專利名稱：網(wǎng)絡(luò)燃?xì)獗淼闹谱鞣椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及自動(dòng)控制技術(shù)，是一種用于計(jì)量表具的信號(hào)傳輸和控制裝置，特別是用于燃?xì)庥?jì)量表具的網(wǎng)絡(luò)傳輸和控制裝置。
隨著人民生活水平的日益提高，以及環(huán)保等對(duì)環(huán)境的越來(lái)越高的要求，計(jì)量表具尤其是燃?xì)庥?jì)量表具正被越來(lái)越廣泛地推廣使用。現(xiàn)有的計(jì)量表具，特別是燃?xì)獗砭撸m然已開(kāi)始逐漸電子化，但仍難以徹底杜絕偷漏和浪費(fèi)等現(xiàn)象。尤其是在出現(xiàn)故障時(shí)，不能及時(shí)報(bào)警和處理，從而造成不少不必要的事故。
本實(shí)用新型的目的是提供一種安裝使用方便、功能強(qiáng)、數(shù)據(jù)采集和計(jì)量、處理速度塊、準(zhǔn)確率高，特別是具有可靠有效的網(wǎng)絡(luò)通訊功能的網(wǎng)絡(luò)燃?xì)獗怼?br> 本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是一種網(wǎng)絡(luò)燃?xì)獗?，有表殼，表殼?nèi)裝有氣囊、進(jìn)出氣換向機(jī)構(gòu)和計(jì)量控制電路，其特征在于在表殼管路上裝有一個(gè)受控閥，受控閥與表殼內(nèi)的計(jì)量控制電路相連接，另有一個(gè)網(wǎng)絡(luò)通訊電路與表殼內(nèi)的計(jì)量控制電路相連接。
本實(shí)用新型中所述的表殼上有相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)通訊接口。在采用有線傳輸?shù)耐ㄓ嵚?lián)系方式時(shí)有上述網(wǎng)絡(luò)通訊接口，而當(dāng)采用無(wú)線形式的通訊方式時(shí)，就不需要這樣的通訊接口。采用有線傳輸?shù)耐ㄓ嵚?lián)系方式時(shí)的上述網(wǎng)絡(luò)通訊接口可用RS484標(biāo)準(zhǔn)接口。網(wǎng)絡(luò)通訊電路中有一個(gè)與計(jì)量控制電路的相連接的帶單片機(jī)的主電路模塊，帶單片機(jī)的主電路模塊接有一個(gè)用戶表具信息發(fā)射電路模塊，還接有一個(gè)外部控制信息接收電路模塊。用戶表具信息發(fā)射電路模塊、及外部控制信息接收電路模塊采用ASM發(fā)射和接收電路模塊。主電路模塊中有一個(gè)低功耗單片機(jī)，單片機(jī)接有信息采集接口電路和IC卡接口電路，還接有信息發(fā)射電路模塊接口及外部控制信息接收電路接口，并接有顯示電路接口電路和電機(jī)控制接口電路，上述各電路還與一個(gè)電源電路相連接。主電路模塊中的單片機(jī)還接有電源監(jiān)控電路。主電路模塊中的單片機(jī)還接有備用電池電路，及上電復(fù)位電路和循環(huán)顯示按鍵。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)新穎、安裝使用方便、功能強(qiáng)、外部接口多、數(shù)據(jù)采集和處理速度塊、準(zhǔn)確率高。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的一種網(wǎng)絡(luò)燃?xì)獗淼慕Y(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型中的計(jì)量表具網(wǎng)絡(luò)傳輸控制器的電路方框圖；圖3為本實(shí)用新型中的主電路模塊的電原理圖；圖4為本實(shí)用新型中的發(fā)射電路模塊的電原理圖；圖5為本實(shí)用新型中的接收電路模塊的電原理圖；圖6為本實(shí)用新型可采用的有線通訊電路的電路原理圖。
