[发明专利]拨码开关式燃气表无源直读电路

说明书

技术领域

本发明属于电子技术领域，具体涉及一种拨码开关式燃气表无源直读电路。

背景技术

现有燃气表绝大部分是机械式，也有极少的是采用电子手段进行测量。机械式燃气表利用燃气的流动推动字轮旋转，从而获得流量值；电子式燃气表采用超声波、射流等方式进行检测燃气流量值。

因为抄表的需要，燃气表需要把测得的燃气流量值传出，通过射频方式（RF）、近场通信（NFC）、通用分组无线业务（GPRS）等手段最终传到燃气公司的数据库，燃气公司依此进行结算。

机械式燃气表利用字轮读数显示燃气流量值，需要人工读数进行手工抄表，费时费工。若如需要进行远程抄表，需要把此机械字轮数转化为电信号，才能进行处理以及传输。具体转换转化方式有如下几种：光电直读方式、干簧管方式、霍尔传感器方式、变化电阻方式、编码方式以及摄像式。光电直读方式为一组红外光沿字轮轴线方向穿过字轮，由于字轮开孔位置组合从而获得字轮数值，本方式为字轮实时值。干簧管和霍尔传感器读数方式为是脉冲计数方式，由字轮旋转一圈产生一个脉冲的方式累计从而获得字轮数值，此方式为字轮累计值，需要字轮初始值和累计值方能得到字轮实时值。变化电阻方式为不同的字轮数值对应不同的电阻阻值，通过采集阻值从而获知字轮值，该方式为字轮实时值。编码方式采用编码开关字轮方式，由4个开关不同组合代表字轮值，采集此4个开关的状态获得字轮值，该方式为字轮实时值。摄像式采用拍摄字轮并经过图像处理获得字轮值，该方式为字轮实时值。上述方式中，霍尔方式需要24小时不间断供电，其余则可以在采集数据的时候供电即可。

因为燃气为易燃易爆气体，在机械表上使用电子元部件时，不能采用220V市电供应，只能利用电池供电，而电池存在损耗和寿命问题，所以在燃气表的生寿命周期中需要更换电池。这对于用户以及燃气公司来说，存在许多不方便，例如没有及时更换电池，可能会存在无法及时、准确的把燃气用气量传回燃气公司的问题。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出一种拨码开关式燃气表无源直读电路。

本发明包括能量捕获通信模块电路、控制模块电路和拨码开关电路。能量捕获通信模块电路包括天线和能量捕获通信芯片，天线与能量捕获通信芯片连接，获取外部读写设备发射的射频信号；能量捕获通信芯片将捕获到的射频信号转换为电能，给芯片本身、控制模块电路和拨码开关电路提供电能,并通过外部读写设备发射的射频信号进行通信，把芯片内部的数据传输给外部读写设备；控制模块电路的微处理器采集拨码开关电路中的字轮数据，并与能量捕获通信芯片通信，将字码数据存入能量捕获通信芯片中。

所述的能量捕获通信芯片采用同时具有能量捕获功能和通信功能的芯片，通过天线采集到外部读写设备发射的射频信号，并将采集的射频信号转换为电能，射频信号载波频率从低频100KHz到高频、超高频以及微波6GHz，能够与发射射频信号的外部读写设备进行通信，以及与控制模块电路中的微处理器进行通信；能量捕获通信芯片具有天线接口、电源输出端口、通信端口。

所述的控制模块电路包括微处理器和辅助电路器件，辅助电路器件包括电容、电阻、晶振；所述的微处理器为单片机、Arm或Dsp，具有数据处理模块、数据通信模块、电源输入端口和I/O接口；微处理器的电源输入端口与能量捕获通信芯片的电源输出端口连接。辅助电路器件中的电容一般作为旁路电容、去耦电容、谐振电容或者储能电容，用于滤波、谐振、储能等功能；辅助电路器件中的电阻一般作为上拉电阻或者作为分压、分流电阻；晶振主要是给所述的微处理器提供时钟，也有微处理器内部带有晶振，则可不需要外部晶振；所述的电容、电阻、晶振采用串联或者并联的方式连接。辅助电路器件为成熟的电子元器件，其连接方式也采用常规的现有技术。

所述的拨码开关电路包括多个并联的拨码开关分电路，每个拨码开关分电路结构相同，包括一个拨码开关和四个上拉电阻，四个上拉电阻的一端接微处理器的一个I/O接口或能量捕获通信芯片的电源输出端口，四个上拉电阻的另一端分别与拨码开关的除公共端外的四个脚连接，作为拨码开关的取样点，四个取样点分别与微处理器的四个I/O接口连接，拨码开关的公共端接地。

对应机械式燃气表上小数点前的每个字轮设置一个拨码开关，所述的拨码开关包括拨码盘和设置在字轮上的接触柱，拨码盘为一个绝缘盘，表面覆有五根金属导线，其中一根为拨码开关的公共端，其余四根与公共端分别构成四个开关的两端；字轮转动时，接触柱随之转动，接触柱的一端保持与公共端接触，另一端与其余四根金属导线随着字轮转动实现各种开闭状态的组合。拨码开关结构为成熟的现有技术。