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基于射频技术的自发电式智能化水表的原理及设计

2018年11月28日 09:50 次阅读

今天为大家介绍一项国家发明授权专利——基于射频技术的自发电式智能化水表。该专利由河南工程学院申请,并于2018年11月20获得授权公告。

内容说明

本发明涉及一种水量计量装置,特别是涉及一种基于射频技术的自发电式智能化水表。

发明背景

随着我国经济的飞速发展,我国淡水资源紧缺问题日益严重,逐渐成为我国可持续发展的“瓶颈”,有关部门统计数字显示,我国人均水资源拥有量只有 2200立方米,目前我国三分之二的大中城市面临缺水,如北京,人均水资源不足 300立方米,仅为世界人均水平的 1/30,类似于以色列这样的沙漠国家。面对我国水资源的严峻现状如何使城镇的实际用水量压缩到社会必需用水量的最低限度成为水资源管理部门的一个难题。

目前节约水资源包括两个方面的措施:一是大力推广应用节水新技术;二是加强节约用水的科学管理。从某种意义上说,加强节水科学管理是当前的首要任务,要加强节约用水的科学管理,首先要把节水科学管理纳入法制化管理的轨道;其次要加速研究开发科技先进、应用方便的节约用水科学管理仪表。 为了加强节约用水的科学管理,必须改变民用水表管理现状,其现状表现为:水表收费一直采用人工抄表收费的方式,工作十分繁琐,而且容易出错,常常出现用户欠缴、迟缴或漏缴水费等问题。

因此,水表管理部门正在推行预付费管理模式。通过用户先付费后用水,从根本上杜绝欠缴、迟缴、漏缴水费的现象,实现了抄表、收费、控制三位一体,不仅节约了人力资源成本,而且强化了“水是商品”的概念,有利于促进节约用水和用水管理部门的统筹管理。

发明内容

本发明的技术方案是:一种基于射频技术的自发电式智能化水表,包括电源模块、水量检测模块和控制报警装置,所述电源模块与控制报警装置连接,且均设置在壳体内,所述水量检测模块与控制报警装置连接,且镶嵌在控制报警装置下侧的壳体内,所述水量检测模块为至少两个,所述水量检测模块的进水口通过分支管道与设置在壳体上的用户总水管接口连接,所述控制报警装置包括处理器及与处理器连接的液晶显示模块、射频接收模块、加热装置和紫外线杀菌器,所述电源模块包括水力发电机和电池。

基于射频技术的自发电式智能化水表的原理及设计

本发明的有益效果是:1、本发明在原有机械水表的基础上实现水量的检测和电子显示,实现多个水表的集中统一管理,具有自发电及报警功能,并结合射频技术实现抄表和水量充值功能,具有水加热和消毒功能,方便人们进行使用。

2、本发明把多个机械水表通过壳体与控制报警装置连接为一整个整体,且均通过分支管道与用户总水管接口连接,实现了水表的集中设置和管理,减少空间的占用量,方便人们进行操作。

3、本发明通过射频技术的加入,实现人们通过射频卡对水表进行抄表和水量充值操作,方便人们进行使用,节省抄表人员的劳动量。

4、本发明设置有用户射频卡和抄表射频卡,特别是抄表射频卡的设置,实现了一张射频卡通过一次插卡抄表操作,就能实现对多个水表的信息采集,同时旋转壳体基座,摄像机对水表上的计数转盘进行拍照并储存。

5、本发明设置有水力发电装置,能够通过水管内部大的水压进行发电,为本发明进行供电,并对多余的电量进行储存,解决了干电池供电造成的环境污染。

6、本发明利用原有的机械水表,在机械水表的转盘上设置磁铁和干簧管,通过转盘的转动实现对水量的计算,有效的利用原有淘汰的机械水表,实现废物的循环利用,符合可持续发展要求,具有机械电子两种水量显示,同时计数转盘处的玻璃为凸透镜,具有放大作用,方便人员急性观察的同时,还便于进行照相核实。

