一种自发电智能水表的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种自发电智能水表，包括：智能水表表体、内嵌于智能水表表体的充电电路，充电电路通过USB充电接口连接外接电子设备电池；充电电路包括：电流电压检测电路、开关控制逻辑电路、水表充电开关电路、电子设备充电开关电路、水表发电机，水表充电开关电路、电子设备充电开关电路分别与水表发电机并联。本实用新型的自发电智能水表，除了可以对自身蓄电池进行充电，还能够将多余的电量供给其它电子设备，充分利用了流水产生的电量，节约了家庭用电。而且适合多种电子设备充电，如移动电源、手机、音乐播放器等，可用性强，且不需要额外附加蓄电池，降低了产品成本。
【专利说明】一种自发电智能水表
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及智能水表、电池充电以及自动控制等【技术领域】，特别涉及一种可为电子设备充电的自发电智能水表。
【背景技术】
[0002]智能水表随着功能的不断增强，对自身耗电的需求也越来越大，国家标准规定智能水表内装电池使用寿命应大于五年。因此，为了满足自身用电需求，自发电成为智能水表的一个重要功能，自发电式智能水表将自来水发电和具有集成管理功能的智能水表相结合，利用自来水的机械能驱动水轮机产生电能，满足了水表自身用电需求，从而实现了对自来水的综合利用。单纯的自发电式水表虽然解决了水表自身的用电问题，但是其发出的电能远多于自身用电需求量，所以如何充分利用自发电水表发出的电能是一个重要的研究课题。目前，市场上也出现了一种供给LED灯照明的自发电式水表，但是该产品需要额外的蓄电池，且应用场景受到了限制。
[0003]申请号为200310109712.9的发明专利公布了一种自发电式流体度量表，利用流体度量表工作时流水为动力发电，解决了流体度量表自身的供电问题，减小了电池的体积，节约了能源，延长了流体度量表内部电池寿命，但是该发明未能将流水产生的电量充分利用。
[0004]目前市场上还有一种自发电式水表由微型水流机、远传水表和蓄电池构成。利用微型水流机将水管内高压水流的能量转变为电能，再经整流器储存在蓄电池中。蓄电池中的一部分电量输出到远传水表，另一部分电量用于家庭LED灯照明。该产品需要附加蓄电池，增加了产品成本，且该产品只能用于LED灯照明，电能利用形式单一，应用场景受到了限制。
实用新型内容
[0005]为了解决现有技术中智能水表产生的电量不能充分合理利用的问题，本实用新型提出了一种自发电智能水表。
[0006]本实用新型的自发电智能水表，包括:
[0007]智能水表表体、内嵌于智能水表表体的充电电路，充电电路通过USB充电接口连接外接电子设备电池；
[0008]充电电路包括:电流电压检测电路、开关控制逻辑电路、水表充电开关电路、电子设备充电开关电路、水表发电机；水表充电开关电路、电子设备充电开关电路分别与水表发电机并联；
[0009]水表充电开关电路包括水表电池、水表充电继电器，水表电池与水表充电继电器串联，水表充电继电器通过开关控制逻辑电路与电流电压检测电路相连；
[0010]电子设备充电开关电路包括:USB充电接口、电子设备充电继电器，USB充电接口与电子设备充电继电器串联，电子设备充电继电器通过开关控制逻辑电路与电流电压检测电路相连；
[0011]当水表充电继电器闭合时，电子设备充电继电器断开；当电子设备充电继电器闭合时，水表充电继电器断开。
[0012]在上述技术方案中，电流电压检测电路包括:电流监测器、电压监测器、辅助电路。
[0013]在上述技术方案中，USB充电接口为通用USB接口。
[0014]在上述技术方案中，USB充电接口连接外接电子设备电池，所述外接电子设备电池与所述电子设备充电继电器串联。
[0015]本实用新型的自发电智能水表，除了可以对自身蓄电池进行充电，还能够将多余的电量供给其它电子设备，充分利用了流水产生的电量，节约了家庭用电。而且适合多种电子设备充电，如移动电源、手机、音乐播放器等，可用性强，且不需要额外附加蓄电池，降低了产品成本。按照优先级别先对水表内部电池充电，再对外部连接的电子设备充电，二者均充电完成后自动断开充电电路，并使发电机处于空载运行状态。在充电过程中，对充电电流进行检测，充电电流大于安全电流则断开充电电路，使发电机处于空载运行状态，保证了水表电池及电子设备电池安全。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是本实用新型一种自发电智能水表的充电电路的结构示意图；
