一种窄带物联网机电分离智能无磁水表的制作方法

本实用新型涉及智能水表领域，具体是一种窄带物联网机电分离智能无磁水表。

背景技术：

水表是一种测量水流量的仪表，起源于英国，发展已有近200年的历史，已由最初的全机械形式逐渐发展到当今的机械表和智能水表产品并存阶段，随着移动互联网技术、无线通讯技术、云计算技术、大数据处理技术、人工智能技术的飞速发展，其已向着智能程度更高的智能水表产品阶段发展。现有的智能水表在成本控制、维修更换、使用寿命、数据准确、数据有效传输等方面始终未能达到最优化。

技术实现要素：

本实用新型为了克服现有技术中存在的缺陷，提供一种窄带物联网机电分离智能无磁水表。

技术方案：一种窄带物联网机电分离智能水表，包括基表和转动信号采集装置；所述基表包括水表本体、设置在水表本体上的多个表示不同计量单位的计量指针和与其中一个计量指针同轴设置的扇形钢片；所述扇形钢片随计量指针的转轴同步转动；在所述扇形钢片的上方设置有转动信号采集装置，所述信号采集装置包括信号采集传感线圈和信号处理电路；所述信号采集传感线圈与扇形钢片之间设有检测间隙，所述信号处理电路包括运算核心和控制中心的mcu、数据存储模块、电源模块、通信模块和无磁传感器检测模块；所述数据存储模块、电源模块、通信模块和无磁传感器检测模块均与mcu相连；

所述数据存储模块，用于存储无磁传感器检测模块所采集的数据；

所述电源模块，用于给电子部分提供电源；

所述通信模块，用于向外传输电子部分采集到的数据；

所述无磁传感器检测模块，用于采集信号采集传感线圈产生的信号。

进一步的，所述检测间隙不大于10mm。

进一步的，所述扇形钢片设置在表示最小计量单位的计量指针的一侧，且扇形钢片通过齿轮啮合与表示最小计量单位的计量指针的转轴相连。

进一步的，所述扇形钢片的转速与表示最小计量单位的计量指针的转速相同。

进一步的，所述水表本体采用旋翼液封冷水水表。

进一步的，所述通讯模块包括nb-iot通信模块，所述nb-iot通信模块将数据存储模块中存储的数据传送至外部服务器。

进一步的，所述通讯模块还包括红外通讯模块，所述红外通讯模块用于进行所述电子部分与终端设备之间的数据传输。

进一步的，还包括防盗检测模块，所述防盗检测模块与mcu相连，且基于震动传感器完成防盗监测。

进一步的，所述扇形钢片的圆心角为180°～210°。

有益效果：本实用新型与现有技术相比，具有以下优点：

1、本实用新型通过采用无磁传感器，不含永磁体等磁性元器件，受内外部磁力影响小，能够有效提高水表计数精度，可记正反向流量，且不受磁干扰；

2、本实用新型通过机电分离设计，不破坏现有湿式水表的结构，只需要在现有湿式水表上安装扇形不锈钢片，同时采集时也不需要破坏湿式水表的表面玻璃，只需要将采集装置直接放置于湿式水表的表面玻璃上就可以精确的采集数据；无多余线缆连接，可单独更换基表或者电子部分，使得水表整体结构紧凑，外观小巧，便于安装；

3、本实用新型通过采用低功耗单片机和nb-iot模组，具有数据传输可靠、功耗低、使用寿命长等优点；

4、本实用新型通过内置震动传感器，可实现防盗功能。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的机械部分爆炸示意图；

图3为本实用新型的模块连接示意图；

图4为nb-iot通讯模块电路。

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步阐述该实用新型。

本实施例的一种窄带物联网机电分离智能水表包括机械部分和电子部分，电子部分设置在机械部分内部，本实施例采用机电分离设计，机械部分和电子部分无多余线缆连接，可单独更换基表或者电子部分。

本实施例的机械部分包括水表本体、设置在水表本体上的多个表示不同计量单位的红指针和与其中一个红指针同轴设置的扇形钢片，该扇形钢片随红指针的转轴同步转动。其中，水表本体采用无磁水表，本实施例的无磁水表采用但不限于旋翼液封冷水水表，通过其旋翼式计量结构，具有始动性好、计量准确度高等优点，且由于其字轮密封在特殊的液体中，具有防污性能好、读数清晰直观的优点。

