專利名稱：水表自動抄讀系統(tǒng)的制作方法
一種水表自動抄讀系統(tǒng)，涉及對用戶用水狀況數(shù)據(jù)進行處理的裝置。
中國專利申請90215349.8號公告了一種《微機水量監(jiān)控儀》，其特點是在指針軸上裝感應片，與之相應位置水表玻璃面上粘貼一個感應傳感器。用水時，水表中感應片轉(zhuǎn)動，傳感器就發(fā)出相應的脈沖信號。信號經(jīng)放大整形后，送入帶微機的二次表，經(jīng)處理后直觀顯示并打印出每日或每月所超過的用水量限額值，能廣泛的用于各用水大戶的用水監(jiān)控。而中國專利申請92205534.3號則公開了《一種電、水、氣量計量系統(tǒng)》，它用結構簡單的傳感器測得各點的電流強度及水流、氣流速度，將這些強度量轉(zhuǎn)化為電信號，經(jīng)多路開關送至單片計算機分別直接累加，最后乘循環(huán)一次所用的時間就直接獲得了流量。然而上述技術方案中，或僅對單只水表進行監(jiān)控，或者通過連接線將各種計量數(shù)據(jù)送單片機處理顯示。它們不能適用居民住宅水表每單元相對集中，整片小區(qū)各單元間又相對分散的實際情況。
本發(fā)明的目的在于提供一種水表自動抄讀系統(tǒng)，它具有自動化程度高、使用方便、經(jīng)濟可靠的特點。
根據(jù)上述目的本發(fā)明采用這樣的技術方案該系統(tǒng)包含有將水表計量值轉(zhuǎn)化為電信號的發(fā)訊水表，其特點是還包含有帶微處理器的存貯器和抄讀器，存貯器與各發(fā)訊水表相接并存貯發(fā)送水表送來的數(shù)據(jù)，抄讀器通過插口與存貯器相連并進行數(shù)據(jù)交流。
為便于集中管理，還可在本系統(tǒng)中再增加帶微處理器的顯示器，一臺顯示器與多個存貯器相連，同時顯示器上有與抄讀器相插接的通迅口，或者有通過轉(zhuǎn)換器與顯示器相接的調(diào)制解調(diào)器接口。
本發(fā)明將發(fā)訊水表數(shù)據(jù)局部匯總于存貯器，再通過抄讀器將存貯器數(shù)據(jù)送計算機處理；或者將存貯器數(shù)據(jù)再匯總于顯示器，再通過抄讀器實現(xiàn)與計算機的數(shù)據(jù)交流；或者顯示器直接與計算機進行數(shù)據(jù)交流，從而省卻了大量通信線路?？蓪τ盟疇顩r的數(shù)據(jù)進行自動采集、處理、并集中管理，它具有自動化程度高、投資少、使用方便、經(jīng)濟可靠等優(yōu)點。
本發(fā)明的具體結構由以下的實施例及附圖給出。


圖1為依據(jù)本發(fā)明提出的水表自動抄讀系統(tǒng)電路框圖2為依據(jù)本發(fā)明提出的水表自動抄讀系統(tǒng)中存貯器電路框圖；圖3為依據(jù)本發(fā)明提出的水表自動抄讀系統(tǒng)中存貯器電路原理圖；圖4為依據(jù)本發(fā)明提出的水表自動抄讀系統(tǒng)中抄讀器電路框圖；圖5為依據(jù)本發(fā)明提出的水表自動抄讀系統(tǒng)中抄讀器電路原理圖；圖6為依據(jù)本發(fā)明提出的水表自動抄讀系統(tǒng)中抄讀器工作流程圖；圖7為依據(jù)本發(fā)明提出的水表自動抄讀系統(tǒng)中顯示器電路框圖；圖8為依據(jù)本發(fā)明提出的水表自動抄讀系統(tǒng)中顯示器電路框圖；圖9為依據(jù)本發(fā)明提出的水表自動抄讀系統(tǒng)中顯示器工作流程圖。
