CN113945249B - 一种能远程控制的智能水表及其工作方法 - Google Patents

Abstract

一种能远程控制的智能水表及其工作方法，包括小区采集***、控制中心，所述小区采集***包括水表、集中器、GPRS无线模块；每个小区的每栋住户楼的每户住户的水表的处理器采集其水量的使用计量值、水体温度信息，处理器通过总线将数据发送到集中器上，每个集中器通过GPRS无线模块发送到控制中心。本发明所述的能远程控制的智能水表及其工作方法，结构设计合理，工作方法简单，水表的功能设计全面，具有震荡清理水垢、智能测温调温的功能，降低水表冻裂漏水的现象发生，提高了使用寿命；智能化程度高，实现了远程监管与控制，应用前景广泛。

Description

一种能远程控制的智能水表及其工作方法

技术领域

本发明属于水表技术领域，具体涉及一种能远程控制的智能水表及其工作方法。

背景技术

水表，是测量水流量的仪表，大多是水的累计流量测量，一般分为容积式水表和速度式水表两类，起源于英国，水表的发展已有近二百年的历史。

当前居民四表(水表、电表、热表、气表)的管理过于落后，表计多数在居民家中或者管道井中，且是一个完全独立的终端设备，没有连接到整个能源供应的***中，仪表的收费、维修、维护等管理需要数以万计的运维人员进行人工抄表、数据统计、设备维养等，尤其是收费管理，用能数据采用最原始的人工抄收方式进行收集，不但劳动强度大、效率低下，而且存在漏抄、错超、估抄等问题，同时造成了社会人力、物力、财力的极大浪费，这使得终端表计的应用很难和城市化进程接轨。因此，需要研发出一种能远程控制的智能水表及其工作方法，以来解决上述技术问题。

中国专利申请号为CN202120580106.9公开了一种防冻抗摔结构的智能水表，通过把水表放到水管连接处，然后通过转动第一连接螺母和第二连接螺母，使第一连接螺母和第二连接螺母与水管连接，同时密封垫起到了密封的作用，防止漏水，实现了连接水管方便的目的，没有对水表的智能性、远程控制进行改进。

发明内容

发明目的：为了克服以上不足，本发明的目的是提供一种能远程控制的智能水表及其工作方法，结构设计合理，工作方法简单，水表的功能设计全面，具有震荡清理水垢、智能测温调温的功能，降低水表冻裂漏水的现象发生，提高了使用寿命；智能化程度高，实现了远程监管与控制，应用前景广泛。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种能远程控制的智能水表，包括小区采集***、控制中心，所述小区采集***包括水表、集中器、GPRS无线模块；其中，所述水表包括水表表体，所述水表表体底部的一侧固定设置有智能阀体，所述智能阀体的一侧固定连通有进水管，所述进水管与智能阀体的连接处固定安装有流量计，所述智能阀体的另一侧固定连通有出水管，所述智能阀体内壁顶部的一侧固定安装有温度传感器，所述智能阀体顶部的另一侧固定安装有电控调温组件，所述智能阀体的底部固定安装有超声波发生器，所述水表表体顶部的一侧固定安装有数字显示屏，所述数字显示屏的一侧固定设置有机械读数表盘；所述水表表体内壁的顶部固定安装有处理器；其中，所述流量计、温度传感器分别与处理器电性连接，所述处理器分别与智能阀体的阀门、电控调温组件、超声波发生器数字显示屏、电性连接并且控制智能阀体的阀门、电控调温组件、超声波发生器；

每个小区的每栋住户楼的每户住户的水表的处理器采集其水量的使用计量值、水体温度信息，处理器通过总线将数据发送到集中器上，每个集中器通过GPRS无线模块发送到控制中心；所述小区采集***同时可以接收控制中心下发的控制命令，执行相应的控制操作，所述控制中心接收到小区采集***上传的数据后，按通信协议解析数据包、处理并存储至数据库，同时提供信息发布功能，并且对小区采集***进行远程监管与控制。

