專利名稱：無線抄表裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及水、電等領(lǐng)域抄表系統(tǒng)，具體的說，是一種水表無線抄表裝置。
背景技術(shù)：
隨著城市的發(fā)展，城市供水事業(yè)所面臨的突出問題，如抄表擾民、管道老化、水費(fèi)收繳困難及竊水等問題越來越引起重視。因此很多城市已實(shí)施供水管網(wǎng)改造、水表出戶工程。然而隨著該項(xiàng)工程的實(shí)施，又出現(xiàn)了新問題，那就是抄表員每次抄表時(shí)要打開水表井蓋，下到水表井內(nèi)進(jìn)行抄表，既不方便也不安全。另外，用戶水表單據(jù)上的數(shù)據(jù)為抄表員手寫，既不規(guī)范又容易出現(xiàn)人為錯誤。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問題，本實(shí)用新型提供一種能實(shí)現(xiàn)抄表方式安全方便，且水表單據(jù)規(guī)范的無線抄表裝置。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種無線抄表裝置，它包括遠(yuǎn)傳水表，其特征在于它還包括數(shù)據(jù)采集器，至少與一塊遠(yuǎn)傳水表通過線路相連接；手抄器，與多個數(shù)據(jù)采集器無線連接；微型打印機(jī)，與手抄器無線連接，將用戶數(shù)據(jù)現(xiàn)場打印出單；PC機(jī)，與多個手抄器通過線路相連接。
所述數(shù)據(jù)采集器包括單片機(jī)、存儲器、無線通訊電路、電源電路、用戶水表數(shù)據(jù)輸入電路、狀態(tài)基準(zhǔn)電壓電路、電壓比較電路、晶振電路，用戶水表數(shù)據(jù)輸入電路包括四個雙四選一電子開關(guān)電路組成32個電子開關(guān)，其中24個作為24路用戶水表信號輸入，8路用作8位地址碼輸入，這些輸入信號加在兩個電壓比較器電路上與狀態(tài)基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，狀態(tài)基準(zhǔn)電壓電路是由一些電阻組成的電壓分配器產(chǎn)生的幾組電壓，分別表示正常、短路、開路、磁干擾及計(jì)數(shù)狀態(tài)而用戶水表中送來的信號中也已經(jīng)包含這幾種狀態(tài)，經(jīng)電壓比較器電路比較后的結(jié)果送到單片機(jī)進(jìn)行計(jì)算處理，最后將這幾種狀態(tài)之一及累加數(shù)送存儲器存儲，并通過無線通訊電路發(fā)送出去。
本實(shí)用新型主要針對出戶水表，即置于水表井內(nèi)的水表進(jìn)行抄表。將用戶水表改為遠(yuǎn)傳水表，即以旋翼式水表為主體制成的脈沖水表，經(jīng)干簧管的閉合、斷開狀態(tài)產(chǎn)生脈沖，這種脈沖通過表內(nèi)線路變換后，組成四種不同的電壓來表達(dá)四種不同的狀態(tài)即線路開路、線路短路、磁干擾、正常計(jì)量。水表將這四種狀態(tài)之一傳送給水表采集器，供水表采集器判斷計(jì)算。數(shù)據(jù)采集器將用戶水表數(shù)據(jù)通過無線傳送給手抄器，手抄器將數(shù)據(jù)經(jīng)無線傳送給微型打印機(jī)，實(shí)時(shí)將用戶用水?dāng)?shù)據(jù)打印出單。手抄器可通過數(shù)據(jù)線與PC機(jī)連接，抄表員每次抄完表后將本次數(shù)據(jù)上傳到PC機(jī)中保存?zhèn)洳椤C機(jī)中的數(shù)據(jù)庫可保存完整的用戶信息，并可隨時(shí)改動調(diào)整，當(dāng)水價(jià)變化時(shí)也可由PC機(jī)調(diào)整后下載到手抄器中，使手抄器按新標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。
