專利名稱：農(nóng)用井遠(yuǎn)程抄表裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及水利自動(dòng)化領(lǐng)域，具體涉及一種基于GSM短消息的農(nóng)用井遠(yuǎn)程抄表裝 置。該裝置可以采集發(fā)訊水表產(chǎn)生的水量脈沖信號，并將水量信息以短信的方式發(fā)送到控制 中心。
背景技術(shù)：
"農(nóng)用井遠(yuǎn)程抄表裝置"主要順應(yīng)當(dāng)前嚴(yán)重缺水的現(xiàn)狀，加強(qiáng)地下水用水規(guī)范管理，合 理收費(fèi)，實(shí)現(xiàn)節(jié)水技術(shù)的科學(xué)化，現(xiàn)代化而產(chǎn)生的。但是目前農(nóng)用井抄表裝置存在計(jì)量不準(zhǔn) 確、交費(fèi)拖欠、人為浪費(fèi)水嚴(yán)重、用水統(tǒng)計(jì)工作繁重的缺點(diǎn)。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是為水利系統(tǒng)提供一套功能完備齊全的農(nóng)用井水計(jì)量管理系統(tǒng)，做到地下 用水統(tǒng)一管理，統(tǒng)一收費(fèi)，科學(xué)決策。解決長期存在的用水計(jì)量不準(zhǔn)，拖欠交費(fèi)以及人為浪 費(fèi)水的嚴(yán)重現(xiàn)象，減輕用水統(tǒng)計(jì)的工作繁重性。提高水的利用效率，為節(jié)水做出貢獻(xiàn)。為了很好地解決抄表難和有線遠(yuǎn)傳的布線難的問題，本系統(tǒng)利用無線GSM技術(shù)，可以直接 對每只水表流量數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是1. 設(shè)計(jì)一種農(nóng)用井遠(yuǎn)程抄表裝置，該抄表裝置可以遠(yuǎn)程抄送農(nóng)用井的水量信息并將其通過SMS方式傳送到控制中心，其包括外殼l，固定在電路板3上的SMS短消息模塊2水表信號采集 模塊4和電源及電源切換模塊5，接線端子6組成，水表信號采集模塊4跟SMS短消息模2塊通過 串行通訊接口相連，采集的水量信息通過SMS短消息的方式發(fā)送到控制中心，采集模塊將以查 詢的方式處理短信的接收，當(dāng)收到査詢當(dāng)前水量的信息后，采集模塊將通過SMS模塊發(fā)送含有 當(dāng)前數(shù)量信息的短信給請求號碼，電源及電源切換模塊5上帶有外部市電和備用電池接口，分 別為水表信號采集模塊4和SMS短消息模塊2提供4. 3V工作電源。外部水表脈沖信號通過接線端 子6提供給信號采集模塊4。2. 根據(jù)l所述的所述的農(nóng)用井遠(yuǎn)程抄表裝置，圖5中的手機(jī)短消息接口通過TXD， RXD管腳 跟圖4中的單片機(jī)串口相連，實(shí)現(xiàn)短消息的讀寫，圖6中的PULSE1， PULSE2連接到圖4單片機(jī)的 中斷管腳，進(jìn)行信號釆集，圖7電源部分提供的VDD4V2電源經(jīng)過圖6中D1后為其他電路提供電 源。3. 根據(jù)l所述的農(nóng)用井遠(yuǎn)程抄表裝置，具有市電和后備電源兩種供電方式，在停電情況 下后備電池可以連續(xù)工作500小時(shí)。當(dāng)采集模塊能監(jiān)測到市電停電發(fā)生后，單片機(jī)將進(jìn)入休眠 方式，只會(huì)對水表脈沖信號產(chǎn)生響應(yīng)。以上提出了一種農(nóng)用井遠(yuǎn)程抄表裝置，它至少包括外殼、SMS手機(jī)短消息模塊、水表信號 采集模塊、電源及電源切換模塊、接線端子等。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是水表數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳采用以TC35i為核心的 SMS手機(jī)短消息模塊。該模塊內(nèi)部集成了電源、SM卡等必要電路，預(yù)留TTL電平的UART接口， 該接口可以跟普通單片機(jī)的UART直接相連。單片機(jī)可以通過AT指令完成短信的收發(fā)以及模塊 工作模式的設(shè)置。水表脈沖采集模塊以ATmega32為控制核心。除了完成水表水量信號的采集外，該模塊還 集成短信收發(fā)功能、電源管理功能等。ATmega32的一個(gè)外部中斷口跟外部電源相連，當(dāng)外部
