一種基于機械水表的集中抄表系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型屬于水表領域，尤其涉及一種基于機械水表的集中抄表系統(tǒng)。本實用新型包括多個機械水表、多個水量采集器、單元采集器、集中器、GPRS網(wǎng)絡、后臺服務器、工作站，其中，每個機械水表通過雙控開關傳感器與其相對應的水量采集器相連，多個水量采集器形成不同的區(qū)域，每個區(qū)域的水量采集器均連接有單元采集器，每個單元采集器均通過M?BUS總線與各自區(qū)域內(nèi)的水量采集器相連，集中抄表系統(tǒng)內(nèi)的單元采集器均通過集中器連接至GPRS網(wǎng)絡，工作站通過后臺服務器連接至GPRS網(wǎng)絡。本實用新型改造成本低、提高抄表效率、有利于機械水表的統(tǒng)籌，避免統(tǒng)計失誤，為用戶和抄表人員帶來便利。
【專利說明】
一種基于機械水表的集中抄表系統(tǒng)
技術領域
[0001]本實用新型屬于自來水設備領域，尤其涉及一種基于機械水表的集中抄表系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]水表是測量水的使用量的裝置，常見于自來水的用戶端，根據(jù)水表的度數(shù)作為計算水費的依據(jù)。水表的種類有很多種，按照水表的物理結構有傳統(tǒng)的機械水表、智能卡IC水表、無線遠傳水表等，不同水表的讀取方式也不相同。對于智能IC卡水表利用現(xiàn)代微電子技術、現(xiàn)代傳感技術、智能IC卡技術對用水量進行計量并進行用水數(shù)據(jù)傳遞及結算交易，而傳統(tǒng)水表只具有流量采集和機械指針顯示用水量的功能，智能IC卡水表還可以按照約定對用水量自動進行控制，并且自動完成階梯水價的水費計算，同時可以進行用水數(shù)據(jù)存儲的功能。無線遠傳水表借助于MBUS遠傳抄表管理系統(tǒng)實現(xiàn)抄表及控制，自動完成儀表數(shù)據(jù)的抄錄、控制、數(shù)據(jù)存儲、查詢、月結、抄表結算、收費結算、報表打印等各項功能，將采集的數(shù)據(jù)進行分類處理，完成人工所進行的各種復雜工作。無線遠傳水表遠程抄表系統(tǒng)由無線遠傳水表、采集器、集中器和綜合抄表管理系統(tǒng)軟件組成。而傳統(tǒng)的機械水表的抄表方式只能通過安裝在用戶終端的水表上表盤的指針示值標盤，作為自來水計量和收費的依據(jù)。
[0003]通過現(xiàn)有技術中的抄表方式發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)的機械水表的抄表方式相對落后，并且需要進入到用戶住宅內(nèi)抄表，不僅工作效率低、工作量大，不利于水表的統(tǒng)籌，也為用戶帶來不便。目前為克服機械抄表中存在問題，一般采取的是更換原來的基表，使用電子式水表的集抄系統(tǒng)，但是這樣的處理方式使得用戶承擔的費用比較高，不利于改造工作的進行，并且由于更換抄表系統(tǒng)的技術可靠性問題，一旦出現(xiàn)問題將會帶來嚴重后果。目前的在更換抄表系統(tǒng)后發(fā)現(xiàn)，很多改造后的小區(qū)都出現(xiàn)了廢置不用的現(xiàn)象。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]針對現(xiàn)有技術的不足，本實用新型提供一種基于機械水表的集中抄表系統(tǒng)，不需要更換原本已經(jīng)安裝的機械水表，利用現(xiàn)有的機械水表來加裝電子部分，實現(xiàn)電子水表的功能，避免統(tǒng)計失誤。
[0005]為解決上述技術問題，本實用新型的是通過以下技術方案實現(xiàn)的:
