[发明专利]一种专门用于智能超声波水表的NB-IOT模组

权利要求书

1.本发明的特征在于由NB模组内NB芯片MCU的ARM中嵌入的智能超声波水表红外通讯程序和I/O接口构成超声波水表红外通讯接口，这个接口与红外通讯模块的接口相连，实现红外通讯功能，构成超声波水表红外通讯引脚。

2.本发明的特征在于NB模组内NB芯片MCU的ARM中嵌入的电池电压检测程序，和一个I/O接口构成电压检测接口，与电压检测器相联，实现电压检测功能，该接口构成智能超声波水表Nb模组的电压检测引脚。

3.本发明的特征在于，NB模组内NB芯片MCU的ARM中嵌入的超声波流量检测程序，和一组I/O接口构成超声波流量检测接口，与超声波流量检测功能模块相连，实现采集用户用水计量、流速监测以及逆流检测功能，该接口构成超声波水表流量检测引脚。

4.釆用该方案构成的智能超声波水表无需智能超声波水表的主控板，无需外附其他控制模块，将需求功能与超声波流量检测接口相连，红外通讯引脚接好，电压检测器连接至对应引脚，就可实现智能超声波水表全部功能，并且能够完成NB-IoT通讯功能。

5.模块上电后由NB-IOT芯片分配的ARM芯片完成NB调制解调器的初始化，处于NB调制解调器的就绪状态，并且模块上电后首先执行超声波水表流量检测引脚初始化、电池电量检测功能引脚初始化，红外通讯引脚初始化等初始化程序；初始化程序执行完毕后执行系统时钟配置程序，经过系统时钟配置完成内部需要时钟功能、端口初始化完成各个功能所需端口配置、看门狗定时器定时设置、外部存储器初始化及读取参数；之后单片机进入开启全局中断低功耗状态等待中断唤醒，程序进入到事件数组判断循环中，当发生中断时程序跳出循环进入中断判断程序，做出判断后程序会根据中断的具体内容红外通讯响应、数据上传、欠压报警等功能的事件标志位进行更改，更改之后跳出中断根据标志位进行相关的事件操作；单片机被中断唤醒时首先判断中断类型，如果是外部中断再通过判断具体哪个端口引发中断，来设置相关功能的事件标志位，跳出中断后主函数会根据标志位完成对应事件功能；通过外部中断触发的功能主要有电池电量检测功能、红外通讯响应功能；当产生红外通讯中断时，NB模块分配的ARM会及时响应红外通讯功能，实现超声波水表修正数据等的设置读取等操作；当程序发生定时器中断时，会根据一定时间间隔来执行相关功能，比较中断时刻的时间是否与预设功能时间相同，如果相同则设置相关功能的事件标志位，跳出中断后主函数会根据标志位完成对应事件功能；当时间达到预设的流量采集时间时，通过NB-IOT内部的超声波水表ARM控制超声波流量检测模块进行流量的采集计算；其中流速监测主要由NB-IOT模块内部定义的超声波水表ARM来控制超声波流量检测模块驱动管段上下两个超声波换能器，得到两个方向的飞行时间，然后通过NB-IOT模块内部定义的超声波水表ARM来进行瞬时流量及累计量的计算，接下来通过NB-IOT内部分配的超声波水表ARM定时对温度的采集计算进行补偿，对流量值进行修正，实现流体流量的高精度计量；如果程序检测出欠压等异常现象，程序会进行报警并通过NB-IOT调制解调模块上传一条数据提醒使用者；同时在定时器中断中每隔一段时间系统会进行一次系统内部状态诊断，判断各个功能单元是否正常启动，各个拓展口是否被应用；如果有某些功能单元出现异常，超声波水表ARM核会根据通讯协议通过NB调制解调器上传一条数据给云端后台通知相关人员进行维修操作；如果各功能单元正常启动则模块进入休眠状态并开启定时器，当模块侦听到NB基站发送来的消息或者程序设定的唤醒时间到达时模块会被唤醒，当模组被唤醒后，各个工作单元开始工作，定义的超声波水表ARM提取需要计算的数据传输给NB调制解调器的数据引脚，将数据通过数据线发送给NB调制解调器，NB调制解调器将输出的信号经过滤波器双工开关天线等设备发送给上位机进行解析。