以下結合附圖及實施例對依據(jù)本發(fā)明提出的水表自動抄讀系統(tǒng)作進一步的說明。
在本發(fā)明中，發(fā)訊水表為在水表指針上帶有磁鋼、在玻璃上裝有磁敏傳感元件的水表。當水流經(jīng)過水表引起指針位置變化時，即使磁敏傳感元件發(fā)出信號。發(fā)訊水表和存貯器間通過導線連接。
本水表自動抄讀系統(tǒng)電路框圖如圖1所示，該系統(tǒng)在本實施例中由發(fā)迅水表、存貯器及抄讀器組成。發(fā)訊水表通過導線與存貯器相連，存貯器上有與抄讀器相插接的接口以便抄讀器與存貯器間可進行數(shù)據(jù)交流。在另一個實施例當中，本系統(tǒng)則由發(fā)迅水表、存貯器、抄讀器及顯示器組成。發(fā)訊水表、存貯器、抄讀器與上一實施例的連接關系相同，而多個存貯器則通過導線與顯示器相連接。同時顯示器上也有與抄讀器相插接的接口，以便進行數(shù)據(jù)交換。上述實施例中存貯器、抄讀器或者顯示器內(nèi)均帶有微處理器。各用戶用水情況通過發(fā)訊水表將信號傳給存貯器，然后傳給顯示器。這樣可以監(jiān)測眾多用戶的用水狀況，便于集中管理。抄讀器還將存貯器或顯示器中的各用戶數(shù)據(jù)讀入抄讀器中保存，以便帶回用水管理部門的計算機中進行數(shù)據(jù)處理。抄讀器既可以對存貯器或顯示器的數(shù)據(jù)自動進行抄讀，也可以通過抄讀器輸入用戶用水量，改變存貯器中存貯的數(shù)據(jù)。
存貯器電路框圖參見圖2，其核心器件為微處理器CPU，型號一般選用AT89C2051，水表電信號采集口、顯示器通迅電路、抄讀器通迅電路均與CPU相連。CPU上電后先對水表的信號狀態(tài)進行檢測。根據(jù)現(xiàn)有狀態(tài)和上一次檢測狀態(tài)進行運算得出每只水表用水量，結果放在CPU內(nèi)部的RAM30H～4DH內(nèi)。下一步CPU將判別是否與抄讀器通迅，如條件成立，向抄讀器輸送多只水表數(shù)據(jù)和地址編號。由于水表的修理或換水表等原因，為保證一次表數(shù)和存貯器數(shù)據(jù)相同，有時對某一用戶用水量數(shù)據(jù)進行設置，即對CPU內(nèi)的30H～4DH進行改變，該數(shù)據(jù)由抄讀器輸出到存貯器內(nèi)。CPU下一步判別是否再進行上述工作，再下一步判別與顯示器通迅條件是否成立。如認可則輸出各水表用水數(shù)據(jù)和地址、編號至顯示器。為減少電路功耗，微處理器進行間隙工作。CPU執(zhí)行程序完畢后進入掉電狀態(tài)，隔幾秒后，與CPU相連的定時喚醒電路喚醒CPU，即CPU再次上電，進行上述各步工作。上述各步工作完成后掉電，以待下一次喚醒工作，存貯器與抄讀器、顯示器均串行通迅。存貯器的電路原理圖參見圖3，定時喚醒電路由電阻R101、二極管D101、R102、電容C101、U102A和U102B、R103組成。U102A及C101、R101、D101、R102、D102組成占空比不一樣的振蕩電路。信號經(jīng)U102B反相后輸入CPU的RST腳，當U102B輸出高電平時喚醒CPU。微處理器U101采用AT89C2051、它與MCS-51指令集和輸出管腳兼容。晶振XL1、電容C102、C103組成振蕩回路保證CPU工作。P10～P17、P34、P35腳分別連各水表的信號輸出處，根據(jù)其電平高低進行運算。P30和P32腳可以和抄讀器相連，完成水表用水量、地址編號的輸出和CPU內(nèi)部RAM30H～4DH的設置。P31～P33與顯示器通訊用。P37條件選通和顯示器通迅。U110～R119、C107～C116組成電路對水表信號進行抗干擾處理、信號抖動處理。光耦O1、O2、三極管BG101、電阻R107、R100，集成塊U102C及電阻R109組成顯示器通訊電路。P37控制選通BG101使該電路工作，采用光耦O1、O2可對通道信號進行隔離增加存貯器的可靠性。
