基于射頻技術(shù)的自發(fā)電式智能化水表的原理及設(shè)計(jì)

今天為大家介紹一項(xiàng)國(guó)家發(fā)明授權(quán)專利——基于射頻技術(shù)的自發(fā)電式智能化水表。該專利由河南工程學(xué)院申請(qǐng)，并于2018年11月20獲得授權(quán)公告。

內(nèi)容說(shuō)明

本發(fā)明涉及一種水量計(jì)量裝置，特別是涉及一種基于射頻技術(shù)的自發(fā)電式智能化水表。

發(fā)明背景

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，我國(guó)淡水資源緊缺問題日益嚴(yán)重，逐漸成為我國(guó)可持續(xù)發(fā)展的“瓶頸”，有關(guān)部門統(tǒng)計(jì)數(shù)字顯示，我國(guó)人均水資源擁有量只有 2200立方米，目前我國(guó)三分之二的大中城市面臨缺水，如北京，人均水資源不足 300立方米，僅為世界人均水平的 1/30，類似于以色列這樣的沙漠國(guó)家。面對(duì)我國(guó)水資源的嚴(yán)峻現(xiàn)狀如何使城鎮(zhèn)的實(shí)際用水量壓縮到社會(huì)必需用水量的最低限度成為水資源管理部門的一個(gè)難題。

目前節(jié)約水資源包括兩個(gè)方面的措施：一是大力推廣應(yīng)用節(jié)水新技術(shù)；二是加強(qiáng)節(jié)約用水的科學(xué)管理。從某種意義上說(shuō)，加強(qiáng)節(jié)水科學(xué)管理是當(dāng)前的首要任務(wù)，要加強(qiáng)節(jié)約用水的科學(xué)管理，首先要把節(jié)水科學(xué)管理納入法制化管理的軌道；其次要加速研究開發(fā)科技先進(jìn)、應(yīng)用方便的節(jié)約用水科學(xué)管理儀表。 為了加強(qiáng)節(jié)約用水的科學(xué)管理，必須改變民用水表管理現(xiàn)狀，其現(xiàn)狀表現(xiàn)為：水表收費(fèi)一直采用人工抄表收費(fèi)的方式，工作十分繁瑣，而且容易出錯(cuò)，常常出現(xiàn)用戶欠繳、遲繳或漏繳水費(fèi)等問題。

因此，水表管理部門正在推行預(yù)付費(fèi)管理模式。通過用戶先付費(fèi)后用水，從根本上杜絕欠繳、遲繳、漏繳水費(fèi)的現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)了抄表、收費(fèi)、控制三位一體，不僅節(jié)約了人力資源成本，而且強(qiáng)化了“水是商品”的概念，有利于促進(jìn)節(jié)約用水和用水管理部門的統(tǒng)籌管理。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種基于射頻技術(shù)的自發(fā)電式智能化水表，包括電源模塊、水量檢測(cè)模塊和控制報(bào)警裝置，所述電源模塊與控制報(bào)警裝置連接，且均設(shè)置在殼體內(nèi)，所述水量檢測(cè)模塊與控制報(bào)警裝置連接，且鑲嵌在控制報(bào)警裝置下側(cè)的殼體內(nèi)，所述水量檢測(cè)模塊為至少兩個(gè)，所述水量檢測(cè)模塊的進(jìn)水口通過分支管道與設(shè)置在殼體上的用戶總水管接口連接，所述控制報(bào)警裝置包括處理器及與處理器連接的液晶顯示模塊、射頻接收模塊、加熱裝置和紫外線殺菌器，所述電源模塊包括水力發(fā)電機(jī)和電池。

本發(fā)明的有益效果是：1、本發(fā)明在原有機(jī)械水表的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)水量的檢測(cè)和電子顯示，實(shí)現(xiàn)多個(gè)水表的集中統(tǒng)一管理，具有自發(fā)電及報(bào)警功能，并結(jié)合射頻技術(shù)實(shí)現(xiàn)抄表和水量充值功能，具有水加熱和消毒功能，方便人們進(jìn)行使用。

2、本發(fā)明把多個(gè)機(jī)械水表通過殼體與控制報(bào)警裝置連接為一整個(gè)整體，且均通過分支管道與用戶總水管接口連接，實(shí)現(xiàn)了水表的集中設(shè)置和管理，減少空間的占用量，方便人們進(jìn)行操作。

