一种基于3G网络的智能家居燃气表无线抄表系统.pdf

本发明公开了一种基于3G网络的智能家居燃气表无线抄表系统，属于智能家居技术领域中的燃气表抄表系统，其目的在于提供一种具有更高可靠性和实时性的基于3G网络的智能家居燃气表无线抄表系统，且能解决现有燃气表的计数器中磁钢安装稳定性较差的问题。其技术方案为：包括燃气表、MSP430F149微处理器、Si4432模块、集中器和中央处理器；燃气表内的感应器识别电路与MSP430F149微处理器电连接， MSP430F149微处理器与Si4432模块电连接， Si4432模块与集中器通过无线网络连接，集中器与中央处理器通过3G网络连接。本发明适用于智能家居中的燃气表抄表系统。

权利要求书
1.  一种基于3G网络的智能家居燃气表无线抄表系统，其特征在于：包括燃气表、MSP430F149微处理器、Si4432模块（6）、集中器和中央处理器；所述燃气表通过托架固定安装在墙体（10）上，所述托架包括托架本体，所述托架本体包括弯折成型的安装部（8）和支撑部（9），所述安装部(8)和支撑部(9)垂直设置，所述安装部(8)上设有若干安装孔(81)，所述支撑部(9)上设有若干高度调节机构；所述燃气表包括壳体（1）、计数器（4）和分别设置在壳体（1）上的进气管（2）和出气管（3），所述壳体（1）的字轮组头轮（45）上安装有用于感应气体流量的感应器（51），所述壳体（1）内对应感应器（51）的运动轨迹上的某一点设置有感应器识别电路（52）；所述计数器（4）包括计数器架（41）、字轮组（42）、字轮组头轮（45）以及与字轮组（42）相啮合的从动轮组（43），所述计数器架（41）上还设有花拨齿（44），所述花拨齿（44）与字轮组头轮（45）相啮合；所述字轮组头轮（45）的轴向上还设有盲孔（46），所述盲孔（46）孔壁的任意位置设有至少一个弹性卡扣（461）；所述燃气表内的感应器识别电路（52）与MSP430F149微处理器电连接，所述MSP430F149微处理器与Si4432模块（6）电连接，所述Si4432模块（6）与集中器通过无线网络连接，所述集中器与中央处理器通过3G网络连接。

2.  如权利要求1所述的一种基于3G网络的智能家居燃气表无线抄表系统，其特征在于：所述集中器包括依次电连接的集中器Si4432模块、集中器MSP430F149微处理器和集中器3G模块，所述集中器Si4432模块与Si4432模块（6）通过无线网络连接，所述集中器3G模块与中央处理器通过3G网络连接。

3.  如权利要求1所述的一种基于3G网络的智能家居燃气表无线抄表系统，其特征在于：所述高度调节机构包括装设于所述支撑部(9)上的调节螺栓(93)以及与调节螺栓(93)配合的调节螺母(94)。

4.  如权利要求1所述的一种基于3G网络的智能家居燃气表无线抄表系统，其特征在于：所述支撑部(9)包括与安装部(8)一体连接的纵板(91)和与纵板(91)端部一体成型的横板(92)，所述纵板(91)和横板(92)形成“T”形结构，所述高度调节机构的数量设置为三个，其中一个高度调节机构装设于所述纵板(91)上，另外两个高度调节机构对称装设于横板(92)的两端，并且三个所述高度调节机构配合构成等腰三角形。

5.  如权利要求1所述的一种基于3G网络的智能家居燃气表无线抄表系统，其特征在于：所述感应器（51）为磁块，所述磁块安装于字轮组头轮（45）的轮面上；所述感应器识别电路（52）为由干簧管构成的开关电路。

6.  如权利要求1所述的一种基于3G网络的智能家居燃气表无线抄表系统，其特征在于：所述计数器架（41）上还设置有传动齿轮组件（47），且所述传动齿轮组件（47）、花拨齿（44）分别对应设置在计数器架（41）的后端、前端，所述传动齿轮组件（47）与花拨齿（44）同轴转动。

7.  如权利要求1所述的一种基于3G网络的智能家居燃气表无线抄表系统，其特征在于：所述燃气表上还设置有IC卡片插槽和与IC卡片插槽连接的IC卡读写装置，所述IC卡读写装置与中央处理器电连接。

