專利名稱：計(jì)量對象為水、電或氣的模塊化計(jì)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及的是一種計(jì)量裝置，特別涉及的是一種具有各獨(dú)立結(jié)構(gòu)模塊， 通過統(tǒng)一 的接口協(xié)議實(shí)現(xiàn)快速組合識別的計(jì)量裝置，其針對的計(jì)量對象可以為液 體、氣體以及電力。
背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域?qū)Ω鞣N資源特別是能源的依賴性不斷提 高，為了計(jì)量能源消耗的數(shù)量，所以各種計(jì)量設(shè)備應(yīng)運(yùn)而生，如對電力消耗的計(jì) 量采取電能計(jì)量表、對水、對煤氣消耗的計(jì)量采取水表和氣表，因而如何對計(jì)量 現(xiàn)場實(shí)現(xiàn)有效的管理，已經(jīng)成為計(jì)量領(lǐng)域不斷創(chuàng)新的 一 個(gè)熱點(diǎn)方向。
對于現(xiàn)有的計(jì)量設(shè)備而言主要是各種表計(jì)，但是經(jīng)過多年的能源計(jì)量管理實(shí)
踐發(fā)現(xiàn)仍然存在以下缺陷；
首先，由于生產(chǎn)廠家繁多，生產(chǎn)產(chǎn)品規(guī)格的不同，因此在電力部門用電現(xiàn)場 很難實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一，往往為了實(shí)現(xiàn)多功能要求，因此就要在現(xiàn)有計(jì)量裝置的周 圍增加附屬設(shè)備，致使計(jì)量成套設(shè)備體積龐大，生產(chǎn)成本增加；
其次， 一旦計(jì)量管理部門對用現(xiàn)場的管理要求或標(biāo)準(zhǔn)發(fā)生變化，管理部門就 需要花大力氣重新對計(jì)量成套設(shè)備進(jìn)行更換改造，原有的產(chǎn)品就只能淘汰，這樣 使管理部門的管理成本大大增高；并造成資源的極大浪費(fèi)，例如銅資源的浪費(fèi)
再次，現(xiàn)在對電、水和氣三種計(jì)量分散計(jì)量帶來的不便和成本提高， 一直沒 有很好的解決；
最后，現(xiàn)有的計(jì)量成套設(shè)備一旦出現(xiàn)故障或者需要定期更換，就只能整表全 部淘汰，更換新的電力計(jì)量成套設(shè)備從而造成了重復(fù)投資，為使用者和管理部門 增加了成本。
本實(shí)用新型創(chuàng)作者，經(jīng)過長時(shí)間的研究和實(shí)踐，終于采用一種模塊化、標(biāo)準(zhǔn) 化、組合化的思想，獲得了本創(chuàng)作。
4發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于，提供一種計(jì)量對象為水、電或氣的模塊化計(jì)量裝置， 用以克服上述缺陷。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案在于，提供一種計(jì)量對象為水、 電或氣的模塊化計(jì)量裝置，其包括
至少一計(jì)量模塊，用以獲取至少一指定計(jì)量對象的用量數(shù)據(jù)； 至少一擴(kuò)展功能模塊，其為獨(dú)立封裝的結(jié)構(gòu)，用以根據(jù)用戶需要，針對所述
的計(jì)量模塊獲得的用量數(shù)據(jù)進(jìn)行指定的動(dòng)作處理和/或根據(jù)預(yù)設(shè)的控制命令對所
述的計(jì)量對象進(jìn)行指定動(dòng)作處理；
一基本模塊，其通過一內(nèi)部通信單元分別與上述的計(jì)量模塊和所述的擴(kuò)展功
能模塊相連接，通過其內(nèi)部處理單元實(shí)現(xiàn)對整個(gè)計(jì)量裝置中數(shù)據(jù)和控制命令的調(diào)
度；
一電源模塊，為上述各模塊供電；
其中，所述的計(jì)量模塊數(shù)據(jù)輸出接口和所述的擴(kuò)展功能模塊的數(shù)據(jù)輸出接口 與所述的內(nèi)部通信單元數(shù)據(jù)輸出接口數(shù)據(jù)的協(xié)議是一致的，根據(jù)其內(nèi)部的數(shù)據(jù)編 號由所述的基本模塊進(jìn)行識別；
較佳的，所述的計(jì)量模塊和所述的擴(kuò)展功能模塊與所述的基本模塊之間是即 插即用；
較佳的，所述的內(nèi)部處理單元具有一程序調(diào)試接口 ，用以向所述的內(nèi)部處理 單元下載程序和進(jìn)行調(diào)試；
較佳的，所述的計(jì)量對象為水、電或氣； 較佳的，所述的計(jì)量模塊包括
一用量信號采集單元，將偵測到所述的計(jì)量對象的消耗量轉(zhuǎn)化為脈沖信號輸
出；
計(jì)量模塊數(shù)據(jù)處理單元，其接收所述的脈沖信號，將其轉(zhuǎn)換為用量數(shù)據(jù)；以
及