[0017]图2是本实用新型一种自发电智能水表的工作流程图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图，对本实用新型的几个【具体实施方式】进行详细描述，但应当理解本实用新型的保护范围并不受【具体实施方式】的限制。
[0019]为了解决现有技术中智能水表产生的电量不能充分合理利用的问题，本实用新型提出了一种自发电智能水表。
[0020]本实用新型的自发电智能水表，包括:智能水表表体、内嵌于水表的充电电路，其中充电电路通过USB充电接口与外接电子设备电池连接，便于各种电子设备(如移动电源、手机、音乐播放器等)接入充电，在满足智能水表自身用电需求的同时，也解决了日常使用的电子设备的用电问题，从而实现对自来水的综合利用。
[0021]如图1所示为充电电路的结构示意图，智能水表为外接电子设备充电主要由充电电路实现，该充电电路包括水表发电机10、电流电压检测电路20、开关控制逻辑电路30、水表充电开关电路(图1中未不出)、电子设备充电开关电路(图1中未不出)，水表充电开关电路包括水表充电继电器40(图1中以Kl示出)、水表电池60，水表充电继电器40与水表电池60串联；电子设备充电开关电路包括电子设备充电继电器50(图1中以K2示出)、USB充电接口 70，电子设备充电继电器50与USB充电接口 70串联。
[0022]水表充电开关电路、电子设备充电开关电路分别通过开关控制逻辑电路30与电流电压检测电路20相连；水表充电开关电路、电子设备充电开关电路还分别与水表发电机10并联。
[0023]水表充电继电器40、电子设备充电继电器50分别通过开关控制逻辑电路30与电流电压检测电路20相连；USB充电接口 70连接外接电子设备电池，外接电子设备电池与电子设备充电继电器50串联，外接电子设备电池成为电子设备充电开关电路的一部分，电子设备充电开关电路还与水表发电机10并联。
[0024]电流电压检测电路20与开关控制逻辑电路30相连，用于检测水表发电机10流出的电流(即充电电路的电流)、水表发电机10两端的电压、水表电池60以及外接电子设备电池两端的电压检测值，电流电压检测电路20输入上述各电流、电压的检测值，输出电流电压检测器的判定结果。
[0025]电流电压检测电路20检测的充电电路的电流、水表发电机10两端电压以及水表电池60、外接电子设备电池的电压大小，用于为开关控制逻辑电路30如何动作提供依据。电流电压检测电路20由电流检测器、电压检测器以及辅助电路构成。
[0026]水表发电机10流出的电流用于判断充电电流是否大于安全电流，保护水表及外接电子设备电池安全；水表发电机10两端的电压用于判定水表是否开始发电,水表电池60及外接电子设备电池电压分别用于检测各自电池是否充电完成；开关控制逻辑电路30分别与电流电压检测电路20和水表充电继电器40、电子设备充电继电器50相连，输入为电流电压检测电路20的检测结果，输出为水表充电继电器40、电子设备充电继电器50的通断命令。开关控制逻辑电路30通过电流电压检测电路20检测结果输出水表充电继电器40、电子设备充电继电器50的通断命令，从而完成水表电池60以及外接电子设备电池的充电、保护工作。
[0027]具体的，当水表充电继电器40闭合时，充电电路对水表电池60进行充电，此时电子设备充电继电器50断开；当水表电池60充满电后，水表充电继电器40断开，电子设备充电继电器50闭合，此时充电电路通过USB充电接口 70对外接电子设备电池进行充电。
[0028]水表发电机10的输出端分别与水表电池60、USB充电接口 70连接(正负极对应)，当水流经过智能水表，带动水表发电机10转动，产生电动势，如果电路接通则产生充电电流，如果电流大于安全电流或者充电完成发电机则进入空载运行状态。
[0029]USB充电接口 70采用通用的USB接口，适合移动电源、手机、音乐播放器等多种USB接口的电子设备接入，为需要充电的外接电子设备提供充电接口。
[0030]本实用新型的自发电智能水表，除了可以对自身蓄电池进行充电，还能够将多余的电量供给其它电子设备，充分利用了流水产生的电量，节约了家庭用电。而且适合多种电子设备充电，如移动电源、手机、音乐播放器等，可用性强，且不需要额外附加蓄电池，降低了产品成本。按照优先级别先对水表内部电池充电，再对外部连接的电子设备充电，二者均充电完成后自动断开充电电路，并使发电机处于空载运行状态。在充电过程中，对充电电流进行检测，充电电流大于安全电流则断开充电电路，使发电机处于空载运行状态，保证了水表电池及电子设备电池安全。
