一種新型智能水表的數據采集方法與流程
本發明涉及民用水表測量領域，特別是涉及一種新型智能水表的數據采集系統。
背景技術：
隨著科學技術的發展，傳統機械水表測量用水量的方法已無法滿足居民生活的要求，為了解決城市高層住宅的抄表難題和提高抄表效率等問題，需要一種更先進的水表來代替傳統機械水表對用水量進行測量。
上世紀九十年代中期，以干簧管為代表來實現機電轉換的脈沖式轉換式水表代替了傳統的機械水表。該技術理論上存在脈沖積累誤差，現實測量中可能會存在外部磁場干擾和產生錯誤脈沖，因此后期行業采用霍爾元器件來代替干簧管以降低外部磁場干擾和防止水管抖動。國外則多采用無磁傳感的方式實現脈沖積累過程，有效地降低了外部磁場的干擾。
21世紀初，出現了光電直讀技術、攝像式直讀技術，電阻觸盤式技術，其中光電走讀技術也產生了透射式、對射式，反射式等類型。隨著對水表計量精度要求的提高，傳統的機械計量技術已經不能滿足社會發展的需求，電子計量技術得到了快速的發展。目前超聲計量技術、電磁計量技術、速度感應技術已經應用到水流量計量產品中，在始動流量、量程比、計量精度方面相比傳統的機械計量技術有較大的優勢。
技術實現要素：
本發明的目的在于針對傳統機械水表數據采集技術的不足，提出了一種新型智能水表的數據采集方法。
一種新型智能水表的數據采集方法，包括如下步驟：
首先對基表進行改裝。具體如下：
在基表的指針中加入由電容和線圈組成的諧振回路。諧振回路的諧振頻率為f：
所以當諧振回路不是調節在信號頻率點時，信號通過它將會產生相移(即相位失真)，同時信號的幅度也會有所下降。
數據存儲和通訊系統模塊位于基表表蓋中，主要負責對居民用水量進行存儲統計，并通過通訊模塊將用水量信息發送至數據接收處理系統模塊。在數據存儲和通訊系統模塊中加入由另一個線圈、電阻、交流電壓源組成的電路模塊，線圈位于指針正上方，交流電壓頻率等于上述諧振頻率f。
當指針旋轉一周回到起始位置，由于旋轉過程中兩線圈位置發生改變，導致兩線圈之間互感系數發生變化，數據存儲和通訊系統模塊中中的線圈的阻抗也因此發生變化，從而使得該線圈兩端的電壓發生改變。利用電壓檢測裝置對該線圈兩端的電壓進行檢測，對檢測到的電壓信號進行包絡檢波處理后，得到周期性的電壓信號。電壓信號隨著指針轉動發生周期性變化。通過統計電壓峰值出現的次數，進而對用水量數據進行統計，最后對用水量數據進行信息調制，并通過通訊系統模塊將調制信息發送到數據接收處理系統模塊。
數據接收處理系統負責接收上述已調制信息并對其進行解調，整理出各居民用水量信息，根據用水量信息計算出居民用水費用。
與現有技術相比，本發明的有益成果是：
本發明對基表進行改裝，加入自定義數據采集裝置，利用線圈耦合原理，對居民用水量進行自動數據采集，既可以對用水量數據進行實時采集，又降低了智能水表制作成本。
附圖說明
圖1為本發明公開的改裝后的水表表盤的主視圖；
圖2為本發明公開的線圈耦合原理圖；
圖3為本發明公開的線圈2兩端的電壓信號包絡圖；
圖4為本發明公開的經過包絡檢波后線圈2兩端的電壓。
具體實施方式
下面結合附圖對本發明的較佳實施例進行詳細闡述，以使本發明的優點和特征能更易被本領域技術人員理解，從而對本發明的保護范圍作出更為清楚明確的界定。
本發明一實施例是一種新型智能水表的數據采集方法，其中包括對水表的改裝、線圈耦合電路的設計以及線圈兩端電壓信號的檢測。
智能水表包括基表、數據存儲和通訊系統模塊以及數據接收處理系統模塊三個部分。基表負責對居民用水量進行數據采集；數據存儲和通訊系統模塊對數據進行存儲統計，對其進行調制后通過通訊模塊發送至數據接收處理系統模塊；數據接收處理系統模塊負責接收已調制信息，對其進行解調，并統計出居民用水量信息。
用戶用水信息采集過程如下：
首先，通過水表計量機構中的葉輪對通過的水量進行計量，葉輪的旋轉頻率所記錄的流量信息通過水表的指針進行顯示。
指針旋轉一周回到起始位置，位于指針中線圈1和正上方的線圈2互感系數發生改變。當線圈1位于線圈2正下方時，互感系數最大，線圈2兩端的阻抗最大；當線圈1和線圈2距離最遠時，互感系數最小，線圈2兩端的阻抗最小。當指針不停旋轉時，線圈2兩端的電壓發生周期性變化，如圖1和圖2所示。
數據存儲和通訊系統模塊對線圈2兩端的電壓進行檢測，電壓信號如圖3所示，對電壓信號進行包絡檢波處理后，得到周期性的電壓信號，如圖4所示。通過對周期信號進行峰值檢測，可以統計出居民用水量信息，對該信息進行調制并通過通訊模塊發送至數據接收處理系統模塊。
數據接收處理系統模塊接收已調制信息，對其進行解調后統計出各居民用水量的信息，并計算出各居民的用水費用。
以上所述僅為本發明的實施例，并非因此限制本發明的專利范圍，凡是利用本發明說明書及附圖內容所做的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本發明的專利保護范圍內。
技術特征：
技術總結
本發明提供一種新型智能水表的數據采集方法，本發明由基表負責對居民用水量進行數據采集；數據存儲和通訊系統模塊對數據進行存儲統計，對其進行調制后通過通訊模塊發送至數據接收處理系統模塊；數據接收處理系統模塊負責接收已調制信息，對其進行解調，并統計出居民用水量信息。本發明對基表進行改裝，加入自定義數據采集裝置，利用線圈耦合原理，對居民用水量進行自動數據采集，既可以對用水量數據進行實時采集，又降低了智能水表制作成本。
技術研發人員：李然;張福洪;易志強;欒慎吉;沈也;高健楓;張志強
受保護的技術使用者：杭州電子科技大學
技術研發日：2017.06.21
技術公布日：2017.09.15
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