所述的數(shù)據(jù)輸出接口 ，用以與所述的基本模塊上的內(nèi)部通信單元進(jìn)行通信； 較佳的，所述的擴(kuò)展功能模塊為一費(fèi)用綜合處理模塊，其包括 一讀卡單元，獲取存儲在指定介質(zhì)中的預(yù)付用量值；
一預(yù)付費(fèi)功能處理單元，將獲得的所述預(yù)付用量值與所述的計(jì)量模塊獲得的用量值比對，實(shí)時(shí)確認(rèn)剩余的可用余量，并在余量低于某一閾值時(shí)，通過其數(shù)據(jù) 輸出接口向所述的基本模塊發(fā)出 一命令信號；
較佳的，所述的擴(kuò)展功能模塊為一防竊開封模塊，其包括
一動(dòng)封或開鎖檢測單元，所述的計(jì)量裝置的局部或全部設(shè)置在一盒體內(nèi)，并
進(jìn)行封裝，當(dāng)啟動(dòng)封裝或開鎖時(shí)產(chǎn)生一動(dòng)封信號；
一動(dòng)封或開鎖處理單元，獲得所述的動(dòng)封或開鎖信號，判斷是否為非法開啟， 在確認(rèn)非法開啟時(shí)，通過數(shù)據(jù)輸出接口向所述的基本模塊發(fā)出 一命令信號。
較佳的，所述的擴(kuò)展功能模塊為一切斷計(jì)量對象供應(yīng)模塊，其包括
一阻隔機(jī)構(gòu)，設(shè)置在計(jì)量對象供應(yīng)的路徑上；
一觸發(fā)單元，其通過數(shù)據(jù)輸出接口接收所述的基本模塊發(fā)出一命令信號，觸 發(fā)所述的阻隔機(jī)構(gòu)產(chǎn)生切斷或恢復(fù)動(dòng)作；
較佳的，所述的阻隔機(jī)構(gòu)為 一繼電器或斷路器； 較佳的，所述的阻隔4幾構(gòu)為電動(dòng)閥門或電；茲閥；
較佳的，所述的擴(kuò)展功能模塊為一通信模塊，根據(jù)所述的基本模塊中預(yù)先設(shè) 定的程序，其通過數(shù)據(jù)輸出接口將所述的計(jì)量裝置的狀態(tài)信息以及數(shù)據(jù)發(fā)送給遠(yuǎn) 程接收設(shè)備；同時(shí)接收遠(yuǎn)程設(shè)備的控制命令并發(fā)送給所述的基本模塊；
較佳的，還包括 一存儲電路，其對上述的模塊的狀態(tài)信息以及數(shù)據(jù)進(jìn)行存
儲；
較佳的，所述的擴(kuò)展功能模塊為一顯示功能模塊，其通過數(shù)據(jù)輸出接口與所 述的基本模塊的相連接，用以顯示所述的計(jì)量裝置中各模塊狀態(tài)信息以及數(shù)據(jù)， 所述的信息和數(shù)據(jù)為各模塊中存儲電路提供；
較佳的，所述的擴(kuò)展功能模塊以及計(jì)量模塊各自獨(dú)立封裝的結(jié)構(gòu)；
較佳的，所述的擴(kuò)展功能模塊以及計(jì)量模塊的數(shù)據(jù)輸出接口為插頭，所述的 插頭上設(shè)有若干針；所述的基本模塊的內(nèi)部通信單元的數(shù)據(jù)輸出接口為復(fù)數(shù)各插 槽，每一插槽與所述的插頭相適配，所述的插頭插設(shè)在所述的基本模塊的指定插 槽上或任 一插槽上進(jìn)行數(shù)據(jù)通信；
較佳的，還包括 一看門狗，設(shè)置在所述的模塊中與所述的處理器相連接， 用于保證程序安全可靠運(yùn)行；以及在失電時(shí)讓存儲電路及時(shí)保存模塊工作狀態(tài)或/ 和數(shù)據(jù)
與現(xiàn)有技術(shù)比較本實(shí)用新型的有益效果在于，首先，實(shí)現(xiàn)了對計(jì)量現(xiàn)場管理功能需求的定制化特點(diǎn)，節(jié)約了生產(chǎn)成本，突出了人性化特點(diǎn)；可實(shí)現(xiàn)計(jì)量器具
的模塊化標(biāo)準(zhǔn)化
其次，在使用過程中任意功能模塊出現(xiàn)故障或定期更換和/或需增加新的功能 模塊時(shí)，通過更換和/或增加相應(yīng)的模塊就可達(dá)到目的，避免了重復(fù)投資，為使
用者和管理部門節(jié)約了成本；
最后，實(shí)現(xiàn)了三表統(tǒng)一，達(dá)到了集約化的目的。


圖1A為本實(shí)用新型計(jì)量對象為水、 框圖1B為本實(shí)用新型計(jì)量對象為水、 框圖2A為本實(shí)用新型計(jì)量對象為水、 示意圖2B為本實(shí)用新型計(jì)量對象為水、 圖一；
圖2C為本實(shí)用新型計(jì)量對象為水、 圖二；
