阀控水表的阀门控制系统的制作方法

1.本实用新型涉及智能水表技术领域，具体为阀控水表的阀门控制系统。


背景技术：

2.物联网阀控水表具有高抗冻、多种防水、物联网通讯、高精度等特点，借力于物联网技术实现用水数据的远程实时查收、抄表、阀控、空中缴费等功能。
3.传统阀控水表的阀门控制，都是通过到位开关信号来判断和停止阀门运转。然而，当遇到阀门到位开关故障或者到位开关路线故障时，就会导致到位信号缺失而无法判断和停止阀门运转，影响了阀门到位判断的准确性与可靠性。


技术实现要素：

4.本实用新型针对现有技术中存在的技术问题，提供阀控水表的阀门控制系统来解决传统阀门控制方案对于阀门到位的判断方式单一，可靠性不强的问题。
5.本实用新型提供一种阀控水表的阀门控制系统，包括水表cpu、阀门控制管理电路、nb-iot通讯管理电路、阀门和用户终端；
6.所述水表cpu的一端通过nb-iot通讯管理电路与用户终端建立通信连接，用于通过nb-iot通讯管理电路接收用户终端发送开/关阀指令；所述水表cpu的另一端通过阀门控制管理电路连接阀门，用于在确认开/关阀指令后，通过阀门控制管理电路控制阀门的开关；
7.所述阀门控制管理电路用于接收开/关阀指令，控制阀门的开关；以及用于检测阀门执行电流和到位信号，并将阀门执行电流和到位信号反馈至水表cpu。
8.进一步，阀控水表的阀门控制系统还包括射频天线、nb-iot基站、nb-iot核心网和水表服务平台；其中，所述nb-iot通讯管理电路通过射频天线连接nb-iot基站的一端，所述nb-iot基站的另一端通过水表服务平台与用户终端通信连接。
9.进一步，阀控水表的阀门控制系统还包括供电管理电路和电源，所述水表cpu通过供电管理电路连接电源。
10.进一步，所述电源为3.6v锂电池。
11.进一步，所述阀门为电动o型球阀。
12.进一步，所述用户终端包括手机、计算机、平板电脑和智能手表。
13.本实用新型提供的阀控水表的阀门控制系统，水表cpu通过阀门控制管理电路连接阀门，在确认开/关阀指令后，通过阀门控制管理电路控制阀门的开关，阀门控制电路具有阀门执行电流的检测与反馈的功能，能够检测阀门执行电流和到位信号，并将阀门执行电流和到位信号反馈至水表cpu，进而使水表cpu能够更准确的判断阀门到位状态，提高了阀门到位判断的准确性与可靠性。
附图说明
14.图1为本实用新型实施例提供的阀门控制系统的结构示意图；
15.图2为本实用新型实施例提供的阀门控制系统的另一结构示意图；
16.图3为本实用新型实施例提供的阀门控制管理电路的电路图；
17.图4为本实用新型实施例提供的供电管理电路的电路图。
具体实施方式
18.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
19.传统阀控水表的阀门控制，执行阀门开/关指令时，阀门由电动执行器带动开始转动，当转动到限位开(关)位置时，阀门发出开(关)到位的到位信号，传统的阀门控制都是通过阀门发出的到位信号来判断和停止阀门运转。然而，当遇到阀门限位开关故障或者到位开关路线故障时，就会导致到位信号缺失而无法判断和停止阀门运转，影响了阀门到位判断的准确性与可靠性。对此本实用新型提供了阀控水表的阀门控制系统来解决上述问题，以下结合附图通过多个实施例进行说明。
20.图1为本实用新型实施例提供的阀门控制系统的结构示意图。参照图1，本实用新型提供的阀控水表的阀门控制系统包括水表cpu、阀门控制管理电路、nb-iot通讯管理电路、阀门和用户终端；优选的，所述用户终端可以选用手机、计算机、平板电脑或智能手表。
21.其中，所述水表cpu的一端通过nb-iot通讯管理电路与用户终端建立通信连接，用于通过nb-iot通讯管理电路接收用户终端发送开/关阀指令；所述水表cpu的另一端通过阀门控制管理电路连接阀门，用于在确认开/关阀指令后，通过阀门控制管理电路控制阀门的开关；
22.所述阀门控制管理电路用于接收开/关阀指令，控制阀门的开关；以及用于检测阀门执行电流和到位信号，并将阀门执行电流和到位信号反馈至水表cpu。
23.具体的，以水表阀门的关阀控制为例，图1所示的阀门控制系统的工作原理如下：当用户欠费或遇到需要远程关阀的情况时，管理人员通过用户终端向水表cpu发送关阀指令，水表cpu确认关阀指令合法后，向阀门控制管理电路发送关阀指令，通过阀门控制管理电路控制阀门关闭，阀门控制电路接收阀门执行电机供电开始带动阀杆转动关闭阀门。阀门控制电路检测阀门执行电流和到位信号，并将阀门执行电流和到位信号反馈至水表cpu，进而使水表cpu能够更准确的判断阀门到位状态，提高了阀门到位判断的准确性与可靠性。水表cpu接收到阀门执行电流后，将阀门执行电流与阀门到位电流进行对比，当阀门执行电流达到阀门到位电流时，再结合到位开关信号的检测情况就可以更准确的判断阀门是否关闭到位。
