一种基于物联网技术的预付费补偿控制器的制作方法

本实用新型涉及一种流量补偿控制器，尤其一种基于物联网技术，配置流量控制阀、具有加密通信功能的预付费流量补偿控制器。

背景技术：

流量补偿控制器是集流量补偿仪和控制阀门于一体，能与各种具有脉冲信号输出的流量计配套，实现流量计量、补偿、阀门开关控制功能的流量控制装置。预付费流量补偿控制器一般采用IC卡接口及控制阀，IC卡做为充值媒介，IC卡接口处理IC卡插卡充值等操作，预付费流量补偿控制器根据是否透支情况，控制控制阀的关闭及开启；IC卡作为调价和充值的媒介，在需要购气充值时、异常情况排除后开阀操作、实时调价等都需要预先在IC卡片里写入调价或充值信息，再到现场控制器上进行插卡设置操作、阀门控制，存在滞后性，使用不方便。且因数据远传通过有线传输，或外部配置数据采集器无线发射来实现数据远传，在使用上带来不方便。

技术实现要素：

为了克服现有的流量补偿控制器和预付费流量补偿控制器的不足，本实用新型提供一种基于物联网技术的预付费补偿控制器。

本实用新型提供一种基于物联网技术的预付费补偿控制器，其包括阀门，设置在阀门上端的流量补偿仪，所述流量补偿仪通过阀门控制器与阀门可控连接，所述流量补偿仪上设有通信天线，所述流量补偿仪内设有控制电路，所述控制电路包括

微处理器，获得工作条件下体积流量，根据气体的压力和温度值，获取基准条件下体积流量并累计得到所消耗气体的体积总量；

无线通信模块，与通信天线相连，且可上传或接收运行数据及微处理器处理的数据；

加密模块，与微处理器连接，对发送数据或接收数据进行加密或解密；

存储模块，用于存储用户的预充值，并与所述微处理器相连；

流量传感器接口电路，与流量传感器相连，并将流量传感器检测的工作条件下的体积流量发送至微处理器；

压力传感器接口电路，与压力传感器相连，并将压力传感器检测的压力值发送至微处理器；

温度传感器接口电路，与温度传感器相连，并将温度传感器检测的温度值发送至微处理器；

电源管理电路，提供控制电路工作所需的电量；

阀门控制电路，分别与微处理器和阀门控制器相连，用于控制阀门的开启和关闭。

所述流量补偿仪包括壳体，所述壳体内设有控制电路，所述壳体上设有显示屏，所述控制电路设有显示驱动电路，并与所述显示屏相连。

所述壳体包括外壳以及可开启的后盖。

所述无线通信模块为GPRS/CDMA/NB-loT物联网通信模块、射频通信模块、红外通信模块、蓝牙通信模块中任意一种或多种或全部。

所述通信天线可旋转设置在流量补偿仪上。

所述通信天线通过天线保护座固定设置在流量补偿仪上，且所述通信天线可90°转动。

所述加密模块通过硬件加密，采用非对称加密和对称加密算法进行加密。

所述阀门控制器包括电机、减速机构以及用于行程限位的限位开关。

所述无线通信模块与所述通信天线通过屏蔽信号线连接。

所述控制电路还设有RS485通讯模块。

本实用新型的有益效果：通过基于物联网技术的无线加密通信对现场预付费流量补偿控器进行远程数据传输、远程调价、远程充值、后台结算、远程监测和控制阀门开或关，与现有由IC卡做为充值媒介的预付费流量补偿控器相比，提高了结算充值的实时性、安全性，调价检测的方便性、控制阀门的便捷性。

附图说明

图1是本实用新型的主视图。

图2是本实用新型的侧视图。

图3是本实用新型的流量补偿仪内部示意图。

图4是本实用新型的原理框图。

图5是本实用新型的实施例。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型实施例作进一步说明：

如图1、图2所示，阀门1和阀门控制器2相连接，流量补偿仪3与阀门控制器2相连接，显示器4设置在流量补偿仪3的外壳上，用以显示温度、压力、气体体积流量和总量、余量、余额诸多参数。