圖3為本實(shí)用新型計(jì)量對象為水、 路結(jié)構(gòu)簡圖4A為本實(shí)用新型計(jì)量對象為水、 的電路結(jié)構(gòu)簡圖4B為本實(shí)用新型計(jì)量對象為水、 模塊的電路結(jié)構(gòu)筒圖5為本實(shí)用新型計(jì)量對象為水、 路結(jié)構(gòu)簡圖6為本實(shí)用新型計(jì)量對象為水、 模塊的電路結(jié)構(gòu)簡圖7為本實(shí)用新型計(jì)量對象為水、 模塊的電路結(jié)構(gòu)簡電或氣的模塊化計(jì)量裝置實(shí)施例 一 的功能 電或氣的模塊化計(jì)量裝置實(shí)施例二的功能 電或氣的模塊化計(jì)量裝置的立體結(jié)構(gòu)分解 電或氣的模塊化計(jì)量裝置的使用狀態(tài)示意 電或氣的模塊化計(jì)量裝置的使用狀態(tài)示意 電或氣的模塊化計(jì)量裝置中基本模塊的電 電或氣的模塊化計(jì)量裝置中電力計(jì)量模塊 電或氣的模塊化計(jì)量裝置中水或氣體計(jì)量 電或氣的模塊化計(jì)量裝置中電源模塊的電 電或氣的模塊化計(jì)量裝置中防竊開封功能 電或氣的模塊化計(jì)量裝置中費(fèi)用綜合處理圖8為本實(shí)用新型計(jì)量對象為水、電或氣的模塊化計(jì)量裝置中顯示功能模塊 的電路結(jié)構(gòu)簡圖9為本實(shí)用新型計(jì)量對象為水、電或氣的模塊化計(jì)量裝置中切斷計(jì)量對象 供應(yīng)模塊的電路結(jié)構(gòu)簡圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖，對本實(shí)用新型上述的和另外的技術(shù)特征和優(yōu)點(diǎn)作更詳細(xì)的說明。
本實(shí)用新型的特點(diǎn)在于，可以快速組合，根據(jù)計(jì)量對象的管理部門要求，定 制化組合成相應(yīng)的計(jì)量裝置，當(dāng)然對于計(jì)量裝置所具有的功能的實(shí)現(xiàn)應(yīng)該是組合 后整體所體現(xiàn)的，為此請參閱圖1A所示，其為本實(shí)用新型計(jì)量對象為水、電或氣 的模塊化計(jì)量裝置實(shí)施例一的功能框圖；這一功能框圖對應(yīng)的組合結(jié)構(gòu)是為電力 管理部門提供的電力計(jì)量裝置，因而由于計(jì)量對象的確定性其必然具有至少一個(gè) 電力計(jì)量模塊21….2n，這描述的是單一計(jì)量對象的計(jì)量模式，其所體現(xiàn)的結(jié)合 后的連接關(guān)系為以一基本模塊1為核心，所述的基本模塊1為整個(gè)計(jì)量裝置的核 心，其上具有內(nèi)部通信單元實(shí)際上用以和其他模塊進(jìn)行物理上的結(jié)構(gòu)連接和數(shù)據(jù) 的交互，在所述的基本模塊中具有一內(nèi)部處理單元，所述的整個(gè)計(jì)量裝置的運(yùn)行 程序存儲在其中，并通過所述的內(nèi)部處理單元進(jìn)行調(diào)度；還包括 一電源模塊4， 為上述各模塊提供電力供應(yīng)。
上述都是形成本實(shí)用新型計(jì)量對象為水、電或氣的模塊化計(jì)量裝置中電力計(jì) 量的必要組成模塊，為了實(shí)現(xiàn)其他功能還需要若干擴(kuò)展模塊，這些擴(kuò)展模塊可 以是費(fèi)用綜合處理模塊31,其用以獲取預(yù)付費(fèi)數(shù)據(jù)，并將其傳輸給所述的基本模 塊l的內(nèi)部處理單元，也可以通過相應(yīng)的查詢卡，來獲取當(dāng)前狀況下的電力計(jì)量 裝置的用電數(shù)據(jù)以及相關(guān)狀態(tài)記錄；所述的擴(kuò)展模塊可以是通信模塊34，其采用 有線和無線的方式用以接收遠(yuǎn)端的控制信號，根據(jù)所述的基本模塊1中預(yù)先設(shè)定 的程序，其通過數(shù)據(jù)輸出接口將所述的計(jì)量對象為水、電或氣的模塊化計(jì)量裝置 的狀態(tài)信息以及數(shù)據(jù)發(fā)送給遠(yuǎn)程接收設(shè)備；同時(shí)把接收到的遠(yuǎn)程控制命令發(fā)送給 所述的基本模塊1，從而使所述的基本模塊1向其他模塊發(fā)出命令指示；其中， 所述的電力計(jì)量模塊21…2n的數(shù)據(jù)輸出接口和所述的擴(kuò)展功能模塊的數(shù)據(jù)輸出 接口與所述的基本模塊l的內(nèi)部通信單元數(shù)據(jù)輸出接口數(shù)據(jù)的協(xié)議是一致的，根據(jù)其內(nèi)部的數(shù)據(jù)編號由所述的基本模塊1進(jìn)行識別。
所述的擴(kuò)展模塊還可以是防竊開封或開鎖模塊32,用以防止可能發(fā)生的盜用 計(jì)量對象事件的發(fā)生， 一般情況下我們會將整個(gè)計(jì)量裝置封裝在一個(gè)盒體里，通 常情況下你要打開所述的計(jì)量裝置都要打開相應(yīng)的封裝，對此當(dāng)外界啟動(dòng)封裝時(shí) 進(jìn)行檢測，并產(chǎn)生一動(dòng)封或開鎖信號，然后判斷是否為非法開啟，在確認(rèn)非法開 啟時(shí)，通過數(shù)據(jù)輸出接口向所述的基本模塊1發(fā)出一命令信號，給所述的基本模 塊1內(nèi)部處理單元。
所述的擴(kuò)展功能模塊還可以為一顯示功能模塊35,其通過數(shù)據(jù)輸出接口與所