3、本發(fā)明通過射頻技術(shù)的加入，實(shí)現(xiàn)人們通過射頻卡對(duì)水表進(jìn)行抄表和水量充值操作，方便人們進(jìn)行使用，節(jié)省抄表人員的勞動(dòng)量。

4、本發(fā)明設(shè)置有用戶射頻卡和抄表射頻卡，特別是抄表射頻卡的設(shè)置，實(shí)現(xiàn)了一張射頻卡通過一次插卡抄表操作，就能實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)水表的信息采集，同時(shí)旋轉(zhuǎn)殼體基座，攝像機(jī)對(duì)水表上的計(jì)數(shù)轉(zhuǎn)盤進(jìn)行拍照并儲(chǔ)存。

5、本發(fā)明設(shè)置有水力發(fā)電裝置，能夠通過水管內(nèi)部大的水壓進(jìn)行發(fā)電，為本發(fā)明進(jìn)行供電，并對(duì)多余的電量進(jìn)行儲(chǔ)存，解決了干電池供電造成的環(huán)境污染。

6、本發(fā)明利用原有的機(jī)械水表，在機(jī)械水表的轉(zhuǎn)盤上設(shè)置磁鐵和干簧管，通過轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)水量的計(jì)算，有效的利用原有淘汰的機(jī)械水表，實(shí)現(xiàn)廢物的循環(huán)利用，符合可持續(xù)發(fā)展要求，具有機(jī)械電子兩種水量顯示，同時(shí)計(jì)數(shù)轉(zhuǎn)盤處的玻璃為凸透鏡，具有放大作用，方便人員急性觀察的同時(shí)，還便于進(jìn)行照相核實(shí)。

7、本發(fā)明設(shè)置有穩(wěn)壓電路和電池管理芯片，對(duì)電池進(jìn)行管理，根據(jù)電池的情況進(jìn)行選擇性充電，防止電池持續(xù)充電造成事故的發(fā)生，電池為控制報(bào)警裝置進(jìn)行和多個(gè)水量檢測(cè)模塊進(jìn)行供電，減少發(fā)電產(chǎn)生電能的浪費(fèi)。

8、本發(fā)明通過射頻卡上的磁鐵，實(shí)現(xiàn)射頻收發(fā)電路上干簧管的導(dǎo)通，通過射頻收發(fā)電路上的互感線圈對(duì)射頻卡進(jìn)行感應(yīng)供電，實(shí)現(xiàn)射頻卡與處理器之間的信息交換，實(shí)現(xiàn)抄表、續(xù)費(fèi)和繳費(fèi)操作。

9、本發(fā)明設(shè)置有電動(dòng)水閥，能夠通過處理器發(fā)出的信號(hào)實(shí)現(xiàn)關(guān)閉和開通，且水閥會(huì)在處理器的控制下，每月自動(dòng)關(guān)閉一次，防止水垢對(duì)長(zhǎng)時(shí)間開啟的水閥進(jìn)行侵蝕。

10、本發(fā)明設(shè)置有加熱裝置，同時(shí)加熱裝置成無(wú)底的圓筒狀，且設(shè)置在用戶總水管接口或機(jī)械水表的出水口上，不阻擋水流的同時(shí)，增加與水的接觸面積，便于進(jìn)行熱傳遞，能夠在一定程度上解決冬天自來(lái)水溫度過低或結(jié)冰的問題。

11、本發(fā)明通過在加熱裝置中設(shè)置紫外線殺菌器，由于加熱器的存在，會(huì)使加熱器或附近管道內(nèi)壁上成為細(xì)菌滋生的溫床，進(jìn)一步對(duì)自來(lái)水造成污染，紫外線殺菌器的設(shè)置，不但解決了細(xì)菌溫床的問題，還對(duì)自來(lái)水進(jìn)行殺菌消毒，增加了自來(lái)水的質(zhì)量。

12、本發(fā)明通過轉(zhuǎn)盤、兩個(gè)干簧管和磁鐵實(shí)現(xiàn)水量的機(jī)械信號(hào)轉(zhuǎn)換為電子信號(hào)，兩個(gè)干簧管之間設(shè)置有一定的角度，有效的解決了水錘效應(yīng)產(chǎn)生的影響，當(dāng)兩個(gè)干簧管同時(shí)閉合時(shí)，說(shuō)明周圍存在強(qiáng)磁干擾，則在段碼液晶屏上進(jìn)行顯示強(qiáng)磁干擾報(bào)警，并通過處理器關(guān)閉電動(dòng)閥門，防止強(qiáng)磁造成計(jì)量誤差。