CN215064685U - 一种基于磁阻式传感器的nb_iot物联网水表 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于磁阻式传感器的NB_IOT物联网水表，包括基表模块、计量采样模块、数据处理模块、磁攻击检测模块和通讯模块。基表模块为整个水表的本体，使得需要被测量的水从基表模块中流过可产生磁场变化即可被测量，计量采样模块将这种周期性磁场信号转化为电信号，然后将这种电信号传至数据处理模块，数据处理模块将该数据转变为水量数据，磁攻击检测模块将外部磁场干扰转换为脉冲电平信号，然后将该信号输送至数据处理模块，数据处理模块将该信号变为磁干扰报警信息，通讯模块将水量等信息上传至水务平台，使水务公司能够知道每家每户的水表运行情况，若有异常信息能够及时定位查找原因，减少水损。

Description

一种基于磁阻式传感器的NB_IOT物联网水表

技术领域

本发明涉及水表领域，尤其涉及一种基于磁阻式传感器的NB_IOT物联网水表。

背景技术

随着电子技术与信息技术的发展，传统产业的信息化发展日新月异，水务信息化水平也不断提高，传统的人工抄表、手工信息采集已远远不能满足日益提高的管理要求，直接影响水务公司的信息化水平，甚至影响其管理决策和经济效益。

现有水表不够智能，使得无法进行故障检测，会导致水资源浪费。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于磁阻式传感器的NB_IOT物联网水表，旨在解决现有水表不够智能，使得无法进行故障检测，会导致水资源浪费的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于磁阻式传感器的NB_IOT物联网水表，包括基表模块、计量采样模块、数据处理模块、磁攻击检测模块和通讯模块，所述计量采样模块、所述数据处理模块、所述磁攻击检测模块和所述通讯模块设置在所述基表模块上，所述基表模块，用于让水流通过；所述计量采样模块，用于对通过所述基表模块的水流进行采样；所述数据处理模块，用于对采样数据进行处理得到流量信息；所述磁攻击检测模块，用于对外部磁场进行检测并发出警报；所述通讯模块，用于将警报信息和流量信息上传水务平台。

其中，所述基表模块包括底座、表头、叶轮、齿轮组、电路板和指针，所述底座具有进水口和出水口，所述进水口和出水口位于所述底座的两侧，所述表头与所述底座固定连接，并位于所述底座的一侧，所述叶轮与所述表头转动连接，并位于所述底座内，所述齿轮组与所述叶轮啮合，并位于所述表头的一侧，所述指针具有磁铁，所述磁铁位于所述指针的一侧，所述指针与所述齿轮组固定连接，并位于所述齿轮组的一侧，所述电路板与所述表头固定连接，并位于所述表头的一侧。

其中，所述计量采样模块包括采样单元和转换单元，所述采样单元与所述转换单元连接；所述采样单元，用于对水流信息进行采样，得到采样数据；所述转换单元，用于对采样数据进行转换得到采样电信号。

其中，所述数据处理模块包括时钟单元、数据转化单元和水量判断单元，所述时钟单元、所述数据转化单元和所述水量判断单元依次连接；所述时钟单元，用于进行计时；所述数据转化单元，用于将采样电信号转换为流量数据；所述水量判断单元，用于基于计时数据和流量数据进行流量异常判断。

其中，所述磁攻击检测模块包括攻击检测单元和警报输出单元，所述攻击检测单元和所述警报输出单元依次连接；所述攻击检测单元，用于对外部磁场强度进行检测，得到强度信息值；所述警报输出单元，用于基于强度信息值发出警报。

其中，所述通讯模块包括传输单元和报警单元，所述传输单元和所述报警单元连接；所述传输单元，用于将流量数据传输到水务平台；所述报警单元，用于将流量异常信息和警报信息上传到水务平台。

本发明的一种基于磁阻式传感器的NB_IOT物联网水表，在本实施方式中，所述基表模块为整个水表的本体，使得需要被测量的水从所述基表模块中流过可产生磁场变化即可被测量，所述计量采样模块将这种周期性磁场信号转化为电信号，然后将这种电信号传至所述数据处理模块，所述数据处理模块将该数据转变为水量数据，所述磁攻击检测模块将外部磁场干扰(攻击)转换为脉冲电平信号，然后将该信号输送至数据处理模块，数据处理模块将该信号变为磁干扰报警信息，所述通讯模块将水量等信息上传至水务平台，使水务公司能够知道每家每户的水表运行情况，若有异常信息能够及时定位查找原因，减少水损，从而解决现有水表不够智能，使得无法进行故障检测，会导致水资源浪费的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的一种基于磁阻式传感器的NB_IOT物联网水表的结构图；

