本发明涉及一种实时监控及时响应的燃气表故障处理系统和方法。
背景技术：
无线远传燃气表作为新一代的燃气表，具有以下的特点1、光电直读：核心技术，抄表准确率100%。2、远程阀控：具有阀控功能，能够实现户外阀控，确保收费安全。3、无线可靠：点对点抄表。4、阶梯气价：完美解决阶梯气价、频繁调价。5、提醒功能：欠费提示，开阀确认按键。6、自动存储：每天存储表码。7、参数设置：可灵活设置表地址、序列号等参数。8、安装简单：等同于普通表安装，适合大规模推广。
但是，现有的无线燃气表及管理系统虽然能够实现远程获取燃气表的信息并进行统计，但是都是采用燃气表被动获取信息的方式，即当管理系统需要数据时，由管理系统下发一条指令，燃气表才提供相关数据信息。这样带来的问题是，燃气公司及用户无法随时了解燃气表的状态，特别是燃气表的故障信息，一旦燃气表故障，管理系统无法获知此情况，仅能在下一次下发指令无法收到响应时才知道燃气表已出现故障，而且管理系统无法进一步了解燃气表的故障详细信息，这样在管理运营（比如怎样处理）和安全用气等方面存在一定的不方便性和问题。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种实时监控及时响应的燃气表故障处理系统和方法。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种实时监控及时响应的燃气表故障处理系统，包括多个无线远传燃气表、数据集中器、燃气表管理系统和维修人员终端；所述的无线远传燃气表内部设置有至少一个自检模块，所述的自检模块根据预设的自检项目进行自检，当发现故障或预警后通过数据集中器发送至燃气表管理系统，所述的燃气表管理系统进行实时分析故障，将无线远传燃气表的位置、故障类型和/或解决方式以任务的方式推送至对应的维修人员终端。
所述的自检模块包括内/外采样异常检测单元；
所述的内/样采样异常检测单元包括主板和机电转换电路，所述的无线远传燃气表包括进气口、出气口、内采样电路和计数器；所述进气口和出气口之间设置有计量室；所述内采样电路和计数器的输入端均与计量室连接；内采样电路在计量室中有燃气通过时产生脉冲信号，其输出端与主板连接；计数器对计量室内通过燃气进行计数，其输出端与机电转换电路连接，机电转换电路的输出端与主板连接；所述主板包括主控MCU和告警电路，主控MCU的输入端分别与内采样电路和机电转换电路连接，主控MCU的输出端与告警电路连接；所述主控MCU用于根据来自内采样电路的脉冲信号和来自机电转换电路的信号，判断智能燃气表是否出现计量异常的情况，并在出现计量异常时生成告警信号。
所述主控MCU包括：
内采样计数模块，用于记录接收到的内采样脉冲次数；
内采样处理模块，用于在每次接收到来自内采样电路的脉冲信号时，将内采样计数模块中记录的脉冲次数加一；
机电信号处理模块，用于记录机电转换信号的接收次数，并在每次接收到机电转换电路的信号时，将机电转换信号的接收次数加一（进而实现用气量统计，方便于后续费用计算），将内采样计数模块中记录的脉冲次数清零；
告警判断模块，用于实时判断内采样计数模块中记录的脉冲次数是否大于设置的告警阈值；
告警信号生成模块，用于在记录的脉冲次数大于告警阈值时，生成告警信号，控制告警电路进行计量异常告警。
所述的主板还包括阀门驱动电路，阀门驱动电路的输入端与主控MCU连接，阀门驱动电路的输出端与气阀连接；所述主控MCU还包括阀门驱动控制模块，用于在记录的脉冲次数大于告警阈值时，生成阀门控制信号，通过阀门驱动电路控制气阀关闭。
所述的自检模块包括欠压异常检测单元；所述的欠压异常检测单元用于检测无线远传燃气表的主/次电源工作时候的电压。
所述的自检模块包括磁攻击异常检测单元；所述的无线远传燃气表包括采用双极型磁开关的机电转换装置；所述的磁攻击异常检测单元用于检测无线远传燃气表的磁场是否被攻击。
所述的维修人员终端为移动手持终端，故障类型和/或解决方式推送至移动手持终端的APP上。
