一种基于物联网的双路供电智能水表的制作方法

1.本发明涉及智能水表技术领域，具体而言，涉及一种基于物联网的双路供电智能水表。


背景技术：

2.常规的小口径无线智能水表通常采用可更换的一次性电池组，当电池组需要更换时，会造成用水数据无法采集、无法显示等问题，因此需要一种基于物联网的双路供电智能水表，满足全天都能达到最佳计量效果，双路供电智能水表拥有双路供电的电池组，可以在更换电池时保证稳定的水表供电，同时采用高精度的流量和电量检测模块，确保水表采集数据更为精确。


技术实现要素：

3.本发明解决的问题是如何提供一种可以准确获取水表检测信息并保证水表实时处于工作状态的基于物联网的双路供电智能水表。
4.为解决上述问题，本发明提供一种基于物联网的双路供电智能水表，包括：智能水表控制电路，电池组开关控制电路、电量检测电路、霍尔流量计检测电路、三通道无磁水表检测电路，所述电池组开关控制电路接所述智能水表控制电路，用于接收所述智能水表控制电路发出的电池组切换指令，所述电量检测电路、霍尔流量计检测电路分别接所述智能水表控制电路，用于接收所述智能水表控制电路发出的电量、流量检测指令，所述三通道无磁水表检测电路接所述智能水表控制电路，用于接收所述智能水表控制电路发出的三通道无磁水表检测指令。
5.进一步的，所述电池组开关控制电路包括第一限位开关、两路电池组开关控制芯片、第一usb充电接口，所述第一限位开关分别接所述两路电池组开关控制芯片的输入端，用于两路电池组开关控制芯片的电力控制，所述usb接口接所述两路电池组开关控制芯片的输出端，所述两路电池组开关控制芯片的控制端接所述智能水表控制电路，用于接收所述智能水表控制电路发出的电池转换命令。
6.进一步的，所述电量检测电路包括电流检测电路、电压检测电路、机电分离检测探针，所述电流检测电路、电压检测电路的输入端分别接所述机电分离检测探针，所述电压检测电路的输出端接三级信号放大电路，控制端接所述智能水表控制电路，用于接收所述智能水表控制电路发出的电压检测指令，所述电流检测电路的输出端接三级信号放大电路，控制端接所述智能水表控制电路，用于接收所述智能水表控制电路发出的电流检测指令。
7.进一步的，所述三通道无磁水表检测电路包括三路水表检测通道和三路限位开关，所述三路水表检测通道的输入端接所述电量检测电路，输出端接所述智能水表控制电路，控制端接所述三路限位开关，用于水表检测功能的开启与闭合。
8.进一步的，所述霍尔流量计检测电路包括两路霍尔检测芯片、第一三极管、第二三极管、霍尔检测接口，所述两路霍尔检测芯片的输入端分别接电源，输出端分别接所述第一
三极管、第二三极管的基极，所述第一三极管、第二三极管的集电极接地，发射极接所述霍尔检测接口，所述两路霍尔检测芯片的控制端接所述智能水表控制电路，用于接收所述智能水表控制电路发出的霍尔流量计检测指令。
9.进一步的，还包括显示电路，所述显示电路包括lcd显示屏和触摸按键电路，所述lcd显示屏的输入端接电源，输出端接所述智能水表控制电路，所述触摸按键电路包括触摸点和光电耦合器，所述触摸点的输入端接电源，输出端接所述光电耦合器，所述光电耦合器的输出端接所述智能水表控制电路。
10.进一步的，还包括电池组电路，所述电池组电路包括第一基准电源、第二基准电源，所述第一基准电源、第二基准电源采取交替供电模式，所述第一基准电源包括第一电源信息芯片，所述第一电源信息芯片的输入端接电源，控制端接所述智能水表控制电路，所述第二基准电源包括第二电源信息芯片，所述第二电源信息芯片的输入端接电源，输出端接所述第一电源信息芯片，控制端接所述智能水表控制电路，用于接收所述智能水表控制电路发出的电池组转换指令。