本實(shí)用新型優(yōu)點(diǎn)1、實(shí)現(xiàn)了無線抄表，抄表員每次抄表時(shí)不需下到水表井內(nèi)進(jìn)行抄表，通過手抄機(jī)就可完成，既方便又安全；2、通過微型打印機(jī)將用戶用水信息現(xiàn)場打印出單，避免出現(xiàn)人為錯誤。3、實(shí)現(xiàn)檢測水表非正常用水信息功能，便于水管理部門的用水管理。


圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)框圖；圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例1中數(shù)據(jù)采集器結(jié)構(gòu)原理圖；圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例1中數(shù)據(jù)采集器電路圖；圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例2中數(shù)據(jù)采集器電路圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對本實(shí)用新型具體實(shí)施方案進(jìn)行詳述。
實(shí)施例1是針對普通居民住宅水表所設(shè)計(jì)的無線抄表裝置。如圖1所示它包括遠(yuǎn)傳水表；數(shù)據(jù)采集器，與遠(yuǎn)傳水表通過線路相連接；手抄器，與多個數(shù)據(jù)采集器無線連接；微型打印機(jī)，與手抄器無線連接，將用戶數(shù)據(jù)現(xiàn)場打印出單；PC機(jī)，與多個手抄器通過線路相連接。
所述數(shù)據(jù)采集器結(jié)構(gòu)如圖2，圖3所示，包括單片機(jī)1、存儲器6、無線通訊電路2、電源電路3、用戶水表數(shù)據(jù)輸入電路5、狀態(tài)基準(zhǔn)電壓電路8、電壓比較電路7、晶振電路4。用戶水表數(shù)據(jù)輸入電路5由四個雙四選一電子開關(guān)電路組成32個電子開關(guān)，其中24個作為24路用戶水表信號輸入，8路用作8位地址碼輸入，這些輸入信號加在兩個電壓比較電路7上與狀態(tài)基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，狀態(tài)基準(zhǔn)電壓電路8是由一些電阻組成的電壓分配器產(chǎn)生的幾組電壓，分別表示正常、短路、開路、磁干擾及計(jì)數(shù)狀態(tài)，而用戶水表中送來的信號中也已經(jīng)包含這幾種狀態(tài)，經(jīng)電壓比較電路7比較后的結(jié)果送到單片機(jī)1中進(jìn)行計(jì)算處理，最后將這幾種狀態(tài)之一及累加數(shù)送由EEPROM組成的存儲器6存儲，并通過無線通訊電路2發(fā)送出去。一個水表采集器能同時(shí)采集存儲24戶用戶數(shù)據(jù)。當(dāng)手抄器接收到這些信息后，經(jīng)手抄器中CPU處理后編輯成文字信息，在液晶顯示屏上顯示出結(jié)果，經(jīng)紅外發(fā)送、接收與專門配置的微型打印機(jī)互相通訊后，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成一定格式的漢字排列打印出來即為居民繳費(fèi)單，由抄表員直接插在插卡板上。微型打印機(jī)采用7.2V鎳氫電池供電，當(dāng)電池電量不足時(shí)可由數(shù)據(jù)采集器提供的后備電源供電，微型打印機(jī)的分辨率為8點(diǎn)/mm速度為50mm/s，能滿足即時(shí)打印的要求。顯示及打印主要內(nèi)容為居民用戶地址、樓層門牌、線路情況(開路、短路、磁干擾、正常)、本次用水?dāng)?shù)、上次用水?dāng)?shù)、金額數(shù)、日期、時(shí)間、抄表員編號、咨詢電話等，此外還可通過密碼進(jìn)行數(shù)據(jù)設(shè)置更改等操作，手抄器工作內(nèi)存為2M字節(jié)，一次可抄6000戶水表。同時(shí)，在液晶屏上顯示電池容量以便及時(shí)更換電池。抄表員每次抄完表后將本次數(shù)據(jù)通過手抄器經(jīng)連接線傳到PC機(jī)中保存?zhèn)洳?。PC機(jī)中的數(shù)據(jù)庫可保存完整的居民用戶信息，并可隨時(shí)改動調(diào)整，當(dāng)水價(jià)變化時(shí)也可由PC機(jī)調(diào)整后下載到手抄器中，使手抄器按新標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。
