[发明专利]一种嵌入燃气表的数据处理系统

说明书

技术领域

本发明涉及嵌入式数据采集和处理技术，特别涉及一种嵌入燃气表的数据处理系统。

背景技术

近年来，随着计算机技术、微电子传感技术、信息通讯技术和自动控制技术的飞速发展，自动抄表(AMR)技术日趋成熟，并在水、电、气、暖等公益行业得到了广泛应用。远传抄表系统在燃气行业也得到了推广和普及，在提高燃气行业抄表效率的同时，避免了因入户抄表而对用户产生的不必要的打扰不能即时抄表等困惑，极大地提高了燃气企业的服务品质，彻底解决入户困难的问题，有利于和谐社会的构建，是公益行业服务文明的具体体现。伴随着国家燃气信息化的步伐，远传抄表行业正在飞速壮大和发展。作为燃气行业远传抄表系统的主体关键组成部分——嵌入燃气表的数据处理系统也呈阶跃发展态势。

现有的嵌入燃气表的数据处理系统，通常包括供电装置、备用电源、传感器和微处理器等部分，与燃气表机械转动计数部分一起构成所谓智能表芯。现有的嵌入燃气表的数据处理系统由于电路复杂、电子元件繁多、设计布局困难。供电装置中大多采用可充电纽扣电池或可充电镍氢电池等作为表芯的备用电源，由于表芯由多个分离元件组合来实现一定的功能，从而造成系统元件较多，故障率较大，查找故障难等问题，系统的功耗也非常大，有的甚至达到了毫安级的功耗，这样造成了要采用多个电池给系统供电，使整个系统的体积增加，安装在基表里比较困难。由于系统的功耗比较大，燃气表在系统没有外电的时候工作的时间比较短，如果在一个地方停电的时间比较长，那么势必造成表头由于供电问题，引起计数不准，从而给燃气公司造成重大的经济损失。同时由于电池的充放电具有一定的次数，它的这个缺陷是远传抄表系统中采用电池供电的不可消除的安全隐患。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，就是提供一种嵌入燃气表的数据处理系统，利用法拉电容器作为系统备用电源，提供系统在电网断电时的工作电流。

本发明解决所述技术问题，采用的技术方案是，一种嵌入燃气表的数据处理系统，包括供电装置、备用电源、传感器和微处理器；

所述供电装置用于连接供电网络，为系统提供工作电流；

所述备用电源与所述供电装置连接，用于当供电装置停止供电时为系统提供工作电流；

所述传感器用于将表头的机械动作转换为电脉冲信号，对表头数据进行采集；

所述微处理器与所述传感器连接，对其采集的数据进行处理；

其特征在于，所述备用电源由法拉电容器及其充电电路构成，所述法拉电容器通过所述充电电路与所述供电装置连接。

法拉电容器，或称为超级电容器，是近几年才批量生产的一种无源元件，介于电池与普通电容之间，具有电容的大电流快速充放电特性，同时也具有电池的储能特性。并且具有重复使用寿命长、充放电电路简单、内阻低、功率密度高、完全免维护等特点，非常适合作为嵌入燃气表头的备用电源使用。本发明的技术方案，将法拉电容器的特性，与燃气表头的特殊需要相结合，对嵌入表头的数据处理系统备用电源进行了改进，用法拉电容器代替传统的电池，在电网断电时为系统提供工作电流。

具体的，所述充电电路由电阻构成，所述电阻串联在所述法拉电容器与供电装置之间。

法拉电容器不需要专门的充电电路和放电控制电路，采用简单电阻串联作为法拉电容器的充电电路，可以避免对供电装置产生电流冲击，保护供电装置的安全运行。

具体的，所述法拉电容器容量≥1F。

法拉电容器的容量已经超过了1kF，考虑到实际需要，主要是停电时间长短，本发明推荐法拉电容器的容量≥1F，以满足2天以上的系统基本工作要求。

更具体的，所述法拉电容器容量＝1.5F。

配合当前系统结构中元器件的功率消耗水平，特别是微处理器功耗的降低，采用1.5F的法拉电容器足以满足2～3天的系统基本工作要求，而且其成本、体积都比较合适。

进一步的，所述微处理器采用低功耗微处理器。

随着微处理器技术的进步，低功耗微处理器发展迅速。采用功耗指标更低的低功耗微处理器，配合法拉电容器构成的备用电源，可以进一步提高电网断电后系统工作时间长度。

优选的，所述微处理器采用TI公司的MSP430G系列微处理器。

TI(德州仪器)公司最近推出了MSP430G系列的超低功耗MCU(微处理器)系列，具有成本低、外形小巧、高性能、16位RISC(精简指令集运算)内核及超低功耗的特点，非常适合嵌入表头的系统使用。