[发明专利]一种带防跑水功能的智能水表

说明书

技术领域

本发明涉及一种自来水厂自动控制领域，尤其涉及一种带防跑水功能的智能水表。

背景技术

随着社会科学技术的高速发展，资源短缺现象日益严重，尤其是与人类生存息息相关的水资源。水是宝贵的环境资源，也是我国可持续发展战略的重要物质基础。但是，我国是世界上人均水资源拥有量十分贫乏的国家之一，节约和保护水资源是我国当前一项十分重要的战略措施。

随着城市化程度越来越高，以中型城市为例，约有百万户居民生活中都离不开水，但是经调查许多居民家中时常存在着跑水漏水现象，比如忘记关水龙头、下水不畅通、水管暖气管损坏等各种各样的原因，给居民的生活带来很大的困扰。尤其是5年以上的楼盘，据统计每年大约有5‰的漏水现象，若以每户损失1000元计，造成的直接家庭财产损失为5000户×1000元/户=500万元。由此造成的社会经济损失很大，如果推广到全国，那得有上亿损失。不仅自家受损，还会殃及邻里，有的还因此导致邻里关系紧张走上了法庭，增加不和谐因素。

发明内容

为了解决现有水表功能单一、无法自动发现及防止水管跑水、漏水的问题，本发明提供一种集预付费、阶梯水价计费、故障检测、告警功能、防跑水功能于一体，带防跑水功能的智能水表。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种带防跑水功能的智能水表，包括硬件系统和软件系统，硬件系统包括以下模块：混合信号微控制器、IC 卡、IC卡接口、液晶显示器、电控阀控制接口、水量采集和监测组件、驱动电机及声音报警电路；软件系统采用了模块化处理， 是由主控程序和功能子程序构成，所述主控程序包括:系统初始化、状态判断、流量脉冲和用水量处理、报警提示和低功耗模式处理，所述功能子程序包括: IC 卡的接口模块、电源检测模块、流量监测模块、流量判断模块、时间监测模块、计费处理模块及阀门控制模块。

本发明的带防跑水功能的智能水表的工作原理：带防跑水功能的智能水表是通过计量及控制流经自来水管道水的体积总量来工作的。当有计量脉冲到来时，单片机由睡眠转为工状态，通过混合信号微控制器进行相应的计费处理：既当用户在单位时间段(一般按月计算)用水达到一定吨限时，随着用水量的增加水价格呈阶梯状上升变化，用水量越多，所使用的水价就越高。水表接收阶梯水价的相关用水参数，实时调整水表内部的当前(阶梯)单价，并根据用水参数和当月内的用水量实时地核算出水表内的剩余金额等用水数据。当用户用水的剩余量达到预设的告警量时(告警量由水表管理部门设定)，水表会自动关阀告警，从而提醒用户尽快购水。当将已充值的IC卡插入水表内进行充值时，IC卡水表内单片机首先识别IC卡密码并确认无误后，读入所购水金额并与水表内剩余金额累加，水表根据售水部门的阶梯水价，实时计费、定期结算。结算后当前用水量归零，总用水量实时累计，并写入IC卡水表内存储器，进而控制电磁阀开启，充值完毕水表的工作状态和充值金额会在液晶显示器上显示，当人为拆卸水表或剩余水量低于设定值时，水表报警并及时关掉阀门，同时将数据保存在内部Flash中。

所述混合信号微控制器是整个智能水表的核心，它担负着信息判断、识别、运算、处理的工作。混合信号微控制器选用MSP430F413 单片机。该单片机是一种超低功耗 Flash 型 16 位 RISC 指令集单片机， 具有丰富的片内外围， 工作电压为 1.8V～3.6V， 内置 LCD 驱动器 24×4段， 可以缩小体积、降低成本，它特别适合应用在各种要求低功耗的场所， 如应用在电池或手持设备上。

所述水量采集和监测组件是由磁铁和干簧管组成，采用三干簧管结构，三个干簧管安装夹角为60°，采用三干簧管传感器采集水量；干簧管是由抽空的玻璃外壳和铁镍合金簧片组成。

水量采集和监测组件是由磁铁和干簧管组成，用三个干簧管传感器来测量水量更能有效防止干扰引起的计数误差，显然抗干扰能力比起两个干簧管来更加强，能有效的判断出水流的方向。干簧管动作时就给判断出水的流向，因为如果在干簧管动作前的一次吸合反应是干簧管引起的，那么表示是正向流动，如果干簧管动作前的一次吸合是干簧管引起那说明是反相流动。用干簧管的动作来判断是否水量减少，用干簧管的动作来判断是否水量增加。这样，用三干簧管测量水量就能够清晰的辨别水流的方向。

多干簧管测量时还能对外界的磁干扰进行检测。在外界有强磁干扰的情况下，多干簧管系统中的各个干簧管都将处于同一状态，据此可以判断出异常的状态。

所述时间监测模块采用时间继电器。