現(xiàn)階段的物聯(lián)網(wǎng)水表、智能水表和電子抄表水表，使用非電量的電測技術(shù)，將機械水表測量得到的流量信號轉(zhuǎn)換成*終的數(shù)字電子信號；例如：在轉(zhuǎn)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(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換成電子電路可操作、可識別的電子脈沖數(shù)字量，由此實現(xiàn)模擬/數(shù)字(A/D)轉(zhuǎn)換。機械式計量檢測的是機械模擬信號，并*終以機械數(shù)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(shù)字信號，電子數(shù)字量再轉(zhuǎn)換成供水的模擬量(D/A轉(zhuǎn)換)。這種在機械式計量器進行模/數(shù)(A/D)、數(shù)/模(D/A)轉(zhuǎn)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(shù)據(jù)，兩種計量結(jié)果，其檢測精確度還有待提高。從而導致監(jiān)控中心不能得到****的水表流量信息。
本發(fā)明的目的在于提供一種基于物聯(lián)網(wǎng)的智能水表，不僅能讓監(jiān)控中心無線遠程查詢管道流量的參數(shù)，而且在檢測精確度上得到大幅度提升。
圖為本發(fā)明的原理框圖
本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)：一種基于物聯(lián)網(wǎng)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(qū)動模塊、智能網(wǎng)關、監(jiān)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(qū)動模塊電性連接；無線通信模塊通過智能網(wǎng)關與監(jiān)控中心通訊連接；流量傳感器包括依次連接的控制模塊、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、超聲波換能器、信號調(diào)理電路；信號調(diào)理電路還與微處理器連接。
信號調(diào)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(shù)轉(zhuǎn)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(fā)送檢測驅(qū)動信號，驅(qū)動信息通過數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊將驅(qū)動信號將數(shù)字信號轉(zhuǎn)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(fā)射器把電能轉(zhuǎn)化為超聲波能量，超聲波能量在用水管內(nèi)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(diào)制電路進行信號調(diào)制，經(jīng)過信號放大、濾波、模數(shù)轉(zhuǎn)換以后，得到檢測到的數(shù)字信號。
檢測到的數(shù)字信號進過微處理器接收并處理以后得到*終的流量數(shù)據(jù)，流量數(shù)據(jù)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(fā)送至智能網(wǎng)關，智能網(wǎng)關收集統(tǒng)一多個智能水表信息后進行網(wǎng)絡的轉(zhuǎn)換，并把統(tǒng)一過后的信息發(fā)送至控制中心以供信息查詢，并且可以通過查詢結(jié)果控制電磁閥實現(xiàn)水流量的開啟和關閉。
為了更好的實現(xiàn)本發(fā)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(shù)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(wǎng)絡容量大，能夠容納六萬多個節(jié)點設備，非常適用于作為傳感器網(wǎng)絡，成本也不高，具有極高的性價比。控制模塊為FPGA*小系統(tǒng)模塊，F(xiàn)PGA*小系統(tǒng)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*小系統(tǒng)穩(wěn)定正常運行，即使出錯也能及時恢復。電磁閥驅(qū)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(qū)動電路，不僅結(jié)構(gòu)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(yōu)點。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點及有益效果：本發(fā)明通過FPGA*小系統(tǒng)作為控制模塊，實現(xiàn)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(jié)果極大程度提升了流量計的**度，而且通過設置無線通信模塊，實現(xiàn)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。
