CN204496197U - 无线远传超声波水表控制电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种无线远传超声波水表控制电路，包括信号采集器与微处理器，在该信号采集器的输入端组上连接有两组超声换能器，所述微处理器用于与所述信号采集器进行信息交互，所述微处理器配置有压力检测接口与无线通讯接口，所述无线通讯接口用于实现远程无线通讯模块的热插拔，信号采集器通过两组超声换能器获取水管内的流量信息并上传至所述微处理器，微处理器将流量信息以及压力检测模块获得的水管压力信息通过远程无线通讯模块进行传输。其显著效果是：实现了超声波水表流量信息的远程传输，实现成本低；通过微处理器进行了功能性扩展，可实现对水管的压力检测，实用性好。
Description
技术领域
本实用新型涉及到电子计量设备技术领域，具体地说，是一种无线远传超声波水表控制电路。
背景技术
在我国建筑物及工业计量事业迅速发展的背景下，***对小康住宅标准提出了三表出户的要求，因此，IC卡水表和远传水表因不必入户抄表的优点逐步成为目前主流智能水表产品。由于IC卡水表非实时管理机制的缺点以及远传通信技术发展，远传水表会成为未来市场上的主流水表。
远传水表从数据传输的角度分为有线远传水表和无线远传水表。与有线远传水表相比，无线远传水表无需布线，安装方便，施工费用低，扩展性和可维护性好，因此，无线远传水表极具成本和技术优势。
然而，现有超声波水表的硬件电路为固定集成模块，不能直接接入无线通讯模块后实现数据的无线传输；另外，现有水表还存在功能单一的缺点，无法满足现在人们对数据多元化的需求。
实用新型内容
针对现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种无线远传超声波水表控制电路，该电路通过对超声波水表的硬件电路中进行扩展，不仅能够实现数据的无线远传，而且能够同时实现对水管流量与压强数据的采集。
为达到上述目的，本实用新型采用的具体技术方案如下：
一种无线远传超声波水表控制电路，包括信号采集器，在该信号采集器的输入端组上连接有两组超声换能器，其关键在于：还包括微处理器，该微处理器用于与所述信号采集器进行信息交互，所述微处理器配置有压力检测接口与无线通讯接口，所述压力检测接口用于连接压力检测模块，所述无线通讯接口用于实现远程无线通讯模块的热插拔，在所述微处理器的检测信号输入端连接有低压检测模块，该低压检测模块用于获取直流电源的电压信息；
所述微处理器的控制信号输出端连接有电源控制电路，该电源控制电路的输入端接所述直流电源，该电源控制电路的输出端连接所述压力检测接口的第一引脚，该压力检测接口的第二引脚串联电阻R33后与所述微处理器的第一检测信号输出脚相连，压力检测接口的第三引脚串联电阻R32后连接微处理器的第一数据接收脚，压力检测接口的第四引脚串联电阻R31后与微处理器的第一数据发送脚相连，压力检测接口的第五引脚接地；
所述电源控制电路由PMOS管Q1与NMOS管Q2搭建而成，NMOS管Q2的栅极串接电阻R36后与微处理器的控制信号输出端相连，NMOS管Q2的源极串联电阻R34后接PMOS管Q1的栅极，NMOS管Q2的漏极接地，PMOS管Q1的源极接直流电源，PMOS管Q1的漏极与所述压力检测接口的第一引脚连接，在PMOS管Q1的源极与栅极之间还接有电阻R35。
在使用过程中，信号采集器通过两组超声换能器获取水管内的流量信息并将流量信息上传至所述微处理器，同时微处理器通过压力监测模块获得水管内的压力信息，微处理器将流量信息通过远程无线通讯模块传输至信号接收终端。本方案通过在信号采集器上连接配置有无线通讯接口的微处理器，插上远程无限通讯模块即可实现超声波水表流量信息的远程传输，实现成本低，使用方便；因超声波水表多采用电池进行供电，通过低压检测模块对电池电压进行检测，便于对电池及时进行更换；同时通过电源控制电路对压力检测模块的工作状态进行控制，当具有实际需求时对微处理器进行功能性扩展，实现对水管的压力检测，实用性好。