11.进一步的，还包括锂电池充电电路，所述锂电池充电电路包括第二usb接口、第一锂电池充电芯片、第二锂电池充电芯片、第一mos管，所述第一锂电池充电芯片的输入端接电源，输出端接所述第二usb接口，信号端分别接第一led指示灯、第二led指示灯，所述第二锂电池充电芯片的输入端接所述第二usb接口，输出端接所述第一mos管的源级，所述第一mos管的漏极接地，栅极接所述锂电池的正极，所述锂电池的负极接地。
12.进一步的，还包括外设电路，所述外设电路包括传感器电路和通信电路所述传感器电路包括温度传感器电路和红外接收电路，所述温度传感器电路包括温度检测芯片和温度传感器芯片，所述温度传感器芯片的输入端接电源，输出端接所述智能水表控制电路，用于接收所述智能水表控制电路发出的温度传感采集信息，所述温度检测芯片的输入端接电源，输出端接所述智能水表控制电路，用于接收所述智能水表控制电路发出的温度检测指令，所述红外接收电路包括红外接收芯片，所述红外接收芯片的输入端接电源，输出端接地，控制端接所述智能水表控制电路。
13.进一步的，所述通信电路包括串口电路、无线电路、语音输出电路，所述串口电路包括串口芯片、第三usb接口，所述串口芯片的输入端接电源，输出端接所述第三usb接口，信号端连接晶振，控制端接所述智能水表控制电路，用于接收主控发出的通信指令，所述无线模块包括无线传输芯片，所述无线传输芯片的输入端接电源，控制端接所述智能水表控制电路，用于接收所述智能水表控制电路发出的无线通信指令，所述语音输出电路包括语音传输芯片，语音传输接口，所述语音传输芯片的输入端接电源，输出端接所述语音传输接口，控制端接所述智能水表控制电路，用于接收所述智能水表控制电路发出的语音指令。
14.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
15.在进行水表使用时，管理者可以在智能水表上查询水流量信息，三通道无磁水表检测电路用于将水管中的水流量信息转换为电路中的电量信息并传输至所述智能水表控制电路，同时也可以查询水表内部的电池的电量信息，当水表显示电池电量不足时，可以通过主控模块对所述电池组开关控制电路发送指令，所述电池组开关控制电路进行电池转换，并在电池转换过程中，保证电池组中的电量输出，确保在更换电池时，水量检测准确无误，同时电路中拥有电量检测电路，可以在水表工作时，进行水流量和电量的精确计算，并
通过显示电路进行检测数据的显示。
附图说明
16.图1为本发明实施例的控制电路的原理结构示意图；
17.图2为本发明实施例的电池组开关控制电路的原理结构示意图；
18.图3为本发明实施例的电量检测电路的原理结构示意图；
19.图4为本发明实施例的三通道无磁水表检测电路的原理结构示意图；
20.图5为本发明实施例的霍尔流量计检测电路的原理结构示意图；
21.图6为本发明实施例的显示电路的原理结构示意图；
22.图7为本发明实施例的电池组电路的原理结构示意图；
23.图8为本发明实施例的锂电池充电电路的原理结构示意图；
24.图9为本发明实施例的温度检测芯片电路的原理结构示意图；
25.图10为本发明实施例的温度传感器芯片电路的原理结构示意图
26.图11为本发明实施例的红外接收电路的原理结构示意图；
27.图12为本发明实施例的串口电路的原理结构示意图；
28.图13为本发明实施例的无线电路的原理结构示意图；
29.图14为本发明实施例的语音输出电路的原理结构示意图。
30.附图标记说明：
31.1-智能水表控制电路；2-电池组开关控制电路；3-电量检测电路；4-霍尔流量计检测电路；5-三通道无磁水表检测电路。
具体实施方式
32.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
33.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
