創意無極限，儀表大發明。今天為大家介紹一項國家發明授權專利——一種物聯網智能水表。該專利由成都尊華榮域科技有限公司申請，并于2018年1月26日獲得授權公告。
內容說明
本發明涉及流量計領域，具體的說，是一種基于物聯網的智能水表。
發明背景
現階段的物聯網水表、智能水表和電子抄表水表，使用非電量的電測技術，將機械水表測量得到的流量信號轉換成最終的數字電子信號；例如：在轉動的機械計量齒輪上安裝永磁鐵，相近部位安裝干簧管，將水表的機械計量檢測的水量這一非電量模擬數據，轉換成電子電路可操作、可識別的電子脈沖數字量，由此實現模擬/數字(A/D)轉換。機械式計量檢測的是機械模擬信號，并最終以機械數字字輪來顯示累計供水量；而收費和收費后的管理控制是電子數字信號，電子數字量再轉換成供水的模擬量(D/A轉換)。這種在機械式計量器進行模/數(A/D)、數/模(D/A)轉換并用于電子控制的工作模式，存在重大缺陷，同時存在兩種計量數據，兩種計量結果，其檢測精確度還有待提高。從而導致監控中心不能得到準確有效的水表流量信息。
發明內容
本發明的目的在于提供一種基于物聯網的智能水表，不僅能讓監控中心無線遠程查詢管道流量的參數，而且在檢測精確度上得到大幅度提升。
圖為本發明的原理框圖
本發明通過下述技術方案實現：一種基于物聯網的智能水表，包括微處理器、LCD顯示器、流量傳感器、無線通信模塊、電磁閥、電磁閥驅動模塊、智能網關、監控中心；微處理器分別與流量傳感器、LCD顯示器、無線通信模塊、電磁閥驅動模塊電性連接；無線通信模塊通過智能網關與監控中心通訊連接；流量傳感器包括依次連接的控制模塊、數模轉換模塊、超聲波換能器、信號調理電路；信號調理電路還與微處理器連接。
信號調理電路包括依次連接的電壓放大電路、帶通濾波電路、自增益放大電路、模數轉換模塊；電壓放大電路主要由RC電路與運算放大器連接而成。其使用時：首先流量傳感器對用水管道進行流量檢測，流量傳感器中的控制模塊發送檢測驅動信號，驅動信息通過數模轉換模塊將驅動信號將數字信號轉化為模擬信號，模擬信號被超聲波換能器接收后，超聲波換能器中的發射器把電能轉化為超聲波能量，超聲波能量在用水管內反射后，再由超聲波換能器中的接收器進行接收，接收到反射的超聲波能量以后，再由信號調制電路進行信號調制，經過信號放大、濾波、模數轉換以后，得到檢測到的數字信號。
檢測到的數字信號進過微處理器接收并處理以后得到最終的流量數據，流量數據一方面通過與微處理器相連接的LCD顯示器進行實時顯示；另一方面通過無線通信模塊發送至智能網關，智能網關收集統一多個智能水表信息后進行網絡的轉換，并把統一過后的信息發送至控制中心以供信息查詢，并且可以通過查詢結果控制電磁閥實現水流量的開啟和關閉。
為了更好的實現本發明，進一步地，無線通信模塊為ZigBee模塊。這里采用ZigBee模塊是因為它相比較于同類無線技術如WIFI和藍牙，ZigBee模塊具有低功耗、短時延、高可靠性的特點，并且網絡容量大，能夠容納六萬多個節點設備，非常適用于作為傳感器網絡，成本也不高，具有極高的性價比。控制模塊為FPGA最小系統模塊，FPGA最小系統包括芯片EP4CE10E22C8N、分別與芯片EP4CE10E22C8N電性連接的復位電路、第一時鐘電路、Flash存儲模塊，通過芯片EP4CE10E22C8N對整個流量計工作過程地良好控制，復位電路、第一時鐘電路、Flash存儲模塊保證其FPGA最小系統穩定正常運行，即使出錯也能及時恢復。電磁閥驅動電路主要由三極管Q1和繼電器K1連接而成。通過三極管和繼電器組成的電磁閥驅動電路，不僅結構簡單，而且控制精度高，非常實用。微處理器為單片機處理器。具體采用AT89C51不僅體積小巧便于安裝，而且具有功耗低、成本低的優點。
本發明與現有技術相比，具有以下優點及有益效果：本發明通過FPGA最小系統作為控制模塊，實現了信號的高速存儲和高速處理，并且能夠得到高精度的計算結果極大程度提升了流量計的準確度，而且通過設置無線通信模塊，實現抄表信息的遠程查詢以及對水流量的精準控制，避免了人工上門檢查，提高了工作效率。
