Gprs燃氣壓力溫度監測儀的製作方法
2023-04-23 12:23:21 1
Gprs燃氣壓力溫度監測儀的製作方法
【專利摘要】GPRS燃氣壓力溫度監測儀，包括有微控制器、溫度壓力信號調理AD採樣電路、數據存儲模塊、時鐘模塊、GPRS無線通信模塊、RS485通信接口及電源管理系統；壓力探測器採用擴散矽壓力傳感器，壓力傳感器輸出信號經24位模數轉換器轉換成數位訊號送給微控制器，微控制器將輸出的數位訊號轉換成壓力值並顯示到液晶顯示屏，最後通過GPRS通訊電路將數據上傳到燃氣公司伺服器上；具有數據採集精度高、採集實時性一致和施工方便的特點。
【專利說明】GPRS燃氣壓力溫度監測儀
【技術領域】
[0001]本實用新型屬於燃氣管網壓力監測【技術領域】，具體涉及一種GPRS燃氣壓力溫度監測儀。
【背景技術】
[0002]目前，國內絕大多數燃氣公司在監測城市燃氣管網氣壓方面主要採用傳統機械式壓力表獲取壓力，採取人工定時抄表匯總、分析數據。但是機械式壓力表精度不高；人工抄表的誤錄、漏錄造成抄表數據的準確性和完整性無法保證，無法保證在同一個時間點獲取管網各個檢測點的數據(同一時刻的壓力數值才能真實反映管網氣壓的變動)；同時隨著城市燃氣管網的不斷延伸，龐大抄表隊伍的耗費及海量抄表數據的存儲管理都需要智能化管理。
【發明內容】
[0003]為了克服上述現有技術的不足，本實用新型的目的是提供了 GPRS燃氣壓力溫度監測儀，具有數據採集精度高、採集實時性一致、通過GPRS無線網絡自動上傳數據，且施工方便的特點。
[0004]為了實現上述目的，本實用新型採用的技術方案是:GPRS燃氣壓力溫度監測儀，包括有微控制器，微控制器和AD採樣電路通過SPI總線相連；微控制器的I2C通訊端I與數據存儲電路相連，微控制器的I2C通訊端2與時鐘電路相連，微控制器的通訊端UART與GPRS通信電路端連接，微控制器的顯示部分採用微控制器內部驅動電路與液晶顯示裝置相連，微控制器還設有RS485通信接口電路，微控制器的電源端與電源管理電路相連，電源管理電路與電源相連。所述的微控制器包括有:微控制器MSP430F248。
[0005]所述的AD採樣電路包括有:24位AD轉換模塊AD7986，壓力傳感器和溫度傳感器；AD7986和微控制器SPI通信端相連；AD7986的信號輸入端與壓力及溫度傳感器相連相連，AD模塊採樣外部參考電壓。
[0006]所述的數據存儲電路包括有:存儲器模塊AT24C512，存儲器通過I2C總線與微控制器的通訊端相連。
[0007]所述的時鐘電路包括有:時鐘模塊DS1302及晶體振蕩器XT2和後備電池B2，時鐘電路通過I2C總線和微控制器相連。
[0008]所述的GPRS通信電路包括有:GPRS模塊J401及手機卡座J402，GPRS通信電路通過串口 UART和微控制器相連。
[0009]所述的RS485通信接口電路包括有:485通信模塊MAX3485，MAX3485通過串口和微控制器相連。
[0010]所述的電源管理電路包括有:集成模塊MAX8188、集成模塊LM2576和集成模塊HT5RE33A ；MAX8188輸出3.7V供GPRS通信電路工作；HT5RE33A輸出VCC供微控制器、時鐘模塊、存儲電路、AD採樣電路及RS485模塊工作。[0011]所述的的電源採用三節鋰電池ER34615並聯供電或者外接DC24V/500mA供電。
[0012]壓力探測器採用擴散矽壓力傳感器，壓力傳感器輸出信號經24位模數轉換器AD7986轉換成數位訊號送給微控制器，嵌入式軟體通過分段線性擬合法將AD7986輸出的數位訊號轉換成壓力值並顯示到液晶顯示裝置，最後通過GPRS通訊電路將數據上傳到燃氣公司伺服器上；輔助測量管網燃氣溫度；兼容鋰電池供電和市電供電；安裝方式採用公制M20X 1.5外螺紋(可直接和機械式壓力表互換)。