进一步的技术方案是，所述无线通讯接口的第一引脚接模块电源，该无线通讯接口的第二引脚与模块电源的接地端相连，无线通讯接口的第三引脚串接电阻R18后连接所述微处理器的第二检测信号输出脚，无线通讯接口的第四引脚与微处理器的同步开关信号输出脚相连，无线通讯接口的第五引脚串接电阻R20后与微处理器的第二数据接收脚相连，微处理器的第二数据接收脚还经上拉电阻R19接工作电源，微处理器的第二数据接收脚还串接双向瞬态抑制管TVS1后接地，无线通讯接口的第六引脚串接电阻R21后与微处理器的第二数据发送脚相连，微处理器的第二数据发送脚还经上拉电阻R22接工作电源，微处理器的第二数据发送脚还串接双向瞬态抑制管TVS2后接地，无线通讯接口的第七引脚接地；
所述双向瞬态抑制管TVS1还并联有电容C40，所述双向瞬态抑制管TVS2并联有电容C41。
在微处理器与无线通讯接口之间的串行通讯线上均设置有由双向瞬态抑制管构成的热插拔电路，能够对电路元件进行快速过电压保护，从而实现了对远程无线通讯模块的热插拔，方便根据实际需求决定是否接入远程无线通讯模块，使用方式更加灵活。
更进一步的技术方案是，在所述微处理器的输出端上还连接有LCD显示器。
通过LCD显示器可以方便的查看超声波水表获取的流量数据等信息。
更进一步的技术方案是，为了便于对超声波水表的各个模块进行统一管理，所述信号采集器、微处理器以及LCD显示器均由电源模块供电。
更进一步的技术方案是，所述电源模块包括TPS79730稳压芯片，该稳压芯片的输入端串接电阻R15后接3.6V直流电源，该稳压芯片的输出端输出3V工作电源为各个模块供电，该稳压芯片的PG端与输出端之间连接有电阻R16，所述稳压芯片的输入端还串接电容C38后接地，该稳压芯片的输出端与接地端之间还并行连接有电解电容C37与电容C39。
作为优选，所述信号采集器为DFLOW_UFO2模块，所述微处理器为Freescale KL单片机，所述远程无线通讯模块为基于GPRS的通讯模块，所述低压检测模块为BL8506低压检测芯片。
本实用新型的显著效果是：通过在超声波水表的信号采集器上连接一块配置有无线通讯接口的微处理器，插上远程无限通讯模块即可实现超声波水表流量信息的远程传输，实现成本低；设置双向瞬态抑制管对电路元件进行快速过电压保护，从而实现了远程无线通讯模块的热插拔，使用方便；通过电源控制电路对压力检测模块的工作状态进行控制，当具有实际需求时对微处理器进行功能性扩展，实现对水管的压力检测，实用性好。
附图说明
图1是本实用新型的电路原理框图；
图2是图1中信号采集器的电路原理图；
图3是图1中微处理器的电路原理图；
图4是图1中低压检测模块的电路原理图；
图5是图1中压力检测模块的接口电路原理图；
图6是图1中电源控制电路的电路原理图；
图7是图1中远程无线通讯模块的接口电路原理图；
图8是图1中电源模块的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式以及工作原理作进一步详细说明。
参见附图1，一种无线远传超声波水表控制电路，包括信号采集器与微处理器，在该信号采集器的输入端组上连接有两组超声换能器，所述微处理器用于与所述信号采集器进行信息交互，所述微处理器配置有压力检测接口与无线通讯接口，所述压力检测接口用于连接压力检测模块，所述压力检测接口用于连接压力检测模块，所述无线通讯接口用于实现远程无线通讯模块的热插拔，在所述微处理器的输出端上还连接有LCD显示器。
参见附图1，因超声波水表多采用电池进行供电，为了便于对电池及时更换，本例中在所述微处理器的检测信号输入端连接有用于获取直流电源电压信息的低压检测模块；
从图1中可以看出，为了在具有实际需求时实现对水管的压力检测，所述微处理器的控制信号输出端连接有电源控制电路，对压力检测模块的工作状态进行控制。
从图1中还可以看出，为了对超声波水表获取的信息进行存储，所述信号采集器还连接有第一存储器，所述微处理器还连接有第二存储器。
如图2-图3所示，所述信号采集器为DFLOW_UFO2模块，所述微处理器为Freescale KL单片机，DFLOW_UFO2模块的M_S引脚、D_RXD引脚、D_TXD引脚、INT引脚、CON引脚、INIT引脚、NRESET引脚分别与Freescale KL单片机的第九引脚、第一引脚、第二引脚、第五十七引脚、第五十六引脚、第五十五引脚、第四十三引脚一一对应连接。
如图4所示，所述低压检测模块为BL8506低压检测芯片，BL8506低压检测芯片的输入端连接3.6V直流电源，该BL8506低压检测芯片的输出端与微处理器的检测信号输入端LPW3.6连接。