34.在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“一个实施例”和“一个实施方式”等的描述意指结合该实施例或实施方式描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示实施方式中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实施方式。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或实施方式以合适的方式结合。
35.如图1所示，本发明提供一种基于物联网的双路供电智能水表，包括：智能水表控制电路1，电池组开关控制电路2、电量检测电路3、霍尔流量计检测电路4、三通道无磁水表检测电路，所述电池组开关控制电路2接所述智能水表控制电路1，用于接收所述智能水表控制电路1发出的电池组切换指令，所述电量检测电路3、霍尔流量计检测电路4分别接所述智能水表控制电路1，用于接收所述智能水表控制电路1发出的电量、流量检测指令，所述三
通道无磁水表检测电路接所述智能水表控制电路1，用于接收所述智能水表控制电路1发出的三通道无磁水表检测指令。
36.需要说明的是，在本实施例中，用户在使用智能水表时，智能水表控制电路1用于双路供电智能水表的中央控制mcu，所述智能水表控制电路1可以向电路中的各种功能电路发布相应的指令，电路中各种功能电路也可以向所述智能水表控制电路1进行相应的指令反馈。
37.如图2所示，在本发明的一个实施例中，所述电池组开关控制电路2包括第一限位开关、两路电池组开关控制芯片、第一usb充电接口，所述第一限位开关分别接所述两路电池组开关控制芯片的输入端，用于两路电池组开关控制芯片的电力控制，所述usb接口接所述两路电池组开关控制芯片的输出端，所述两路电池组开关控制芯片的控制端接所述智能水表控制电路1，用于接收所述智能水表控制电路1发出的电池转换命令。
38.需要说明的是，在本实施例中，第一限位开关设置于电池组转换电路的输入端，可以通过所述第一限位开关作为电池组转换电路中电池组的电路短路保护的限位开关，两路电池组开关控制芯片的输入端接mos管q7的漏极，所述mos管q7的源级接电源，栅极接mos管q8的漏极，mos管q8的栅极接所述智能水表控制电路1，用于接收所述智能水表控制电路1发出的电池组转换指令，在电池组转换过程中，电池组转换电路中的储能元件放出电能，用于电池转换过程的短暂供电，电池组转换电路受到智能水表控制电路控制，并由智能水表控制电路直接发布电池组转换指令，转换时间更短。
39.如图3所示，在本发明的一个实施例中，所述电量检测电路3包括电流检测电路、电压检测电路、机电分离检测探针，所述电流检测电路、电压检测电路的输入端分别接所述机电分离检测探针，所述电压检测电路的输出端接三级信号放大电路，控制端接所述智能水表控制电路1，用于接收所述智能水表控制电路1发出的电压检测指令，所述电流检测电路的输出端接三级信号放大电路，控制端接所述智能水表控制电路1，用于接收所述智能水表控制电路1发出的电流检测指令。
40.需要说明的是，在本实施例中，机电分离探针用于电路中的电流检测和电压检测分离，电流检测电路中的电流检测芯片接所述智能水表控制电路1，用于接收所述智能水表控制电路1发出的电压检测指令，电路中设计三级方法电路，采用型号为gs8554-sr的三路运放电路连接而成，具体连接方式即：所述电流检测芯片的输出端分别接第一电流放大信号芯片u35、第二电流放大信号芯片u40，所述第一电流放大信号芯片u35、第二电流放大信号芯片u40将放大后的电流信号传入第三电流放大信号芯片u37的输入端，所述第三电流放大信号芯片u37的输出端将三级放大的电流信号传输至所述智能水表控制电路1，电路中采用多级放大电路，可以有效放大电路中的电流信息，当电路中有微弱的电路变化时，电路也可以进行精准的检测，检测信息可以及时传输至智能水表控制电路，用于水表水量的精确计算。