述的基本模塊1的內(nèi)部通信單元相連接，用以顯示所述的計(jì)量對象為水、電或氣 的模塊化計(jì)量裝置中各模塊狀態(tài)信息以及數(shù)據(jù)，這樣更便于用戶查閱相應(yīng)的記錄。
所述的擴(kuò)展模塊還可以為一切斷計(jì)量對象供應(yīng)模塊33,其設(shè)置在計(jì)量對象供 應(yīng)的路徑上，當(dāng)由于某種原因需要切斷向用戶供應(yīng)的計(jì)量對象時(shí)，則通過所述的 切斷計(jì)量對象供應(yīng)模塊33數(shù)據(jù)輸出接口接收所述的基本模塊1發(fā)出一命令信號， 觸發(fā)阻隔機(jī)構(gòu)產(chǎn)生對所述的路徑的切斷或恢復(fù)動(dòng)作，這樣的處理命令是設(shè)有權(quán)限 的，并且是一般用戶沒法處理實(shí)現(xiàn)的。
需要說明的是這種計(jì)量對象為水、電或氣的模塊化計(jì)量裝置的擴(kuò)展模塊，可 以根據(jù)用戶的需要自然的設(shè)置和添加，只要在所述的基本模塊1能夠和其進(jìn)行通 信和命令驅(qū)動(dòng)就可以，其結(jié)合方式與上同，這里就不再贅述。
請參閱圖1B所示，其為本實(shí)用新型計(jì)量對象為水、電或氣的模塊化計(jì)量裝置 實(shí)施例二的功能框圖；本實(shí)施例描述的重點(diǎn)在于，所述的計(jì)量對象為水、電或氣 的模塊化計(jì)量裝置不僅對應(yīng)于電力計(jì)量同時(shí)也可以滿足對用水和用氣的計(jì)量；鑒 于現(xiàn)在國家對各種資源要求精細(xì)化、集約化管理的要求越來越高，將三種計(jì)量對 象的計(jì)量整合到一起，是滿足這種需求的較佳方案，對于本圖而言，其不僅公開 了電力計(jì)量模塊21、用水計(jì)量模塊22以及用氣計(jì)量模塊23;這樣一個(gè)計(jì)量裝置 可以滿足多種計(jì)量對象的計(jì)量需求，同時(shí)一些擴(kuò)展模塊，如費(fèi)用綜合處理模塊31、 防竊開封模塊32以及顯示功能模塊35都可以使用。
需要說明的圖1A、圖1B中的功能模塊圖中除了所述的基本模塊1和計(jì)量模 塊21以及電源模塊4是作為本實(shí)用新型計(jì)量裝置所必須的結(jié)構(gòu)外，其他的模塊都 是根據(jù)實(shí)際功能的需要隨時(shí)組裝的，對于計(jì)量模塊2 (包括對不同計(jì)量對象的計(jì) 量模塊)和多種擴(kuò)展模塊，都包括各自的處理器以及數(shù)據(jù)輸出接口，所述的計(jì)量模塊數(shù)據(jù)輸出接口和所述的擴(kuò)展功能模塊的數(shù)據(jù)輸出接口與所述的基礎(chǔ)模塊內(nèi)部 通信單元數(shù)據(jù)輸出接口數(shù)據(jù)的協(xié)議是一致的，根據(jù)其內(nèi)部的數(shù)據(jù)編號由所述的基
本模塊進(jìn)行識別，因此在這種情況下實(shí)現(xiàn)了熱驅(qū)動(dòng)，在實(shí)體的層面上體現(xiàn)的就是 即插即用。
對于從物理結(jié)構(gòu)上看，本實(shí)用新型計(jì)量對象為水、電或氣的模塊化計(jì)量裝置 是如何實(shí)現(xiàn)的，請參閱圖2A所示，其為本實(shí)用新型計(jì)量對象為水、電或氣的模塊
化計(jì)量裝置的立體結(jié)構(gòu)分解示意圖；作為一個(gè)示意性的圖例，根據(jù)具體的應(yīng)用環(huán) 境對整體的結(jié)構(gòu)和插接位置可以有一定的選擇性和適配性；所述的基本模塊1包 括 一基板10,在所述的基板10上設(shè)置有若干插槽11，所述的插槽11上設(shè)置有 插孔，所述的插孔是與符合一定協(xié)議的插頭5上針結(jié)構(gòu)相對應(yīng)，所述的針結(jié)構(gòu)是 設(shè)置在所述的計(jì)量模塊2i和擴(kuò)展模塊3i (還包括切斷計(jì)量對象供應(yīng)模塊33)上， 用以通過插接方式實(shí)現(xiàn)與所述的基本模塊1的結(jié)合，實(shí)際上所述的插槽11是所述 基本模塊1上內(nèi)部通信單元的物理終端，而所述的插頭5的針結(jié)構(gòu)，是其他所述 的模塊數(shù)據(jù)輸出接口的物理終端，所述的插頭5上的針結(jié)構(gòu)和插口的結(jié)合就是現(xiàn) 了兩種硬件間的集合(有類似于現(xiàn)在的USB方式)。所述的基板10上包括內(nèi)部處 理單元12和一電源;漠塊4,所述的電源才莫塊4也可以通過即插實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的結(jié)合， 但是由于電源模塊4輸出的是電平信號，因此它和所述的基本模塊1之間的連接 位置是相應(yīng)固定的。請參閱圖2B、圖2C所示，其分別為本實(shí)用新型計(jì)量對象為 水、電或氣的模塊化計(jì)量裝置的使用狀態(tài)示意圖；其中設(shè)置有兩個(gè)電力計(jì)量模塊， 以及兩個(gè)作為斷計(jì)量對象供應(yīng)模塊的斷路器，兩者通過相線L和零線N進(jìn)行連接， 實(shí)際上從所述的斷路器輸出的線，就直接進(jìn)入用電戶了；在圖2B中，我們將所述 的斷路器設(shè)置在基板之外，其實(shí)所述電路板下端所承載的板體，僅起到連接和承 載作用，不存在電路連接關(guān)系。
