基于射頻技術的自發電式智能化水表的原理及設計

今天為大家介紹一項國家發明授權專利——基于射頻技術的自發電式智能化水表。該專利由河南工程學院申請，并于2018年11月20獲得授權公告。

內容說明

本發明涉及一種水量計量裝置，特別是涉及一種基于射頻技術的自發電式智能化水表。

發明背景

隨著我國經濟的飛速發展，我國淡水資源緊缺問題日益嚴重，逐漸成為我國可持續發展的“瓶頸”，有關部門統計數字顯示，我國人均水資源擁有量只有 2200立方米，目前我國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家。面對我國水資源的嚴峻現狀如何使城鎮的實際用水量壓縮到社會必需用水量的最低限度成為水資源管理部門的一個難題。

目前節約水資源包括兩個方面的措施：一是大力推廣應用節水新技術；二是加強節約用水的科學管理。從某種意義上說，加強節水科學管理是當前的首要任務，要加強節約用水的科學管理，首先要把節水科學管理納入法制化管理的軌道；其次要加速研究開發科技先進、應用方便的節約用水科學管理儀表。 為了加強節約用水的科學管理，必須改變民用水表管理現狀，其現狀表現為：水表收費一直采用人工抄表收費的方式，工作十分繁瑣，而且容易出錯，常常出現用戶欠繳、遲繳或漏繳水費等問題。

因此，水表管理部門正在推行預付費管理模式。通過用戶先付費后用水，從根本上杜絕欠繳、遲繳、漏繳水費的現象，實現了抄表、收費、控制三位一體，不僅節約了人力資源成本，而且強化了“水是商品”的概念，有利于促進節約用水和用水管理部門的統籌管理。

發明內容

本發明的技術方案是：一種基于射頻技術的自發電式智能化水表，包括電源模塊、水量檢測模塊和控制報警裝置，所述電源模塊與控制報警裝置連接，且均設置在殼體內，所述水量檢測模塊與控制報警裝置連接，且鑲嵌在控制報警裝置下側的殼體內，所述水量檢測模塊為至少兩個，所述水量檢測模塊的進水口通過分支管道與設置在殼體上的用戶總水管接口連接，所述控制報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電機和電池。

本發明的有益效果是：1、本發明在原有機械水表的基礎上實現水量的檢測和電子顯示，實現多個水表的集中統一管理，具有自發電及報警功能，并結合射頻技術實現抄表和水量充值功能，具有水加熱和消毒功能，方便人們進行使用。

2、本發明把多個機械水表通過殼體與控制報警裝置連接為一整個整體，且均通過分支管道與用戶總水管接口連接，實現了水表的集中設置和管理，減少空間的占用量，方便人們進行操作。

3、本發明通過射頻技術的加入，實現人們通過射頻卡對水表進行抄表和水量充值操作，方便人們進行使用，節省抄表人員的勞動量。

4、本發明設置有用戶射頻卡和抄表射頻卡，特別是抄表射頻卡的設置，實現了一張射頻卡通過一次插卡抄表操作，就能實現對多個水表的信息采集，同時旋轉殼體基座，攝像機對水表上的計數轉盤進行拍照并儲存。

5、本發明設置有水力發電裝置，能夠通過水管內部大的水壓進行發電，為本發明進行供電，并對多余的電量進行儲存，解決了干電池供電造成的環境污染。

6、本發明利用原有的機械水表，在機械水表的轉盤上設置磁鐵和干簧管，通過轉盤的轉動實現對水量的計算，有效的利用原有淘汰的機械水表，實現廢物的循環利用，符合可持續發展要求，具有機械電子兩種水量顯示，同時計數轉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，還便于進行照相核實。

7、本發明設置有穩壓電路和電池管理芯片，對電池進行管理，根據電池的情況進行選擇性充電，防止電池持續充電造成事故的發生，電池為控制報警裝置進行和多個水量檢測模塊進行供電，減少發電產生電能的浪費。

8、本發明通過射頻卡上的磁鐵，實現射頻收發電路上干簧管的導通，通過射頻收發電路上的互感線圈對射頻卡進行感應供電，實現射頻卡與處理器之間的信息交換，實現抄表、續費和繳費操作。

9、本發明設置有電動水閥，能夠通過處理器發出的信號實現關閉和開通，且水閥會在處理器的控制下，每月自動關閉一次，防止水垢對長時間開啟的水閥進行侵蝕。

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

11、本發明通過在加熱裝置中設置紫外線殺菌器，由于加熱器的存在，會使加熱器或附近管道內壁上成為細菌滋生的溫床，進一步對自來水造成污染，紫外線殺菌器的設置，不但解決了細菌溫床的問題，還對自來水進行殺菌消毒，增加了自來水的質量。

12、本發明通過轉盤、兩個干簧管和磁鐵實現水量的機械信號轉換為電子信號，兩個干簧管之間設置有一定的角度，有效的解決了水錘效應產生的影響，當兩個干簧管同時閉合時，說明周圍存在強磁干擾，則在段碼液晶屏上進行顯示強磁干擾報警，并通過處理器關閉電動閥門，防止強磁造成計量誤差。