一种具有NB通信功能、IC卡预付费功能的流量计的制作方法

本实用新型涉及智能计量领域，具体地说涉及到一种具有nb通信功能、ic卡预付费功能的流量计。

背景技术：

随着国内天然气市场的快速发展，主要利好来自各省对清洁能源的大力支持，进而催生国内智能气表迎来蓬勃发展的新机遇，“十三.五”期间我国的智能燃气表长期需求上升是必然趋势，目前市场上主流智能燃气表多为ic卡燃气表，ic卡燃气表是以ic卡为介质，实现燃气表和燃气管理单位之间的数据传输，且是一户一卡，单用户控制。

nb-iot燃气表可实现自动采集燃气表数据并可基于自动采集燃气表数据进行大数据分析，可有效避免人工抄表费事、住户不在家无法获取数据、人工抄表的误读漏报等问题，同时物联网燃气表带有燃气泄漏报警功能显著提高燃气使用的安全性，物联网技术可显著提高燃气公司自动化和现代化进程，nb超强覆盖能力、超大容量、低功耗和低成本的优势从技术上支持了物联网燃气表市场的爆发。

本实用新型将最新的nb通信技术和ic卡技术结合起来设计了既能实现预付费功能又能实现nb通信功能的流量计。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种具有nb通信功能、ic卡预付费功能的流量计设计电路，将最新的nb通信技术和ic卡结合起来，利用该设计电路，可实现对燃气的计量、漏气报警功能，ic卡预付费功能及nb通信功能。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下所述：

一种具有nb通信功能、ic卡预付费功能的流量计，含有主控制器及外围模块、计度器驱动模块、阀门控制器模块、双电源供电模块、电压检测模块、读卡模块、读卡电源模块、红外通讯模块、漏气检测模块、采样接口模块、液晶显示模块、干簧管触发模块、蜂鸣器报警模块、倾斜检测模块、液晶显示模块、nb通讯接口模块，其特征是：所述的读卡模块与主控制器采用spi方式通信，用户将卡放于燃气表读卡区域时，由读卡模块读取ic卡中信息，并将卡中信息以spi方式通信给主控制器，所述的读卡模块电源电路的控制端与主控制器的pj.6端相连接；所述的采样接口模块采样方式为电子温补采样，流量信号经采样接口模块传输给主控制器；所述的蜂鸣器报警模块的控制端与所述的主控制器的p9.6端口相连接；所述的干簧管触发模块用于唤醒主控制器进行数据上传，有两种触发方式，按键触发和ic卡触发，干簧管触发模块与主控制器的p3.1端口相连接；所述的漏气检测模块用于检测是否有燃气泄漏，外接气体传感器，如外部传感器检测到燃气泄漏，将此信号经漏气检测接口电路传输至主控制器的p9.7端口；所述的电压检测模块用于检测电池电压，电池检测控制端与主控制器的p9.4端相连接，检测到的电压信号传输至主控制器的p1.0端口；所述的倾斜检测模块用于检测表的安装是否存在倾斜，检测到的电平信号与主控制器的p3.2端口连接；所述的红外通讯模块用于近距离地通过红外通讯对表的参数进行调试，红外通讯电路的hw_rx端口与主控制器的p3.0端口相连接，红外通讯电路的hw_tx端口与主控制器的p6.0端口连接；红外通讯电路的pwm脉冲调制端口与主控制器的p1.2端口相连接；所述计度器驱动模块的k、g端分别与主控制器的p6.1、p6.2端口连接；所述阀门控制器模块的k1、g1端分别与主控制器的pj.2、pj.3端口连接；所述nb通讯接口模块的rx端、tx端分别与主控制器的p3.4、p3.5端相连接；所述双电源供电模块由系统电源电路和nb模组控制电源电路组成，系统电源电路由6v干电池经两级稳压芯片稳压至3.3v后向系统供电；所述的nb模组控制电源电路由6v的电压经两级稳压芯片稳压至3.6v向nb模组供电；nb模组电源控制电路控制端与主控制器的p1.1端连接；所述的液晶显示模块与主控制器的p6.3~p6.6、p4.1~p1.7、p3.5~p3.7、p2.1~p2.3、p7.1~p7.4端口连接，主控制器型号为msp430fr6972ipmr。

本实用新型的有益效果是：

（1）本实用新型一种具有nb通信功能、ic卡预付费功能的流量计，采用先进的nb通讯技术和ic卡技术实现了对燃气的计量、漏气报警功能，ic卡预付费功能及nb通信功能，用户可选择两种充值方式，一种是ic卡充值，ic卡经过流量计内置的读卡电路将充值信息读取并传给主控制器；一种可直接充值至管理中心，管理中心由nb网络将充值金额推送给主控制器。

（2）本实用新型一种具有nb通信功能、ic卡预付费功能的流量计，流量计算采用温度补偿方式，提高了计量的精度。

附图说明

附图1为本实用新型一种具有nb通信功能、ic卡预付费功能的流量计原理框图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式和附图说明对本实用新型的技术方案作进一步详细的描述。

如附图1所示：一种具有nb通信功能、ic卡预付费功能的流量计，含有主控制器及外围模块、计度器驱动模块、阀门控制器模块、双电源供电模块、电压检测模块、读卡模块、读卡电源模块、红外通讯模块、漏气检测模块、采样接口模块、液晶显示模块、干簧管触发模块、蜂鸣器报警模块、倾斜检测模块、液晶显示模块、nb通讯接口模块，其中：