上述介紹了兩種實(shí)施例下的功能框圖以及一種機(jī)械結(jié)構(gòu)示意圖，以下針對具 體模塊的電路關(guān)系進(jìn)行描述，以作為實(shí)施例來支持上述的功能框圖和其具有計(jì)量 對象為水、電或氣的模塊化計(jì)量裝置的原理
首先，請參閱3所示，其為本實(shí)用新型計(jì)量對象為水、電或氣的模塊化計(jì)量 裝置中基本模塊的電路結(jié)構(gòu)簡圖；所述的基本模塊1包括 一內(nèi)部通信單元，其 是通過一MAX485串行總線實(shí)現(xiàn)的，在所述的MAX485的數(shù)據(jù)線一側(cè)分別是插接口 JP1 —直到JPn,即可以插接n個(gè)模塊，在所述的基本模塊1上還設(shè)置有一電源插
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接口 JP,分別與所述的JP1 —直到JPn的插接口中電源輸出口相連接，用以在所
述的電源模塊4與所述的基本模塊1結(jié)合后為各模塊包括基本模塊1進(jìn)行供電； 在所述的MAX485的凄t據(jù)線一側(cè)為內(nèi)部處理器MCU (上面所述的內(nèi)部處理單元)， 其作為本實(shí)用新型計(jì)量對象為水、電或氣的模塊化計(jì)量裝置的數(shù)據(jù)和控制命令調(diào) 度處理中心，所述的內(nèi)部處理器MCU的另一側(cè)設(shè)置有看門狗IC5，用于保證程序 安全可靠運(yùn)行，以及在失電時(shí)讓存儲電路及時(shí)保存模塊工作狀態(tài)或/和數(shù)據(jù)，同時(shí) 還包括一時(shí)鐘電^各IC4與所述的內(nèi)部處理器MCU相連4妻，用以為內(nèi)部處理器MCU 的運(yùn)行狀況提供時(shí)鐘信號；還包括 一個(gè)存儲電路IC3,用以對所述的內(nèi)部處理 器MCU的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行相應(yīng)的日志記錄，以便將來讀取相應(yīng)的信息，所述的內(nèi)部 處理器MCU具有一程序調(diào)試4姿口 TS,用以向所述的內(nèi)部處理器MCU下載程序和進(jìn) 行調(diào)試。還包括 一顯示接口 JPxx,其與所述的內(nèi)部處理器MCU相連接，用以與 所述的顯示功能模塊35相連接。
請參閱圖4A所示，其為本實(shí)用新型計(jì)量對象為水、電或氣的模塊化計(jì)量裝置 中電力計(jì)量模塊的電路結(jié)構(gòu)簡圖；所述的電力計(jì)量模塊21具有采集端分別從電力 線上獲取相線L和零線N實(shí)時(shí)的電流值和電壓值，將采集信號進(jìn)行處理之后傳輸 給電力計(jì)量芯片7IC，經(jīng)過7IC運(yùn)算后，并通過光電耦合器7IC1轉(zhuǎn)換為隔離的脈 沖信號，與所述的處理器芯片MCU相連接，同樣為了保證程序安全可靠運(yùn)行，所 述的處理器MCU上設(shè)置有看門狗7IC2,還包括 一存儲電路7IC3，存儲所述的用 電量，在停電恢復(fù)后用以恢復(fù)計(jì)數(shù)，或者根據(jù)預(yù)先設(shè)定的程序，每隔一定時(shí)間存 儲相應(yīng)的用電量，已備將來提取和查詢之用。這里為了實(shí)現(xiàn)與所述的基本模塊1 內(nèi)部通信單元協(xié)議的一致性，也采用了 MAX485 (圖標(biāo)為IC4)串行總線作為數(shù)據(jù) 傳輸接口 JPx，從機(jī)械的角度上看就是插頭針結(jié)構(gòu)。
正如上面所說的，對于本實(shí)用新型計(jì)量對象為水、電或氣的模塊化計(jì)量裝置， 其不僅可以和電力計(jì)量模塊相適用，對于多種介質(zhì)計(jì)量同樣適用，請參閱圖化 所示，其為本實(shí)用新型計(jì)量對象為水、電或氣的模塊化計(jì)量裝置中水或氣體計(jì)量 模塊的電路結(jié)構(gòu)簡圖；所述的水或氣體計(jì)量模塊由于其計(jì)量對象具有流動(dòng)性，實(shí) 質(zhì)上計(jì)量就成了對一定時(shí)間內(nèi)通過一 固定平面的流體流量問題。這里采用霍爾原 理進(jìn)行處理，在流體空間設(shè)置流量計(jì)，計(jì)量對象一旦使用，就會引起流量計(jì)的轉(zhuǎn) 動(dòng)從而在霍爾器件1IC1上感測出電場，進(jìn)而有與流量相對應(yīng)的脈沖輸出給一處理 器MCU,所述的處理器MCU上還設(shè)置有一看門狗11C2用以確保程序安全可靠運(yùn)行， 11以及一存儲電路1IC3，用以存儲所述的用水值或者用氣值，在停電狀態(tài)恢復(fù)的時(shí) 候用以恢復(fù)計(jì)數(shù)，或者根據(jù)預(yù)先設(shè)定的程序，每隔一定時(shí)間存儲相應(yīng)的用水或氣 體的量，已備將來提取和查詢之用。這里為了實(shí)現(xiàn)與所述的基本模塊1內(nèi)部通信 單元協(xié)議的一致性，也采用了 MAX485 (圖示為1IC4)串行總線作為數(shù)據(jù)傳輸接口 Jx，從機(jī)械的角度上看就是插頭的針結(jié)構(gòu)。