由BL8506低压检测芯片的工作原理可知，当电池电压高于3.3V时，该芯片才输出3.3V电压控制微处理器处于工作状态；当电池电压低于3.3V时，该芯片输出电压为0，微处理器不工作。
如图3以及图5～图6所示，所述电源控制电路的输入端接所述3.6V直流电源，该电源控制电路的输出端VP连接所述压力检测接口的第一引脚，具体为：所述电源控制电路由PMOS管Q1与NMOS管Q2搭建而成，NMOS管Q2的栅极串接电阻R36后与微处理器的控制信号输出端相连，NMOS管Q2的源极串联电阻R34后接PMOS管Q1的栅极，NMOS管Q2的漏极接地，PMOS管Q1的源极接直流电源，PMOS管Q1的漏极与所述压力检测接口的第一引脚连接，在PMOS管Q1的源极与栅极之间还接有电阻R35；
所述压力检测接口的第二引脚串联电阻R33后与所述微处理器的第一检测信号输出脚PUL_PS相连，压力检测接口的第三引脚串联电阻R32后连接微处理器的第一数据接收脚P_RX，压力检测接口的第四引脚串联电阻R31后与微处理器的第一数据发送脚P_TX相连，压力检测接口的第五引脚接地。
当电源控制电路中的NMOS管Q2的栅极输入高电平时，NMOS管Q2导通，电流从其源极流向漏极输出电流，因此PMOS管Q1导通，其漏极电压与源极电压相等，输出电压为压力检测模块供电，当NMOS管Q2的栅极输入低电平时，NMOS管Q2与PMOS管Q1均截止，PMOS管Q1漏极输出的电压为0。
如图3与图7所示，所述远程无线通讯模块为基于GPRS的通讯模块，所述无线通讯接口的第一引脚接VMod模块电源，该无线通讯接口的第二引脚与VMod模块电源的接地端相连，无线通讯接口的第三引脚串接电阻R18后连接所述微处理器的第二检测信号输出脚PUL_GS，无线通讯接口的第四引脚与微处理器的同步开关信号输出脚SSW相连，无线通讯接口的第五引脚串接电阻R20后与微处理器的第二数据接收脚G_RX相连，微处理器的第二数据接收脚G_RX还经上拉电阻R19接工作电源，微处理器的第二数据接收脚G_RX还串接双向瞬态抑制管TVS1后接地，无线通讯接口的第六引脚串接电阻R21后与微处理器的第二数据发送脚G_TX相连，微处理器的第二数据发送脚G_TX还经上拉电阻R22接工作电源，微处理器的第二数据发送脚G_TX还串接双向瞬态抑制管TVS2后接地，无线通讯接口的第七引脚接地；
所述双向瞬态抑制管TVS1还并联有电容C40，所述双向瞬态抑制管TVS2并联有电容C41。
本例中，为了便于对超声波水表中的各个模块进行统一管理，所述微处理器、信号采集器、LCD显示器、第一存储器以及第二存储器均由电源模块供电。
参见附图8，所述电源模块包括TPS79730稳压芯片，该稳压芯片的输入端串接电阻R15后接所述3.6V直流电源，该稳压芯片的输出端输出3V工作电源V3为各个模块供电，该稳压芯片的PG端与输出端之间连接有电阻R16，所述稳压芯片的输入端还串接电容C38后接地，该稳压芯片的输出端与接地端之间还并行连接有电解电容C37与电容C39。通过该电路将电池提供的3.6V电压转变为可供单片机模块等的3V工作电源电压。
其工作原理为：
首先，信号采集器通过两组超声换能器获取水管内的流量信息，并将流量信息上传至所述微处理器；
然后，微处理器的第一检测信号输出脚PUL_PS输出高电平信号对压力检测接口是否插接压力检测模块进行检测，若是则输出控制信号使得电源控制电路导通为压力检测模块供电，微处理器获得水管内的压力信息；
最后，微处理器的第二检测信号输出脚PUL_GS输出高电平信号对无线通讯接口是否插接远程无线通讯模块进行检测，若是则微处理器将流量信息和压力信息通过远程无线通讯模块传输至信号接收终端；
在微处理器与无线通讯接口之间的串行通讯线上均设置有由双向瞬态抑制管构成的热插拔电路，能够对电路元件进行快速过电压保护，从而实现了远程无线通讯模块的热插拔。
Claims (6)
1.一种无线远传超声波水表控制电路，包括信号采集器，在该信号采集器的输入端组上连接有两组超声换能器，其特征在于：还包括微处理器，该微处理器用于与所述信号采集器进行信息交互，所述微处理器配置有压力检测接口与无线通讯接口，所述压力检测接口用于连接压力检测模块，所述无线通讯接口用于实现远程无线通讯模块的热插拔，在所述微处理器的检测信号输入端连接有低压检测模块，该低压检测模块用于获取直流电源的电压信息；