所述的读卡模块主要用于读取ic卡中信息并通讯至所述主控制器；所述读卡模块与所述主控制器采用spi方式通信，读卡模块主要由通用读卡芯片fm1701及其外围电路组成，读卡芯片fm1701的miso端与所述的主机控制器的p3.3端相连接，读卡芯片fm1701的mosi端与所述主控制器的pj.1端相连接；读卡芯片fm1701的sck端与所述主控制器的pj.7引脚相连接；读卡芯片fm1701的nss端与所述主控制器的pj.0端相连接；读卡芯片fm1701电源电路与主控制器的pj.6端相连接；

采样接口模块：所述采样方式采用磁阻采样，得到的流量信号经采样接口模块与所述的主控制器的p2.0端口，主控制器根据流量信号并结合温度系数计算出气量。

计度器驱动模块：所述主控制器根据流量信号、温度系数计算气量，推动计度器转动到相应的值，计度器驱动电路由驱动芯片drv8832dgqr及其外围电路组成，其控制端k、g端分别与主控制器的p6.1、p6.1端口连接，out1与out2之间接计度器。

蜂鸣器模块：所述的蜂鸣器模块主要由蜂鸣器和npn三极管、电阻r11组成，npn三极管的b极经电阻r11与所述的主控制器的p9.6引脚相连接，所述主控制器的p9.6置高电平，蜂鸣器报警。

干簧管触发模块：所述的干簧管触发模块用于唤醒主控制器进行数据上传，有两种触发方式，按键触发和ic卡触发；测得的触发检测信号与所述的主控制器的p3.1引脚相连接；

漏气检测模块：用于检测是否有燃气泄漏，外接气体传感器，如外部传感器检测到燃气泄漏，将此信号经漏气检测接口电路传输至主控制器的p9.7引脚；漏气检测电路由光电耦合器tlp785及其外围电路组成，光电耦合器tlp785的集电极经电阻r12与主控制器的p9.7端连接；

倾斜检测模块：所述的倾斜检测电路主要用于检测流量计的安装角度是否存在倾斜，由倾斜开关s1、上拉电阻r32、电阻r9组成，检测到的电平信号与主控制器的p3.2端连接；

电压检测电路：所述的电压检测电路用于检测电池电压，主要由电阻r17、npn型三极管q7、电阻r16、r39、pnp型三极管q3、电阻r2、r10组成，r17一端与主控制器的p9.4端口相连接，一端与q7的基极相连接，q7的集电极与电阻r16、r39相连后与q3的基极相连接，q3的集电极与r16的一端连接；q3的集电极与r2、r10相连后接地，r2的一端与所述主控制器的p1.0端口连接；

红外通讯模块：所述的红外通讯电路用于近距离地通过红外通讯对表的参数进行调试，红外发送电路由红外发射管d1、npn三极管q5、pnp型三极管q1、电阻r21、电阻r22、电阻r26组成，主控制器发送的pwm脉宽调制信号与电阻r21连接后与q5的基极连接，q5的发射极接地，q5的集电极与d1的阴极连接，d1的阳极经电阻r26与q1的集电极连接，q1的射极接电源vcc，q1的基极经电阻r22与主控制器的p6.0端口连接；红外接收电路由红外接收管、电阻r31、电阻r27、电阻r28、npn型三极管q6组成，

阀门控制器模块：所述的阀门驱动电路用于驱动阀门的开、关，由驱动芯片drv8832dgqr及其外围电路组成，阀门驱动电路k1、g1端分别与主控制器的pj.2、pj.3端口连接；out1与out2之间接阀门。

nb通讯接口模块的rx端、tx端分别与主控制器的p3.4、p3.5端相连接，nb模组采用移动模组型号：m5310a；

双电源供电模块由系统电源电路和nb模组电源电路组成，系统电源电路平时由6v干电池经两级稳压芯片稳压至3.3v后向系统供电，主要由稳压芯片lsd2dc-7350、lsd2dc-7333及其外围电路组成，干电池断电后，由锂电池正极经二极管d2、d3与稳压芯片输入端连接，

稳压芯片输出3.3v电压向系统各功能模块供电。

nb模组控制电源电路有干电池时，由6v的电压经两级稳压芯片稳压至3.6v向nb模组供电，主要由稳压芯片lsd2dc-7350及其外围电路、稳压芯片ss7236及其外围电路组成，电池经二极管d4与稳压芯片lsd2dc-7350的输入端连接，lsd2dc-7350的输出端与二极管d2的阴极相连接，lsd2dc-7350的输出端经电容c27、电容e3与稳压芯片ss7236的输入端相连接。无干电池时，锂电池3.6v通过d2二极管，与电容c27、电容e3与稳压芯片ss7236的输入端连接。稳压芯片ss7236的输出端与n沟道场效应管q11的栅极相连接，场效应管q11的漏极与源极之间接二极管，场效应管q11的源极输出3.6v电压向nb模组供电，nb模组电源电路控制端与主控制器的p1.1端连接；一端经电阻r24与p沟道场效应管q10的栅极相连接，场效应管q11的漏极与源极之间接二极管，场效应管q11的漏极经电阻r25、电阻r44与稳压芯片ss7236的输出端相连接。

液晶显示模块：用于显示流量计的各种参数，液晶显示模块与主控制器的p6.3~p6.6、p4.1~p1.7、p3.5~p3.7、p2.1~p2.3、p7.1~p7.4端口连接。

主控制器型号为msp430fr6972ipmr。