圖1描述了本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，在該例中，有表殼1，表殼1內(nèi)裝有整體式硬氣囊(或其它合適的氣囊結(jié)構(gòu))2、進(jìn)出氣換向機(jī)構(gòu)3和計(jì)量控制電路4，表殼中的計(jì)量控制電路及其它電路以及內(nèi)部機(jī)械結(jié)構(gòu)可參考現(xiàn)有的電子式煤氣表，如ZL94242816.1、ZL97235549.9、ZL97235550.2等，在此不再詳細(xì)描述。上述實(shí)施例與現(xiàn)有技術(shù)不同的是在表殼管路5(進(jìn)或出氣管路)上裝有一個(gè)受控閥6，受控閥6與表殼1內(nèi)的計(jì)量控制電路4相連接，另有一個(gè)網(wǎng)絡(luò)通訊電路7與表殼1內(nèi)的計(jì)量控制電路4相連接。
本實(shí)用新型中所述的表殼上可以有相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)通訊接口。在采用有線傳輸?shù)耐ㄓ嵚?lián)系方式時(shí)有上述網(wǎng)絡(luò)通訊接口，而當(dāng)采用無(wú)線形式的通訊方式時(shí)，就不需要這樣的通訊接口。采用有線傳輸?shù)耐ㄓ嵚?lián)系方式時(shí)的上述網(wǎng)絡(luò)通訊接口可用485總線接口。
圖2描述了本實(shí)用新型中可采用的網(wǎng)絡(luò)通訊電路，其中有一個(gè)與燃?xì)獗碇械挠?jì)量控制電路的相連接的帶單片機(jī)的主電路模塊21，帶單片機(jī)的主電路模塊21接有一個(gè)用戶表具信息發(fā)射電路模塊22，還接有一個(gè)外部控制信息接收電路模塊23。用戶表具信息發(fā)射電路模塊22、及外部控制信息接收電路模塊23采用ASM發(fā)射和接收電路模塊。
圖3描述了本實(shí)用新型中采用的主電路模塊，其中有一個(gè)低功耗單片機(jī)U1(MSP430X41X)，這一單片機(jī)的特點(diǎn)是超低功耗，工作活動(dòng)狀態(tài)電壓只有250μA電流，低功耗模式只有0.8μA，自帶LCD驅(qū)動(dòng)電路，內(nèi)置WATCHDOG，F(xiàn)LASHROM，定時(shí)器，TIMER_A，端口捕獲功能等。
單片機(jī)U1接有信息采集接口電路和IC卡接口電路，J2是IC卡接口及部分保護(hù)電路，D3-D6是TVS保護(hù)電路防止外界人為破壞，沖擊主單片機(jī)，1腳是VCC通過(guò)Q7升壓IC降電壓升到6V讀寫(xiě)卡，2腳是RST復(fù)位信號(hào)，3腳是CLK，4腳是I/O數(shù)據(jù)輸入輸出，5腳保留，6腳是地，其中在每一個(gè)信號(hào)線中都串入一個(gè)自恢復(fù)保險(xiǎn)絲，接上拉電阻。
J9是采集信號(hào)接口，是從干簧管上出來(lái)的信號(hào)，1腳是VCC，2腳是工作信號(hào)，就是煤氣監(jiān)控信號(hào)，理論上是只要煤氣流量到達(dá)一定程度，就會(huì)有工作信號(hào)，是一個(gè)有效的工作電平；3腳是計(jì)量信號(hào)，只要有氣流過(guò)就會(huì)有計(jì)量信號(hào)，4腳是防竊氣信號(hào)，當(dāng)表具受到外界強(qiáng)磁場(chǎng)干擾時(shí)，從表具中就會(huì)產(chǎn)生了有效工作電平；它們都通過(guò)一個(gè)限流電阻接入單片機(jī)中進(jìn)行監(jiān)控和計(jì)量。5腳是GND；為了電平的可靠性和抗干擾性，我們?cè)?個(gè)信號(hào)上都加了上拉電阻和濾波電容。
單片機(jī)還接有信息發(fā)射電路模塊接口及外部控制信息接收電路接口，J3和J4是發(fā)射和接收模塊的接口J3是接收模塊的接口，1腳是VCC，通過(guò)一個(gè)開(kāi)關(guān)管Q8來(lái)控制VCC，用以降低功耗，防止靜態(tài)偵聽(tīng)，這樣可以實(shí)現(xiàn)固定通訊協(xié)議同步。2腳是空腳，3腳是接收輸出腳通過(guò)一個(gè)限流電阻接入單片機(jī)的串行接收端，4是GND。