7、本发明设置有稳压电路和电池管理芯片,对电池进行管理,根据电池的情况进行选择性充电,防止电池持续充电造成事故的发生,电池为控制报警装置进行和多个水量检测模块进行供电,减少发电产生电能的浪费。

8、本发明通过射频卡上的磁铁,实现射频收发电路上干簧管的导通,通过射频收发电路上的互感线圈对射频卡进行感应供电,实现射频卡与处理器之间的信息交换,实现抄表、续费和缴费操作。

9、本发明设置有电动水阀,能够通过处理器发出的信号实现关闭和开通,且水阀会在处理器的控制下,每月自动关闭一次,防止水垢对长时间开启的水阀进行侵蚀。

10、本发明设置有加热装置,同时加热装置成无底的圆筒状,且设置在用户总水管接口或机械水表的出水口上,不阻挡水流的同时,增加与水的接触面积,便于进行热传递,能够在一定程度上解决冬天自来水温度过低或结冰的问题。

11、本发明通过在加热装置中设置紫外线杀菌器,由于加热器的存在,会使加热器或附近管道内壁上成为细菌滋生的温床,进一步对自来水造成污染,紫外线杀菌器的设置,不但解决了细菌温床的问题,还对自来水进行杀菌消毒,增加了自来水的质量。

12、本发明通过转盘、两个干簧管和磁铁实现水量的机械信号转换为电子信号,两个干簧管之间设置有一定的角度,有效的解决了水锤效应产生的影响,当两个干簧管同时闭合时,说明周围存在强磁干扰,则在段码液晶屏上进行显示强磁干扰报警,并通过处理器关闭电动阀门,防止强磁造成计量误差。

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LMX2572LP LMX2572LP

LMX2572LP是一款低功耗,高性能的宽带合成器,无需使用内部倍频器即可生成12.5 MHz至2 GHz的一个频率。 PLL具有出色的性能,而3.3 V单电源仅消耗70 mA电流。 对于数字移动无线电(DMR)和无线麦克风等应用,LMX2572LP支持FSK调制。支持离散级FSK和脉冲整形FSK。通过编程orpins可以实现直接数字FSK调制。 LMX2572LP允许用户同步多个器件的输出,并且还允许在输入和输出之间需要确定性延迟的应用。 LMX2572LP提供了一个选项,可以通过细粒度调整相位,以解决电路板或器件内的延迟不匹配问题。频率斜坡发生器可以在自动斜坡生成选项或手动选项中合成多达两个斜坡段,以实现最大的灵活性。快速校准算法允许用户changefrequencies比20微秒更快。 的LMX2572LP从一个单一的3.3V电源集成的LDO,从而消除了对板载低噪声LDO的需要。 特性 输出频率:12.5 MHz至2 GHz 低功耗:3.3 V电源时为70 mA -124-dBc /Hz具有800-MHz载波的100-kHz偏移时的相位噪声 PLL品质因数:-232 dBc /Hz PLL归一化1 /f噪声:-123.5 dBc /Hz 32位小数N分频器 使用可编程输入乘法器去除整数边界杂散 多...

发表于 2018-08-17 15:47 37次阅读
LMX2572LP LMX2572LP

LMX2486 用于射频个人通信的 Δ-Σ 低功...