[0006]本實用新型提供一種基于機械水表的集中抄表系統(tǒng)，其特殊之處在于，包括多個機械水表、多個水量采集器、單元采集器、集中器、GPRS網(wǎng)絡、后臺服務器、工作站，其中，每個機械水表通過雙控開關傳感器與其相對應的水量采集器相連，多個水量采集器形成不同的區(qū)域，每個區(qū)域的水量采集器均連接有單元采集器，每個單元采集器均通過M-BUS總線與各自區(qū)域內(nèi)的水量采集器相連，集中抄表系統(tǒng)內(nèi)的單元采集器均通過集中器連接至GPRS網(wǎng)絡，工作站通過后臺服務器連接至GPRS網(wǎng)絡。
[0007]進一步地，所述水量采集器包括處理器、串口與M-BUS轉(zhuǎn)換電路，雙控開關傳感器將機械水表測得的流量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成脈沖信號，并將脈沖信號發(fā)送至處理器的輸入端，處理器的輸出端連接有串口與M-BUS轉(zhuǎn)換電路，串口與M-BUS轉(zhuǎn)換電路與單元采集器的M-BUS總線通信接口相連。
[0008]進一步地，水量采集器還設置有為處理器提供電能的鋰電池、與處理器輸出端相連的液晶顯示屏。
[0009]進一步地，所述處理器采用MSP430F4152單片機。
[0010]進一步地，所述集中器包括CPU、GPRS模塊、433M無線通信模塊，集中器通過433M無線通信模塊與每個單元采集器雙向通信，CPU輸出端通過GPRS模塊與后臺服務器雙向通信。[0011 ]進一步地，集中器內(nèi)還設置有為CPU提供電能的電源模塊，與CPU輸出端相連的顯示模塊，在處理器的輸入端還連接有過載檢測模塊。
[0012]進一步地，所述CPU采用STM32F101芯片。
[0013]進一步地，后臺服務器將反映機械水表的數(shù)據(jù)傳輸至工作站進行機械水表數(shù)據(jù)處理，所述工作站為移動終端。
[0014]進一步地，所述集中器還連接有集中器進行雙向通信的手持設備。
[0015]本實用新型與現(xiàn)有技術相比，其有益之處在于:本實用新型充分利用原有的水表安裝結構和機械水表的可靠性，無需更換原有的機械水表即可實現(xiàn)電子抄表管理，同時發(fā)揮了電子產(chǎn)品的優(yōu)點，整個抄表系統(tǒng)的構造不僅可靠性高，而且改造成本低，且實現(xiàn)了智能遠程抄表，降低了人工抄表帶來的弊端。本實用新型改造成本低、提高抄表效率、有利于機械水表的統(tǒng)籌，避免統(tǒng)計失誤，為用戶和抄表人員帶來便利。
【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型集中抄表系統(tǒng)的結構圖；
[0017]圖2是本實用新型水表采集器的結構圖；
[0018]圖3是本實用新型集中器的結構圖。
【具體實施方式】
[0019]以下參照圖1至圖3，給出本實用新型的【具體實施方式】，用來對本實用新型做進一步說明，但本實用新型不限于以下所描述的具體實施例。
[0020]實施例1
[0021]本實施例中的用于機械水表的集中抄表系統(tǒng)為多層機構設計，第一層選用基表作為最底層，在本實施例中基表選取機械水表;第二層為水量采集器，第三層為單元采集器，第四層為集中器，第五層為主站系統(tǒng)。
[0022]分布在不同區(qū)域的多個機械水表作為第一層結構，按區(qū)域位置將多個機械水表劃分成不同小組，劃分原則根據(jù)機械水表的分布特點，將距離近、相對集中的機械水表劃分在同一個小組內(nèi)。每個機械水表對應于一個水表米集器，多個水表米集器形成不同的小組，每個小組對應一個單元采集器進行管理。
[0023]每個機械水表安裝有一個雙控開關傳感器，通過該傳感器，將每個機械水表的信息發(fā)送給每個水量采集器，每個小組的水量采集器將信息發(fā)送給相對應的單元采集器，單元采集器將采集的信息發(fā)送至集中器。
[0024]在本實用新型中雙控開關傳感器將機械水表測得的流量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成脈沖信號，水量采集器采集記錄脈沖就可以準確得出當前水量，然后再將脈沖通過M-BUS總線上傳至單元采集器。
