一种基于NB-IoT技术的无线传输控制单元的制作方法

本实用新型涉及燃气监控装置技术领域，特别是涉及一种基于nb-iot技术的无线传输控制单元。

背景技术：

近年来，随着城市的快速发展，城市人口越来越多，燃气表的数量急剧增加。现有技术中，通常采用定期人工抄表的方式计量燃气费，然而，由于居民住宅用燃气表大多安装在室内，入户抄表给用户带来不便，导致抄表率低、准确性差、抄表效率低，同时造成抄表成本居高不下，大大增加了燃气公司的运营成本，为燃气公司的运营管理带来许多麻烦。

技术实现要素：

为了解决现有技术存在的上述问题，本实用新型提供了一种基于nb-iot技术的无线传输控制单元。

本实用新型采用的技术方案是：

一种基于nb-iot技术的无线传输控制单元，包括控制模块、脉冲采集模块、存储模块、nb-iot通信模块、电平转换模块和电源模块，所述脉冲采集模块和存储模块均与控制模块电连接，所述nb-iot通信模块通过电平转换模块与控制模块电连接，所述控制模块、脉冲采集模块、存储模块和nb-iot通信模块均与电源模块电连接。

优选地，所述nb-iot通信模块的型号为sim7020c。

优选地，还包括阀门驱动模块，所述阀门驱动模块分别与控制模块和电源模块电连接。

优选地，还包括显示模块，所述显示模块分别与控制模块和电源模块电连接。

进一步优选地，还包括按键模块，所述按键模块分别与控制模块和电源模块电连接。

优选地，所述控制模块的型号为hc32l136k8ta。

进一步优选地，所述电源模块包括碱电池接口、电压转换模块、锂电池接口和电压采集模块，所述碱电池接口的输出端通过电压转换模块分别与脉冲采集模块、存储模块和nb-iot通信模块电连接，所述碱电池接口的输出端还通过电压采集模块与控制模块电连接，所述锂电池接口的输出端分别与脉冲采集模块、存储模块和nb-iot通信模块电连接。

本实用新型的有益效果集中体现在，可实时监控燃气使用状态。具体来说，本实用新型在使用过程中，脉冲采集模块实时感应计数器字轮固定位置安装的磁钢的磁场变化，然后将磁场数据转换为电流脉冲，再将电流脉冲发送至控制模块，控制模块可将电流脉冲转换为流量参数并将流量参数存储至存储模块内；与此同时，nb-iot通信模块实时接收监控终端发送的查询指令，并在接收到查询指令后通过电平转换模块将其发送至控制模块；控制模块接收到查询指令后，从存储模块内调用流量参数，然后通过nb-iot通信模块将流量参数发送至监控终端，由此监控终端可实时查询流量参数，实现了对燃气使用状态的实时监控。

附图说明

图1是本实用新型的控制框图；

图2是本实用新型中控制模块的电路原理图；

图3是本实用新型中脉冲采集模块的电路原理图；

图4是本实用新型中存储模块的电路原理图；

图5是本实用新型中nb-iot通信模块的电路原理图；

图6是本实用新型中电平转换模块的电路原理图；

图7是本实用新型中阀门驱动模块的电路原理图；

图8是本实用新型中显示模块的电路原理图；

图9是本实用新型中按键模块的电路原理图；

图10是本实用新型中串口ttl接口的电路原理图；

图11是本实用新型中碱电池接口、锂电池接口和电压转换模块的电路原理图；

图12是本实用新型中电压采集模块的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例来对本发明作进一步阐述。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明虽然是用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。本文公开的特定结构和功能细节仅用于描述本发明的示例实施例。然而，可用很多备选的形式来体现本发明，并且不应当理解为本发明限制在本文阐述的实施例中。

应当理解，在下面的描述中提供了特定的细节,以便于对示例实施例的完全理解。然而,本领域普通技术人员应当理解可以在没有这些特定细节的情况下实现示例实施例。例如可以在框图中示出系统，以避免用不必要的细节来使得示例不清楚。在其他实例中，可以不以不必要的细节来示出众所周知的过程、结构和技术，以避免使得示例实施例不清楚。

实施例1：

本实施例提供一种基于nb-iot技术的无线传输控制单元，如图1所示，包括控制模块、脉冲采集模块、存储模块、nb-iot通信模块、电平转换模块和电源模块，脉冲采集模块和存储模块均与控制模块电连接，nb-iot通信模块通过电平转换模块与控制模块电连接，控制模块、脉冲采集模块、存储模块和nb-iot通信模块均与电源模块电连接。