J4是發(fā)射模塊接口，腳相同，只是3腳是接單片機(jī)的串行發(fā)送端(開(kāi)關(guān)管是Q9)。并接有顯示電路接口電路和電機(jī)控制接口電路，J1是直流電機(jī)接口結(jié)構(gòu)很簡(jiǎn)單是兩組結(jié)構(gòu)相同的推管在J1處交差相接，當(dāng)OPEN的信號(hào)有效時(shí)推管會(huì)在J1的1和2腳形成一個(gè)上正下負(fù)的一個(gè)電壓驅(qū)動(dòng)電機(jī)開(kāi)，當(dāng)CLOSE有效時(shí)推管使會(huì)在J1的1和2腳步形成一個(gè)上負(fù)下正的一個(gè)電壓驅(qū)動(dòng)電機(jī)關(guān)。
J6和J7是LCD接口其中J6的1到J7的8是LCD的SEG線，J7的9到12是LCD的COM線，單片機(jī)中有一個(gè)對(duì)應(yīng)的LCD顯示RAM，只要在相對(duì)的位置1單片機(jī)會(huì)自動(dòng)驅(qū)動(dòng)點(diǎn)亮LCD相對(duì)的區(qū)。
上述各電路還與一個(gè)電源電路相連接，J5是電池接口U5是DC到DC低降IC把4.5V降到3.3V工作主單片機(jī)是在3.3V工作。BT1是一個(gè)備用電池，實(shí)際上它是一個(gè)自放電很小的一個(gè)3.6V金電容。防止用突然取出電池而無(wú)法關(guān)閥，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。主電路模塊中的單片機(jī)還接有電源監(jiān)控電路，U3和U4是兩個(gè)電源監(jiān)測(cè)IC用于對(duì)電池電壓在4.1V和3.6V進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)電壓低到4.1V時(shí)開(kāi)始報(bào)警，提醒用戶要換電池，當(dāng)電壓低到3.6V時(shí)進(jìn)行關(guān)閥。主電路模塊中的單片機(jī)還接有備用電池電路，及上電復(fù)位電路和循環(huán)顯示按鍵。U2是BUZZER。S1是循環(huán)顯示按鍵，每按一下循環(huán)顯示一項(xiàng)信息。
電路中包括單片機(jī)、晶體管Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7、Q8、Q9、二極管D1、D2、D3、D4、D5、D6、電阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19、R20、R21、R22、R23、R24、R25、R26、R27、R64、R65、電容C1、C2、C3、晶振Y1、電池BT1等元器件。
圖4、圖5分別描述了發(fā)射及接收電路。接收部分采用RX3400低功耗ASK全集成IC，發(fā)射部分采用RX4519低功耗ASM全集成IC，它們的共同特點(diǎn)是具有極低功耗，高集成度，低外部擴(kuò)展，接收頻率為290-460MHZ，片上的VCO采用集成PLL，用晶振參考來(lái)提高穩(wěn)定度。集成IF，數(shù)字濾波器，混頻器，1位數(shù)字比較器。接收部分的基本原理外置調(diào)制波天線經(jīng)過(guò)LC調(diào)回路后從9腳輸出，經(jīng)LC回路從6腳輸入混頻級(jí)，混頻后再經(jīng)中頻濾波后在內(nèi)部先送給數(shù)字濾波器再送給取樣判別器，判別器根據(jù)64分頻后成熟定時(shí)脈沖開(kāi)始解調(diào)，解調(diào)后信息經(jīng)1位比較器后從11腳輸出一個(gè)二進(jìn)制代碼。