说明书一种基于3G网络的智能家居燃气表无线抄表系统
技术领域
本发明属于智能家居技术领域，涉及一种用于智能家居中的燃气表抄表系统，尤其涉及一种用于智能家居且基于3G网络的燃气表抄表系统。
背景技术
随着现代化科技的发展，在智能家居中对燃气表的抄表方式也提出了新的要求，即智能家居中要求燃气表及燃气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，需从根本上解决现有的入户抄表、收费给用户和抄表人员带来的麻烦，提高对燃气表的抄表效率。此外，现有的抄表系统大多都存在抄表系统的数据传输距离短、穿透能力差、通信误码率高等问题，加上建筑物的墙壁使得抄表系统的信号严重衰减，数据不能及时、准确地传输。
此外，燃气表作为一种燃气计量设备，它们一般用于对流过燃气表的气体总体积进行计量。然而，随着我国燃气应用的普及，燃气表及应用于燃气表上的各种配套装置也得到了迅速的发展，计数器则是传统燃气表上用于计量燃气用量的重要部件，目前，燃气表计数器中的磁钢一般是采用靠紧配合或用胶水粘合方式固定在头轮上的，在实际使用中，采用配合装配方式的稳定性较差，磁钢容易脱落，而胶水粘合的方式则增加了其生产成本以及装配工序，且加工工艺相对难以控制。
发明内容
本发明的发明目的在于：针对现有技术存在的问题，提供一种数据传输距离远、通信误码率低的基于3G网络的智能家居燃气表无线抄表系统，且能解决现有燃气表的计数器中磁钢安装稳定性较差的问题。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种基于3G网络的智能家居燃气表无线抄表系统，包括燃气表、MSP430F149微处理器、Si4432模块、集中器和中央处理器；所述燃气表通过托架固定安装在墙体上，所述托架包括托架本体，所述托架本体包括弯折成型的安装部和支撑部，所述安装部和支撑部垂直设置，所述安装部上设有若干安装孔，所述支撑部上设有若干高度调节机构；所述燃气表包括壳体、计数器和分别设置在壳体上的进气管和出气管，所述壳体的字轮组头轮上安装有用于感应气体流量的感应器，所述壳体内对应感应器的运动轨迹上的某一点设置有感应器识别电路；所述计数器包括计数器架、字轮组、字轮组头轮以及与字轮组相啮合的从动轮组，所述计数器架上还设有花拨齿，所述花拨齿与字轮组头轮相啮合；所述字轮组头轮的轴向上还设有盲孔，所述盲孔孔壁的任意位置设有至少一个弹性卡扣；所述燃气表内的感应器识别电路与MSP430F149微处理器电连接，所述MSP430F149微处理器与Si4432模块电连接，所述Si4432模块与集中器通过无线网络连接，所述集中器与中央处理器通过3G网络连接。
作为本发明的优选方案，所述集中器包括依次电连接的集中器Si4432模块、集中器MSP430F149微处理器和集中器3G模块，所述集中器Si4432模块与Si4432模块通过无线网络连接，所述集中器3G模块与中央处理器通过3G网络连接。
作为本发明的优选方案，所述高度调节机构包括装设于所述支撑部上的调节螺栓以及与调节螺栓配合的调节螺母。
作为本发明的优选方案，所述支撑部包括与安装部一体连接的纵板和与纵板端部一体成型的横板，所述纵板和横板形成“T”形结构，所述高度调节机构的数量设置为三个，其中一个高度调节机构装设于所述纵板上，另外两个高度调节机构对称装设于横板的两端，并且三个所述高度调节机构配合构成等腰三角形。
作为本发明的优选方案，所述感应器为磁块，所述磁块安装于字轮组头轮的轮面上；所述感应器识别电路为由干簧管构成的开关电路。
作为本发明的优选方案，所述计数器架上还设置有传动齿轮组件，且所述传动齿轮组件、花拨齿分别对应设置在计数器架的后端、前端，所述传动齿轮组件与花拨齿同轴转动。
作为本发明的优选方案，所述燃气表上还设置有IC卡片插槽和与IC卡片插槽连接的IC卡读写装置，所述IC卡读写装置与中央处理器电连接。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明中，燃气表内的感应器和感应器识别电路用于采集对应用户的气表信息，并将气表信息输送至MSP430F149微处理器，MSP430F149微处理器对气表信息进行处理并以通过Si4432模块以无线通讯的方式将气表信号数据发送至集中器，集中器将接收到的气表信号数据以3G网络传输至中央处理器，中央处理器在根据系统预设、用户设定或状态信息发出相应的控制命令，从而提高抄表系统的实时性和抄表数据的可靠性，且Si4432模块提供了先进的无线传输功能，频率范围为240-930MHz，+20dBm的输出功率和-118dBm的接收灵敏度保证了数据的传输范围和穿透能力，使抄表系统的数据传输距离远、通信误码率低。