請參閱圖5所示，其為本實(shí)用新型計(jì)量對象為水、電或氣的模塊化計(jì)量裝置 中電源模塊的電路結(jié)構(gòu)簡圖；所述的電源模塊4從所述的電力線上相線L和零線 N (可以是電源插座)獲取電壓，經(jīng)過整流橋3D1-3D4進(jìn)行整流處理，整流后的電 壓進(jìn)入一穩(wěn)壓電路芯片3IC1處理后輸出；所述的電源模塊4還包括備用電源BT, 用以在停電時(shí)作為電源為本實(shí)用新型計(jì)量對象為水、電或氣的模塊化計(jì)量裝置供 電，其為一充電電源，因此需要一恒流充電電路3IC2,對其進(jìn)行充電；所述的處 理好的電壓由一輸出接口輸出J。請參閱圖3所示的基本模塊的電路圖，可知輸 出的接口要與所述的基本模塊的接口 JP相連接，并和其他的接口相連接。
請參閱圖6所示，其為本實(shí)用新型計(jì)量對象為水、電或氣的模塊化計(jì)量裝置 中防竊開封功能模塊的電路結(jié)構(gòu)簡圖；所述的防竊開封功能模塊包括一動(dòng)封檢測 單元，其為一些常閉開關(guān)DFl一DFx，由于所述的計(jì)量對象為水、電或氣的模塊化 計(jì)量裝置的局部或全部設(shè)置在一盒體內(nèi)并封裝，所述的常閉開關(guān)DFfDFx設(shè)置于 所述的封裝處，當(dāng)啟動(dòng)封裝時(shí)則進(jìn)行檢測，并產(chǎn)生一動(dòng)封或開鎖信號；還包括 一動(dòng)封處理器MCU，獲得所述的動(dòng)封信號，其內(nèi)部設(shè)置有預(yù)定的程序，進(jìn)而判斷 是否為非法開啟，在確認(rèn)非法開啟時(shí)，通過數(shù)據(jù)輸出接口 Jl向所述的基本模塊l 發(fā)出一命令信號；因此相應(yīng)的這里為了實(shí)現(xiàn)與基本模塊1內(nèi)部通信單元協(xié)議的一 致性，也采用了 MAX485串行總線做為數(shù)據(jù)傳輸接口 ，從機(jī)械的角度上看就是插頭 的針結(jié)構(gòu)，所述的動(dòng)封處理器MCU上還設(shè)置有一看門狗2IC3用以確保程序安全可 靠運(yùn)行。
請參閱圖7所示，其為本實(shí)用新型計(jì)量對象為水、電或氣的模塊化計(jì)量裝置 中費(fèi)用綜合處理模塊的電路結(jié)構(gòu)簡圖；所述的費(fèi)用綜合處理模塊包括 一讀卡器 4IC4,用以獲取存儲在指定介質(zhì)中的預(yù)付用量值，這種介質(zhì)可以是IC卡；也可以 是射頻卡，因此針對射頻卡的數(shù)據(jù)讀取工作，加上了一射頻天線4L;還包括一 處理器MCU其將獲得的所述預(yù)付用量值與所述的計(jì)量模塊2i獲得的用量值(可以 是用電量、用水量或用氣量)比對，實(shí)時(shí)確認(rèn)剩余的可用余量，并在余量低于某一閾值時(shí)，通過其數(shù)據(jù)輸出接口 Jx向所述的基本模塊1發(fā)出一命令信號；同理，
為了實(shí)現(xiàn)與所述的基本模塊1內(nèi)部通信單元協(xié)議的一致性，也采用了 MAX485串行 總線作為數(shù)據(jù)傳輸接口，從機(jī)械的角度上看就是插頭的針結(jié)構(gòu)，所述的動(dòng)封處理 器MCU上還設(shè)置有一看門狗4IC3用以確保程序安全可靠運(yùn)行。
請參閱圖8所示，其為本實(shí)用新型計(jì)量對象為水、電或氣的模塊化計(jì)量裝置 中顯示功能模塊的電路結(jié)構(gòu)簡圖；所述的顯示功能模塊35包括至少一組顯示屏 LED1、 LED2，其與至少一顯示驅(qū)動(dòng)器5IC相連接，為了實(shí)現(xiàn)與基本模塊]相連接， 請參閱圖3所示，有一數(shù)據(jù)輸入接口 JPxx直接與其內(nèi)部處理單元MCU相連接從機(jī) 械的角度上看就是插頭的針結(jié)構(gòu)。當(dāng)啟動(dòng)顯示功能時(shí)，所述的基本模塊l的內(nèi)部 處理器MCU將數(shù)據(jù)發(fā)送所述的顯示驅(qū)動(dòng)器5IC,用以驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的顯示屏上的LED1、 LED2顯示相應(yīng)的數(shù)字，以實(shí)現(xiàn)對具體目標(biāo)數(shù)據(jù)信息的顯示。