24.可以理解的是，即使阀门的开关线路故障导致到位信号缺失，水表cpu也能够通过阀门控制管理电路获取阀门执行电流，将阀门执行电流与阀门到位电流进行对比，以判断阀门是否关闭到位。其中，阀门执行电流是指阀门当前供电电流；阀门到位电流是指阀门开
关到位时应达到的供电电流。
25.图2为本实用新型实施例提供的阀门控制系统的另一结构示意图，参照图2，阀控水表的阀门控制系统还包括射频天线、nb-iot基站、nb-iot核心网和水表服务平台；其中，所述nb-iot通讯管理电路通过射频天线连接nb-iot基站的一端，所述nb-iot基站的另一端通过水表服务平台与用户终端通信连接。
26.优选的，图1和图2中的阀门可以采用电动o型球阀。电动o型球阀由电动执行器、限位开关、阀杆、阀座、球体等主要部件组成。当接收到开/关阀指令时，水表cpu会控制阀门控制管理电路给阀门的电动执行器提供+3v电压，电动执行器带动阀杆，阀杆带动球阀转动，当阀杆转动到限位开关处，触发到位信号，从而实现开/关阀操作。
27.具体的，以水表阀门的关阀控制为例，对图2所示的阀门控制系统的工作原理进行说明：当用户欠费或遇到需要远程关阀的情况时，管理人员通过用户终端向水表cpu发送关阀指令，关阀指令通过水表服务平台和nb-iot核心网到达nb-iot基站，nb-iot基站通过射频天线与nb-iot通讯管理电路连接,此时nb-iot通讯管理电路迅速从psm省电模式跳转为工作模式，将关阀指令传递给水表cpu，水表cpu确认关阀指令合法后，控制阀门控制管理电路给阀门的电动执行器提供+3v电压，阀门的电动执行器供电后开始带动阀杆转动关闭阀门。
28.图3为本实用新型实施例提供的阀门控制管理电路的电路图，参照图3，阀门控制管理电路由三个开关三极管q1、q2、q3，电阻r20、电阻r20_1、电阻r20_2，采样电阻r3_1、r3_2、r3_3和r3_4，电容c40、阀门控制芯片u3以及电压跟随器组成，具体各器件的型号和容量如图3所示。阀门控制管理电路通过xthi引脚xtho引脚和pb06引脚连接水表cpu，水表cpu确认关阀指令合法后，控制阀门控制管理电路给阀门的电动执行器提供+3v mcu_vcc电压，阀门的电动执行器供电后带动阀杆转动关闭阀门。
29.阀门控制管理电路的阀门执行电流检测原理：j5_1,j5_2分别为电动执行器正,反转控制端，当收到开/关阀命令后，j5_1/j5_2会给电动执行器提供正/反转电源，阀门开始执行开/关阀，与此同时阀门执行电流的采样电阻r3_1与r3_2将电流信息转换为电压，经过电压跟随器传递给r3_4，从而得到r3_3与r3_4电压值，并将该电压信息传递给水表cpu，水表cpu根据得到的电压信息转换为对应的阀门执行电流信息。进而可根据阀门执行电流来判断阀门的运行状态。
30.图4为本实用新型实施例提供的供电管理电路的电路图，参照图4，在上述实施例的基础上，阀控水表的阀门控制系统还包括供电管理电路和电源，所述水表cpu通过供电管理电路连接电源。优选的，所述电源可以选用3.6v锂电池。图4中的电源端口为3.6v锂电池插口，其后经过稳压滤波得到3vmcu_vcc电压。其中d7为防电池反接二极管。
31.本实用新型提供的阀控水表的阀门控制系统，水表cpu通过阀门控制管理电路连接阀门，在确认开/关阀指令后，通过阀门控制管理电路控制阀门的开关，阀门控制电路具有阀门执行电流的检测与反馈的功能，能够检测阀门执行电流和到位信号，并将阀门执行电流和到位信号反馈至水表cpu，进而使水表cpu能够更准确的判断阀门到位状态，提高了阀门到位判断的准确性与可靠性。
32.需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而
且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。除非另有明确的规定和限定，术语“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，也可以是电连接；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，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
33.尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。
34.显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包括这些改动和变型在内。