一种实时监控及时响应的燃气表故障处理方法，：包括以下步骤：
S1：设置在无线远传燃气表内部的自检模块，根据预设的自检项目进行自检，当发现故障或预警后通过数据集中器发送至燃气表管理系统；
S2：所述的燃气表管理系统进行实时分析故障，将无线远传燃气表的位置、故障类型和/或解决方式以任务的方式推送至对应的维修人员终端；
S3：维修人员通过所述维修人员终端接收任务，根据故障类型和/或解决方式选择携带的工具，前往所述的无线远传燃气表的位置，进行维修。
所述的自检项目包括内/外采样异常检测、磁攻击异常检测和欠压异常检测中的一种或者多种。
本发明的有益效果是：
（1）本发明能使燃气表自动检测故障并实时上报故障信息，管理系统能及时地获取到故障信息并下发维修任务给维修人员的APP客户端，维修人员能及时甚至提前来到客户家为其处理燃气表的故障问题，极大地提高了工作效率，提升了用户使用燃气的体验，更有效地杜绝了燃气表故障无法及时处理的问题，避免燃气事故的发生，提高了用气安全。
（2）内/外采样异常检测单元既能检测出机电转换电路与主板之间的线缆异常带来的用气不计量故障，也能检测出机电转换电路损坏和基表计数器损坏所带来的用气不计量故障。
附图说明
图1为本发明系统框图。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案：
如图1所示，一种实时监控及时响应的燃气表故障处理系统，包括多个无线远传燃气表、数据集中器、燃气表管理系统和维修人员终端；所述的无线远传燃气表内部设置有至少一个自检模块，所述的自检模块根据预设的自检项目进行自检，当发现故障或预警后通过数据集中器发送至燃气表管理系统，所述的燃气表管理系统进行实时分析故障，将无线远传燃气表的位置、故障类型和/或解决方式以任务的方式推送至对应的维修人员终端。
其中，在本实施例中，所述的自检模块包括内/外采样异常检测单元；
具体地，所述的内/样采样异常检测单元包括主板和机电转换电路，所述的无线远传燃气表包括进气口、出气口、内采样电路和计数器；所述进气口和出气口之间设置有计量室；所述内采样电路和计数器的输入端均与计量室连接；内采样电路在计量室中有燃气通过时产生脉冲信号，其输出端与主板连接；计数器对计量室内通过燃气进行计数，其输出端与机电转换电路连接，机电转换电路的输出端与主板连接；所述主板包括主控MCU和告警电路，主控MCU的输入端分别与内采样电路和机电转换电路连接，主控MCU的输出端与告警电路连接；所述主控MCU用于根据来自内采样电路的脉冲信号和来自机电转换电路的信号，判断智能燃气表是否出现计量异常的情况，并在出现计量异常时生成告警信号。
所述主控MCU包括：
内采样计数模块，用于记录接收到的内采样脉冲次数；
内采样处理模块，用于在每次接收到来自内采样电路的脉冲信号时，将内采样计数模块中记录的脉冲次数加一；
机电信号处理模块，用于记录机电转换信号的接收次数，并在每次接收到机电转换电路的信号时，将机电转换信号的接收次数加一，将内采样计数模块中记录的脉冲次数清零；
告警判断模块，用于实时判断内采样计数模块中记录的脉冲次数是否大于设置的告警阈值；
告警信号生成模块，用于在记录的脉冲次数大于告警阈值时，生成告警信号，控制告警电路进行计量异常告警。
所述进气口与出气口之间还设置有气阀。
所述气阀为燃气表电机阀。
所述的主板还包括阀门驱动电路，阀门驱动电路的输入端与主控MCU连接，阀门驱动电路的输出端与气阀连接；所述主控MCU还包括阀门驱动控制模块，用于在记录的脉冲次数大于告警阈值时，生成阀门控制信号，通过阀门驱动电路控制气阀关闭。
所述的自检模块包括欠压异常检测单元；所述的欠压异常检测单元用于检测无线远传燃气表的主/次电源工作时候的电压。
所述的自检模块包括磁攻击异常检测单元；所述的无线远传燃气表包括采用双极型磁开关的机电转换装置；所述的磁攻击异常检测单元用于检测无线远传燃气表的磁场是否被攻击。