本发明所述的能远程控制的智能水表，水表的功能设计全面，在智能阀体的底部增设有超声波发生器，能够定时对智能阀体进行震荡清理，避免长期使用水垢在智能阀体内部大量聚集，从而影响流量计的测量精度，同时还具备测温调温的功能，在寒冷的环境下能够调控水温，进而降低水表冻裂漏水的现象发生，使用寿命相对较长；智能化程度高，每个小区的每栋住户楼的每户住户的水表的水量的使用计量值、水体温度信息数据由处理器采集，经总线发送到集中器，集中器汇总处理后传送至控制中心，控制中心按通信协议解析数据包、处理并存储至数据库，同时提供信息发布功能，供操作人员监控整个采集流程，并且对小区采集***的各个部分进行远程监管与控制。

进一步的，上述的能远程控制的智能水表，所述机械读数表盘与水表表体连接处的一侧铰接有透明防护盒。

透明防护盒能够对机械读数表盘进行一定的安全防护能力。

进一步的，上述的能远程控制的智能水表，所述水表表体内壁的底部固定设置有密封垫圈。

进一步的，上述的能远程控制的智能水表，所述进水管的表面和出水管的表面均套设有保温套。

保温套能够增加进水管、出水管的保温能力，不易发生冻裂的现象。

进一步的，上述的能远程控制的智能水表，所述处理器与集中器之间采用M-Bus总线传输，所述集中器与控制中心之间采用Socket数据传输。

上述设计保证数据在水表的处理器与集中器之间、集中器与控制中心之间的安全稳定传输。

本发明还涉及能远程控制的智能水表的工作方法，所述工作方法，包括水量采集、远程监管与控制、水表的自动管理；所述水量采集，包括如下步骤：

（1）每个小区的集中器向指定的水表的处理器下发数据采集指令，处理器接收到采指令后，读取水表表体的流量计当前用水量，经由总线传送到对应的集中器，集中器接收到用水量值后，添加相应的控制信息组成数据帧上传控制中心；

（2）当有水表需要关断智能阀体的阀门时，集中器向指定的水表的处理器发送关断指令，经由总线到达处理器后，处理器解析指令执行关断操作，并响应集中器执行的结果。

进一步的，上述的能远程控制的智能水表的工作方法，所述远程监管与控制，包括如下步骤：

（1）实时监控：所述控制中心包括socket通信服务器、数据库、web服务器、远程访问端；每个小区的每栋住户楼的每户住户的水表的处理器采集其水量的使用计量值、水体温度信息，处理器通过总线将数据发送到集中器上，每个集中器通过GPRS无线模块发送到位于控制中心的socket通信服务器，socket通信服务器将数据存储到数据库，远程访问端可通过web服务器的网页查询到数据内容；

（2）实时控制：水量的使用计量值数据出现异常后，如果当前异常是住户余额已接近不足，操作人员可以通过住户信息中的联系方式联系住户，或者直接通过单击“提醒”按钮，web服务器会调用Web Services模块，通过通信程序向该住户的小区的集中器发送指令控制数据帧；集中器将指令传达指定的水表的处理器后，处理器控制数字显示屏产生提醒效果；当操作人员已提醒住户余额不足，并且住户持续未补缴费用，导致了账户欠费，操作人员可以直接通过单击“关闭阀门””按钮，web服务器会调用Web Services模块，通过通信程序向该住户的小区的集中器发送指令控制数据帧，集中器将指令传达指定的水表的处理器后，处理器控制关断智能阀体的阀门；处理器执行完上述操作后，均会向集中器回送响应结果，以来更新控制中心的水表状态。

在数据管理上将城市分成以区县为单位的多个片区，每个片区的数据独立管理，每个片区的数据可以按照小区、楼号进行查询，每个页面展示若干条数据信息，可翻页查询所有的数据，展示的数据信息包括住户的基本信息、用水量采集信息、水体温度、当前住户的账户余额。

进一步的，上述的能远程控制的智能水表的工作方法，所述水表的自动管理，还包括如下步骤：

（1）定时除垢：水表的处理器控制超声波发生器定时启动，对智能阀体进行震荡清理；

（2）调控水温：温度传感器实时检测智能阀体内的水温，当水温低于设定值时，水表的处理器控制电控调温组件启动以来调控水温。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

（1）水表的功能设计全面，在智能阀体的底部增设有超声波发生器，能够定时对智能阀体进行震荡清理，避免长期使用水垢在智能阀体内部大量聚集，从而影响流量计的测量精度，同时还具备测温调温的功能，在寒冷的环境下能够调控水温，进而降低水表冻裂漏水的现象发生，使用寿命相对较长；