抄讀器電路框圖參見圖4，微處理器的型號也采用AT89C51。且CPU的外圍接分別接有鍵盤組，RS232轉(zhuǎn)換口和抄讀器、顯示模塊、數(shù)據(jù)RAM及電源控制電路。為反映電路的工作狀態(tài)，CPU上還可接蜂鳴器。
抄讀器的電路原理圖參見圖5，電容C2、C3及晶振Y1組成振蕩電路，保證CPU工作。C1、R2組成復位電路、上電時對CPU內(nèi)部及端口進行復位。集成塊U1的P1口接鍵盤組。P0口作低位地址/數(shù)據(jù)總線使用，P2口輸出高8位地址。P26高電平時，CPU進行讀寫，當P27高電平時，CPU選中顯示模塊進行寫、CPU的RXD、TXD腳用于計算機通訊。P33、P34用于存貯器抄讀串行通迅。P32腳控制蜂嗚器，當P32低電平時蜂嗚器叫，P35控制電源關閉。
顯示模塊型號為EDM-1602B，由字符型點陣液晶顯示器組成。字符由5×10點陳組成，雙行顯示，每行16字符。顯示模塊使能控制由U5B、U5C及CPU的P28和WR組成。當P28為高電平、WR為低電平時，U5C輸出低電平，CPU選中顯示模塊進行寫。抄讀器上電時，CPU對顯示模塊初始化先功能設置后開顯示，設置輸入模式，清顯示，再使顯示模塊顯示″HOW ARE YOU″。在以后的抄讀工作過程中顯示模塊將顯示結果或提示。電阻R3、R8、R11，三極管BG1、BG2、二極管D3、D4等組成RS232轉(zhuǎn)換口及抄讀器。U2、U5A、U4組成數(shù)據(jù)存貯電路，U4選用MK48208B-10為8K×8位掉電自保護靜態(tài)RAM。能存放1000戶水表的用水量和地址編號數(shù)據(jù)。CPU的P26高電平時經(jīng)U5A反相選中U4進行讀寫。U2為低位地址緩沖器。
R3、U3、C15、R1、D2、U3、U5、R4、BG3、按鈕A1組成電源控制電路。BG3導通時，電流開，BG3截止時電流關。U3A組成D觸發(fā)器，根據(jù)U3A的Q端控制BG3導通或截止。CPU的P35控制電源開關，當P35低電平時經(jīng)U5D反相，控制U3A的R端關電源。R3、C15、R1、R2、U3B組成單穩(wěn)電路。A1按鈕(即鍵盤組的開關按鍵)按一下，U3B的Q端輸出一個矩形脈沖，使U3A組成的D觸發(fā)器Q端電平發(fā)生變化。從而開或關電流。
圖6為抄讀器工作流程圖。接通電源后，微處理器做如下工作1、微處理器上電復位后對堆棧SP、有關I/O口和中斷功能初始化設置，對顯示模塊進行初始化處理，開TO定時器中斷；2、微處理器將判別計算機是否要求通訊，有要求則執(zhí)行通訊程序并設置CPU內(nèi)串行中斷開。同時設置串行中斷為優(yōu)先級，這樣隨時可以接受計算機中斷申請，進行通訊；3、CPU對鍵盤的“自動”鍵進行掃描，如確認該鍵按下，則對存貯器的數(shù)據(jù)(水表的用水量和地址編號)進行抄讀。抄讀時，抄讀器顯示模塊顯示“IN”，抄讀完畢，抄讀器顯示最后一個水表數(shù)據(jù)；4、CPU如確認鍵盤的“置數(shù)”鍵按下，將對存貯器進行數(shù)據(jù)設置，抄讀器內(nèi)的顯示模塊將提示“OUT ADDER”。此時輸入與存貯器對應水表編號，按“確認”鍵顯示器再提示“OUT DATA”輸入水表用水量數(shù)據(jù)。按“確認”鍵工作完成后準確顯示“OUT END”，如工作出錯則顯示“OUT ERROR”。