[0013]本實用新型的有益效果是:
[0014]I)定時自動抄錄數據，由於採用實時時鐘及通過GPRS網路傳輸數據，因此可實現定時自動抄錄數據；
[0015]2)定時自動上報數據，由於採用實時時鐘因此可實現定時上報數據功能。
[0016]3)欠壓、過壓自動報警，由於採用軟體判斷管網氣壓狀態，如果欠壓或過壓自動通過GPRS網絡上傳報警數據。
[0017]4)對管網實時監控，由於採用定時每分鐘採集一次管網數據因此可實現管網壓力的實時監控。
[0018]5)大大降低運營和管理成本，由於採用自動採集，無線傳輸技術，大大降低抄表人員的費用。
[0019]6)提高燃氣公司的工作效率，由於採用本實用新型，可方便遠程獲取天氣然管網的壓力，替代了人工定時抄表匯總數據，分析，因此提高燃氣公司的工作效率。
[0020]7)採集數據精度高，由於採用擴散矽壓力傳感器及24位AD轉換器，因此可實現數據精度高。
[0021]8)數據採集同時性，用於採集實時時鐘且每天與伺服器同步一次時間，因此可保證對每個採集點同時採集數據。
[0022]9)安裝方便，由於採用M20X1.5螺紋接口，可直接機械式壓力表互換，因此安裝方便。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0023]圖1為本實用新型的結構原理圖。
[0024]圖2為本實用新型微控制器電路圖。
[0025]圖3為本實用新型AD採樣電路圖。
[0026]圖4為本實用新型數據存儲電路。
[0027]圖5為時鐘電路圖。
[0028]圖6為本實用新型GPRS通信電路圖，其中圖6 (a)為GPRS模塊J401的結構圖；圖6 (b)為SM模塊J402的結構圖。
[0029]圖7為本實用新型485通信接口電路圖。
[0030]圖8為本實用新型電源管理電路圖，其中圖8 Ca)為集成模塊MAX8188的結構示意圖；圖8 (b)為集成模塊LM2576的結構示意圖；圖8 (c)為集成模塊HT5RE33A的結構示意圖。
【具體實施方式】[0031]下面結合附圖對本實用新型作進一步詳細說明。
[0032]參見圖1、2，GPRS燃氣壓力溫度監測儀，包括有微控制器，微控制器的17端AD_CLK, 18端AD_DIN，19端AD_D0UT與溫度壓力信號調理的AD採樣電路相連，微控制器的通訊端49端SDA、50端SCL、51端AT24_CTR與存儲電路相連，微控制器的通訊端16端DS_RST、15端DS_10、14端DS_CLK與時鐘電路相連相連，微控制器的通訊端32端GPRS_RXD、33端GPRS_TXD與GPRS通信電路端連接，微控制器的顯示部分採用微控制器內部驅動電路與液晶顯示裝置相連，微控制器還設有RS485通信接口電路，微控制器的電源端與電源管理電路相連，電源管理電路與電源相連。
[0033]所述的微控制器的信號採用MSP430F248。
[0034]參見圖3，所述的AD採樣電路包括有:24位AD轉換模塊AD7986，壓力傳感器和溫度傳感器。AD7986的4端10UT1、5端ΑΙΝ1+、6端AIN1_、7端AIN2+與壓力傳感器的3端IN+,2端OUT+、I端0UT-.4端IN-相連；AD7986的7端AIN2+、8端AIN2-與溫度傳感器的I 端 J302_l、2 端 J302_2 相連。
[0035]參見圖4，所述的時鐘電路包括有時鐘模塊DS1302及晶體振蕩器XT2和後備電池B2，5 端 DS_RST、6 端 DS_10、7 端 DS_CLK 和微控制器的通訊端 16 端 DS_RST、15 端 DS_10、14端DS_CLK相連。
[0036]參見圖5，所述的數據存儲電路包含有存儲器模塊AT24C512，存儲器的5端SDA、6端SCL、8端AT24_CTR與微控制器的通訊端49端SDA、50端SCL、51端AT24_CTR相連。