（2）工作方法简单，数据传输稳定，智能化程度高，每个小区的每栋住户楼的每户住户的水表的水量的使用计量值、水体温度信息数据由处理器采集，经总线发送到集中器，集中器汇总处理后传送至控制中心，控制中心按通信协议解析数据包、处理并存储至数据库，同时提供信息发布功能，供操作人员监控整个采集流程，并且对小区采集***的各个部分进行远程监管与控制。

附图说明

图1为本发明所述能远程控制的智能水表的整体构架图；

图2为本发明所述能远程控制的智能水表的水表结构示意图；

图3为本发明所述能远程控制的智能水表的水表正视截面结构示意图；

图4为本发明所述能远程控制的智能水表的水表侧视截面结构示意图；

图中：小区采集***1、水表11、水表表体111、智能阀体112、进水管113、流量计114、出水管115、温度传感器116、电控调温组件117、超声波发生器118、数字显示屏119、机械读数表盘120、处理器121、透明防护盒122、密封垫圈123、保温套124、集中器12、GPRS无线模块13、控制中心2、socket通信服务器21、数据库22、web服务器23、远程访问端24。

具体实施方式

下面将结合具体实施例和附图1-4，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通的技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明的保护范围。

如图1-4所示，以下实施例提供了一种能远程控制的智能水表，包括小区采集***1、控制中心2，所述小区采集***1包括水表11、集中器12、GPRS无线模块13；其中，所述水表11包括水表表体111，所述水表表体111底部的一侧固定设置有智能阀体112，所述智能阀体112的一侧固定连通有进水管113，所述进水管113与智能阀体112的连接处固定安装有流量计114，所述智能阀体112的另一侧固定连通有出水管115，所述智能阀体112内壁顶部的一侧固定安装有温度传感器116，所述智能阀体112顶部的另一侧固定安装有电控调温组件117，所述智能阀体112的底部固定安装有超声波发生器118，所述水表表体111顶部的一侧固定安装有数字显示屏119，所述数字显示屏119的一侧固定设置有机械读数表盘120；所述水表表体111内壁的顶部固定安装有处理器121；其中，所述流量计114、温度传感器116分别与处理器121电性连接，所述处理器121分别与智能阀体112的阀门、电控调温组件117、超声波发生器118、数字显示屏119、电性连接并且控制智能阀体112的阀门、电控调温组件117、超声波发生器118;

每个小区的每栋住户楼的每户住户的水表11的处理器121采集其水量的使用计量值、水体温度信息，处理器121通过总线14将数据发送到集中器12上，每个集中器12通过GPRS无线模块13发送到控制中心2；所述小区采集***1同时可以接收控制中心2下发的控制命令，执行相应的控制操作，所述控制中心2接收到小区采集***1上传的数据后，按通信协议解析数据包、处理并存储至数据库，同时提供信息发布功能，并且对小区采集***1进行远程监管与控制。

进一步的，所述机械读数表盘120与水表表体111连接处的一侧铰接有透明防护盒122。

进一步的，所述水表表体111内壁的底部固定设置有密封垫圈123。

进一步的，所述进水管113的表面和出水管115的表面均套设有保温套124。

进一步的，所所述处理器121与集中器12之间采用M-Bus总线传输，所述集中器12与控制中心2之间采用Socket数据传输。

实施例1

本发明所述的能远程控制的智能水表的水量采集，包括如下步骤：

（1）每个小区的集中器12向指定的水表11的处理器121下发数据采集指令，处理器121接收到采指令后，读取水表表体111的流量计114当前用水量，经由总线14传送到对应的集中器12，集中器12接收到用水量值后，添加相应的控制信息组成数据帧上传控制中心2；

（2）当有水表11需要关断智能阀体112的阀门时，集中器12向指定的水表11的处理器121发送关断指令，经由总线到达处理器121后，处理器121解析指令执行关断操作，并响应集中器12执行的结果。

实施例2

本发明所述的能远程控制的智能水表的远程监管与控制，包括如下步骤：

（1）实时监控：所述控制中心2包括socket通信服务器21、数据库22、web服务器23、远程访问端24；每个小区的每栋住户楼的每户住户的水表11的处理器121采集其水量的使用计量值、水体温度信息，处理器121通过总线14将数据发送到集中器12上，每个集中器12通过GPRS无线模块13发送到位于控制中心2的socket通信服务器21，socket通信服务器21将数据存储到数据库22，远程访问端24可通过web服务器23的网页查询到数据内容；