通过在燃气表内设置感应器和感应器识别电路能对流过燃气表的气体总量进行计量，使得燃气表具有较强的实用性、较高的实时性、较高的数据计量精度。此外，通过计数器的字轮组头轮的盲孔上设置的弹性卡扣，使得磁钢在字轮组头轮上安装的稳定性得到有效提高，并且安装方便简单。最后，由于燃气表通过设置弯折成型的安装部和支撑部固定安装于墙体上，并在安装部上设置若干安装孔，在支撑部上设置由调节螺栓和调节螺母配合构成的高度调节机构，通过调节螺栓对燃气表的高度位置进行调节，保证了智能电表的计量精度。
附图说明
图1为本发明中燃气表的结构示意图；
图2为本发明中Si4432模块的电路图；
图3为本发明中计数器的结构示意图；
图4为本发明中字轮组头轮的结构示意图；
图5为本发明中托架的结构示意图；
图6为本发明中燃气表通过托架安装到墙体上的结构示意图；
图7为本发明的结构框图；
其中，附图标记为：1—壳体、2—进气管、3—出气管、4—计数器、6—Si4432模块、7—观察窗口、8—安装部、9—支撑部、10—墙体、41—计数器架、42—字轮组、43—从动轮组、44—花拨齿、45—字轮组头轮、46—盲孔、461—弹性卡扣、47—传动齿轮组件、51—感应器、52—感应器识别电路、81—安装孔、91—纵板、92—横板、93—调节螺栓、94—调节螺。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作详细的说明。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种基于3G网络的智能家居燃气表无线抄表系统，该燃气表抄表系统可实现一个住宅小区甚至多个住宅小区的燃气表的抄表工作。该燃气表抄表系统包括燃气表、MSP430F149微处理器、Si4432模块6、集中器和中央处理器。该燃气表安装于小区的住户家中，一家一户一燃气表。每个燃气表内均设置有一个MSP430F149微处理器和Si4432模块6。每个Si4432模块6可对应设置一个集中器，也可多个Si4432模块6对应设置一个集中器。多个集中器对应一个中央处理器。
该燃气表通过托架固定安装于墙体10上。该托架包括托架本体，该托架本体包括安装部8和支撑部9，安装部8和支撑部9均通过弯折成型，且安装部8和支撑部9相互垂直。该安装部8上设置有若干安装孔81，通过该安装孔81可将燃气表固定安装于墙体10上。该支撑部9上设置有若干高度调节机构，该高度调节机构用于调节燃气表的高度，使燃气表水平安装。
该燃气表包括壳体1，壳体1内设置有计数器4、感应器51和感应器识别电路52，该壳体1上连接有进气管2和出气管3，该进气管2、燃气表和出气管3构成供气通路，该壳体1上还开设有用于观察字轮的观察窗口7。该计数器4包括计数器架41、字轮组42以及与字轮组42相啮合的从动轮组43，所述的计数器架41上还设有花拨齿44，所述花拨齿44与字轮组头轮45相啮合，从动轮组43与字轮组42均通过计数器4轴安装在计数器架41上。字轮组头轮45的轴向上还设有盲孔46，且盲孔46孔壁的任意位置设有至少一个弹性卡。盲孔46应当设置在字轮组头轮45的轴向与花拨齿44的径向相啮合的另一侧。字轮组头轮45轴向上的盲孔46为圆形，且其内部用于安装磁钢。花拨齿44拨动字轮组头轮45转动一周后即拨动从动轮组43的首个从动轮转过两个齿，该从动轮又带动与其相啮合的字轮组42中另一个字轮转过一个数字，如此多级配合实现计数。且本发明上述提到的字轮组42中设有多个字轮，且每个字轮组42的表面上依次设有0到9的数字。该感应器51安装于字轮组头轮45上，用于感应燃气表中的气体流量。壳体1内还设置有感应器识别电路52，该感应器识别电路52对应感应器51的运动轨迹设置。
燃气表内的感应器识别电路52与MSP430F149微处理器电连接，燃气表内的感应器51及感应应器识别电路组合使用，对流过燃气表的气体总量进行计量，并将对应用户的燃气表的气表信息数据信号输送至MSP430F149微处理器。MSP430F149微处理器可将用户的气表信息数据信号通过Si4432模块6以无线网络发送至集中器，此外，Si4432模块6还可通过无线网络接收指令，如配置参数、断电、提醒、分时供气等功能指令。集中器与中央处理器通过3G网络连接，集中器将气表信息数据信号以3G网络传输的方式传输至中央处理器，中央处理器在根据系统预设、用户设定或状态信息发出相应的控制命令，从而提高抄表系统的实时性和抄表数据的可靠性。