掉電后，該引腳產(chǎn)生一個(gè)低電平中斷，當(dāng)該電平中斷發(fā)生后，單片機(jī)進(jìn)入休眠模式，以節(jié)省 電力。為了減少功耗，去除了一切LED指示、鍵盤、液晶等外設(shè)。系統(tǒng)的設(shè)置是通過經(jīng)過授權(quán)的 號碼發(fā)送短消息來實(shí)現(xiàn)。授權(quán)手機(jī)可以發(fā)送設(shè)置當(dāng)前水量和水表最大讀數(shù)的設(shè)置命令給遠(yuǎn)程 抄表系統(tǒng)。由于SMS短消息模塊在短消息的發(fā)送和接收過程中會(huì)消耗大量能量，故僅僅依靠電池供電 是不可行的，所以該抄表裝置的主電源為220V巿電。當(dāng)市電停電后，自動(dòng)切換到電池供電， 抄表裝置自動(dòng)斷開與SMS短消息模塊的連接，以節(jié)省能耗。但此時(shí)采集模塊仍能完成水表信息 的采集。本實(shí)用新型的有益效果是(1) 采用了具有寬電壓范圍和豐富接口資源的avr微控制器，具有集成度高，電路簡單 的特點(diǎn)，可以有效降低成本，便于推廣。采用無線短消息方式可以大大減少布線成本。(2) 抄表系統(tǒng)的當(dāng)前水量、水表最大讀數(shù)可以通過經(jīng)過授權(quán)的手機(jī)短信進(jìn)行設(shè)置。操 作人員可在任意地點(diǎn)任意時(shí)間進(jìn)行抄表。設(shè)置控制中心后，可以有計(jì)劃地對用水信息進(jìn)行積 累和分析。(3) 降低抄表及水費(fèi)征收工作強(qiáng)度，提高了水利自動(dòng)化水平。


以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。 圖l是本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)側(cè)視圖。 圖2是本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)俯視圖。 圖3是本實(shí)用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。 圖4是本實(shí)用新型的電路原理圖——微控制器核心部分。 圖5是本實(shí)用新型的電路原理圖一"GSM模塊接口部分。 圖6是本實(shí)用新型的電路原理圖——信號采集部分。 圖7是本實(shí)用新型的電路原理圖——系統(tǒng)電源部分。圖中l(wèi).外殼，2.SMS手機(jī)短消息模塊，3.電路板，4.水表信息采集模塊，5.電源及電源切 換模塊，6.接線端子。
具體實(shí)施方式
在圖1和圖2中，SMS手機(jī)短消息模塊(2).水表信息采集模塊(4),電源及電源切換模 塊(5)固定在電路板(3)的上端。SMS手機(jī)短消息模塊(2)和水表信息采集模塊(4)通過 UART接口進(jìn)行連接。電源及電源切換模塊(5)為短消息模塊和采集模塊供電。市電和外部水 表脈沖信號線通過接線端子跟電源模塊和采集模塊相連。圖3表示了上面所述的連接關(guān)系。圖4、圖5、圖6給出了詳細(xì)的電路原理圖。電路分下面幾個(gè)部分外部信號采集、微控制 器核心、系統(tǒng)電源、GSM模塊接口電路等。圖6中外部脈沖采集電路與圖4的微控制器核心電路 的外部脈沖電路相連，進(jìn)行外部信號的采集。