（2）实时控制：水量的使用计量值数据出现异常后，如果当前异常是住户余额已接近不足，操作人员可以通过住户信息中的联系方式联系住户，或者直接通过单击“提醒”按钮，web服务器23会调用Web Services模块，通过通信程序向该住户的小区的集中器12发送指令控制数据帧；集中器12将指令传达指定的水表11的处理器121后，处理器121控制数字显示屏119产生提醒效果；当操作人员已提醒住户余额不足，并且住户持续未补缴费用，导致了账户欠费，操作人员可以直接通过单击“关闭阀门””按钮，web服务器23会调用WebServices模块，通过通信程序向该住户的小区的集中器12发送指令控制数据帧，集中器12将指令传达指定的水表11的处理器121后，处理器121控制关断智能阀体112的阀门；处理器121执行完上述操作后，均会向集中器12回送响应结果，以来更新控制中心2的水表状态。

在数据管理上将城市分成以区县为单位的多个片区，每个片区的数据独立管理，每个片区的数据可以按照小区、楼号进行查询，每个页面展示若干条数据信息，可翻页查询所有的数据，展示的数据信息包括住户的基本信息、用水量采集信息、水体温度、当前住户的账户余额。

实施例3

本发明所述的能远程控制的智能水表的水表的自动管理，还包括如下步骤：

（1）定时除垢：水表11的处理器121控制超声波发生器118定时启动，对智能阀体112进行震荡清理；

（2）调控水温：温度传感器116实时检测智能阀体112内的水温，当水温低于设定值时，水表11的处理器121控制电控调温组件117启动以来调控水温。

由上可得，本发明所述的能远程控制的智能水表，水表11的功能设计全面，在智能阀体112的底部增设有超声波发生器118，能够定时对智能阀体112进行震荡清理，避免长期使用水垢在智能阀体112内部大量聚集，从而影响流量计114的测量精度，同时还具备测温调温的功能，在寒冷的环境下能够调控水温，进而降低水表11冻裂漏水的现象发生，使用寿命相对较长；智能化程度高，每个小区的每栋住户楼的每户住户的水表11的水量的使用计量值、水体温度信息数据由处理器121采集，经总线14发送到集中器12，集中器12汇总处理后传送至控制中心2，控制中心2按通信协议解析数据包、处理并存储至数据库，同时提供信息发布功能，供操作人员监控整个采集流程，并且对小区采集***的各个部分进行远程监管与控制。

其中，透明防护盒122能够对机械读数表盘进行一定的安全防护能力。保温套124能够增加进水管113、出水管115的保温能力，不易发生冻裂的现象。

其中，所述处理器121与集中器12之间采用M-Bus总线传输，所述集中器12与控制中心2之间采用Socket数据传输。上述设计保证数据在水表11的处理器121与集中器12之间、集中器12与控制中心2之间的安全稳定传输。

本发明具体工作方法途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式。应当指出，以上实施例仅用于说明本发明，而并不用于限制本发明的保护范围。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种能远程控制的智能水表，其特征在于，包括小区采集***（1）、控制中心（2），所述小区采集***（1）包括水表（11）、集中器（12）、GPRS无线模块（13）；其中，所述水表（11）包括水表表体（111），所述水表表体（111）底部的一侧固定设置有智能阀体（112），所述智能阀体（112）的一侧固定连通有进水管（113），所述进水管（113）与智能阀体（112）的连接处固定安装有流量计（114），所述智能阀体（112）的另一侧固定连通有出水管（115），所述智能阀体（112）内壁顶部的一侧固定安装有温度传感器（116），所述智能阀体（112）顶部的另一侧固定安装有电控调温组件（117），所述智能阀体（112）的底部固定安装有超声波发生器（118），所述水表表体（111）顶部的一侧固定安装有数字显示屏（119），所述数字显示屏（119）的一侧固定设置有机械读数表盘（120）；所述水表表体（111）内壁的顶部固定安装有处理器（121）；其中，所述流量计（114）、温度传感器（116）分别与处理器（121）电性连接，所述处理器（121）分别与智能阀体（112）的阀门、电控调温组件（117）、超声波发生器（118）、数字显示屏（119）、电性连接并且控制智能阀体（112）的阀门、电控调温组件（117）、超声波发生器（118）;