數(shù)據(jù)采集器中的無線通訊電路2由無線數(shù)傳模塊及485接口線路組成，接收手抄器發(fā)送的指令，發(fā)送數(shù)據(jù)采集器的水表信息。無線傳模塊采用GW200系列高性能、微功耗數(shù)傳模塊，基于FSK的調(diào)制方式，抗噪聲和抗衰減性能好，穩(wěn)定可靠。透明的數(shù)據(jù)傳輸，能適應(yīng)任何標(biāo)準(zhǔn)或非標(biāo)準(zhǔn)的用戶協(xié)議，自動過濾掉空中產(chǎn)生的假數(shù)據(jù)(所收即所發(fā))，接口波特率為2400bps。為防止數(shù)發(fā)生故障，保留了有線通訊方式，有線通訊以RS-485半雙工通訊方式進(jìn)行，通訊速率2400波特，距離≤1.2KM。電源電路3的作用是①將交流電壓經(jīng)整流、穩(wěn)壓后輸出5V直流電壓供電路各部分工作。②當(dāng)交流停電時(shí)，后備直流電源(電流6V/4AH)立刻自動切換工作，輸出5V直流電壓，使電路正常工作，保證水表輸送數(shù)據(jù)不丟失，直到交流電網(wǎng)恢復(fù)工作。③平時(shí)正常工作時(shí)交流電源對電池進(jìn)行浮充電，使電池保持充足的電量。
將上述所說的數(shù)據(jù)采集器設(shè)置于居民樓棟一樓的單獨(dú)的采集箱體內(nèi)，通過手抄器就可進(jìn)行抄表，并通過微型打印機(jī)現(xiàn)場打印出單，方便抄表員操作。
實(shí)施例2實(shí)施例2是以工廠、企業(yè)等大型水表為對象所設(shè)計(jì)。由于工業(yè)商業(yè)用戶基本都是使用大口徑水表(直徑在25mm以上)，而且均在單獨(dú)的地下表井內(nèi)，分散性大。因此這種水表抄表的環(huán)境較復(fù)雜。主要體現(xiàn)在①離建筑物較遠(yuǎn)沒有交流電源，必須采用自帶的直流電源供電。②由于無線數(shù)傳模塊相對來說功耗較大，不適合使用電池長期工作。③不能使用集中式數(shù)據(jù)采集器。因此設(shè)計(jì)了集水表、數(shù)據(jù)采集器為一體的大口徑遠(yuǎn)傳水表，表內(nèi)裝有微功耗采集模塊及大容量一次性鋰電池，電池工作時(shí)間可達(dá)三年以上。
如圖4所示，數(shù)據(jù)采集器主要由MCU11、無線通訊電路12、電源及電源檢測電路13、晶振電路14、用戶水表數(shù)據(jù)輸入電路15及編程端口16組成。其中MCU采用MEGA48，它將實(shí)施例1數(shù)據(jù)采集器中單片機(jī)、存儲器、狀態(tài)基準(zhǔn)電壓電路、電壓比較電路等各電路及元器件功能集于一體。水表采集器與遠(yuǎn)傳水表相連，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、故障判斷。每個數(shù)據(jù)采集器管理一個井下的工業(yè)水表，每個水表采集器有唯一的一個井地址，范圍從00001～40000。
無線通訊電路12，使用一個紅外發(fā)射管和一個紅外接收管與手抄器進(jìn)行雙向通訊，即在數(shù)據(jù)采集器與手抄器之間是通過38KHz的紅外發(fā)射和接收(通過調(diào)制和解調(diào))來實(shí)現(xiàn)通訊操作的。平常數(shù)據(jù)采集器是處于低耗休眠狀態(tài)，只有中斷能喚醒其工作狀態(tài)。當(dāng)手抄器向數(shù)據(jù)采集器發(fā)射握手信號激活采集器開始進(jìn)入通訊狀態(tài)。手抄器采用捷寶8800手抄器改裝而成。手抄器內(nèi)軟件是重新編寫的，把手抄器的紅外發(fā)射和接收管加長引線，引到外面放在一個不銹鋼管里，抄表時(shí)將不銹鋼管伸入表井內(nèi)與水表采集器通訊。在抄表前并不知道該水表的表號，通過第一次抄表將井下的水表地址號抄上來。通訊速率1200bps，8位USRT。