41.如图4所示，在本发明的一个实施例中，所述三通道无磁水表检测电路包括三路水表检测通道和三路限位开关，所述三路水表检测通道的输入端接所述电量检测电路3，输出端接所述智能水表控制电路1，控制端接所述三路限位开关，用于水表检测功能的开启与闭合。
42.需要说明的是，在本实施例中，电路中设置三组无磁水表检测通道，三路无磁水表
检测通道的输入端连接智能水表控制电路1，并由智能水表控制电路1连接到电量检测电路3，输出端连接智能水表控制电路1，用于接收所述智能水表控制电路1发出的三路水表检测指令，电路中设置三路限位开关，分别连接于智能水表控制电路1，通过智能水表控制电路1对三路限位开关发出指令，用于三组无磁水表检测电路的安全保护。
43.如图5所示，在本发明的一个实施例中，所述霍尔流量计检测电路4包括两路霍尔检测芯片、第一三极管、第二三极管、霍尔检测接口，所述两路霍尔检测芯片的输入端分别接电源，输出端分别接所述第一三极管、第二三极管的基极，所述第一三极管、第二三极管的集电极接地，发射极接所述霍尔检测接口，所述两路霍尔检测芯片的控制端接所述智能水表控制电路1，用于接收所述智能水表控制电路1发出的霍尔流量计检测指令。
44.需要说明的是，在本实施例中，两路霍尔检测芯片分别为霍尔检测芯片u24，霍尔检测芯片u28，所述霍尔检测芯片u24的输入端连接电源，输出端连接第一三极管的基极，所述第一三极管的发射极接电源，集电极接所述第二三极管的发射级，所述第二三极管的集电级接地，基极接所述霍尔检测芯片u28的输入端，所述霍尔检测芯片u24，霍尔检测芯片u28的输出端接所述霍尔检测接口，霍尔检测接口上设置有与所述智能水表控制电路1相匹配的通信接口，可以通过所述霍尔检测接口将霍尔检测芯片u24，霍尔检测芯片u28检测的霍尔流量信息传输至所述智能水表控制电路1，也可通过所述智能水表控制电路1对所述霍尔流量计检测电路4发布霍尔流量计检测指令。
45.如图6所示，在本发明的一个实施例中，所述显示电路包括lcd显示屏和触摸按键电路，所述lcd显示屏的输入端接电源，输出端接所述智能水表控制电路1，所述触摸按键电路包括触摸点和光电耦合器，所述触摸点的输入端接电源，输出端接所述光电耦合器，所述光电耦合器的输出端接所述智能水表控制电路1。
46.需要说明的是，在本实施例中，lcd显示屏用于显示智能水表检测的电量，流量信息，显示屏上设置有触摸按键，可以通过触摸按键进行相应的指令调试，触摸按键上设置三极管，所述三极管的集电极接电源，基极接触摸点，发射级接所述光电耦合器的管脚1，所述光电耦合器的管脚2,3接地，管脚4接所述智能水表控制电路1，并通过连接智能水表控制电路1进行相应的操作指令的调试，并将调试数据呈现在显示屏上，同时，智能水表上设置多个触摸按键，原理与图6的工作原理一致。
47.如图7所示，在本发明的一个实施例中，所述电池组电路包括第一基准电源、第二基准电源，所述第一基准电源、第二基准电源采取交替供电模式，所述第一基准电源包括第一电源信息芯片，所述第一电源信息芯片的输入端接电源，控制端接所述智能水表控制电路1，所述第二基准电源包括第二电源信息芯片，所述第二电源信息芯片的输入端接电源，输出端接所述第一电源信息芯片，控制端接所述智能水表控制电路1，用于接收所述智能水表控制电路1发出的电池组转换指令。
48.需要说明的是，电池组电路采取两组1.5v基准电源进行供电，1.5v基准电源设置于智能水表控制电路1的内部，作为电路中的供电电源，为整个电路结构提供电源，外部连接电池组转换电路，用于配合电池组转换电路进行电路中的电池供电转换，第一电源信息芯片和第二电源信息芯片采取独立工作模式，当电路中的电池组需要进行转换时，第一基准电源、第二基准电源和随及进行替换。
49.如图8所示，在本发明的一个实施例中，所述锂电池充电电路包括第二usb接口、第