每个小区的每栋住户楼的每户住户的水表（11）的处理器（121）采集其水量的使用计量值、水体温度信息，处理器（121）通过总线（14）将数据发送到集中器（12）上，每个集中器（12）通过GPRS无线模块（13）发送到控制中心（2）；所述小区采集***（1）同时可以接收控制中心（2）下发的控制命令，执行相应的控制操作，所述控制中心（2）接收到小区采集***（1）上传的数据后，按通信协议解析数据包、处理并存储至数据库，同时提供信息发布功能，并且对小区采集***（1）进行远程监管与控制。

2.根据权利要求1所述能远程控制的智能水表，其特征在于，所述机械读数表盘（120）与水表表体（111）连接处的一侧铰接有透明防护盒（122）。

3.根据权利要求1所述能远程控制的智能水表，其特征在于，所述水表表体（111）内壁的底部固定设置有密封垫圈（123）。

4.根据权利要求1所述能远程控制的智能水表，其特征在于，所述进水管（113）的表面和出水管（115）的表面均套设有保温套（124）。

5.根据权利要求1所述能远程控制的智能水表，其特征在于，所述处理器（121）与集中器（12）之间采用M-Bus总线传输，所述集中器（12）与控制中心（2）之间采用Socket数据传输。

6.根据权利要求1-5任意一项所述能远程控制的智能水表的工作方法，其特征在于，所述工作方法，包括水量采集、远程监管与控制、水表的自动管理；所述水量采集，包括如下步骤：

每个小区的集中器（12）向指定的水表（11）的处理器（121）下发数据采集指令，处理器（121）接收到采指令后，读取水表表体（111）的流量计（114）当前用水量，经由总线（14）传送到对应的集中器（12），集中器（12）接收到用水量值后，添加相应的控制信息组成数据帧上传控制中心（2）；

当有水表（11）需要关断智能阀体（112）的阀门时，集中器（12）向指定的水表（11）的处理器（121）发送关断指令，经由总线到达处理器（121）后，处理器（121）解析指令执行关断操作，并响应集中器（12）执行的结果。

7.根据权利要求6所述能远程控制的智能水表的工作方法，其特征在于，所述远程监管与控制，包括如下步骤：

实时监控：所述控制中心（2）包括socket通信服务器（21）、数据库（22）、web服务器（23）、远程访问端（24）；每个小区的每栋住户楼的每户住户的水表（11）的处理器（121）采集其水量的使用计量值、水体温度信息，处理器（121）通过总线（14）将数据发送到集中器（12）上，每个集中器（12）通过GPRS无线模块（13）发送到位于控制中心（2）的socket通信服务器（21），socket通信服务器（21）将数据存储到数据库（22），远程访问端（24）可通过web服务器（23）的网页查询到数据内容；

实时控制：水量的使用计量值数据出现异常后，如果当前异常是住户余额已接近不足，操作人员可以通过住户信息中的联系方式联系住户，或者直接通过单击“提醒”按钮，web服务器（23）会调用Web Services模块，通过通信程序向该住户的小区的集中器（12）发送指令控制数据帧；集中器（12）将指令传达指定的水表（11）的处理器（121）后，处理器（121）控制数字显示屏（119）产生提醒效果；当操作人员已提醒住户余额不足，并且住户持续未补缴费用，导致了账户欠费，操作人员可以直接通过单击“关闭阀门”按钮，web服务器（23）会调用Web Services模块，通过通信程序向该住户的小区的集中器（12）发送指令控制数据帧，集中器（12）将指令传达指定的水表（11）的处理器（121）后，处理器（121）控制关断智能阀体（112）的阀门；处理器（121）执行完上述操作后，均会向集中器（12）回送响应结果，以来更新控制中心（2）的水表状态。

8.根据权利要求6所述能远程控制的智能水表的工作方法，其特征在于，所述水表的自动管理，还包括如下步骤：

定时除垢：水表（11）的处理器（121）控制超声波发生器（118）定时启动，对智能阀体（112）进行震荡清理；

调控水温：温度传感器（116）实时检测智能阀体（112）内的水温，当水温低于设定值时，水表（11）的处理器（121）控制电控调温组件（117）启动以来调控水温。