一种双极性锁存型霍尔元件燃气表及其计数处理方法与流程

1.本发明属于燃气表技术领域，具体涉及一种双极性锁存型霍尔元件燃气表及其计数处理方法。


背景技术：

2.燃气表领域，智能化的燃气表解决了抄表扰民的问题，同时也给燃气公司的经营管理带来了便利，提高了燃气运营单位管理效率。智能化已成为燃气表市场发展的趋势，其信号采集方式主要是在传统机械基表上增加检测装置，将机械信号转变为电信号。目前利用霍尔效应的检测方式主要为：在字轮附近安装两个霍尔元件，先后检测两个霍尔元件的电平，加上一系列的算法过滤机械振动造成的误判。此外结合磁攻击检测和计数逻辑，程序处理较复杂。
3.为了解决上述问题，目前存在一种基于双极性锁存型霍尔元件的燃气表，利用双极性锁存型霍尔元件的锁存特性，单颗器件即可避免机械抖动造成误计数，但由于燃气表的nb-iot等通信模组在最大发射功率等级下的峰值电流会很大，可能会引起电压跌落影响霍尔输出电平导致误计数，因此需要一种能够避免误计数的燃气表和计数处理方法。


技术实现要素：

4.基于现有技术中存在的上述缺点和不足，本发明的目的之一是至少解决现有技术中存在的上述问题之一或多个，换言之，本发明的目的之一是提供满足前述需求之一或多个的一种双极性锁存型霍尔元件燃气表及其计数处理方法。
5.为了达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：一种双极性锁存型霍尔元件燃气表，包括双极性锁存型霍尔元件和控制器，双极性锁存型霍尔元件与控制器连接，双极性锁存型霍尔元件检测到与其接近的磁场两极交替时切换输出高电平或低电平，还包括定时器；定时器与控制器连接，控制器检测到双极性锁存型霍尔元件的输出信号下降沿时调用定时器开启检测窗口，在检测窗口内检测若干次双极性锁存型霍尔元件的输出信号，并根据若干次检测的电平判断是否增加计数。
6.作为优选方案，定时器为间隔定时器。
7.另一方面，本发明还提供一种双极性锁存型霍尔元件燃气表的计数处理方法，应用于上述的双极性锁存型霍尔元件燃气表，方法具体包括：s1、检测双极性锁存型霍尔元件的输出信号，当检测到下降沿时进入步骤s2；s2、在检测窗口内若干次检测输出信号，若若干次检测的结果均为低电平，进入步骤s3，否则返回步骤s1；s3、增加燃气表的计数，返回步骤s1。
8.作为优选方案，若干次检测以固定时间间隔进行。
9.本发明还提供一种双极性锁存型霍尔元件燃气表，包括双极性锁存型霍尔元件、
双极性非锁存型霍尔元件和控制器，双极性锁存型霍尔元件、双极性非锁存型霍尔元件与控制器连接，双极性锁存型霍尔元件检测到与其接近的磁场两极交替时切换输出高电平或低电平，双极性非锁存型霍尔元件在有磁干扰时输出低电平，还包括定时器；定时器与控制器连接，控制器检测到双极性锁存型霍尔元件的输出信号下降沿时调用定时器开启检测窗口，在检测窗口内检测若干次双极性锁存型霍尔元件的输出信号，并检测双极性非锁存型霍尔元件的输出信号，并根据若干次检测的电平及双极性非锁存型霍尔元件的输出信号判断是否增加计数。
10.作为优选方案，定时器为间隔定时器。
11.另一方面，本发明还提供一种双极性锁存型霍尔元件燃气表的计数处理方法，应用于如上述的双极性锁存型霍尔元件燃气表，方法具体包括：s1、检测双极性锁存型霍尔元件的输出信号，当检测到下降沿时进入步骤s2；s2、在检测窗口内若干次检测输出信号，若若干次检测的结果均为低电平，进入步骤s3，否则返回步骤s1；s3、读取双极性非锁存型霍尔元件的输出信号，若输出信号为高电平，进入步骤s4，否则返回步骤s1；s4、增加燃气表的计数，返回步骤s1。
12.作为优选方案，若干次检测以固定时间间隔进行。
13.本发明与现有技术相比，有益效果是：本发明的燃气表及计数处理方法，避免了由于其他硬件干扰使霍尔元件电压跌落导致的误判断，且整体判定逻辑简单可靠，有效提高了计数功能的稳定性与准确性。
附图说明
14.图1是本发明实施例1的计数齿轮与双极性锁存型霍尔元件的结构关系示意图；图2是本发明实施例1的双极性锁存型霍尔元件的工作方式示意图；图3是本发明实施例1的计数处理方法的信号示意图；图4是本发明实施例2的双极性锁存型霍尔元件燃气表的结构框图；图5是本发明实施例2的双极性非锁存型霍尔元件的电路示意图；图6是本发明实施例2的双极性锁存型霍尔元件燃气表的计数处理方法流程图。
具体实施方式
15.为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。
16.实施例1：本实施例提供一种双极性锁存型霍尔元件燃气表，包括安装磁钢的计数齿轮和双极性锁存型霍尔元件，还包括控制器，安装磁钢的计数齿轮与双极性锁存型霍尔元件的结构关系示意图如图1所示。
