专利名称：嵌入式红外线流量采集装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种自动抄表系统，特别涉及一种带指针的流量表嵌入式红外线流量采集装置。
技术背景目前的自动抄表系统都是需要联网运行的系统，这样就需要接线。但是在老区改造过程中由于房屋的装修已经完毕，所以布线遇到很多困难。尽管现在已经有一些厂商开发出了无线抄表系统，但仍然非常不可靠而且价格高昂。人们在积极的寻找各种办法解决下面的几个问题1.抄表到位的问题由于入户抄表很辛苦，很多抄表员进行估表，不到现场查看水表，造成抄表不准确；2.人情抄表的问题抄表员遇到熟人、朋友会出现人情抄表的问题，导致自来水公司的损失；3.数据多次录入造成错误多、工作量大的问题抄表员到现场抄表一次，回到公司录入员再录入一次，这些工作量都是十分巨大的，而且是非常枯燥的工作，极易出现错误。
在电表上，已经有厂家开发出了红外线抄表模块，内置于电表中。只要用掌上电脑对准表具就可以自动抄录。与电表不同的是，水表上原本是没有电，外接电源又不太现实(因需要布线)，而且增加很多成本，只能用电池供电。但电池供电又带来新的问题，红外接收模块的静态电流很大，大约3～5mA，即使采用1500mAh的锂电池也只能使用500小时，不到21天的时间，是完全不能满足要求的。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种嵌入式红外线流量采集装置，其可通过掌上电脑等自动抄取水表等指针型流量表的流量数据。
本实用新型的技术方案是，提供一种嵌入式红外线流量采集装置，包括控制单元、用于采集流量数据的传感器、用于传输数据的红外发光管、用于接收控制指令的红外接收模块，所述传感器、红外发光管及红外接收模块分别与控制单元连接。
上述嵌入式红外线流量采集装置中，所述传感器通过磁感应与安装于流量表的指针的磁钢连接。
上述嵌入式红外线流量采集装置中，还包括与控制单元连接、用于唤醒控制单元的触发器。
上述嵌入式红外线流量采集装置中，还包括为控制单元供电的电源。
上述嵌入式红外线流量采集装置中，还包括与所述控制单元连接、用于指示控制单元工作状态的指示灯。
上述嵌入式红外线流量采集装置中，传感器感应磁钢的转动产生脉冲信号，并将脉冲信号传送至所述控制单元，控制单元包括用于存储脉冲信号累计值的存储单元。
上述嵌入式红外线流量采集装置中，所述传感器是干簧管。
上述嵌入式红外线流量采集装置中，所述触发器是干簧管。
上述嵌入式红外线流量采集装置中，所述电源是锂电池。
上述嵌入式红外线流量采集装置中，所述红外接收模块通过控制单元供电，在非通讯状态，所述红外接收模块不耗电。
本实用新型的嵌入式红外线流量采集装置，功耗低、体积小，可置于现有的指针型流量表，与表成为一体，从而实现自动流量采集功能。


图1是本实用新型的嵌入式红外线流量采集装置的功能模块连接示意图。
图2是本实用新型的嵌入式红外线流量采集装置的电路图。
具体实施方式
如图1所示，红外线流量采集装置10包括控制单元11、传感器12、电源13、触发器14、红外发光管15、红外接收模块16及指示灯17等。、传感器12、电源13、触发器14、红外发光管15、红外接收模块16及指示灯17分别与控制单元11连接。
传感器12在本实施例中采用干簧管，其与预设于流量表指针的磁钢18以磁感应方式连接。当磁钢18随着流量表指针转动时，传感器12产生脉冲信号，并将脉冲信号传输至控制单元11。控制单元11包括存储单元111，其可将接收自传感器12的脉冲信号进行累加，并存储到存储单元111。电源13为采集装置10提供电能，在本实施例中采用锂电池。红外接收模块16用于接收掌上电脑来的数据和命令，红外发光管15用于发送数据。红色指示灯17用于指示采集装置10当前的状态。红外接收模块16的电源直接由控制单元11供给，在非工作状态，其电源引脚处于低电平，也就是电源切断的状态，因此红外接收模块16平时不耗电。触发器14在本实施例中也采用干簧管，其用于唤醒控制单元11，使控制单元11进入工作状态。