5、CPU如確認“手動”鍵按下，抄讀器將執(zhí)行手工抄讀。手工抄讀就是抄讀器信號插頭不接在存貯器上，而在水表現(xiàn)場根據(jù)水表用水量手工按鍵輸入水表用水量和編號?！笆謩印辨I按下后，抄讀器顯示“IN ADDER”，輸入水表地址編號后按“確認”鍵，抄讀器顯示“IN DATA”輸入水表用水量后按“確認”鍵抄讀器將顯示上兩項數(shù)據(jù)；
6、CPU判別是否找到抄讀器已抄寫的數(shù)據(jù)，當鍵入水表地址編號，按“確認”鍵，CPU將查找該水表地址編號在抄讀器的內(nèi)部是否存在；如有，則顯示該水表的用水量，無則顯示“NO DATA”；7、有時需將抄讀器內(nèi)某些水表的編號和用水量數(shù)據(jù)全部清除，當CPU檢測到按“#”鍵時將提示“IN PASSW”，輸入密碼后按“確認”鍵，密碼對CPU將實現(xiàn)要求；8、蜂鳴器由CPU控制，各工作準確時，鳴一下；錯誤時鳴二下；9、五分鐘內(nèi)不按任意鍵或不與計算機通訊，抄讀器自動切斷電源。
顯示器的電路框圖參見圖7，顯示器中的微處理器的型號也為AT89C51，其外圍分別接有鍵盤組、顯示模塊、通訊口、靜態(tài)RAN，以及RS232轉(zhuǎn)換器。在本發(fā)明的一個實施例中顯示器由10只下位顯示器和1只上位顯示器通過導線相連。下位顯示器顯示100戶水表數(shù)據(jù)，上位顯示器可顯示1000戶水表數(shù)據(jù)。顯示器輸出可用抄讀器讀；也可很經(jīng)RS23轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后接MODEM(調(diào)制解調(diào)器)通過電話線輸出；或經(jīng)RS232轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后與計算機相連。
顯示器電路原理圖參見圖8。集成塊U201為微處理器，型號是AT89C51。電容C201、C202，晶振Y2組成振蕩電路，保證CPU工作。電解電容E206、電阻R228組成上電復位電路。U201的P1口接鍵盤組。P0口作低位地址/數(shù)據(jù)總線使用。P2口輸出高8位地址，P33、P34用于抄讀串行通訊，RXD、TXD用于與計算機MODEM通訊。
顯示模塊型號為EDMO91，并通過插口I203、I201與CPU相連。顯示模塊為段式液晶顯示器，由LCD顯示單元、驅(qū)動電路、8位CPU接口組成。它顯示16位數(shù)字，前6位顯示水表的地址編號，后6位顯示水表的用水量。顯示模塊的使能控制由U205、U206A、U206B、U206C組成，當P27高電平，P26、P25低電平時，U205的Y4腳低電平，并且CPU的WR低電平，CPU選中顯示模塊寫。
