[發明專利]一種超低功耗高可靠性水表、電源切換及其計量方法

有效

• 申請號: 201710094724.0
• 申請日: 2017-02-22
• 公開（公告）號: CN106813732B
• 公開（公告）日: 2023-05-12
• 發明（設計）人: 任尚德;薛軍;陸寒熹
• 申請（專利權）人: 南京林洋電力科技有限公司;江蘇林洋能源股份有限公司
• 主分類號: G01F1/56
• 分類號: G01F1/56;G01F15/00
• 代理公司: 北京思創大成知識產權代理有限公司 11614
• 代理人: 王堯

1.一種超低功耗高可靠性水表，其特征是它包括單片機模塊、電源模塊、干簧管脈沖模塊、脈沖上電模塊、光電直讀模塊、MBUS通信模塊和閥門控制模塊，所述的電源模塊與單片機模塊連接，為單片機模塊提供電源，MBUS通信模塊與單片機模塊連接，傳輸計量流量值，同時MBUS通信模塊與電源模塊連接，提供VBUS電源；干簧管脈沖模塊與單片機模塊連接，提供脈沖驅動信號并采集脈沖計量數據，同時干簧管脈沖模塊與脈沖上電模塊連接，脈沖上電模塊與電源模塊連接，驅動VBAT電源供電；光電直讀模塊與單片機模塊連接，采集光電計量數據；單片機模塊的控制信號輸出端與閥門控制模塊相連，控制水表閥門的啟閉；

該水表執行電源切換方法，使用MBUS總線供電時，系統處于休眠工作模式，有脈沖或通信時中斷喚醒單片機處理數據；MBUS總線斷開時，切換進入VBAT工作模式，系統處于零功耗工作狀態，此時若有脈沖產生干簧管閉合，脈沖上電模塊驅動系統上電，通過電池供電計量，數據存儲后控制斷電，恢復零功耗工作狀態；

VBAT工作模式中，系統處于停電無工作狀態，電池無消耗；

當無脈沖信號時，單片機處于斷電零功耗狀態；

當有脈沖信號時，即當干簧管H1或者H2閉合時，脈沖上電模塊的C3或C4輸出脈沖電壓，經過R9或R11導通Q5，三極管Q3、Q4導通，VBAT電源經過二極管D2為單片機模塊上電，系統啟動單片機模塊將電源控制信號端P_CTRL置為高電平，保持VCC電源穩定，三極管Q7或者Q6導通，單片機模塊采集到脈沖信號輸出端Pulse1或Pulse2的脈沖信號，單片機模塊記錄干簧管脈沖n，同時采用光電直讀模塊讀取編碼值，處理計量數據之后，單片機將電源控制信號端P_CTRL置為低電平，Q5不導通VBAT電源斷電，VCC斷電單片機模塊恢復斷電零功耗狀態。

2.根據權利要求1所述的一種超低功耗高可靠性水表，其特征在于所述的干簧管脈沖模塊包括電阻R7、R8、R19、R20、R21、R22，三極管Q6、Q7，二極管D4、D5和干簧管H1、H2，所述的三極管Q7的基極連接干簧管H1的一端和脈沖上電模塊，干簧管H1的另一端串接電阻R21，R21的另一端接VGG，三極管Q7的發射極串接電阻R8之后接地，三極管Q7的集電極串接電阻R7之后接電源VCC，三極管Q7的集電極和電阻R7的連接點作為干簧管H1的脈沖信號輸出端Pulse1與單片機模塊的對應信號采集端相連；三極管Q6的基極連接干簧管H2的一端和脈沖上電模塊，干簧管H2的另一端串接電阻R22，R22的另一端接VGG，三極管Q6的發射極串接電阻R20之后接地，三極管Q6的集電極串接電阻R19之后接電源VCC，三極管Q6的集電極和電阻R19的連接點作為干簧管H2的脈沖信號輸出端Pulse2與單片機模塊的對應信號采集端相連；前述VGG端連接二極管D4和D5的負極，二極管D4和D5的正極分別連接電源VBAT和電源VBUS，任一干簧管閉合時，VGG提供驅動電壓導通Q6或Q7。

3.根據權利要求1或2所述的一種超低功耗高可靠性水表，其特征在于所述的電源模塊包括VBAT電源、VBUS電源、電容C1、C2、電阻R13-R18、三極管Q3、Q4以及二極管D1-D3；所述的VBAT電源即電池，并接濾波電容C1、C2，VBAT電源的正極與三極管Q3的發射極相連，三極管Q3的基極接電阻R16的一端，電阻R16的另一端接二極管D3的負極，電阻R16與二極管D3負極的連接點串聯電阻R15之后接地，二極管D3的正極接二極管D1的正極以及VBUS電源，VBUS電源通過MBUS通信模塊從MBUS總線取電，三極管Q3的集電極接三極管Q4的發射極，三極管Q4的集電極接二極管D2的正極，二極管D2的負極與二極管D1的負極相連作為供電信號輸出端即電源VCC，三極管Q4的發射極和基極之間并聯電阻R17，三極管Q4的基極串接電阻R18之后接三極管Q5的集電極，三極管Q5的發射極接地，三極管Q5的基極接脈沖上電模塊。