17.如图示，计数齿轮上安装的磁钢两端分别为磁场的n极与s极，双极性锁存型霍尔元件安装在靠近计数齿轮转动时磁钢的运动轨迹。计数齿轮每转动一圈与双极性锁存型霍
尔元件相靠近的磁极都进行n极与s极之间的周期性交替。其工作方式如图2所示，当磁钢s极靠近双极性锁存型霍尔元件的封装顶部并且超出bop阈值时，会驱动双极性锁存型霍尔元件的输出信号保持低电平，直到检测到磁钢n极，并且超出brp阈值，驱动双极性锁存型霍尔元件的输出信号跳转为高电平。由于必须通过磁钢的移动交换n极和s极的位置才能切换输出，且集成的磁滞会分开bop和brp以提供可靠切换，从而可以有效规避机械振动造成的误计数。
18.控制器使用mcu微控制单元，上述结构的双极性锁存型霍尔元件与控制器连接，将输出信号发送至控制器，控制器还与计时器和一个定时器连接。控制器从双极性锁存型霍尔元件的输出信号中检测到下降沿时调用定时器开始一个检测窗口的定时，并在该检测窗口的时间内再次或分为多次地检测双极性非锁存型霍尔元件的输出信号为高电平或低电平。
19.控制器在检测窗口内对输出信号的检测结果将被记录，若一个检测窗口内全部检测的结果均为低电平，则控制器增加一次计数。
20.进一步的，定时器为间隔定时器，在检测窗口内以固定的时间间隔向控制器发送信号。
21.本实施例还提供一种双极性锁存型霍尔元件燃气表的计数处理方法，用于上述双极性锁存型霍尔元件燃气表的计数处理，方法具体包括：步骤s1、控制器持续检测双极性锁存型霍尔元件的输出信号，当检测到输出信号产生下降沿时，进入步骤s2判定其是否为电压跌落导致的干扰信号；s2、控制器调用定时器开启一个检测窗口，并在检测窗口内一次或多次地检测双极性锁存型霍尔元件的输出信号，然后关闭检测窗口。由于电压跌落导致的干扰信号持续时间极短，如果本次检测窗口内全部检测的结果均为低电平，则说明该信号为双极性锁存型霍尔元件正常输出的低电平信号，进入步骤s3，否则返回步骤s1等待下一次低电平信号；s3、在步骤s2中检测到本次信号为双极性锁存型霍尔元件正常输出的低电平信号后，控制器内调用相应程序增加燃气表的计数，并返回步骤s1等待下一次低电平信号。
22.本方法的实际运行过程如图3的信号示意图所示，当第一个干扰信号的下降沿到来时，控制器开启检测窗口，并在下降沿之后的检测窗口内检测输出信号，由于干扰信号的持续时间t1较短，而检测窗口的长度超过t1，控制器在t1之后检测到输出信号恢复至高电平，因此判定本次下降沿为干扰信号，将其忽略，等待下一个下降沿。
23.而当第二个正常输出信号的下降沿到来时，由于双极性锁存型霍尔元件的锁存特性，这个低电平信号会t2的持续较长时间，检测窗口的长度小于t2。控制器在整个检测窗口内的检测结果均为为低电平信号，便判定本次下降沿为双极性锁存型霍尔元件的正常输出，控制器调用内部相应程序增加计数。
24.进一步的，上述检测窗口内的检测分为多次，并根据间隔定时器的固定时间间隔进行。
25.实施例2：本实施例提供一种双极性锁存型霍尔元件燃气表，其与实施例1的不同之处在于：结构框图如图4所示，燃气表中还包括一个双极性非锁存型霍尔元件，与控制器连接，设于双极性锁存型霍尔元件的检测有效范围之外避免互相干扰。
26.该双极性非锁存型霍尔元件使用s-5712acdl1，电路图如图5所示，在有磁干扰时
输出低电平，无磁干扰时输出高电平。
27.控制器在接收到下降沿信号之后还检测上述双极性非锁存型霍尔元件的输出信号，需满足判定本次下降沿为双极性锁存型霍尔元件的正常输出且双极性非锁存型霍尔元件的输出信号为高电平，才调用相应程序增加计数。
28.基于上述双极性锁存型霍尔元件燃气表，本实施例提供一种双极性锁存型霍尔元件燃气表的计数处理方法，方法流程图如图6所示，具体包括：s1、检测双极性锁存型霍尔元件的输出信号，当检测到下降沿时进入步骤s2；s2、在检测窗口内若干次检测输出信号，若若干次检测的结果均为低电平，进入步骤s3，否则返回步骤s1；s3、读取双极性非锁存型霍尔元件的输出信号，若输出信号为高电平，进入步骤s4，否则返回步骤s1；s4、增加燃气表的计数，返回步骤s1。
29.进一步的，上述流程中，步骤s2与步骤s3同时进行，并在步骤s2的检测均为低电平、步骤s3双极性非锁存型霍尔元件的输出信号为高电平时，进入步骤s4增加燃气表的计数。
30.应当说明的是，上述实施例仅是对本发明的优选实施例及原理进行了详细说明，对本领域的普通技术人员而言，依据本发明提供的思想，在具体实施方式上会有改变之处，而这些改变也应视为本发明的保护范围。