集成塊U202、U204組成數(shù)據(jù)存貯電路，U204選用靜態(tài)RAM6264，它能存放1000戶水表的數(shù)據(jù)，當P25高電平、P26、P27低電平時CPU選中RAM進行讀寫。U207、U208、U209、R202～R224用于存貯器或顯示器通訊接口電路。U207為CPU的擴展口，其PA口、PB口、PC0、PC1、PC6、PC7端組成10個串行口以便同10個存貯器或10個下位顯示器進行數(shù)據(jù)通訊；PC4、PC5用于本顯示器與上位顯示器的通訊。U208、U209為達林頓管陣列。光耦O201、O202用于信號通道隔離。集成塊U210、電解容E202-E205組成RS232的電平轉(zhuǎn)換電路，以使CPU與MODEM或計算機進行通訊。
顯示器的工作流程參見圖9，其工作流程如下1、微處理器上電復位后，先對顯示模塊進行設置，再設置8255集成塊，下一步將判別是否接MODEM，如接MODEM，串行口輸入指令，對其初始化。開串行中斷，并設置成優(yōu)先級，隨時處理MODEM和計算機中斷申請；2、當鍵盤組“自動”鍵下按時，微處理器通過8255擴展口對存貯器或下位顯示器進行通訊。根據(jù)通信結果，判別擴展相連的是存貯器還是下位顯示器；3、CPU的P34、P35腳檢測抄讀器是否對顯示器進行抄讀，如抄讀則運行該功能程序。
4、CPU判別是否查找顯示器已存在數(shù)據(jù)，當鍵入水表地址編號并按“確認”鍵CPU將查找該編號是否存在，如存在，顯示地址編號和用水量，無則蜂鳴器鳴二下；5、CPU隨時等待串行中斷申請，響應中斷后暫停其它程序執(zhí)行，通過P32、P31的握手信號判別是否由MODEM產(chǎn)生申請，如有則執(zhí)行MODEM通信程序，否則CPU將和個人計算機進行通訊。
權利要求
1.一種水表自動抄讀系統(tǒng)，包含有將水表計量值轉(zhuǎn)化為電信號的發(fā)訊水表，其特征是還包含有帶微處理器的存貯器和抄讀器，存貯器與各發(fā)訊水表相接并存貯發(fā)訊水表送來的數(shù)據(jù)，抄讀器通過插口與存貯器相連并進行數(shù)據(jù)交流。
2.如權利要求1所述水表自動抄讀系統(tǒng)，其特征是還包含有帶微處理器的顯示器，一臺顯示器與多個存貯器相連，顯示器上有與抄讀器相插接的通訊口。
3.如權利要求2所述水表自動抄讀系統(tǒng)，其特征是顯示器上有通過轉(zhuǎn)換器與所述顯示器相接的調(diào)制解調(diào)器接口。
4.如權利要求1所述水表自動抄讀系統(tǒng)，其特征是存貯器中含有定時喚醒電路，且所述定時喚醒電路與存貯器中的微處理器相接。
5.如權利要求1所述水表自動抄讀系統(tǒng)，其特征是顯示器通訊電路中有對通道信號進行隔離的光電耦合器。
全文摘要
一種水表自動抄讀系統(tǒng),包含有將水表計量值轉(zhuǎn)化為電信號的發(fā)訊水表,其特點是還包含有帶微處理器的存貯器和抄讀器,存貯器與各發(fā)訊水表相接并存貯發(fā)訊水表送來的數(shù)據(jù),抄讀器通過插口與存貯器相連或者與顯示器相連,并進行數(shù)據(jù)交流,也可與計算機進行數(shù)據(jù)傳輸,顯示器可與下一級顯示器相連,以備擴展。本發(fā)明省卻了大量通信線路,可對用水狀況數(shù)據(jù)進行自動采集、處理，并集中管理,具有自動化程度高、投資少、使用方便、經(jīng)濟可靠等優(yōu)點。
文檔編號G01F15/06GK1199165SQ97111308
公開日1998年11月18日 申請日期1997年5月14日 優(yōu)先權日1997年5月14日
發(fā)明者汪少白, 胡建雄, 王自鴻 申請人:寧波水表廠