[0031]如图2所示，对本实用新型的自发电智能水表的工作流程进行详细说明:
[0032]步骤S201:当电压检测电路20采集到水表发电机10两端产生电动势时，进入充电工作状态；
[0033]步骤S202:检测主回路充电电流，如果充电电流大于安全电流则不进行充电工作，发电机空载运行，继续步骤S201 ；
[0034]如果充电电流在安全电流范围内，则可以进行充电工作，进入步骤S203 ；
[0035]步骤S203:检测水表电池60的电压是否低于满电量电压，如果是，则闭合水表充电继电器40，对水表电池60进行充电，重复步骤S201-S203直到水表电池60的电压高于满电量电压时，进入步骤S204 ；
[0036]步骤S204:当水表电池60电压高于满电量电压，说明水表电池60充电完成，断开水表充电继电器40，通过USB充电接口 70连接外接电子设备，为外接电子设备充电，进入步骤 S205 ；
[0037]步骤S205:检测USB充电接口 70是否接入电子设备，如果否，水表发电机10进入空载状态运行，重新进入步骤S201 ；
[0038]如果USB充电接口 70接入电子设备，则准备为外接电子设备电池充电，进入步骤S206 ；
[0039]步骤S206:检测外接电子设备电池电压是否低于满电量电压，如果是，则闭合电子设备充电继电器50，对外接电子设备电池继续进行充电，重复步骤S201-S205，直至电子设备电压高于满电量电压时，进入步骤S207 ；
[0040]步骤S207:检测外接电子设备电池电压是否高于满电量电压，如果是，则说明外接电子设备充电完成，断开外接电子设备充电继电器50,水表发电机10进入空载状态运行，重新进入步骤S201。
[0041]本实用新型的自发电智能水表，除了可以对自身蓄电池进行充电，还能够将多余的电量供给其它电子设备，充分利用了流水产生的电量，节约了家庭用电。而且适合多种电子设备充电，如移动电源、手机、音乐播放器等，可用性强，且不需要额外附加蓄电池，降低了产品成本。按照优先级别先对水表内部电池充电，再对外部连接的电子设备充电，二者均充电完成后自动断开充电电路，并使发电机处于空载运行状态。在充电过程中，对充电电流进行检测，充电电流大于安全电流则断开充电电路，使发电机处于空载运行状态，保证了水表电池及电子设备电池安全。
[0042]以上公开的仅为本实用新型的几个具体实施例，但是，本实用新型并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种自发电智能水表，其特征在于，包括:智能水表表体、内嵌于所述智能水表表体的充电电路，所述充电电路通过USB充电接口连接外接电子设备电池； 所述充电电路包括:电流电压检测电路、开关控制逻辑电路、水表充电开关电路、电子设备充电开关电路、水表发电机，所述水表充电开关电路、所述电子设备充电开关电路分别与所述水表发电机并联； 所述水表充电开关电路包括水表电池、水表充电继电器，所述水表电池与所述水表充电继电器串联，所述水表充电继电器通过所述开关控制逻辑电路与所述电流电压检测电路相连；所述电子设备充电开关电路包括:USB充电接口、电子设备充电继电器，所述USB充电接口与所述电子设备充电继电器串联，所述电子设备充电继电器通过所述开关控制逻辑电路与所述电流电压检测电路相连； 当所述水表充电继电器闭合时，所述电子设备充电继电器断开；当所述电子设备充电继电器闭合时，所述水表充电继电器断开。
2.根据权利要求1所述的自发电智能水表，其特征在于，所述电流电压检测电路包括:电流监测器、电压监测器、辅助电路。
3.根据权利要求1所述的自发电智能水表，其特征在于，所述USB充电接口为通用USB接口。
4.根据权利要求1所述的自发电智能水表，其特征在于，所述USB充电接口连接外接电子设备电池，所述外接电子设备电池与所述电子设备充电继电器串联。
【文档编号】H02J7/00GK204068389SQ201420550560
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2014年9月23日 优先权日:2014年9月23日
【发明者】殷树刚, 高丽萍, 李涛, 刘瑞, 刘磊, 亓学庆 申请人:国家电网公司, 北京南瑞智芯微电子科技有限公司