發(fā)射部分的頻率為100-960MHZ，片上的VCO采用集成PLL用晶振參考，提高穩(wěn)定度。集成混頻器?；驹?、2腳是晶振輸入腳，3腳是ASK調(diào)制使能腳，高有效。5腳是經(jīng)LC網(wǎng)絡(luò)輸出調(diào)制波。8腳是二進(jìn)制代碼輸入腳，其中受TXEN控制，只有TXEN為高使才有效，14、15腳是用RC網(wǎng)絡(luò)成熟PLL的帶寬，13、12腳采用LC網(wǎng)絡(luò)來(lái)控制VCO頻率，16腳為控制VCO分頻模式，接VCC是64分頻，接GND是128分頻。接收部分和發(fā)射部分的電路都是二進(jìn)制振幅鍵控方式(ASM)的調(diào)制與解調(diào)電路。是一對(duì)成熟的ASM發(fā)射和接收模塊。
發(fā)射電路中還包括二極管D7、電阻R41、R42、R43、電容C40、C41、C42、C43、C44、C45、C46、C47、C48、C49、電感線圈L41、L42、L43、L44、L45、晶振X41等元器件。接收電路中還包括二極管D51、電阻R51、R52、R53、R54、R55、R56、R57、R58、電容C51、C52、C53、C54、C55、C56、C57、C58、C59、C60、C61、C62、C63、C64、C65、C66、C67、電感線圈L51、L52、L53、晶振X51等元器件。
本實(shí)用新型的基本原理首先單片機(jī)開(kāi)機(jī)后進(jìn)行安檢，有無(wú)發(fā)現(xiàn)故障或竊氣現(xiàn)象，電源電壓是否正常，若一切正常則開(kāi)閥供氣，然后設(shè)制系參數(shù)準(zhǔn)備計(jì)量。在計(jì)量中主要處理三個(gè)信號(hào)1、工作信號(hào)；2、計(jì)量信號(hào)；3、防竊氣信號(hào)。無(wú)論在什么情況下只要防竊氣有信號(hào)都認(rèn)為有竊氣行為，先輸出報(bào)警，然后在故障類型中記錄這一類型，再關(guān)閥，關(guān)閥后通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)向煤氣公司報(bào)告、報(bào)警。
正常情況下若工作信號(hào)先來(lái)，再看計(jì)量信號(hào)流量情況是否正常。正常就計(jì)量，異常就記錄故障，關(guān)閥報(bào)警，然后向煤氣公司報(bào)告；若計(jì)量信號(hào)先來(lái)則看在30秒中的氣流量是否正常，這要結(jié)合工作信號(hào)來(lái)判斷，正常就計(jì)量，異常就記錄故障，關(guān)閥報(bào)警，然后向煤氣公司報(bào)告。其中對(duì)再利用單片機(jī)的捕獲功能對(duì)計(jì)量信號(hào)進(jìn)行長(zhǎng)度捕獲然后根據(jù)算法對(duì)計(jì)量進(jìn)行精確的修正，以保證表具的計(jì)量高精度。
以上是主要工作原理，其中還有一些其它功能，比如網(wǎng)絡(luò)傳輸，這是利用單片機(jī)的串口，再加上一系列的通協(xié)議進(jìn)行的；IC卡讀寫(xiě)卡程序，這是利用中斷型式，當(dāng)IC卡插入后會(huì)產(chǎn)生一中斷，使單片機(jī)產(chǎn)生一個(gè)中斷，將信息讀入單片機(jī)，電源監(jiān)測(cè)也是一種中斷類型的處理方式，當(dāng)電壓下降到4.05V后電源監(jiān)測(cè)IC就輸出一個(gè)中斷來(lái)，單片機(jī)報(bào)警，再用4個(gè)小時(shí)后自動(dòng)關(guān)閥，關(guān)機(jī)。
圖6描述了本實(shí)用新型可采用的有線結(jié)構(gòu)形式的電路圖。其中也有一個(gè)單片機(jī)U1′(89C2051)，及附屬的集成電路U2(MAX485)、U3(24C02)、晶體管G1、G2、G3、G4、G5、G6、G7、G8、G9、二極管D61、D62、D63、D64、D65、D66、D67、D68、D69、D70、D71、D72、D73、D74、D75、D76、電阻R61、R62、R63、R64、R65、R66、R67、R68、R69、R70、R71、R72、R73、R74、R75、R76、R77、R78、R79、R80、R81、R82、R83、R84、電容C61、C62、C63、C64、C65、C66、C67、C68、C69、C70、C71、C72、C73、