所述的维修人员终端为移动手持终端，故障类型和/或解决方式推送至移动手持终端的APP上。
另外，在本实施例中，推送信息的移动手持终端可根据位置、故障类型以及维修人员是否空闲进行判断。
进一步地，维修人员的状态通过APP进行更换，包括某一个时间段的空闲、正在前往、正在维修等等。
一种实时监控及时响应的燃气表故障处理方法：包括以下步骤：
S1：设置在无线远传燃气表内部的自检模块，根据预设的自检项目进行自检，当发现故障或预警后通过数据集中器发送至燃气表管理系统；
S2：所述的燃气表管理系统进行实时分析故障，将无线远传燃气表的位置、故障类型和/或解决方式以任务的方式推送至对应的维修人员终端；
S3：维修人员通过所述维修人员终端接收任务，根据故障类型和/或解决方式选择携带的工具，前往所述的无线远传燃气表的位置，进行维修。
所述的自检项目包括内/外采样异常检测、磁攻击异常检测和欠压异常检测中的一种或者多种。
其中，对于内/外采样异常检测包括：
S01.燃气表通气时，内采样电路将产生脉冲信号发送给主控MCU，机电转换电路将来自计数器的信号进行机电转换后传输给主控MCU；
S02.主控MCU根据来自内采样电路的脉冲信号和来自机电转换电路的信号，判断智能燃气表是否出现计量异常：
（1）若出现计量异常，则生成告警信号，并进入步骤S03；
（2）若未出现计量异常，则不作处理；
S03.主控MCU控制告警电路进行计量异常报警。
所述的步骤S02包括以下子步骤：
S021.主控MCU将内采样计数模块中记录的脉冲次数初始化为零；
S022.主控MCU实时判断当前是否接收到来自内采样电路的脉冲信号：
（1）若接收到来自内采样电路的脉冲信号，将内采样计数模块中记录的脉冲次数加一，并进入步骤S023；
（2）若未接收到来自内采样电路的脉冲信号，则不作处理；
S023.主控MCU判断是否接收到来自机电转换电路的信号：
（1）若接收到来自机电转换电路的信号，主控MCU将内采样计数模块中记录的脉冲次数清零；
（2）若未接收到来自机电转换电路的信号，则进入步骤S24；
S024.主控MCU判断内采样计数模块中记录的脉冲次数是否大于设置的告警阈值：
（1）若大于告警阈值，则认为燃气表计量异常，生成告警信号；
（2）若不大于告警阈值，则返回步骤S22进行下一次内采样电路脉冲信号的接收判断和次数累加。
所述的一种智能燃气表的计量异常告警系统的告警方法，还包括一个气阀控制步骤：主控MCU在判断出智能燃气表出现计量异常时，通过控制阀门驱动电路使气阀关闭。
当用户用气时，燃气会依次通过进气口、气阀、计量室和出气口经过燃气阀，计量室中通气，由基表中的计数器进行计数，并由机电转换电路对计数器得到的信息进行机电转换后传输给主控MCU；同时内采样电路（脉冲采样器）产生脉冲信号，传输给主控MCU。
主控MCU在接收到来自内采样电路脉冲信号的同时，能够接收到了来自机电转换电路的信号，说明燃气表正常工作。故若主控MCU只能接收到内采样电路脉冲信号，不能接收到来自机电转换电路的计数信号，则说明发生了用气不计量的情况（不管是燃气表出现基表计数器脱齿、机电转换电路损坏或机电转换电路与主板之间的线缆异常，主控MCU均只能能够接收到来自内采样电路脉冲信号，而无法接收来自机电转换电路的计数信号）；
在本实施例中，每接收到一次来自内采样电路的脉冲信号，主控MCU对接收到的脉冲次数加一，如果接收到来自机电转换电路的信号，将接收到的脉冲次数清零（并进行计量/计费等）；若能够在接收到来自内采样电路的脉冲信号的同时接收到机电转换电路的信号，则脉冲计数会一直重复加一/清零，代表着电路正常工作，无需告警；而如果一段时间内，只能接收到来自内采样电路的脉冲信号，不能够接收到来自机电转换电路的信号（用气不计量故障），脉冲计数会累积叠加（每次加一），当脉冲次数超过设定的阈值时，主控MCU通过控制阀门驱动电路关闭气阀以避免损失；同时控制告警电路工作，方便于对（燃气表公司）对故障的及时处理。