控制模块，用于将电流脉冲转换为流量参数并将流量参数存储至存储模块内，控制模块还用于在接收到查询指令后向nb-iot通信模块发送流量数据。

本实施例中，如图2所示，控制模块的型号为hc32l136k8ta。

具体地，型号为hc32l136k8ta的控制模块具备超低功耗、宽电压工作范围等优势，其具有高整合度、高抗干扰、高可靠性和超低功耗的特点。

如图3所示，脉冲采集模块采用型号为sl353lt的霍尔传感器实现，具体地，脉冲采集模块与控制模块电连接，脉冲采集模块用于感应计数器字轮固定位置安装的磁钢的磁场变化，然后将磁场数据转换为电流脉冲，并将电流脉冲发送至控制模块，其中计数器安装于现有的燃气表中，此为现有技术，不予赘述。

nb-iot通信模块与监控终端无线连接，用于收发由监控终端发送的查询指令或收发由控制模块发送的流量数据。nb-iot通信模块的电路原理图如图5所示。

本实施例中，nb-iot通信模块的型号为sim7020c。

具体地，型号为sim7020c的nb-iot通信模块是一款多频段nb-iot无线通信模块，模块采用42pinlcc封装，拥有丰富的硬件接口，包括串口、gpio及adc等，具备丰富的扩展性，为用户的产品开发提供了极大的便利性；同时，型号为sim7020c的nb-iot通信模块的封装和simcard模块兼容，可以尽可能缩短客户研发时间，加快客户产品投放市场的速度；另外，型号为sim7020c的nb-iot通信模块具备低延迟、低功耗、低吞吐量等优势，非常适用于如表计、远程控制、资产跟踪、远程监控、远程医疗、共享单车等物联网应用。

电平转换模块，用于适配nb-iot通信模块和控制模块的电平差。电平转换模块的电路原理图如图6所示。

其中，监控终端为手机、平板电脑、笔记本电脑、台式电脑、智能手表和vr穿戴设备中的任意一种，燃气公司可通过监控终端掌握用户燃气表的使用情况。

存储模块用于存储流量数据及无线传输控制单元的运行参数等。存储模块的电路原理图如图4所示。

电源模块，用于向控制模块、脉冲采集模块、存储模块和nb-iot通信模块提供电力支持。

本实施例在使用过程中，脉冲采集模块实时感应计数器字轮固定位置安装的磁钢的磁场变化，然后将磁场数据转换为电流脉冲，再将电流脉冲发送至控制模块，控制模块可将电流脉冲转换为流量参数并将流量参数存储至存储模块内；与此同时，nb-iot通信模块实时接收监控终端发送的查询指令，并在接收到查询指令后通过电平转换模块将其发送至控制模块；控制模块接收到查询指令后，从存储模块内调用流量参数，然后通过nb-iot通信模块将流量参数发送至监控终端，由此监控终端可实时查询流量参数，实现了对燃气使用状态的实时监控。

进一步地，本实施例还包括阀门驱动模块，阀门驱动模块分别与控制模块和电源模块电连接。阀门驱动模块的电路原理图如图7所示。

具体地，阀门驱动模块包括电机驱动芯片u3和阀门接口j1，阀门接口j1与燃气阀门电连接，电机驱动芯片u3用于驱动燃气阀门的开启或闭合，燃气阀门可采用现有技术中常用的电磁阀实现，安装于燃气表的进气管路中。

本实施例在实施过程中，监控终端在收到流量参数并确认燃气费无可用余额时，通过nb-iot通信模块向控制模块发送停气指令，然后控制模块通过电机驱动芯片u3发送阀门关断指令，电机驱动芯片u3驱动燃气阀门闭合。

本实施例还包括显示模块，显示模块分别与控制模块和电源模块电连接。

显示模块用于显示无线传输控制单元的运行信息及流量参数及燃气费余额等信息。显示模块的电路原理图如图8所示。

更进一步地，本实施例还包括按键模块，按键模块分别与控制模块和电源模块电连接。按键模块的电路原理图如图9所示。

按键模块用于切换显示模块的显示信息、触发上报指令、触发阀门闭合指令或触发阀门开启指令等，如，用户可通过按键模块调整显示模块上的显示信息；当因燃气费无可用余额时，在用户缴费完成后，用户可自行通过按键模块触发阀门开启指令，此时控制模块可向电机驱动芯片u3发送阀门开启指令，电机驱动芯片u3驱动燃气阀门开启；当用户长时间不使用燃气时，可自行通过按键模块触发阀门闭合指令，以进一步降低无线传输控制单元的能耗。

另外，为便于用户查看无线传输控制单元的生产参数等内容，如图10所示，控制模块还通过串口ttl接口与用户终端电连接，用户终端为手机、平板电脑、笔记本电脑、台式电脑、智能手表和vr穿戴设备中的任意一种，用户可通过用户终端掌握无线传输控制单元的生产参数等内容。

如图11和12所示，电源模块包括碱电池接口、电压转换模块、锂电池接口和电压采集模块，应当理解的是，碱电池接口的输入端可与碱电池电连接，锂电池接口的输入端可与锂电池电连接，为无线传输控制单元提供个性化供电模式。碱电池接口的输出端通过电压转换模块分别与脉冲采集模块、存储模块、nb-iot通信模块、阀门驱动模块、按键模块和串口ttl接口电连接，碱电池接口的输出端还通过电压采集模块与控制模块电连接，锂电池接口的输出端分别与脉冲采集模块、存储模块、nb-iot通信模块、阀门驱动模块、按键模块和串口ttl接口电连接。

以上所描述的多个实施例仅仅是示意性的，若涉及到作为分离部件说明的单元，其可以是或者也可以不是物理上分开的；若涉及到作为单元显示的部件，其可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

最后应说明的是，本发明不局限于上述可选的实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品。上述具体实施方式不应理解成对本发明的保护范围的限制，本发明的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。