物联网智能燃气表数据采集控制器的制造方法
【专利摘要】物联网智能燃气表数据采集控制器，包括有微控制器，微控制器通过SPI总线与无线电通信电路相连，微控制器通过UART串口与GSM/CDMA通信电路相连，微控制器通过I2C总线与数据存储电路相连，微控制器通过I2C总线与实时时钟电路相连，微控制器通过电源总线与电源管理电路相连，电源管理电路与锂电池或AC220V电源相连；将短距离无线电通信、GSM/CDMA网络通信等物联网相关通信技术有效融合，实现远程自动数据采集、监控、预付费、远程实时或者预设燃气仪表执行单价等功能，具有结构简单，实时性好，施工维护简单、不影响住宅小区公共区域美观的特点。
【专利说明】物联网智能燃气表数据采集控制器
【技术领域】
[0001]本实用新型属于燃气表数据集中采集【技术领域】，具体涉及物联网智能燃气表数据采集控制器。
【背景技术】
[0002]目前，国内多数燃气公司在燃气表抄表作业时仍采用手工操作，用抄表本纸质介质作为记录用户表数据信息的载体，抄表工作效率低，而且难免发生计算误差。
[0003]随着行业发展的需要，有线远传抄表和无线远传抄表技术陆续应用到燃气抄表领域，由于有线远传抄表技术存在布线施工难度较大，后期维护困难及维护成本较高逐渐退出了燃气抄表行业，无线远传抄表技术解决了不入户抄表的问题，但是在实现数据的自动集中采集方面需要安装部署众多的公共数据中继设备，由于国家无线电管理部门对发射功率的限制导致数据中继设备通信距离有限，需要在公共区域安装较多的设备来保证小区集中器到用户终端仪表的通信，公共区域安装设备又收到物业对建筑公共区域环境美观的限制，数据中继设备的部署和安装位置存在一定的难度，在一定程度上限制了无线远传集中数据采集技术的进程。
[0004]随着国家对节能减排方面政策的推广，国家有关部门对管道燃气建设的力度不断加强，使用管道燃气的用户越来越多，再加上能源价格的浮动和部分地区供气压力调配缺乏准确的数据依据，燃气行业远程自动数据采集势在必行。
【发明内容】
[0005]为了克服上述现有技术的不足，本实用新型的目的是提供物联网智能燃气表数据采集控制器，具有结构简单，实时性好，施工维护简单、不影响住宅小区公共区域美观的特点。
[0006]为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是:物联网智能燃气表数据采集控制器，包括有微控制器，微控制器通过SPI总线与无线电通信电路相连，微控制器通过UART串口与GSM/CDMA通信电路相连，微控制器通过I2C总线与数据存储电路相连，微控制器通过I2C总线与实时时钟电路相连，微控制器通过电源总线与电源管理电路相连，电源管理电路与锂电池或AC220V电源相连。
[0007]所述的数据存储电路包含有存储器模块AT24C256，存储器的24SCL (第6脚)、24SDA(第5脚)与微控制器的I2C总线24SCL(第42脚)、24SDA(第41脚)相连接，存储器的电源FE_P (第8脚)与微控制器的电源使能端FE_P (第40脚)连接。
[0008]所述的GSM/CDMA通信电路包括GPRS通信模块、SIM卡模块及网络连接指示灯，GSM/CDMA通信电路的GPRS_IN (第41脚)、GPRS_0UT (第42脚)与微控制器的GPRS_0UT (第32脚)、GPRS_IN(第33脚)连接；V_GPRS (第1、3、5、7、9脚)与电源管理电路连接。
[0009]所述的无线电通信电路包括无线通信模块，通信模块的C_CSN(第8脚)、C_SCLK (第10脚)、C_SI (第3脚)、C_S0 (第4脚)与微控制器的SPI总线C_CSN(第3脚)、C_SCLK (第12脚)、C_SI (第13脚)、C_SO (第16脚)连接；无线通信模块的C_GDOO (第5脚)与微控制器的数据中断端口 C_GDOO (第15脚)连接；无线通信模块的数据发送使能端TX_EN(第7脚)与微控制器的使能控制端口 TX_EN(第6脚)连接。
[0010]所述的实时时钟电路包括实时时钟模块SD2403API和备用电池BATTERY，实时时钟模块的RTC_SCL (第6脚)、RTC_SDA (第5脚)与微控制器的I2C总线RTC_SCL (第30脚)、RTC_SDA (第31脚)连接，实时时钟模块的RTC_INT (第7脚)与微控制器的数据中断端口 RTC_INT (第20脚)连接。