所述微处理器的控制信号输出端连接有电源控制电路，该电源控制电路的输入端接所述直流电源，该电源控制电路的输出端连接所述压力检测接口的第一引脚，该压力检测接口的第二引脚串联电阻R33后与所述微处理器的第一检测信号输出脚相连，压力检测接口的第三引脚串联电阻R32后连接微处理器的第一数据接收脚，压力检测接口的第四引脚串联电阻R31后与微处理器的第一数据发送脚相连，压力检测接口的第五引脚接地；
所述电源控制电路由PMOS管Q1与NMOS管Q2搭建而成，NMOS管Q2的栅极串接电阻R36后与微处理器的控制信号输出端相连，NMOS管Q2的源极串联电阻R34后接PMOS管Q1的栅极，NMOS管Q2的漏极接地，PMOS管Q1的源极接直流电源，PMOS管Q1的漏极与所述压力检测接口的第一引脚连接，在PMOS管Q1的源极与栅极之间还接有电阻R35。
2.根据权利要求1所述的无线远传超声波水表控制电路，其特征在于：所述无线通讯接口的第一引脚接模块电源，该无线通讯接口的第二引脚与模块电源的接地端相连，无线通讯接口的第三引脚串接电阻R18后连接所述微处理器的第二检测信号输出脚，无线通讯接口的第四引脚与微处理器的同步开关信号输出脚相连，无线通讯接口的第五引脚串接电阻R20后与微处理器的第二数据接收脚相连，微处理器的第二数据接收脚还经上拉电阻R19接工作电源，微处理器的第二数据接收脚还串接双向瞬态抑制管TVS1后接地，无线通讯接口的第六引脚串接电阻R21后与微处理器的第二数据发送脚相连，微处理器的第二数据发送脚还经上拉电阻R22接工作电源，微处理器的第二数据发送脚还串接双向瞬态抑制管TVS2后接地，无线通讯接口的第七引脚接地；
所述双向瞬态抑制管TVS1还并联有电容C40，所述双向瞬态抑制管TVS2并联有电容C41。
3.根据权利要求1所述的无线远传超声波水表控制电路，其特征在于：在所述微处理器的输出端上还连接有LCD显示器。
4.根据权利要求3所述的无线远传超声波水表控制电路，其特征在于：所述信号采集器、微处理器以及LCD显示器均由电源模块供电。
5.根据权利要求4所述的无线远传超声波水表控制电路，其特征在于：所述电源模块包括TPS79730稳压芯片，该稳压芯片的输入端串接电阻R15后接所述直流电源，该稳压芯片的输出端输出工作电源为各个模块供电，该稳压芯片的PG端与输出端之间连接有电阻R16，所述稳压芯片的输入端还串接电容C38后接地，该稳压芯片的输出端与接地端之间还并行连接有电解电容C37与电容C39。
6.根据权利要求1所述的无线远传超声波水表控制电路，其特征在于：所述信号采集器为DFLOW_UFO2模块，所述微处理器为Freescale KL单片机，所述远程无线通讯模块为基于GPRS的通讯模块，所述低压检测模块为BL8506低压检测芯片。
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| CN201520176765.0U CN204496197U (zh) | 2015-03-26 | 2015-03-26 | 无线远传超声波水表控制电路 |
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| CN201520176765.0U Active CN204496197U (zh) | 2015-03-26 | 2015-03-26 | 无线远传超声波水表控制电路 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107869824A (zh) * | 2017-12-14 | 2018-04-03 | 安徽美博智能科技有限公司 | 共享空调 |
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2015
- 2015-03-26 CN CN201520176765.0U patent/CN204496197U/zh active Active
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