LMX2486器件是一款低功耗,高性能delta-sigma小数N分频PLL,带有辅助整数N分频PLL。该器件采用TI先进工艺制造。 采用delta-sigma架构,较低偏移频率的分数杂散被推到环路带宽之外的较高频率。将杂散和相位噪声能量靠近更高频率的能力是调制器阶数的直接函数。与模拟补偿不同,LMX2486中使用的数字反馈技术可以很好地抵抗温度变化和晶圆处理的变化。 LMX2486 delta-sigma调制器可编程至四阶,允许设计人员选择最佳调制器阶数,以适应系统的相位噪声,杂散和锁定时间要求。 用于编程的串行数据LMX2486通过三线,高速(20 MHz)MICROWIRE接口传输。 LMX2486提供精细的频率分辨率,低杂散,快速编程速度和单字写入以改变频率。这使其成为直接数字调制应用的理想选择,其中N计数器直接用信息调制。 LMX2486采用24引脚4.0×4.0×0.8 mm WQFN封装。 特性 四重模数预分频器用于低分数 RF PLL:16/17/20/21或32/33/36 /37 IF PLL:8/9或16/17 高级Delta Sigma分数补偿 12位或22-位可选分数模数 高达4阶可编程Delta-Sigma调制器 改进锁定时间和编程 Fastlock /循环滑动减少,只需要单字写入 集成...

发表于 2018-08-08 20:00 159次阅读
LMX2486 用于射频个人通信的 Δ-Σ 低功...

LMX2487 具有 3.0 GHz 整数 PL...

LMX2487器件是一款低功耗,高性能delta-sigma小数N分频PLL,带有辅助整数N分频PLL。它采用TI先进的工艺制造。 采用delta-sigma架构,较低偏移频率的分数杂散被推到环路带宽之外的较高频率。将杂散和相位噪声能量靠近更高频率的能力是调制器阶数的直接函数。与模拟补偿不同,LMX2487中使用的数字反馈技术可以很好地抵抗温度变化和晶圆处理的变化。 LMX2487 delta-sigma调制器可编程至四阶,允许设计人员选择最佳调制器阶数,以适应系统的相位噪声,杂散和锁定时间要求。 用于编程的串行数据LMX2487通过三线,高速(20 MHz)MICROWIRE接口传输。 LMX2487提供精细的频率分辨率,低杂散,快速编程速度和单字写入以改变频率。这使其成为直接数字调制应用的理想选择,其中N计数器直接用信息调制。 LMX2487采用24引脚4.0×4.0×0.8 mm WQFN封装。 特性 降低分频的四倍模数预分频器 RF PLL:16/17/20/21或32/33/36 /37 IF PLL:8/9或16/17 高级Delta Sigma分数补偿 12位或22-位可选分数模数 高达4阶可编程Delta-Sigma 调制器 改进锁定时间 快速锁定/循环减少单个 - 减去单词写入以改变频率 集成超...

发表于 2018-08-03 18:25 66次阅读
LMX2487 具有 3.0 GHz 整数 PL...

LMX2434 用于射频个人通信的 5.0 GH...

LMX243x器件采用专有的数字锁相环技术,可为RF和IF压控振荡器提供非常稳定的低噪声控制信号。 RF和IF合成器都包括一个两级可编程电荷泵。 RF和IF PLL均具有专用的快速锁定电路,带有集成的超时计数器,只需单字写入即可上电或改变频率。 LMX243x器件是高性能频率合成器,集成了双通道模数预分频器。可以为5 GHz LMX2434 RF合成器选择32/33或16/17预分频比。可以为LMX2430和LMX2433 RF合成器选择8/9或16/17预分频比。 IF电路包含一个8/9或16/17预分频器。 串行数据通过三线接口(DATA,LE,CLK)传输到器件。低压逻辑接口允许直接连接1.8 V器件。支持2.25 V至2.75 V的电源电压。 特性 低电流消耗 LMX2430(RF /IF):2.8 mA /1.4 mA LMX2433 (RF /IF):3.2 mA /2 mA LMX2434(RF /IF):4.6 mA /2.4 mA 2.25-V至2.75 -V操作 同步/异步掉电 多个PLL选项: LMX2430(RF /IF):3 GHz /0.8 GHz LMX2433(RF /IF):3.6 GHz /1.7 GHz LMX2434(RF /IF):5 GHz /2.5 GHz 可编程充电 - 泵电流水平 RF和IF:1或4 mA...

发表于 2018-08-03 18:20 63次阅读
LMX2434 用于射频个人通信的 5.0 GH...