流量补偿仪3包括外壳8和可开启的后盖7，所述外壳8内设有微处理器15为核心的控制电路16，所述控制电路16包括RS485通信模块11、加密模块12、存储模块13、按键14、无线通信模块17、阀门控制输出接口21，所述外壳内设有电池、电源管理模块18。

所述微处理器15分别与无线通信模块17、流量传感器接口电路、压力传感器接口电路、温度传感器接口电路、电源管理电路、阀门控制电路20、加密电路12、显示驱动电路、存储器13以及按键14连接。微处理器15在接收到流量传感器接口电路、压力传感器接口电路、温度传感器接口电路处连接的流量传感器、压力传感器、温度传感器的信号时，进行运算处理，将流量按气态方程修正成基准状态的流量并按时间累积，并将检测运算得到的温度值、压力值、流量值、累积量值等输出到显示窗口4上，也可通过无线通信模块17和RS485通信模块11将检测运算的数据及相关参数与外设交换。

在所述外壳顶部设有可90度旋转的通信天线6、天线保护盖5，在所述外壳前部中央设有显示窗口4，在显示窗口的中心设置显示屏。

所述无线通信模块17为GPRS/CDMA/NB-loT物联网通信模块、射频通信模块、红外通信模块、蓝牙通信模块中任意一种或多种或全部。

所述无线通信模块17与所述控制电路16构成的电路板通过排线插件连接，与所述通信天线6通过屏蔽信号线连接。所述无线通信模块17具备上传和接收相关运行数据。

所述设有微处理器为核心的控制电路具有远程调价、远程充值、后台结算、远程开关阀功能。微处理器15通过压力、温度、流量传感器接口19接收流量计基表的脉冲信号并计算工作条件下体积流量，根据压力、温度传感器检测的气体的压力和温度值，计算基准条件下体积流量并累计得到所消耗气体的体积总量，同时读取存储器13中保存的充值信息，并将所消耗气量（可为体积或金额）及时从余额中扣除，当余额为0或透支量大于信用额度时，控制阀门1关闭停止供气从而达到“先购气后用气”的目的。

远程充值、后台结算方式以无线加密传输的方式进行。通过无线通信模块17发送数据给后台系统，后台系统接收数据进行结算，并根据实际情况发送充值、调价、开阀、关阀等信息，无线通信模块17接收信息后送给微处理器15处理。微处理器15把相关充值、结算信息处理后送存储模块13保存和进行相应动作。

所述加密模块12与微处理器15相连，硬件加密，采用非对称加密和对称加密算法。用非对称加密的公钥加密对称加密的密钥，然后发送出去，接收方使用私钥进行解密得到对称加密的密钥，然后双方可以使用对称加密来进行通讯。实施例应用之采用 I2C总线加密芯片，使用安全散列算法SHA-256进行数据加密操作。密钥匹配成功，则解析接收到的报文，失败则舍弃。

所述阀门控制器2包括电机、减速机构、限位开关，限位开关起到阀门开度全关到全开的位置限定，避免开启过度或关闭过度。

所述阀门1包括壳体、阀芯，阀门控制器2的电机通过减速机构与阀芯相连，可带动阀芯动作

所述阀门控制电路20，接收微处理器15的控制命令，打开或关闭阀门。在主电池或阀电池欠压时，若阀门开启，关闭阀门；余额超出透支量时，若阀门开启，关闭阀门；当主电池或阀电池电量充足，且余额充足未超出透支量时，若阀门关闭，开启阀门。并返回阀门开/闭信息，确保阀门开/闭到位。

所述电源管理电路包括电池组件以及电源管理模块18，所述电池组件与电源管理模块18连接。

图5的实施例中，本实用新型可与各种流量计基表配套，构成带无线数据加密通信功能的一体化预付费气体流量计，控制阀门1与流量计基表24通过法兰连接，流量计24安装的传感器信号通过电缆23连接到补偿仪3，分别连接压力传感器接口电路、温度传感器接口电路、流量传感器接口电路。

实施例不应视为对本实用新型的限制，任何基于本实用新型的精神所作的改进，都应在本实用新型的保护范围之内。