本实施例的电子部分包括转动信号采集装置，该转动信号采集装置设置在水表本体的玻璃上方且对应扇形钢片的位置；具体的，该转动信号采集装置包括信号采集传感线圈以及信号处理电路；为了不破坏湿式水表的表面玻璃，信号采集传感线圈与扇形钢片之间设置有检测间隙，该检测间隙小于等于10mm，为了满足水表本身的体积要求，使得安装更合理，外形更美观，本实施例的扇形钢片的直径为16±0.2mm，圆心角为180°～210°。为了满足水表本身的体积要求，使得安装更合理，本实施例的扇形钢片设置在所有红指针中表示最小计量单位的红指针的一侧，与扇形钢片连接的转轴通过齿轮啮合最小计量单位的红指针的转轴，扇形钢片与最小计量单位的红指针的转速相同。

如图3所示，本实施例的信号处理电路包括mcu、数据存储模块、电源模块、nb-iot通信模块、无磁传感器检测模块、防盗检测模块、红外通讯模块和触摸按键模块，数据存储模块、电源模块、nb-iot通信模块、无磁传感器检测模块、防盗检测模块和红外通讯模块均与mcu连接；其中，数据存储模块用于存储无磁传感器检测模块所采集的数据，电源模块用于给各模块进行供电，nb-iot通信模块用于传输无磁传感器所采集的数据，无磁传感器检测模块用于采集信号采集传感线圈产生的信号，防盗检测模块基于震动传感器实现防盗，红外通讯模块用于实现电子部分与手机(或计算机)之间的数据传输，进行必要的数据设置、读取及显示，如用于现场安装调试，现场安装时通过红外传感器对所要采集的数据进行设置，使其初始水表底数与基表表数一致。通过红外通讯模块使pcb板与终端设备连接方便，数据交流连接方便，具有简单易用和结构紧凑的特点，占用空间较小，有利于pcb板的整体灌封，且对信号接收无影响。触摸按键模块，通过在电子面板设计触摸按钮，当触摸触摸按钮时，唤醒红外通讯模块，可进行读数及参数设置。

信号处理电路中的各个模块均集成在一块pcb板上，pcb板封装在机械部分内部，机械部分通过上盖1、密封圈4、控制壳体3、水表壳体6、左固定板10、右固定板8完成pcb板的固定，现结合图2，具体说明如下：pcb电路板2放置于控制壳体3相应位置并用螺丝固定灌胶密封，密封圈4放置于上盖1相应位置，锂电池组5放置于水表壳体6相应位置；上盖1与水表壳体6采用螺丝固定连接；装配好的水表壳体6安装在基表7上，水表壳体6上的插槽与基表7上的筋位对应安装，壳体上盖9、左固定板10、右固定板8与装配好的水表壳体6采用螺丝固定。上述提及到的锂电池组由一个3.6v的一次性电池和一个40mah的锂离子电容器构成。本实用新型密封性能好，将电子元件密封起来，提高电子元件工作的可靠性。

作为优选，本实施例的nb-iot模块型号为sim7020c，具体电路图可参见3，本领域技术人员在不参考本实施例具体电路图的情况下，仍无需付出创造性劳动即可搭建能实现上述功能的模块电路。mcu采用stm32l071rbt6实现运算和控制，红外通讯模块型号为sl0038ed，数据存储模块型号为cat24c512wi-gt3，无磁传感器模块scnm1908。无磁传感器检测模块将采集到的数据通过移动(电信)nb-iot通信模块进行数据传输，nb-iot通信模块可以兼容移动或者电信运营商卡，在现场单个运营商信号不好的情况下可切换至另一个运营商，降低设备对单个运营商信号的依赖性，数据传输可靠稳定，功耗低，运营成本低，海量数据的采集、处理、存储、传输使得管理人员可以根据需要提取所需的数据，并对数据进行必要分析。数据存储模块由存储芯片atcm01构建得到。

本实施例的无磁传感器检测模块采用非接触感应式电子传感器，应用无磁信号检测技术，直接读取扇形钢片转动圈数信号，并对转速进行流量修正，极大提高了流量检测的精准度和分辨率，加上其低功耗检测的特点，很适合用于小流量、频繁开关的户用水表的应用。