一锂电池充电芯片、第二锂电池充电芯片、第一mos管，所述第一锂电池充电芯片的输入端接电源，输出端接所述第二usb接口，信号端分别接第一led指示灯、第二led指示灯，所述第二锂电池充电芯片的输入端接所述第二usb接口，输出端接所述第一mos管的源级，所述第一mos管的漏极接地，栅极接所述锂电池的正极，所述锂电池的负极接地。
50.需要说明的是，在本实施例中，电池组的电路需要通过锂电池充电电路进行充电，第一锂电池充电芯片上设置充电指示灯led15、led16，在锂电池进行充电时，指示灯led15、led16显示为红色，在锂电池充电完成时，指示灯led15、led16显示为绿色，第二锂电池充电芯片接第二usb充电接口，并通过usb接口连接外接电源进行充电，第一mos管设置于第二锂电池充电芯片上，并通过控制mos的通断实现电池充电完成时的自动断电，同时也可作为电池充电时的保护电路，当电路中电流数据异常时，可以通过控制mos管的通断进行电路的及时断电，同时电路中还设置有降压电路，可以通过降压电路对锂电池的电压进行降压，使其能够为智能水表内部各部分电路供电。
51.如图9、图10、图11所示，在本发明的一个实施例中，所述外设电路包括传感器电路和，所述传感器电路包括温度传感器电路和红外接收电路，所述温度传感器电路包括温度检测芯片和温度传感器芯片，所述温度传感器芯片的输入端接电源，输出端接所述智能水表控制电路1，用于接收所述智能水表控制电路1发出的温度传感采集信息，所述温度检测芯片的输入端接电源，输出端接所述智能水表控制电路1，用于接收所述智能水表控制电路1发出的温度检测指令所述红外接收电路包括红外接收芯片，所述红外接收芯片的输入端接电源，输出端接地，控制端接所述智能水表控制电路1。
52.需要说明的是，在本实施例中，温度传感器电路和红外接收电路通过直接和间接两种方式，进行水温的获取，当智能水表的温度传感器芯片处于水温的检测范围内时，可以通过温度传感器电路进行水温的检测，当智能水表的温度传感器芯片不处于水温的检测范围内或者温度传感器故障时，可以通过红外接收电路进行温度的间接检测，同时进行温度传感器的检测，并将检测数据传输至智能水表控制电路1。
53.如图12、图13、图14所示，在本发明的一个实施例中，所述通信电路包括串口电路、无线电路、语音输出电路，所述串口电路包括串口芯片、第三usb接口，所述串口芯片的输入端接电源，输出端接所述第三usb接口，信号端连接晶振，控制端接所述智能水表控制电路1，用于接收主控发出的通信指令，所述无线模块包括无线传输芯片，所述无线传输芯片的输入端接电源，控制端接所述智能水表控制电路1，用于接收所述智能水表控制电路1发出的无线通信指令，所述语音输出电路包括语音传输芯片，语音传输接口，所述语音传输芯片的输入端接电源，输出端接所述语音传输接口，控制端接所述智能水表控制电路1，用于接收所述智能水表控制电路1发出的语音指令。
54.需要说明的是，在本实施例中，串口电路上设置晶振y2，为串口电路提供一个时钟信号，串口芯片连接与第三usb接口，可以通过第三usb接口与外围电子设备进行连接，实现数据的有线传输，无线传输芯片接所述智能水表控制电路1，用于数据信息的无线传输，在网络允许的情况下，无线传输更为便捷，同时水表还设置语音输出电路，语音传输芯片上设置有麦克风和扬声器，可以进行音频信息的传入和传出，同时电路中设置指示灯led7，当语音输出电路处于工作状态时，可以作为工作指示灯显示，当智能水表出现故障时，可以通过语音传输信息，同时通过通信电路向智能水表控制电路1进行报警；当工作人员需要查询水
表信息时，也可通过语音输出电路将声音信息传输至智能水表控制电路1，并由智能水表控制电路1进行水量信息的调取，然后通过语音输出电路进行水表信息的汇报。虽然本发明公开披露如上，但本发明公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本发明公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。