图2是本发明的计量采样模块、数据处理模块、磁攻击检测模块和通讯模块的结构图。

1-基表模块、2-计量采样模块、3-数据处理模块、4-磁攻击检测模块、5-通讯模块、11-底座、12-表头、13-叶轮、14-齿轮组、15-电路板、16-指针、17-电池、18-安装板、19-连接环、21-采样单元、22-转换单元、31-时钟单元、32-数据转化单元、33-水量判断单元、41-攻击检测单元、42-警报输出单元、51-传输单元、52-报警单元、111-进水口、112-出水口、161-磁铁。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请参阅图1和图2，本发明提供一种基于磁阻式传感器的NB_IOT物联网水表，包括：

基表模块1、计量采样模块2、数据处理模块3、磁攻击检测模块4和通讯模块5，所述计量采样模块2、所述数据处理模块3、所述磁攻击检测模块4和所述通讯模块5设置在所述基表模块1上；

所述基表模块1，用于让水流通过；

所述计量采样模块2，用于对通过所述基表模块1的水流进行采样；

所述数据处理模块3，用于对采样数据进行处理得到流量信息；

所述磁攻击检测模块4，用于对外部磁场进行检测并发出警报；

所述通讯模块5，用于将警报信息和流量信息上传水务平台。

在本实施方式中，所述基表模块1为整个水表的本体，使得需要被测量的水从所述基表模块1中流过可产生磁场变化即可被测量，所述计量采样模块2将这种周期性磁场信号转化为电信号，然后将这种电信号传至所述数据处理模块3，所述数据处理模块3将该数据转变为水量数据，所述磁攻击检测模块4将外部磁场干扰(攻击)转换为脉冲电平信号，然后将该信号输送至数据处理模块3，数据处理模块3将该信号变为磁干扰报警信息，所述通讯模块5将水量等信息上传至水务平台，使水务公司能够知道每家每户的水表运行情况，若有异常信息能够及时定位查找原因，减少水损，从而解决现有水表不够智能，使得无法进行故障检测，会导致水资源浪费的问题。

进一步的，所述基表模块1包括底座11、表头12、叶轮13、齿轮组14、电路板15和指针16，所述底座11具有进水口111和出水口112，所述进水口111和出水口112位于所述底座11的两侧，所述表头12与所述底座11固定连接，并位于所述底座11的一侧，所述叶轮13与所述表头12转动连接，并位于所述底座11内，所述齿轮组14与所述叶轮13啮合，并位于所述表头12的一侧，所述指针16具有磁铁161，所述磁铁161位于所述指针16的一侧，所述指针16与所述齿轮组14固定连接，并位于所述齿轮组14的一侧，所述电路板15与所述表头12固定连接，并位于所述表头12的一侧。

在本实施方式中，所述底座11为中空接口，通过所述进水口111可以让水流通过，然后从所述排水口排出，通过时带动所述底座11中的所述叶轮13转动，通过所述齿轮组14传动而带动所述指针16转动，所述指针16上带有磁铁161，从而可以产生磁场的周期性变化，所述磁铁161采用充磁方式的钕铁硼材料制成，形状为圆柱，上下两端分别为N、S级，所述电路板15用于安装所述计量采样模块2、所述数据处理模块3、所述磁攻击检测模块4和所述通讯模块5。

进一步的，所述计量采样模块2包括采样单元21和转换单元22，所述采样单元21与所述转换单元22连接；

所述采样单元21，用于对水流信息进行采样，得到采样数据；

所述转换单元22，用于对采样数据进行转换得到采样电信号。

在本实施方式中，所述采样单元21由两个两用的磁敏传感器组成，可以对所述磁铁161运动产生的磁场周期性变化进行检测，并且在指针16针顺时针或逆时针转动时会产生不同的电平变化信号，根据该变化信号可以判断叶轮13的旋转方向，从而判断水流的正反向，实现对正反向流量的计量。所述转换单元22主要由模数转换器组成，用于将模拟信号转换为电信号输出。另外计量用的两个磁敏传感器采用全级磁开关传感器。所述指针16的转轴在所述电路板15上的投影为圆点，所述指针16长度为直径，形成一个圆，两个磁敏传感器位于该圆上，其角度90°时效果最好。

