阻R11、滤波电容C13的一端连接，限流电阻R11的另一端连接到窄带通信集成电路D3A的41脚，滤波电容C13的另一端连接到电源地GND；窄带通信卡接口D4的3脚分别与限流电阻R12、滤波电容C14的一端连接，限流电阻R12的另一端连接到窄带通信集成电路D3A的40脚，滤波电容C14的另一端连接到电源地GND。
窄带通信集成电路D3A的53脚连接到限流电阻R13的一端，限流电阻R13的另一端连接到RF_ANT的接口上。窄带通信集成电路D3A的29脚连接到限流电阻R18的一端，限流电阻R18的另一端连接到无线通信接口D2的2脚；窄带通信集成电路D3A的30脚连接到限流电阻R17的一端，限流电阻R17的另一端连接到无线通信接口D2的1脚；窄带通信集成电路D3A的34脚连接到限流电阻R16的一端，限流电阻R16的另一端连接到无线通信接口D2的3脚。
其中，窄带通信卡接口D4连接通信卡；天线接口RF_ANT连接天线的引线端子；窄带通信模块通过天线依靠移动基站与水司管理部门的后台系统进行无线通信。
工作时，当控制器通过无线通信接口发送数据给窄带通信模块时， DTE_TXD端发送信号“1”或“0”时，经过限流电阻R18，传输到窄带通信集成电路D3A的接收串口DCE_RXD_A；当窄带通信模块通过无线通信接口发送数据给控制器时，窄带通信集成电路D3A的发送串口DCE_TXD_A发送信号“1”或“0”，经过限流电阻R17，传输到控制器TTL串口DTE_RXD。
本实施例中，限流电阻R10、R11、R12、R13、R16、R17、R18、滤波电容C11、C13、C14、C15为保护电路元件，使窄带通信卡接收的信号与内部电路的隔离。电阻R17和R18为保护电阻，起到通信隔离的作用，防止外部电路信号影响控制器内部的计量数据的处理。
综上所述，本实施例具有以下优点：（1）本实施例采用ST公司的高性能低功耗芯片STM32L0硬件平台为控制核心，通过内部中断功能将控制器的信号采集接口连接于信号采集模块；通过将内部的串口连接到无线通信接口上，并且将无线通信接口连接到窄带通信模块上。使用时，控制器采集信号采集模块的数据，即计量数据，并将计量数据保存到控制器内部的存储器中，通过无线通信接口连接的窄带通信模块，将数据发送到水司管理部门的后台系统中，从而方便水司及时了解用户水表的使用情况；（2）本实施例专门提供1路维护串口，便于产品的升级与维护；（3）以上所述功能采用模块化设计，实现窄带通信模块与控制器之间进行电阻隔离，有效提高系统的安全性和可靠性；（4）通过将外壳固定于已有水表基表钟罩上，能够避免已有水表安装在陈旧的建筑物中难以拆装和抄读的现象。