基于MEMS热式流量传感器的工商业大流量远传燃气表的原理及设计

今天为大家介绍一项国家发明授权专利——一种基于MEMS热式流量传感器的工商业大流量远传燃气表。该专利由重庆前卫克罗姆表业有限责任公司申请，并于2017年6月20日获得授权公告。

内容说明

本实用新型涉及燃气表技术领域，具体为一种基于MEMS热式流量传感器的工商业大流量远传燃气表。

发明背景

随着科学技术的发展，通过网络支付货款方式逐步普及，其深刻地影响着我们生活的方方面面。而和人们生活休戚相关的燃气使用过程中，不是采用传统的人工或者部分自动抄表的方式进行抄表统计，就是据单付费，就是采用IC卡预付方式。采用IC卡预付方式，需要大量建立IC卡充值点，且受到IC卡这个不可或缺的媒介自身的限制，无法进行有效的归集运行记录和充值记录；采用传统的人工或者部分自动抄表的方式，则要利用大量的人力及物力，如果采用实时在线抄表系统，也需要投入极大的物力，而且不能够对在用燃气表具的及时维护，造成燃气用户生活不便和生产的损失。

发明内容

针对现有技术中所存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种可通过利用互联网、物联网、低功耗无线、大数据云计算和云存储实现民用和企业燃气用户自助抄表或自助式预付费的远程燃气物联网自助抄表和自助付费的燃气表，以替代传统的人工抄表和IC充值管理的民用燃气表和企业燃气表。

为实现上述目的，本实用新型采用了如下的技术方案：一种基于MEMS热式流量传感器的工商业大流量远传燃气表，包括外壳，所述外壳上设有显示面板，外壳内设置有控制电路、通气管道、与通气管道连通的旁通管道，所述通气管道的两端设置有进气接头和出气接头，旁通管道上设有热式流量传感器，所述控制电路包括用于采集燃气流量的流量采集模块、与流量采集模块通信并采用SIM卡内的GPRS通信模块与数据终端实现数据通信的通信模块。

所述通信模块包括通信芯片U2、U5，所述通信模块U2用于与采集模块通信计量流量，所述通信芯片U5与通信芯片U2之间采用流量计端口JP5连接；同时流量计端口JP5连接485串口电路，防止流量计量不稳定；所述通信芯片U5电连有用于识别SIM卡内的GPRS通信模块的识别电路。

所述流量计端口JP5的第四引脚与通信芯片U2的第五十二引脚和通信芯片U5的第五六十引脚电连；流量计端口JP5的第三引脚与通信芯片U2的第五十三引脚和通信芯片U5的第五十九引脚电连；流量计端口JP5第一引脚与通信芯片U5的第十四引脚电连用于控制流量计通断；流量计端口JP5第二引脚接地；流量计端口JP5的第四引脚与通信芯片U2的第五十二引脚和五十三引脚之间电连电阻R30、R29。

其中，还包括与通信芯片U5电连的用于确定流量数据上传的时间的时钟控制电路和三端稳压电源电路；所述时钟控制电路包括时钟芯片U8，所述时钟芯片U8的第一引脚电连通信芯片U5的第三十五引脚和三端稳压电源电路的稳压芯片U9的第六引脚；所述时钟芯片U8的第四引脚电连通信芯片U5的第三十四引脚和稳压芯片U9的第五引脚；稳压芯片U9的第一、二、三、四、七引脚均接地；稳压芯片U9第八引脚接电容C31后再接地。

再有，还包括与通信芯片U5电连的开关电源电路DC-DC。另外，还包括置于外壳内的调试检测电路，所述调试检测电路包括相互并联的电阻R7、R8，电阻R7、R8的输入端均与电源3V3电性连接，所述电阻R7连接有相互并联的电容C13、开关SW1，电阻R20连接有相互并联的电容C15、开关SW1，所述电容C7、开关SW1和电容C8、开关SW2的输出端都接地。

具体地，所述的485串口电路包括收发器U1、接口转换器J2、电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6和电容C3、C8、C9，所述收发器U1的第一引脚与电阻R4的一端电连，电阻R4的另一端与并联的电阻R1、R2的一端连接，电阻R1的另一端接地，电阻R2的另一端接通信模块U2和JP5 ，收发器U1的第七引脚与电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端接电容C8和接口转换器J2的第二引脚；收发器U1的第六引脚与电阻R6的一端连接，电阻R6的另一端接电容C9和接口转换器J2的第三引脚；收发器U1的第五、八引脚均接地，电容C3接在收发器U1的第八引脚上。

进一步地，所述通信芯片U2的型号为MSP430F4152。所述通信芯片U5的型号为EFM32TG8-42F32。

相比于现有技术，本实用新型具有如下有益效果：计量精确，使用方便，充分利用移动互联网，物联网、大数据云计算和云存储，实现自助式抄表、缴费、预付费充值、用户报修、仪表远程检测和专业服务，取代传统的采用人工或者部分自动抄表的方式进行抄表统计和IC预支付使用能源费用，有效节省了大量的人力和物力，方便了燃气用户。