当需要掌上电脑与采集装置10通讯时，用一块磁钢靠近触发器14，触发器14唤醒控制单元11，使控制单元11从睡眠状态进入工作状态，同时红色指示灯亮起，表示此时可以与掌上电脑通讯。掌上电脑的红外接口发出抄表命令，红外接收模块16接收到该命令并将该命令传送到控制单元11，控制单元11响应该命令，将数据从存储单元111取出，通过红外发光管15输出。完成通讯后控制单元11重新进入睡眠状态，切断红外接收模块16的电源。红外发送数据时的载波由控制单元11合成。
如果选用高速的光电器件，通讯速率可以达到19200bit/s以上，如果选用普通的光电器件，通讯速率也可以达到2400bit/s。由于采集装置10收发装置齐备，所以既可以抄表，也可以实现长时间运转后误差的校准。
红外发光管15的导通电流为20mA，每次通讯工作时间不大于200ms，一般每月通讯一次。以每月抄录5次的严酷程度来计算，通讯发送数据消耗的电能在10年内为E1＝16.5mAh。
红外接收模块16接收数据时的电流为5mA，每次通讯工作时间和等待时间最长不超过10s，一般每月通讯一次。以每月抄录5次的严酷程度来计算，红外接收模块消耗的电能在10年内为E2＝8.3mAh。
每次通讯时唤醒MCU，MCU的电流为5mA，10年内MCU由于通讯唤醒消耗的电能为E3＝8.3mAh。
以普通水表为例，每月的用量一般不会超过100m3，如果每流过1m3发出100个脉冲，那么一个月就发出10000个脉冲。采集装置10每收到一个脉冲时的唤醒时间大约为10ms，唤醒时的所有电流加起来小于5mA，那么每个月由于脉冲计量耗去的电能为0.14mAh。10年总共耗去的电能为E4＝17mAh。
燃气表的情况与此类似。
静态电流只有0.5uA，即使在传感器(干簧管闭合)的情况下，耗电也仅为3uA，平均电流只有2uA，10年总耗电为E5＝175.2mAh。
以上各项相加10年内总的电能消耗量为E＝E1+E2+E3+E4+E5＝225.3mAh。选用一个300mAh的长寿命锂电池就完全可以满足要求。
如图2所示，K1为水表脉冲干簧管，K2是触发开关。U2为红外接收管，L1是红外发射管，L2是指示灯。装置中的控制单元(MCU)可以选择多种类型的芯片，如PILIPS公司的87LPC764，或者TI公司的MSP430都可以满足要求。
权利要求1.一种嵌入式红外线流量采集装置，其特征在于，包括控制单元、用于采集流量数据的传感器、用于传输数据的发光管、用于接收控制指令的接收模块，所述传感器、发光管及接收模块分别与控制单元连接。
2.根据权利要求1所述嵌入式红外线流量采集装置，其特征在于，所述传感器通过磁感应与安装于流量表的指针的磁钢连接。
3.根据权利要求1所述嵌入式红外线流量采集装置，其特征在于，还包括与控制单元连接、用于唤醒控制单元的触发器。
4.根据权利要求1所述嵌入式红外线流量采集装置，其特征在于，还包括为控制单元供电的电源。
5.根据权利要求1所述嵌入式红外线流量采集装置，其特征在于，还包括与所述控制单元连接、用于指示控制单元工作状态的指示灯。
6.根据权利要求1所述嵌入式红外线流量采集装置，其特征在于，传感器感应磁钢的转动产生脉冲信号，并将脉冲信号传送至所述控制单元，控制单元包括用于存储脉冲信号累计值的存储单元。
7.根据权利要求1所述嵌入式红外线流量采集装置，其特征在于，所述传感器是干簧管。
8.根据权利要求3所述嵌入式红外线流量采集装置，其特征在于，所述触发器是干簧管。
9.根据权利要求4所述嵌入式红外线流量采集装置，其特征在于，所述电源是锂电池。
10.根据权利要求1所述嵌入式红外线流量采集装置，其特征在于，所述接收模块通过控制单元供电，在非通讯状态，所述接收模块不耗电。
专利摘要本实用新型涉及一种嵌入式红外线流量采集装置，其包括控制单元、用于采集流量数据的传感器、用于传输数据的发光管、用于接收控制指令的接收模块，所述传感器、发光管及接收模块分别与控制单元连接。本实用新型的嵌入式红外线流量采集装置，可置于现有的指针型流量表，与表成为一体，从而实现自动流量采集功能。
文档编号G01F15/06GK2674409SQ200420042659
公开日2005年1月26日 申请日期2004年2月17日 优先权日2004年2月17日
发明者李俊红, 盛雷, 蔡晟 申请人:深圳天行健电子有限公司