請參閱圖9所示，其為本實(shí)用新型計(jì)量對象為水、電或氣的模塊化計(jì)量裝置 中切斷計(jì)量對象供應(yīng)模塊的電路結(jié)構(gòu)簡圖。所述的切斷計(jì)量對象供應(yīng)模塊包括 一阻隔機(jī)構(gòu)，設(shè)置在計(jì)量對象供應(yīng)的路徑上；根據(jù)計(jì)量對象的差別，如果計(jì)量對 象為電力所述的阻隔機(jī)構(gòu)為一繼電器或斷路器JDx,設(shè)置在供電線路上；如果為 水或氣，則所述的阻隔^L構(gòu)為電動(dòng)閥門或電》茲閥DCF; —處理器MCU，通過數(shù)據(jù)輸 出接口 JPx接收所述的基本模塊1發(fā)出一命令信號，觸發(fā)所述的阻隔機(jī)構(gòu)產(chǎn)生切 斷或恢復(fù)動(dòng)作。還包括 一存儲電路6IC3用以存儲產(chǎn)生切斷時(shí)的狀態(tài)信息，如動(dòng) 作具體的線路、動(dòng)作原因以及動(dòng)作時(shí)間；還包括 一看門狗6ICM,用以確保程序 安全可靠運(yùn)行；同理為了實(shí)現(xiàn)與基本模塊內(nèi)部通信單元協(xié)議的一致性，也采用了 MAX485串行總線作為數(shù)據(jù)傳輸接口 ，從機(jī)械的角度上看就是插頭的針結(jié)構(gòu)。
從上面圖2以及各模塊的電路設(shè)置而言，可以明確得出所述的擴(kuò)展功能模塊 以及計(jì)量模塊各自獨(dú)立封裝的結(jié)構(gòu)。從結(jié)構(gòu)本身的機(jī)械結(jié)構(gòu)來看所述的擴(kuò)展功能 模塊以及計(jì)量模塊的數(shù)據(jù)輸出接口為插頭，所述的插頭上設(shè)有若干針組成的針結(jié) 構(gòu)；所述的基本模塊1的內(nèi)部通信單元的數(shù)據(jù)輸出接口為復(fù)數(shù)插槽11,每一插槽 11與所述的插頭5相適配，所述的插頭5插設(shè)在所述的基本模塊1的指定插槽11 上或任 一 插槽上進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。
以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，對本實(shí)用.新型而言僅僅是說明性 的，而非限制性的。本專業(yè)技術(shù)人員理解，在本實(shí)用新型權(quán)利要求所限定的精神 和范圍內(nèi)可對其進(jìn)行許多改變，修改，甚至等效，但都 落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種計(jì)量對象為水、電或氣的模塊化計(jì)量裝置，其特征在于，其包括至少一計(jì)量模塊，用以獲取至少一指定計(jì)量對象的用量數(shù)據(jù)；至少一擴(kuò)展功能模塊，其為獨(dú)立封裝的結(jié)構(gòu)，用以根據(jù)用戶需要，針對所述的計(jì)量模塊獲得的用量數(shù)據(jù)進(jìn)行指定的動(dòng)作處理和/或根據(jù)預(yù)設(shè)的控制命令對所述的計(jì)量對象進(jìn)行指定動(dòng)作處理；一基本模塊，其通過一內(nèi)部通信單元分別與上述的計(jì)量模塊和所述的擴(kuò)展功能模塊相連接，通過其內(nèi)部處理單元實(shí)現(xiàn)對整個(gè)計(jì)量裝置中數(shù)據(jù)和控制命令的調(diào)度；一電源模塊，為上述各模塊供電其中，所述的計(jì)量模塊數(shù)據(jù)輸出接口和所述的擴(kuò)展功能模塊的數(shù)據(jù)輸出接口與所述的內(nèi)部通信單元數(shù)據(jù)輸出接口數(shù)據(jù)的協(xié)議是一致的，根據(jù)其內(nèi)部的數(shù)據(jù)編號由所述的基本模塊進(jìn)行識別。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)量對象為水、電或氣的模塊化計(jì)量裝置，其特征 在于，所述的內(nèi)部處理單元具有一程序調(diào)試接口 ，用以向所述的內(nèi)部處理單元下 載程序和進(jìn)行調(diào)試。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)量對象為水、電或氣的模塊化計(jì)量裝置，其特征 在于，所述的計(jì)量模塊包括一用量信號采集單元，將偵測到所述的計(jì)量對象的消耗量轉(zhuǎn)化為脈沖信號輸出；計(jì)量模塊數(shù)據(jù)處理單元，其與所述的用量信號采集單元相連接，將所述的脈 沖信號轉(zhuǎn)換為用量數(shù)據(jù)；以及所述的數(shù)據(jù)輸出接口 ，用以與所述的基本模塊上的內(nèi)部通信單元相連接進(jìn)行 通信。