[0025]水表采集器的處理器采用了低功耗的MSP430F4152單片機設計。水表采集器有唯一的地址編號，可以配置、讀取、存儲。單片機數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)統(tǒng)計的功能，能保存從機械水表采集計算來的脈沖數(shù)據(jù)及本機的運行狀態(tài)信息，并能將這些脈沖數(shù)據(jù)通過M-BUS總線傳輸?shù)絾卧杉骰蛘呒衅?，在水表采集器設置有串口與M-BUS轉(zhuǎn)換電路，可以便于處理器與M-BUS總線相連。如果出現(xiàn)故障，單片機還可以記錄故障時間。此外單片機還有電池電量報警功能，當電量不足時進行報警。單片機大多數(shù)時間處于低功耗模式，以延長使用時間，在收到雙控開關傳感器轉(zhuǎn)換后水流量的脈沖數(shù)據(jù)或者在集中器召喚單片機內(nèi)存儲的數(shù)據(jù)時，單片機自動喚醒。
[0026]在第一層和第二層也可以分為三大模塊，即機械水表和雙控開關傳感器形成的水量檢測模塊、串口與M-BUS轉(zhuǎn)換電路和M-BUS總線形成的通信模塊、水表采集器內(nèi)的處理器作為數(shù)據(jù)存儲模塊。其中通信模塊的程序設計要遵循行業(yè)中一致認可的M-BUS遠傳水表通訊協(xié)議。
[0027]第三層為單元采集器，作為水表采集器和網(wǎng)絡連通的中間環(huán)節(jié)，具有M-BUS總線通信接口和433M無線通信功能，可以完成管轄區(qū)域范圍內(nèi)易布線的機械水表的用水量數(shù)據(jù)的集中采集，單元采集器和水量采集器之間通過M-BUS總線連接，M-BUS總線是歐洲專為家用儀表數(shù)據(jù)的傳輸而設計的總線標準，在智能小區(qū)抄表中使用普遍，兩線制結構，與極性、拓撲結構無關，安裝容易，成本低。M-BUS最大的優(yōu)點是通訊過程中的耗電由單元采集器或者集中器提供，水量采集器只需鋰電池供電，保證了其在上層斷電后還能獨立工作，而且壽命不受數(shù)據(jù)通信的影響。
[0028]單元采集器和集中器之間的數(shù)據(jù)傳輸用了433MHz無線模塊，433MHz是免費信道。設計中加入了調(diào)頻措施，在某一信道通信不成功時自動調(diào)頻，保證了通訊質(zhì)量。第四層為集中器，框圖結構如圖3所示，集中器包括CPU、GPRS模塊、43 3M無線通信模塊，集中器通過43 3M無線通信模塊與每個單元采集器雙向通信，CPU輸出端通過GPRS模塊與后臺服務器雙向通信。集中器內(nèi)還設置有為CHJ提供電能的電源模塊，與CPU輸出端相連的顯示模塊，在處理器的輸入端還連接有過載檢測模塊。本實施例中CPU采用STM32F101芯片。
[0029]集中器數(shù)量取決于該小區(qū)的規(guī)模，通常千戶小區(qū)只需要一個即可。集中器具有433M無線通信功能、GPRS通信功能或以太網(wǎng)通信功能。集中器可以通過433M無線與單元采集器連接通信，通過GPRS數(shù)據(jù)傳輸功能將所有數(shù)據(jù)整理上傳至后臺服務器。
[0030]第五層為主站系統(tǒng)，包括后臺服務器、工作站，在該層將反映機械水表的數(shù)據(jù)通過后臺服務器傳輸至工作站進行機械水表數(shù)據(jù)處理，所述工作站作為監(jiān)控中心或辦公室，對管轄范圍內(nèi)的機械水表進行管理，工作站的實體為移動終端或PC客戶端。
[0031]在第五層主要實現(xiàn)所有用戶水表的實時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)的統(tǒng)計、顯示、計費處理等功能，還有權限管理、檔案管理、設備管理、收費管理等功能。使工作人員可以在監(jiān)控中心或者辦公室遠程處理水表數(shù)據(jù)，實現(xiàn)自動抄表計費收費等。