電源及檢測電路13J4連接一個3.6V、16.5A h鋰電池為整個系統(tǒng)供電，同時(shí)通過分壓電阻和MCU11內(nèi)部A/D轉(zhuǎn)換電路對電池電量進(jìn)行檢測，并回傳給手抄器，由手抄器來確定顯示電量的多少。
編程端口16需要時(shí)可對程序升級，系統(tǒng)遭到破壞時(shí)還可通過此端口讀出存儲在MCU11中的計(jì)量數(shù)據(jù)。
手抄器與微型打印機(jī)及PC機(jī)間通訊工作過程與實(shí)施例1相同，在此略。
手抄機(jī)及微型打印機(jī)技術(shù)指標(biāo)手抄器工作電壓7.2V內(nèi)存2M字節(jié)FLASH
顯示160*160全點(diǎn)陣液晶，可顯示400個字符或100個漢字；功耗抄表時(shí)30mA，待機(jī)時(shí)3mA；通訊端口RS232、紅外通訊口；速率115200bps；通訊距離實(shí)施例1不小于5米實(shí)施例2紅外通訊距離2米最大采集戶數(shù)4萬戶打印機(jī)分辨率8點(diǎn)/mm打印速度50mm/s打印方式行式熱敏打印寬度48mm
權(quán)利要求1.一種無線抄表裝置，它包括遠(yuǎn)傳水表，其特征在于它還包括數(shù)據(jù)采集器，至少與一塊遠(yuǎn)傳水表通過線路相連接；手抄器，與多個數(shù)據(jù)采集器無線連接；微型打印機(jī)，與手抄器無線連接，將用戶數(shù)據(jù)現(xiàn)場打印出單；PC機(jī)，與多個手抄器通過線路相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抄表裝置，其特征在于所述數(shù)據(jù)采集器包括單片機(jī)、存儲器、無線通訊電路、電源電路、用戶水表數(shù)據(jù)輸入電路、狀態(tài)基準(zhǔn)電壓電路、電壓比較電路、晶振電路，用戶水表數(shù)據(jù)輸入電路包括四個雙四選一電子開關(guān)電路組成32個電子開關(guān)，其中24個作為24路用戶水表信號輸入，8路用作8位地址碼輸入，這些輸入信號加在兩個電壓比較器電路上與狀態(tài)基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，狀態(tài)基準(zhǔn)電壓電路是由一些電阻組成的電壓分配器產(chǎn)生的幾組電壓，分別表示正常、短路、開路、磁干擾及計(jì)數(shù)狀態(tài)，而用戶水表中送來的信號中也已經(jīng)包含這幾種狀態(tài)，經(jīng)電壓比較器電路比較后的結(jié)果送到單片機(jī)進(jìn)行計(jì)算處理，最后將這幾種狀態(tài)之一及累加數(shù)送存儲器存儲，并通過無線通訊電路發(fā)送出去。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種水表無線抄表裝置。它包括遠(yuǎn)傳水表，還包括數(shù)據(jù)采集器，至少與一塊遠(yuǎn)傳水表通過線路相連接；手抄器，與多個數(shù)據(jù)采集器無線連接；微型打印機(jī)，與手抄器無線連接，將用戶數(shù)據(jù)現(xiàn)場打印出單；PC機(jī)，與多個手抄器通過線路相連接。本實(shí)用新型優(yōu)點(diǎn)1.實(shí)現(xiàn)了無線抄表，抄表員每次抄表時(shí)不需下到水表井內(nèi)進(jìn)行抄表，通過手抄機(jī)就可完成，既方便又安全；2.通過微型打印機(jī)將用戶用水信息現(xiàn)場打印出單，避免出現(xiàn)人為錯誤。3.實(shí)現(xiàn)檢測水表非正常用水信息功能，便于水管理部門的用水管理。
文檔編號G08C17/00GK2921984SQ200620115328
公開日2007年7月11日 申請日期2006年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月15日
發(fā)明者孫德君, 陳洪澤, 丁波, 孫松, 李虹, 趙繁榮 申請人:孫德君