低功耗防掉电智能阀控水表的制作方法

本实用新型涉及智能水表领域，具体涉及一种防掉电智能阀控水表。

背景技术：

智能水表近几年在国内水计量市场上的使用量逐年攀升，但水表智能化工作的可靠性则依赖于供电电源长时间的有效供电和智能模块合理的低功耗运行机制。当智能水表的供电能力因为某种原因(如电池自身放电过快，智能模块功耗异常导致耗电过快等)失效时，智能水表的计量功能就完全丧失，发生用水量漏计或停水事件，对用户正常生活和水务管理及供应方造成损失。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种在电源欠压或掉电时可保障计量功能的防掉电智能阀控水表。

为达到以上目的，本实用新型采取的技术方案是：

一种低功耗防掉电智能阀控水表，包括微控制器和与所述微控制器电连接的实时时钟单元、存储单元、计量脉冲采样单元、LCD显示驱动单元、阀门驱动控制单元、阀门检测单元、IC卡读写单元和供电单元，所述供电单元包括主副两组电源单元，所述主副两组电源单元分别与微控制器电连接，主副两组电源单元之间用二极管单相导通隔离。

在上述技术方案的基础上，所述供电单元中包括掉电监测电路、充电电路和稳压电路，所述掉电监测电路输入端与主电源单元连接，输出端与微控制器连接；所述充电电路输入端与主电源单元连接，输出端与副电源单元和稳压电路连接；所述稳压电路输入端与充电电路和副电源单元连接，输出端与微控制器连接。

在上述技术方案的基础上，所述主电源单元的供电电源为碱性电池。

在上述技术方案的基础上，所述副电源单元的主体为法拉电容。

在上述技术方案的基础上，所述副电源单元与所述微控制器一起组装密封。

在上述技术方案的基础上，所述微控制器为低功耗单片机。

在上述技术方案的基础上，所述IC卡读写电路、计量脉冲采样电路和阀门状态的检测电路中设置有供电电源开关，所述供电电源开关与微控制器电连接。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

(1)本实用新型中的低功耗防掉电智能阀控水表采取双电源设置，在主电源欠压或掉电时可通过副电源无缝对接维持水表工作，确保智能水表的阀门能有效的得到控制。

(2)采用民用的碱性电池组作为主供电电源，选材大众化，安装也简易，使得普通用户也能进行安装或更换操作。

(3)采用低功耗的8位MCU，智能模块的平均用电功耗大幅下降，延长了智能水表的有效运行时间。

(4)在耗电模块电路增加一个供电电源开关，与用水通路串联，实现“即用即开，不用即关”，降低智能单元的使用功耗，增加了水表电池的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型实施例中智能阀控水表的硬件结构框图；

图2为本实用新型实施例中电源控制电路的结构示意图；

图3为本实用新型实施例中节电功能电路的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例作进一步详细说明。

参见图1所示，本实用新型实施例提供一种低功耗防掉电智能阀控水表，包括微控制器和与微控制器电连接的实时时钟单元、存储单元、计量脉冲采样单元、LCD显示驱动单元、阀门驱动控制单元、阀门检测单元、IC卡读写单元和供电单元，供电单元包括主副两组电源单元，主副两组电源单元分别与微控制器电连接，主副两组电源单元之间用二极管单相导通隔离。

本实用新型中供电单元的电源控制电路参见图2所示，供电单元中除了两组电源外还包括掉电监测电路、充电电路和稳压电路，掉电监测电路输入端与主电源单元连接，输出端与微控制器连接；充电电路输入端与主电源单元连接，输出端与副电源单元和稳压电路连接；稳压电路输入端与充电电路和副电源单元连接，输出端与微控制器连接。

针对现有技术中高能锂电池的供电能力供电的缺陷，可采用民用的碱性电池组作为主供电电源，其优势在于大众化的器件选用，安装灵活方便。

正常工作时，主电源维持智能模块的日常运作(包括读卡/通讯，采样脉冲，水量结算，阀门控制，电源状态检测，维持副电源的能量充足)。

副电源在主电源状态正常时不参与供电工作的，一旦主电源脱离或者主电源的电能电压值低于预先设置的阈值时，副电源无间隙的替换掉主电源担负起对智能模块的供电工作，同时利用副电源自身的电能量维持阀门紧急关闭，并发出报警提示，此时直到副电源的电能量耗尽阀门状态也不会有变化。如此时需要开阀用水，在模块的剩余量中有足够的使用量的前提下重新安装主电源电池盒内的碱性电池组，待微控制器检测到主电源状态正常后开始进行快速充电计时一段时间，在这个时间段内阀门维持原来的状态不变，时间段结束后通过一次读卡操作激活阀门的控制，此时阀门通过判断表计的状态控制阀门的开启正常用水，同时主电源开始重新维持智能模块的日常运作。

主、副电源利用二极管的单相导通特性进行隔离，主电源状态正常时，副电源不参与供电工作，同时主电源通过涓流电路维持副电源的电量充足。

副电源的主体是可大电流输出的高容量的法拉电容，其特点是外形尺寸紧凑，便于安装，充电电路简单，且充电时间短，充电涓流极小，确保了主电源的电量耗损小，尽可能的延长了主电源的使用时间。同时其自身的泄放性能好，充电快，一旦电量饱和后，充电电流极低(约15uA左右)。

在实际使用中，可将副电源电路与各功能单元(微控制器、存储单元、计量脉冲采样单元、阀门驱动控制单元、阀门检测单元、IC卡读写单元等实现水表具体工作功能的单元)一起组装密封，用户无法接触，确保各功能单元在主电源欠压或掉电时，备用电源能无缝接替，并能利用其大电流输出的优势对阀门进行控制。

所述微控制器可选用低功耗单片机(MCU，Microcontroller Unit)，特别是超低功耗的8位MCU，此款MCU具备有低功耗休眠命令及超低功耗的运行机制，一旦执行低功耗休眠指令后MCU会关闭大部分外设电路并以低频率、低功耗的方式维系MCU的运行。利用MCU的这个低功耗休眠特性，智能模块的平均用电功耗会大幅的下降，同时也就延长了智能水表的有效运行时间。

智能水表模块是由多个独立的功能模块电路所组成，其中，最典型的模块电路包括IC卡读写电路，计量脉冲采样电路和阀门状态的检测电路，这些模块电路的运行或多或少的都会增加整个模块的用电功耗。

参见图3所示，可在本实用新型IC卡读写电路、计量脉冲采样电路和阀门状态的检测电路中设置供电电源开关，所述供电电源开关与微控制器电连接。

通过给每个耗电模块电路增加一个供电电源开关，开关的开启和关断都与计量脉冲采样模块关联。在计量脉冲采样模块有信号传输时，供电电源开关闭合，保障其他功能单元电路的执行；在计量脉冲采样模块信号中断后，供电开关关闭，紧随其后关闭各功能单元电路的电源。以实现“即用即开，不用即关”的节电管理机制。

本实用新型不仅局限于上述最佳实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本实用新型相同或相近似的技术方案，均在其保护范围之内。