[0032]在本實用新型中，集中器還可連接有集中器進行雙向通信的手持設備，可以將管轄范圍內(nèi)的機械水表的數(shù)據(jù)在手持設備上顯示，便于用戶或抄表人員觀察。
[0033]對于本領域技術人員而言，顯然本實用新型不限于上述示范性實施例的細節(jié)，而且在不背離本實用新型的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現(xiàn)本實用新型。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本實用新型的范圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本實用新型內(nèi)。
[0034]此外，應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經(jīng)適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。
【主權項】
1.一種基于機械水表的集中抄表系統(tǒng)，其特征在于:包括多個機械水表、多個水量采集器、單元采集器、集中器、GPRS網(wǎng)絡、后臺服務器、工作站，其中，每個機械水表通過雙控開關傳感器與其相對應的水量采集器相連，多個水量采集器形成不同的區(qū)域，每個區(qū)域的水量采集器均連接有單元采集器，每個單元采集器均通過M-BUS總線與各自區(qū)域內(nèi)的水量采集器相連，集中抄表系統(tǒng)內(nèi)的單元采集器均通過集中器連接至GPRS網(wǎng)絡，工作站通過后臺服務器連接至GPRS網(wǎng)絡。2.如權利要求1所述的一種基于機械水表的集中抄表系統(tǒng)，其特征在于:所述水量采集器包括處理器、串口與M-BUS轉(zhuǎn)換電路，雙控開關傳感器將機械水表測得的流量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成脈沖信號，并將脈沖信號發(fā)送至處理器的輸入端，處理器的輸出端連接有串口與M-BUS轉(zhuǎn)換電路，串口與M-BUS轉(zhuǎn)換電路與單元采集器的M-BUS總線通信接口相連。3.如權利要求2所述的一種基于機械水表的集中抄表系統(tǒng)，其特征在于:水量采集器還設置有為處理器提供電能的鋰電池、與處理器輸出端相連的液晶顯示屏。4.如權利要求3所述的一種基于機械水表的集中抄表系統(tǒng)，其特征在于:所述處理器采用MSP430F4152單片機。5.如權利要求4所述的一種基于機械水表的集中抄表系統(tǒng)，其特征在于:所述集中器包括CPU、GPRS模塊、433M無線通信模塊，集中器通過433M無線通信模塊與每個單元采集器雙向通信，CPU輸出端通過GPRS模塊與后臺服務器雙向通信。6.如權利要求5所述的一種基于機械水表的集中抄表系統(tǒng)，其特征在于:集中器內(nèi)還設置有為CHJ提供電能的電源模塊，與CPU輸出端相連的顯示模塊，在處理器的輸入端還連接有過載檢測模塊。7.如權利要求6所述的一種基于機械水表的集中抄表系統(tǒng)，其特征在于:所述CPU采用STM32F101 芯片。8.如權利要求7所述的一種基于機械水表的集中抄表系統(tǒng)，其特征在于:后臺服務器將反映機械水表的數(shù)據(jù)傳輸至工作站進行機械水表數(shù)據(jù)處理，所述工作站為多個移動終端或PC客戶端。9.如權利要求8所述的一種基于機械水表的集中抄表系統(tǒng)，其特征在于:所述集中器還連接有集中器進行雙向通信的手持設備。
【文檔編號】G08C19/00GK205564012SQ201620337293
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年4月21日
【發(fā)明人】荊蕾, 焦來磊
【申請人】荊蕾