[0037]參見圖6，所述的GPRS通信電路包括有GPRS模塊J401 (參見圖6a)及SM模塊J402 (參見圖6b)，GPRS通信電路的41端GPRS_RXD、42端GPRS_TXD與微控制器的32端GPRS_RXD、33 端 GPRS_TXD 相連。
[0038]參見圖7，所述的485通信接口電路包括模塊MAX3485，MAX3485的I端485_TXD、3 端 485_DIR、4 端 485_RXD 與微控制器的 34 端 485_TXD、35 端 485_DIR、36 端 485_RXD 相連。
[0039]參見圖8，所述的電源管理電路包括有集成模塊MAX8188 (參見圖8a)、集成模塊LM2576 (參見圖8b)和集成模塊HT5RE33A (參見圖8c)，分別輸出3.7V與GPRS通信電路的
1、3、5、7、9端3.7V連接；輸出VCC與微控制器的端I端VCC、64端VCC相連，與時鐘電路8端相連，與485通信接口電路的8端VCC相連，與AD採樣電路的14端VCC相連。
[0040]所述的電源採用三節鋰電池ER34615並聯或者DC24V/500mA供電。
【權利要求】
1.GPRS燃氣壓力溫度監測儀，包括有微控制器，微控制器的SPI通信埠與溫度壓力信號調理AD採樣電路相連，微控制器的I2C通訊端I與數據存儲電路相連，微控制器的I2C通訊端2與時鐘電路相連，微控制器的通訊端UART與GPRS通信電路端連接，微控制器的顯示部分採用微控制器內部驅動電路與液晶顯示裝置相連，微控制器還設有RS485通信接口電路，微控制器的電源端與電源管理電路相連，電源管理電路與電源相連。
2.根據權利要求1所述的GPRS燃氣壓力溫度監測儀，其特徵在於，所述的微控制器的型號採用MSP430F248。
3.根據權利要求1所述的GPRS燃氣壓力溫度監測儀，其特徵在於，所述的AD採樣電路包括有:24位AD轉換模塊AD7986，壓力傳感器和溫度傳感器；AD7986和微控制器SPI通信端相連；AD7986的信號輸入端與壓力及溫度傳感器相連相連。
4.根據權利要求1所述的GPRS燃氣壓力溫度監測儀，其特徵在於，所述的數據存儲電路包含有:存儲器模塊AT24C512，存儲器通過I2C總線與微控制器的通訊端相連。
5.根據權利要求1所述的GPRS燃氣壓力溫度監測儀，其特徵在於，所述的時鐘電路包括有:時鐘模塊DS1302及晶體振蕩器XT2和後備電池B2，時鐘電路通過I2C總線和微控制器相連。
6.根據權利要求1所述的GPRS燃氣壓力溫度監測儀，其特徵在於，所述的GPRS通信電路包括有GPRS模塊J401及手機卡座J402，GPRS通信電路通過串口 UART和微控制器相連。
7.根據權利要求1所述的GPRS燃氣壓力溫度監測儀，其特徵在於，所述的485通信接口電路包括模塊MAX3485，MAX3485通過串口和微控制器相連。
8.根據權利要求1所述的GPRS燃氣壓力溫度監測儀，其特徵在於，所述的電源管理電路包括有集成模塊MAX8188、集成模塊LM2576和集成模塊HT5RE33A ；MAX8188輸出3.7V供GPRS通信電路工作；HT5RE33A輸出VCC供微控制器、時鐘模塊、存儲電路、AD採樣電路及RS485通信接口工作。
9.根據權利要求1所述的GPRS燃氣壓力溫度監測儀，其特徵在於，所述的電源採用三節鋰電池ER34615並聯供電或者外接DC24V/500mA供電。
【文檔編號】G01K13/02GK203519235SQ201320638227
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年10月16日 優先權日:2013年10月16日
【發明者】劉淵 申請人:西安普瑞米特科技有限公司