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的計(jì)量對象為水、電或氣的模塊化計(jì)量裝置，其特征 在于，所述的擴(kuò)展功能模塊為一費(fèi)用綜合處理模塊，其包括一讀卡單元，其獲取存儲在指定介質(zhì)中的預(yù)付用量值；一預(yù)付費(fèi)功能處理單元，其與所述的計(jì)量模塊相連接，在可用余量低于某一 閾值時(shí)，通過其數(shù)據(jù)輸出接口向所述的基本模塊發(fā)出 一命令信號。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)量對象為水、電或氣的模塊化計(jì)量裝置，其特征 在于，所述的擴(kuò)展功能模塊為一防竊開封模塊，其包括一動(dòng)封或開鎖檢測單元，設(shè)置于所述的計(jì)量裝置的局部或全部所處的盒體內(nèi)， 當(dāng)啟動(dòng)封裝或開鎖時(shí)產(chǎn)生一動(dòng)封信號；一動(dòng)封或開鎖處理單元，與所述的動(dòng)封或開鎖檢測單元相連接，在確認(rèn)非法 開啟時(shí)，通過數(shù)據(jù)輸出接口向所述的基本模塊發(fā)出 一命令信號。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)量對象為水、電或氣的模塊化計(jì)量裝置，其特征 在于，所述的擴(kuò)展功能模塊為一通信模塊，將所述的基本模塊與一遠(yuǎn)程接收設(shè)備 進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)量對象為水、電或氣的模塊化計(jì)量裝置，其特征在于，所述的擴(kuò)展功能模塊為一顯示功能模塊，其通過數(shù)據(jù)輸出接口與所述的基 本模塊的相連接。
8、 根據(jù)權(quán)利要求4、 5或6所述的計(jì)量對象為水、電或氣的模塊化計(jì)量裝置， 其特征在于，所述的擴(kuò)展功能模塊為一切斷計(jì)量對象供應(yīng)模塊，其包括一阻隔機(jī)構(gòu)，設(shè)置在計(jì)量對象供應(yīng)的路徑上，其中，所述的阻隔機(jī)構(gòu)為一繼 電器、斷路器、電動(dòng)閥門或電磁閥；一觸發(fā)單元，其通過數(shù)據(jù)輸出接口接收所述的基本模塊發(fā)出一命令信號，觸 發(fā)所述的阻隔機(jī)構(gòu)產(chǎn)生切斷或恢復(fù)動(dòng)作。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1-7任一權(quán)利要求所述的計(jì)量對象為水、電或氣的模塊化計(jì) 量裝置，其特征在于，所述的擴(kuò)展功能模塊以及計(jì)量模塊的數(shù)據(jù)輸出接口為插頭， 所述的插頭上設(shè)有若干針；所述的基本模塊的內(nèi)部通信單元的數(shù)據(jù)輸出接口為復(fù) 數(shù)各插槽，每一插槽與所述的插頭相適配，所述的插頭插設(shè)在所述的基本模塊的 指定插槽上或任一插槽上進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的計(jì)量對象為水、電或氣的模塊化計(jì)量裝置，其特 征在于，還包括 一看門狗電路，設(shè)置在所述的模塊中與所述的處理器相連接， 用于保證程序安全可靠運(yùn)行，以及在失電時(shí)讓存儲電路及時(shí)保存模塊工作狀態(tài)或/ 和數(shù)據(jù)。
專利摘要本實(shí)用新型為一種計(jì)量對象為水、電或氣的模塊化計(jì)量裝置，其包括至少一計(jì)量模塊，用以獲取至少一指定計(jì)量對象的用量數(shù)據(jù)；至少一擴(kuò)展功能模塊，用以根據(jù)用戶需要，針對所述的計(jì)量模塊獲得的用量數(shù)據(jù)進(jìn)行指定的動(dòng)作處理和/或根據(jù)預(yù)設(shè)的控制命令對所述的計(jì)量對象進(jìn)行指定動(dòng)作處理；一基本模塊，其通過一內(nèi)部通信單元分別與上述的計(jì)量模塊和所述的擴(kuò)展功能模塊相連接，通過其內(nèi)部處理單元實(shí)現(xiàn)對整個(gè)計(jì)量裝置中數(shù)據(jù)和控制命令的調(diào)度；一電源模塊，為上述各模塊供電；其中，所述的計(jì)量模塊數(shù)據(jù)輸出接口和所述的擴(kuò)展功能模塊的數(shù)據(jù)輸出接口與所述的內(nèi)部通信單元數(shù)據(jù)輸出接口數(shù)據(jù)的協(xié)議是一致的，根據(jù)其內(nèi)部的數(shù)據(jù)編號由所述的基本模塊進(jìn)行識別。
文檔編號G01R22/00GK201397164SQ20092014726
公開日2010年2月3日 申請日期2009年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月7日
發(fā)明者萬家盛, 汪志強(qiáng) 申請人:湖北盛佳電器設(shè)備有限公司;萬家盛