Si4432模块6提供了先进的无线传输功能，频率范围为240-930MHz，+20dBm的输出功率和-118dBm的接收灵敏度保证了数据的传输范围和穿透能力，使抄表系统的数据传输距离远、通信误码率低。Si4432模块6以64B为单位交替传输和接收数据包,接收路径使用一个单转换结构镜像抑制混频2-levelFSK/GFSK/OOK调制接收信号到一个中低频率。Si4432模块6的芯片的13~16引脚是标准的SPI接口。Si4432模块6的芯片的引脚SDN决定Si4432模块6的工作状态。当SDN=1时,芯片处于掉电模式；当SDN=0时,芯片处于常规工作模式。引脚SCLK用于同步Si4432模块6和MSP430F149微处理器之间的串行数据传输。SDO和SDI用于MSP430F149微处理器和Si4432模块6之间的数据传输。nSEL为片选信号,只有当片选信号为低电平时，MSP430F149微处理器对Si4432模块6的操作才有效。
该集中器包括依次电连接的集中器Si4432模块、集中器MSP430F149微处理器和集中器3G模块，集中器Si4432模块与Si4432模块通过无线网络连接，集中器3G模块与中央处理器通过3G网络连接。
燃气表内的感应器51和感应器识别电路52用于采集对应用户的气表信息，并将气表信息输送至WiFi通信模块6，WiFi通信模块6对气表信息进行处理并以WiFi无线通讯的方式将气表信号数据发送至无线AP模块，无线AP模块将接收到的气表信号数据通过有线网络传输至中央处理器，中央处理器在根据系统预设、用户设定或状态信息发出相应的控制命令，从而提高抄表系统的实时性和抄表数据的可靠性；通过在燃气表内设置感应器51和感应器识别电路52能对流过燃气表的气体总量进行计量，使得燃气表具有较强的实用性、较高的实时性、较高的数据计量精度；此外，通过计数器4的字轮组头轮45的盲孔46上设置的弹性卡扣461，使得磁钢在字轮组头轮45上安装的稳定性得到有效提高，并且安装方便简单。
实施例2
在实施例一的基础上，该高度调节机构包括装设于支撑部9上的调节螺栓93、以及与调节螺栓93配合的调节螺母94。
使用时，首先通过安装部8将燃气表安装在墙体10上，燃气表底部放置在支撑部9上，使燃气表底部与调节螺栓的顶端相抵配合，采用上述安装方式后，提高了燃气表安装的稳定性较高；旋动调节螺栓93，通过调节螺栓93对燃气表的高度位置进行调节。通过设置上述结构，既保证了燃气表安装的稳定性，使燃气表安装安全可靠，同时，在若干高度调节机构的配合作用下，能够充分保证燃气表安装在水平位置，从而保证了智能电表的计量精度。
实施例3
在实施例一或实施例二的基础上，该支撑部9包括纵板91和横板92，该纵板91与安装部8连接为一体结构，该横板92与纵板91端部的端部一体成型，且纵板91和横板92形成“T”形结构，高度调节机构的数量设置为三个，其中一个高度调节机构装设于纵板91上，另外两个高度调节机构对称装设于横板92的两端，并且三个高度调节机构在支撑部9上配合构成等腰三角形结构。采用上述结构，横板92和纵板91配合形成“T”形，使支撑部9的支承效果更好，保证了燃气表放置的稳定性。
实施例4
在上述实施例的基础上，所述感应器51是磁块，所述磁块安装在所述字轮组头轮45的轮面上，所述感应器识别电路52是由干簧管构成的开关电路；每当字轮组头轮45转动一圈，磁块与干簧管就近距离接近一次，干簧管受磁块作用，使开关电路闭合一次，通过计数和数据换算完成对气体的体积进行计量；需要特别说明的是，在其它实施例中，感应器51和感应器识别电路52也可以是基于红外感应技术或者激光感应技术的计量信号采样电路。
实施例5
在上述实施例的基础上，计数器架41上还设置有传动齿轮组件47，且传动齿轮组件47与花拨齿44分别设置在计数器架41的前端与后端，所述传动齿轮组件47与花拨齿44通过轴连接固定。传动齿轮组件47带动花拨齿44转动，然后花拨齿44拨动字轮组头轮45转动一周后即拨动从动轮组43的首个从动轮转过两个齿，该从动轮又带动与其相啮合的字轮组42中另一个字轮转过一个数字，如此多级配合实现计数。
实施例6
在上述实施例的基础上，所述燃气表上还设置有IC卡片插槽和与IC卡片插槽连接的IC卡读写装置，所述IC卡读写装置与中央处理器电连接。
通过使用该燃气表上的IC卡片插槽，用户将充值后的IC卡片插入燃气表上的IC卡片插槽，从而完成对燃气表的充值工作，而无需跑到营业厅充值，极大的方便了用户的购气，同时也可为燃气公司减少营业网点，减少操作人员，降低了燃气公司的运营成本。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。