GSM模塊(2)通過圖5中GSM模塊接口電路跟圖4 中的微控制器核心電路進(jìn)行通信。圖7中系統(tǒng)電源部分為整個(gè)電路提供電源。外部脈沖是開關(guān)量，開關(guān)量由系統(tǒng)供電，轉(zhuǎn)換為高低電平，該脈沖電平經(jīng)穩(wěn)壓后輸入單 片機(jī)的外部中斷，外部中斷發(fā)生后，水量進(jìn)行累加。該采集模塊控制SMS手機(jī)短消息模塊(2)， 以一定的間隔發(fā)送接收短消息的AT命令給短消息模塊，當(dāng)收到新的短消息后，采集模塊對短 消息內(nèi)容進(jìn)行讀取和分析，如果是經(jīng)過授權(quán)的號碼發(fā)來的短消息，并且短消息的格式正確， 采集模塊將根據(jù)短消息內(nèi)容進(jìn)行處理和回復(fù)。當(dāng)遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)安裝完成后，安裝人員需通過 短消息的方式設(shè)置當(dāng)前的水量信息跟水表的實(shí)際讀數(shù)一致。
權(quán)利要求1.一種農(nóng)用井遠(yuǎn)程抄表裝置，其特征在于該抄表裝置，其包括外殼(1)，固定在電路板(3)上的SMS短消息模塊(2)水表信號采集模塊(4)和電源及電源切換模塊(5)，接線端子(6)組成，水表信號采集模塊(4)跟SMS短消息模塊(2)通過串行通訊接口相連，采集的水量信息通過SMS短消息的方式發(fā)送到控制中心，采集模塊將以查詢的方式處理短信的接收，當(dāng)收到查詢當(dāng)前水量的信息后，采集模塊將通過SMS模塊發(fā)送含有當(dāng)前數(shù)量信息的短信給請求號碼，電源及電源切換模塊(5)上帶有外部市電和備用電池接口，分別為水表信號采集模塊(4)和SMS短消息模塊(2)提供4.3V工作電源，外部水表脈沖信號通過接線端子(6)提供給信號采集模塊(4)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的農(nóng)用井遠(yuǎn)程抄表裝置，其特征是電路連接方式是手機(jī)短消息接 口通過TXD， RXD管腳跟單片機(jī)串口相連，實(shí)現(xiàn)短消息的讀寫，PULSE1， PULSE2連接到單片機(jī) 的中斷管腳，進(jìn)行信號采集，電源部分提供的VDD4V2電源經(jīng)過D1后為其他電路提供電源。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的農(nóng)用井遠(yuǎn)程抄表裝置，其特征是系統(tǒng)有市電和后備電源兩種供 電方式，在停電情況下后備電源可以連續(xù)工作500小時(shí)。
專利摘要本實(shí)用新型屬水利自動(dòng)化領(lǐng)域，特別涉及一種農(nóng)用井遠(yuǎn)程抄表裝置。它包括外殼，固定在電路板上的SMS短消息模塊、水表信號采集模塊和電源及電源切換模塊組成。接線端子，水表信號采集模塊跟SMS短消息模塊通過串行通訊接口相連，采集的水量信息通過SMS短消息的方式發(fā)送到控制中心，采集模塊將通過SMS模塊發(fā)送含有當(dāng)前數(shù)量信息的短信給請求號碼，電源及電源切換模塊上帶有外部市電和備用電池接口，解決了抄表困難，不能實(shí)時(shí)抄表的問題?？蓮V泛應(yīng)用于農(nóng)用井抄表、工業(yè)區(qū)抄表、自來水抄表及物業(yè)管理等領(lǐng)域。
文檔編號G05B19/048GK201041629SQ20062011821
公開日2008年3月26日 申請日期2006年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月2日
發(fā)明者劉洪祿, 吳文勇, 吳文彪, 剛 孫, 申長軍, 趙春江, 鄭文剛, 郝仲勇 申請人:北京農(nóng)業(yè)信息技術(shù)研究中心