C74、C75、C76、C77、晶振Z1等元器件。其電路原理較為簡(jiǎn)單，基本上是現(xiàn)有技術(shù)中可以找到的，因此在這里不再贅述。
權(quán)利要求1.一種網(wǎng)絡(luò)燃?xì)獗恚斜須?，表殼?nèi)裝有氣囊、進(jìn)出氣換向機(jī)構(gòu)和計(jì)量控制電路，其特征在于在表殼管路上裝有一個(gè)受控閥，受控閥與表殼內(nèi)的計(jì)量控制電路相連接，另有一個(gè)網(wǎng)絡(luò)通訊電路與表殼內(nèi)的計(jì)量控制電路相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)燃?xì)獗恚涮卣髟谟诒須ど嫌邢鄳?yīng)的網(wǎng)絡(luò)通訊接口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)燃?xì)獗恚涮卣髟谟诰W(wǎng)絡(luò)通訊電路中有一個(gè)與計(jì)量控制電路的相連接的帶單片機(jī)的主電路模塊，帶單片機(jī)的主電路模塊接有一個(gè)用戶表具信息發(fā)射電路模塊，還接有一個(gè)外部控制信息接收電路模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的網(wǎng)絡(luò)燃?xì)獗?，其特征在于用戶表具信息發(fā)射電路模塊、及外部控制信息接收電路模塊采用ASM發(fā)射和接收電路模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的網(wǎng)絡(luò)燃?xì)獗?，其特征在于主電路模塊中有一個(gè)低功耗單片機(jī)，單片機(jī)接有信息采集接口電路和IC卡接口電路，還接有信息發(fā)射電路模塊接口及外部控制信息接收電路接口，并接有顯示電路接口電路和電機(jī)控制接口電路，上述各電路還與一個(gè)電源電路相連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的網(wǎng)絡(luò)燃?xì)獗?，其特征在于主電路模塊中的單片機(jī)還接有電源監(jiān)控電路。
7.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的網(wǎng)絡(luò)燃?xì)獗?，其特征在于主電路模塊中的單片機(jī)還接有備用電池電路，及上電復(fù)位電路和循環(huán)顯示按鍵。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種網(wǎng)絡(luò)燃?xì)獗?有表殼,表殼內(nèi)裝有氣囊、進(jìn)出氣換向機(jī)構(gòu)和計(jì)量控制電路,其特征在于:在表殼管路上裝有一個(gè)受控閥,受控閥與表殼內(nèi)的計(jì)量控制電路相連接,另有一個(gè)網(wǎng)絡(luò)通訊電路與表殼內(nèi)的計(jì)量控制電路相連接。優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)新穎、安裝使用方便、功能強(qiáng)、數(shù)據(jù)采集和處理速度塊、計(jì)量和處理的準(zhǔn)確率高,特別是具有可靠有效的網(wǎng)絡(luò)通訊功能,不但能防止偷漏氣現(xiàn)象,而且使燃?xì)夤灸軐?duì)用戶的表具進(jìn)行適時(shí)監(jiān)控。
文檔編號(hào)G01F3/02GK2485631SQ0124465
公開(kāi)日2002年4月10日 申請(qǐng)日期2001年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月2日
發(fā)明者朱明 , 彭衛(wèi), 趙軍, 陳柳 申請(qǐng)人:趙軍