[0011]所述的电源管理电路包括AC-DC电源模块、集成模块LM2733X、集成模块MIC29302、集成模块 RH5RE33A,输出 V_GPRS 与 GSM/CDMA 通信电路的 V_GPRS (第 1、3、5、7、9脚)连接；输出VCC与微控制器的VCC (第1、64脚)、无线电通信电路的VCC(第9、12脚)、实时时钟的VCC连接；输出5V与锂电池充电管理电路5V连接。
[0012]所述的电源采用可充电的锂聚合物电池(IOOOOmAH)或者AC220V/2A电源供电。
[0013]本实用新型的有益效果是:
[0014]本实用新型将短距离无线电通信、GSM/CDMA网络通信等物联网相关通信技术有效融合，实现远程自动数据采集、监控、预付费、远程实时或者预设燃气仪表执行单价等功能，具有结构简单，实时性好，施工维护简单、不影响住宅小区公共区域美观的特点。其具体有点如下:
[0015]I)有效融合无线电通信技术与GSM/CDMA网络通信技术，避免安装公共数据中继设备。
[0016]2)采用实时时钟，定时自动完成数据采集，根据需求自动上传数据到管理中心。
[0017]3)管理中心可以灵活设置无线电通信参数，多台设备同时并行工作，不会产生无线电信号的碰撞和冲突而导致通信失败。
[0018]4)可以实现远程无卡付费功能。
[0019]5)终端仪表故障信息自动上传管理中心，便于燃气公司及时处理，避免燃气泄漏等恶性事件的发生。
[0020]6)大大降低运营和管理成本，提高燃气公司工作人员的工作效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1为本实用新型的系统架构图。
[0022]图2为本实用新型的微控制器原理图。
[0023]图3为本实用新型的数据存储电路图。
[0024]图4为本实用新型的GSM/CDMA通信原理图。
[0025]图5为本实用新型的无线电通信模块原理图。
[0026]图6为本实用新型的实时时钟电路图。
[0027]图7为本实用新型的电源管理原理图。
[0028]图8为本实用新型的锂电池充电电路图。
【具体实施方式】
[0029]下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。[0030]参见图1、2，物联网智能燃气表数据采集控制器，包括有微控制器，微控制器通过SPI总线与无线电通信电路相连，微控制器通过UART串口与GSM/CDMA通信电路相连，微控制器通过I2C总线与数据存储电路相连，微控制器通过I2C总线与实时时钟电路相连，微控制器通过电源总线与电源管理电路相连，电源管理电路与锂电池或AC220V电源相连。
[0031 ]微控制器的 SPI 总线 C_CSN(第 3 脚)、C_SCLK (第 12 脚)、C_SI (第 13 脚)、C_SO (第16脚)与无线电通信电路相连；微控制器的UART串口 GPRS_0UT (第32脚)、GPRS_IN (第33脚)与GPRS通信电路连接；微控制器的I2C总线24SCL (第42脚)、24SDA (第41脚)与数据存储电路连接；微控制器的I2C总线RTC_SCL(第30脚)、RTC_SDA(第31脚)与实时时钟电路连接，RTC_INT (第20脚)与实时时钟的数据中断电路连接；微控制器的电源接口与电源管理电路连接，电源管理电路与锂电池或AC220V电源连接。
[0032]参见图3，所述的数据存储电路包含有存储器模块AT24C256，存储器的24SCL(第6脚)、24SDA (第5脚)与微控制器的I2C总线24SCL (第42脚)、24SDA (第41脚)相连接，存储器的电源FE_P (第8脚)与微控制器的电源使能端FE_P (第40脚)连接。
[0033]参见图4，所述的GSM/CDMA通信电路包括GPRS通信模块、SIM卡模块及网络连接指示灯，GSM/CDMA通信电路的GPRS_IN(第41脚)、GPRS_0UT (第42脚)与微控制器的GPRS_0UT (第32脚)、GPRS_IN(第33脚)连接；V_GPRS (第1、3、5、7、9脚)与电源管理电路连接。
[0034]参见图5，所述的无线电通信电路包括无线通信模块，通信模块的C_CSN(第8脚)、C_SCLK (第10脚)、C_SI (第3脚)、C_S0 (第4脚)与微控制器的SPI总线C_CSN(第3脚)、C_SCLK(第12脚)、C_SI (第13脚)、C_S0(第16脚)连接；无线通信模块的C_⑶00 (第5脚)与微控制器的数据中断端口 C_GD00 (第15脚)连接；无线通信模块的数据发送使能端TX_EN(第7脚)与微控制器的使能控制端口 TX_EN(第6脚)连接。
