[实用新型]纳安级微功耗表头数据采集装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及数据采集处理技术，特别涉及机械式流量表数据自动采集装置。

背景技术

机械式流量表，包括燃气表、水表等，其计数原理是利用气体或液体的流动带动计数轮转动进行计数的。要实现远程自动抄表，需要将计数轮的转动转换成电信号，除了必须保证表头数据采集的准确性外，由于是嵌入表头内部的微型装置，低功耗是必须达到的指标。这是一个艰巨的任务，众多开发人员为此进行了各种尝试和努力，但至目前为止，尚未真正从实用角度解决好这一难题。

以燃气表头为例，其基本结构包括计数基轮以及若干(一般6个以上)计数轮盘，燃气流动带动计数基轮转动，各个计数轮盘按照一定的转速比转动，对用气量进行计数并显示数字。目前，远程抄表系统的数据采集装置一般由传感器、微处理器及其外围电路构成。传感器对表头数据进行采集并将采集的数据输入微处理器，由微处理器进行记录、累加和编码传输。数据传感器常用的有光电传感器、磁敏传感器等。光电传感器的工作原理是，在每个计数轮盘上读数标记位置加装一发光二极管，每个计数轮盘还需加装一个数码盘，用以实现计数轮盘读数的光信号转换，在需要抄表的时候，再对光电转换电路供电，完成表头读数的采集。磁敏传感器的工作原理主要是通过安装在燃气表头上的诸如干簧管等磁敏元器件，检测计数齿轮转动时产生的磁变化信号，根据计数齿轮转动的频率产生脉冲，完成计数。

采用光电传感器的计数模式有如下缺点：

由于目前天然气基表一般在六位以上(含小数位)，要完成模拟量到数字量的光电转换，每个计数轮盘上均要安装多个发光二极管与该计数轮盘的各个不同量值相对应，传感器结构异常复杂。在这样的采集装置中，如果有一个发光二极管失效，势必带来整个系统的失效，造成了系统的不可靠。同时，由于光电直读模式在读取数据的时候，将同时驱动众多的发光二级管，即使采用超低功耗的发光二级管，其消耗功率也远远达不到低功耗的要求。

采用干簧管数据采集装置的缺点是：

现有技术的干簧管数据采集电路如图1所示。干簧管T为单刀单掷开关，干簧管T的输出端A连接微处理器M的I/O口，干簧管T的开关触点B接地。当干簧管T接通时，输出端A为低电平，断开时输出端A为高电平，这样完成数据采集过程。虽然目前的集成电路技术，已经发展到使微处理器，特别是极低功耗微处理器(Ultra-Low-Power Microcontroller)的高阻抗I/O口消耗功率(I/O口灌入电流或拉出电流)，可以忽略不计的程度，但是由图1可以看出，当输出端A为低电平(干簧管T接通)时，流经电阻R到地的电流(I＝Vcc/R)将带来功率损耗。由于表头数据采集这类电路中，干簧管动作频繁，上述功率损耗将是可观的，特别是对于采用纽扣电池供电的干簧管数据采集装置，降低功率损耗就显得更加重要。另一方面，由于干簧管的动作是基于磁场的作用，非常容易受到外磁场的干扰，从而影响数据采集的准确性。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题，就是针对现有技术的表头数据采集装置功耗大，易受外磁场干扰的缺点，提供一种采用干簧管进行表头数据采集的纳安级微功耗表头数据采集装置。

本实用新型解决所述技术问题，采用的技术方案是，纳安级微功耗表头数据采集装置，包括与微处理器连接的传感器，其特征在于，所述传感器由第一干簧管和第二干簧管构成，所述第一干簧管和第二干簧管之间设置有磁屏蔽板；所述第一干簧管和第二干簧管为单刀双掷开关，所述单刀双掷开关的两个开关触点分别连接高电平和低电平，所述单刀双掷开关的输出端与所述微处理器连接。

本实用新型的有益效果是，采用具有单刀双掷开关结构的干簧管，可以实现采集电路的零功耗；采用双干簧管加磁屏蔽板的结构，可以提高装置的抗干扰能力。进一步配合极低功耗的微处理器，能够实现纳安级的微功耗表头数据采集处理。

附图说明

图1是现有技术电路示意图；

图2是实施例的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型通过改进干簧管的结构，配合极低功耗微处理器的省电模式，大大地降低了数据采集装置的功耗。

实施例