[实用新型]基于GPRS的远程流量积算仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种流量统计装置，尤其涉及一种基于GPRS的远程流量积算仪。

背景技术

长期以来，自来水行业一直受到供水损失率居高不下的困扰，其中漏失率偏高是主要原因。而目前城市供水网的计量装置，分布分散且无人值守，无法实现远程实时监测供水情况，无法有效的避免或降低供水损失率。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种基于GPRS的远程流量积算仪，其可以远程实时监控管网的流量情况，有效降低了液体的损失率。

为解决上述技术问题，本实用新型包括：包括主控模块，主控模块连接接口模块，所述的主控模块连接流量仪表信号输入模块，GPRS收发模块连接主控模块。

所述的接口模块包括：显示器接口模块，键盘输入接口模块。

所述的流量仪表信号输入模块包括：A/D转换模块，HARTModem，RS-485收发器，频率量转换模块。

主控模块包括：AT89C52主控芯片，以及与主控芯片连接的存储器芯片。

本实用新型通过流量仪表信号输入模块连接现场流量仪表，使主控模块远程实时监控管网的流量情况，有效降低管路中液体的损失率。

附图说明

图1为本实用新型第一种实施方式的硬件结构图。

图2为本实用新型第一种实施方式的主控模块的硬件结构图。

图3为本实用新型第一种实施方式的主控芯片的硬件结构图。

图4为本实用新型第一种实施方式的A/D转换模块的硬件结构图。

图5为本实用新型第一种实施方式的GPRS收发模块的硬件结构图。

图6为本实用新型第一种实施方式的频率量转换模块的电路原理图。

图7为本实用新型第一种实施方式的HART通讯流程图。

具体实施方式

本实用新型的第一种实施方式：如图1所示本实用新型包括：主控模块，主控模块连接接口模块，主控模块连接流量仪表信号输入模块，GPRS收发模块连接主控模块.接口模块包括：显示器接口模块，键盘输入接口模块.流量仪表信号输入模块包括：A/D转换模块，HARTModem，RS-485收发器，频率量转换模块.流量仪表信号输入模块通过A/D转换模块、频率量转换模块、HARTModem和RS-485收发器，对现场流量仪表采集的模拟量、频率量和数字量等信号进行处理，再通过GPRS收发模块与主控模块间的RS-232串口，由GPRS收发模块与监控中心进行数据传输与通信.

主控模块如图2和图3所示，其中采用微控制芯片AT89C52作为主控芯片；HART总线接口用于流量仪表的故障检测；实时时钟芯片DS12C887能为GPRS远程流量积算仪提供精确的时间，并实现定时抄表的功能；液晶显示器和键盘分别通过显示器接口模块以及键盘输入接口模块与主控模块连接，用于与主控模块进行人机交互；存储器芯片AT24C256用来存储流量的历史信息、保护断电或停电情况下的瞬时流量信息；当电压低于21VDC时，电源检测模块会向主控芯片AT89C52发出不可屏蔽的中断信号，避免电压过低时对采集信号精确度的影响。

流量仪表信号输入模块包括：模拟量输入通道A/D转换模块如图4所示，采用高精度差分放大器INA146和12位A/D转换器MAX186来设计模拟量输入通道。在本设计中拟对4个通道进行轮流采样，对每一个通道中采样取多次平均值以减小误差。在4个通道采样完成以后对流量进行积算。

频率量转换模块把来自流量仪表的模拟信号转换为0-10kHz的频率信号。如图6所示，光电隔离器4N25可将输入和输出两部分的地线分开，各自使用一套电源供电，能有效地起到抗干扰作用。LM393比较器对0-10kHz频率信号进行整形，输出标准的方波信号。然后送入主控芯片AT89C52的P3.5端口，使用主控芯片的定时/计数器T1的计数功能对频率信号进行计数，再通过软件处理得到流量数据。

GPRS无线收发模块主要包括：GSM/GPRS双频无线模块M22，RS-232调试接口和电源调整模块，其结构如图5所示。为了尽量减小供电电源的干扰，避免它与其他模块间的接线串扰，采用独立的电源调整模块，提供4.2VDC给M22模块使用，并增加独立的RS-232调试接口，以方便GPRS模块的调试。

HARTModem主要用于数字通信，进行现场流量仪表的故障检测及报警维护，HARTModem上运行HART协议，HART协议是一种兼容现行4-20mA模拟系统的过渡性现场总线标准，该协议能在4-20mA模拟信号上叠加数字信号进行双向数字通信。HART协议参考ISO/OSI标准，采用简化三层模型结构，即物理层、数据链路层和应用层。现场流量仪表根据现场流量检测信息将已经或可能出现的异常现象记录在HART报文中，然后将HART报文返回具于GPRS远程流量积算仪，发出报警信息。积算仪将携带报警信息的报文上传给监控中心，系统监控中心记录报警信息，及时通知维修，避免现场流量仪表的恶化、报废，HART通信流程如图7所示。