[0035]参见图6，所述的实时时钟电路包括实时时钟模块SD2403API和备用电池BATTERY,实时时钟模块的RTC_SCL (第6脚)、RTC_SDA (第5脚)与微控制器的I2C总线RTC_SCL (第30脚)、RTC_SDA (第31脚)连接，实时时钟模块的RTC_INT (第7脚)与微控制器的数据中断端口 RTC_INT (第20脚)连接。
[0036]参见图7，所述的电源管理电路包括AC-DC电源模块、集成模块LM2733X、集成模块MIC29302、集成模块 RH5RE33A,输出 V_GPRS 与 GSM/CDMA 通信电路的 V_GPRS (第 1、3、5、7、9脚)连接；输出VCC与微控制器的VCC (第1、64脚)、无线电通信电路的VCC(第9、12脚)、实时时钟的VCC连接；输出5V与锂电池充电管理电路5V连接。
[0037]所述的电源采用可充电的锂聚合物电池(IOOOOmAH)或者AC220V/2A电源供电。
[0038]参见图8，所述的锂电池充电电路包括充电管理集成模块BQ24012和充电状态指示灯，充电集成模块5V(第1、2脚)与电源管理电路的5V连接；VBAT(第9、10脚)与锂电池连接。
【权利要求】
1.物联网智能燃气表数据采集控制器，包括有微控制器，其特征在于，微控制器通过SPI总线与无线电通信电路相连，微控制器通过UART串口与GSM/CDMA通信电路相连，微控制器通过I2C总线与数据存储电路相连，微控制器通过I2C总线与实时时钟电路相连，微控制器通过电源总线与电源管理电路相连，电源管理电路与锂电池或AC220V电源相连。
2.根据权利要求1所述的物联网智能燃气表数据采集控制器，其特征在于，所述的数据存储电路包含有存储器模块AT24C256，存储器的24SCL (第6脚)、24SDA (第5脚)与微控制器的I2C总线24SCL (第42脚)、24SDA (第41脚)相连接，存储器的电源FE_P (第8脚)与微控制器的电源使能端FE_P(第40脚)连接。
3.根据权利要求1所述的物联网智能燃气表数据采集控制器，其特征在于，所述的GSM/CDMA通信电路包括GPRS通信模块、SM卡模块及网络连接指示灯，GSM/CDMA通信电路的 GPRS_IN(第 41 脚)、GPRS_OUT (第 42 脚)与微控制器的 GPRS_OUT (第 32 脚)、GPRS_IN(第33脚)连接；V_GPRS (第1、3、5、7、9脚)与电源管理电路连接。
4.根据权利要求1所述的物联网智能燃气表数据采集控制器，其特征在于，所述的无线电通信电路包括无线通信模块，通信模块的C_CSN (第8脚)、C_SCLK (第10脚)、C_SI (第3脚)、C_SO (第4脚)与微控制器的SPI总线C_CSN (第3脚)、C_SCLK (第12脚)、C_SI (第13脚)、C_SO (第16脚)连接；无线通信模块的C_GD00 (第5脚)与微控制器的数据中断端口 C_GD00 (第15脚)连接；无线通信模块的数据发送使能端TX_EN(第7脚)与微控制器的使能控制端口 TX_EN(第6脚)连接。
5.根据权利要求1所述的物联网智能燃气表数据采集控制器，其特征在于，所述的实时时钟电路包括实时时钟模块SD2403API和备用电池BATTERY，实时时钟模块的RTC_SCL (第6脚)、RTC_SDA (第5脚)与微控制器的I2C总线RTC_SCL (第30脚)、RTC_SDA (第31脚)连接，实时时钟模块的RTC_INT (第7脚)与微控制器的数据中断端口 RTC_INT (第20脚)连接。
6.根据权利要求1所述的物联网智能燃气表数据采集控制器，其特征在于，所述的电源管理电路包括AC-DC电源模块、集成模块LM2733X、集成模块MIC29302、集成模块RH5RE33A,输出 V_GPRS 与 GSM/CDMA 通信电路的 V_GPRS (第 1、3、5、7、9 脚)连接；输出 VCC与微控制器的VCC (第1、64脚)、无线电通信电路的VCC(第9、12脚)、实时时钟的VCC连接；输出5V与锂电池充电管理电路5V连接。
7.根据权利要求1所述的物联网智能燃气表数据采集控制器，其特征在于，所述的电源采用可充电的锂聚合物电池(IOOOOmAH)或者AC220V/2A电源供电。
【文档编号】G08C17/02GK203573482SQ201320753837
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2013年11月26日 优先权日:2013年11月26日
【发明者】刘渊 申请人:西安普瑞米特科技有限公司