进一步的，所述数据处理模块3包括时钟单元31、数据转化单元32和水量判断单元33，所述时钟单元31、所述数据转化单元32和所述水量判断单元33依次连接；

所述时钟单元31，用于进行计时；

所述数据转化单元32，用于将采样电信号转换为流量数据；

所述水量判断单元33，用于基于计时数据和流量数据进行流量异常判断。

在本实施方式中，所述时钟单元31与现实时钟同步，通过与所述数据转化单元32产生的流量数据相比较，可以对用水情况进行智能判断，特别是当水量经常在一般非用水时间(例如午夜)连续几天均出现数值变化且变化幅度差异不大，则可判断该用户的水表存在疑似漏水故障，所述水量判断单元33判断为异常后通过定时上报功能通知平台该户水表存在故障，需派遣工作人员上门查看，从而可以及时发现故障，及时对故障进行处理，从而节省水资源。

进一步的，所述磁攻击检测模块4包括攻击检测单元41和警报输出单元42，所述攻击检测单元41和所述警报输出单元42依次连接；

所述攻击检测单元41，用于对外部磁场强度进行检测，得到强度信息值；

所述警报输出单元42，用于基于强度信息值发出警报。

在本实施方式中，所述攻击检测单元41由磁敏传感器构成，其不受所述指针16上的所述磁铁161影响，用于实时检测外部的垂直磁场，当外部磁场强度过大，超过设定值会影响磁敏传感器的正常工作时，所述警报输出单元42会产生告警脉冲信号进行提醒，从而可以及时干扰处理。

进一步的，所述通讯模块5包括传输单元51和报警单元52，所述传输单元51和所述报警单元52连接；

所述传输单元51，用于将流量数据传输到水务平台；

所述报警单元52，用于将流量异常信息和警报信息上传到水务平台。

进一步的，所述基表模块1还包括电池17，所述电池17与所述电路板15电连接，并位于所述表头12的一侧。

在本实施方式中，通过所述电池17可以对所述电路板15进行供电，保证其能正常工作。

进一步的，所述基表模块1还包括安装板18，所述安装板18与所述底座11固定连接，并位于所述底座11的一侧。

在本实施方式中，在所述安装板18上设置有多个安装孔，通过多个所述安装孔可以更加方便地对水表进行安装。

进一步的，所述基表模块1还包括两个连接环19，两个所述连接环19与所述底座11固定连接，并分别位于所述进水口111和所述出水口112处。

在本实施方式中，在所述进水口111和所述出水口112处设置所述连接环19，所述连接环19上有螺纹，使得更加方便和外部水管进行连接。

本发明的工作原理及使用流程：请参阅图1和图2，本发明安装好过后，水从所述进水口111进入带动所述叶轮13转动，然后从所述排水口排出，所述叶轮13在所述齿轮组14的作用下带动所述指针16旋转，所述指针16上的所述磁铁161转动而产生磁场的变化，通过所述计量采样模块2将这种周期性磁场信号转化为电信号，然后将这种电信号传至所述数据处理模块3，所述数据处理模块3将该数据转变为水量数据，所述磁攻击检测模块4将外部磁场干扰(攻击)转换为脉冲电平信号，然后将该信号输送至数据处理模块3，数据处理模块3将该信号变为磁干扰报警信息，所述通讯模块5将水量等信息上传至水务平台，使水务公司能够知道每家每户的水表运行情况，若有异常信息能够及时定位查找原因，减少水损，从而解决现有水表不够智能，使得无法进行故障检测，会导致水资源浪费的问题。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (1)

1.一种基于磁阻式传感器的NB_IOT物联网水表，其特征在于，

包括基表模块、计量采样模块、数据处理模块、磁攻击检测模块和通讯模块，所述计量采样模块、所述数据处理模块、所述磁攻击检测模块和所述通讯模块设置在所述基表模块上；

所述基表模块，用于让水流通过；所述基表模块包括底座、表头、叶轮、齿轮组、电路板和指针，所述底座具有进水口和出水口，所述进水口和出水口位于所述底座的两侧，所述表头与所述底座固定连接，并位于所述底座的一侧，所述叶轮与所述表头转动连接，并位于所述底座内，所述齿轮组与所述叶轮啮合，并位于所述表头的一侧，所述指针具有磁铁，所述磁铁位于所述指针的一侧，所述指针与所述齿轮组固定连接，并位于所述齿轮组的一侧，所述电路板与所述表头固定连接，并位于所述表头的一侧；

所述计量采样模块，用于对通过所述基表模块的水流进行采样；

所述数据处理模块，用于对采样数据进行处理得到流量信息；

所述磁攻击检测模块，用于对外部磁场进行检测并发出警报；

所述通讯模块，用于将警报信息和流量信息上传水务平台。

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