直读远传光电水表系统及使用方法

今天为大家介绍一项国家发明授权专利——一种直读远传光电水表系统及使用方法。该专利由江苏丙辰电子有限公司申请，并于2017年12月15日获得授权公告。

内容说明

本发明涉及水表技术领域，具体地说，是一种直读远传光电水表系统。

发明背景

水表是常用的一种仪表设备，广泛应用于工业和家庭。随着用水户的不断增多和用户对供水服务要求的不断提高，传统的水表及抄表方式已经不能满足城市供水的发展需要。随着现代化科技的发展，在智能家居中对水表的抄表方式也提出了新的要求，即智能家居中要求水表及电表的抄表方式具有更高的可靠性、实时性和数据处理方便性。为保证抄表员抄表的准确、快捷、高效，抄表工作进入现代化、智能化的管理模式，使用智能抄表器、远传抄表替代传统的记录本手工抄写已成趋势。

发明内容

本发明的目的是提供一种直读远传光电水表系统，采用红外发光二极管和红外光敏元件形成水表数据，同时采用M-Bus进行数据通讯，克服了现有技术的水表普遍存在的结构复杂、容易受到外界光线干扰、相邻透射管之间相互干扰、总线式抄表系统容易出现故障、抄表速度慢等问题。

本发明提供了一种直读远传光电水表系统，包括水表、水表通讯系统和水表数据收集系统，水表包括字轮、光电发射装置、光电接收装置和单片机，字轮设于光电发射装置和光电接收装置中部，单片机采集字轮与光电发射装置和光电接收装置形成的光电信号并转化为数据；水表通讯系统采用M-Bus总线通讯，M-Bus总线通讯核对通讯地址码后将数据传递到水表数据收集系统；水表数据收集系统进行数据的查询，核查和备份。本发明直读远传光电水表系统，相对于传统的脉冲计数型远传水表，光电直读远传水表可以始终保持机械码盘示数与抄表数据一致，不存在累计误差。

光电直读远传水表直接传送数据而非脉冲信号，它不仅不受机械震动的影响 同时对电磁干扰也具有极高的抗干扰性，所以在复杂的使用环境下能够稳定准确可靠地实现计量。由于是基于M-Bus抄表系统，从而不再需要工人去逐家抄表，节省人力成本，节约时间。字轮、光电发射装置和光电接收装置各有4个，构成4组工作单元，分别代表千位、百位，十位、个位，最大读数为9999吨。四个字轮形成的数字，即可构成电表用量。

字轮上设有2个扇形通孔，第一扇形孔和第二扇形孔。光源发出的平行光到达到对应的接收器，而挡住其它的发射光。当表字轮随着用户用水而转动时，在传感器和感应器之间必然出现透空和隔断的情况，有的接收器能够接收到发射光而导通，有的接收器没有接收到发射光而无法导通。光电发射装置上设有红外发光二极管，在光电接收装置的对称位置设有红外光敏元件。在对称位置设置红外发光二极管和红外光敏元件，用来接收光电信号。光电发射装置由5个红外发光二极管和发射电路组成，光电接收装置由5个红外光敏元件和接收电路构成。光电发射装置发射光用于光电接收装置接收，光敏元件因为其特性在光照条件下呈现低阻抗状态，在无光条件下呈现高阻抗状态，这样接收不同光形成不同编码状态。红外发光二极管沿半圆周设置，位于两侧的红外发光二极管与半圆的两边缘半径成18度夹角，其余红外发光二极管之间成36度夹角均匀布置；红外光敏元件对称分布于字轮的另一侧。采用此设置方式，可以提高光电信号采集的准确度。单片机上设有防磁电路。该电路对电磁干扰具有极高的抗干扰性，所以在复杂的使用环境下能够稳定准确可靠地实现计量。水表上设有流量传感器，采用的流量传感器是韦根型流量传感器。韦根型流量传感器作用是提供可靠的流量脉冲给单片机用于统计流量。M-Bus总线通讯给水表供电。光电直读远传水表日常工作无需供电，避免了由于供电不稳定或故障引起的计量误差及大量的维护工作。只有在需要抄表时才通过M-Bus总线给仪表供电，抄表结束后即可断电。

直读远传光电水表系统的使用方法，1）启动水表数据收集系统；进入水表数据收集系统的主程序，并初始化IO端口，配置时钟、通讯参数；2）启动水表通讯系统：进行M-Bus通讯地址核对，M-Bus通讯地址核对正确时，开始通讯；通讯地址核对错误，进入休眠状态；3）水表接收水表数据收集系统发送的数据采集指令；4）水表中的单片机启动光电发射装置；同时单片机接收光电接收装置的信号；5）关闭光电发射装置和光电接收装置；6）单片机处理采集信号，并形成水表数据；7）单片机向M-Bus总线通讯发送水表数据，上传水表数据至水表数据收集系统；8）水表数据收集系统备份水表数据。

本发明的有益效果是，采用光电直读远传水表可以始终保持机械码盘示数与抄表数据一致，不存在累积误差。光电直读远传水表直接传送数据而非脉冲信号，它不仅不受机械震动同时对电磁干扰也具有极高的抗干扰性，所以在复杂的使用环境下能够稳定准确可靠的实现计量。采用此光电水表系统，可在水表数据收集系统里直接查找水表数据，免去了人员直接上门的步骤，节省了人力物力，同时该系统能够进行备份，有助于数据的统计和存档。