基于MCU的智能水表工作原理及应用

发布者:DazzlingSmile最新更新时间:2016-11-10 来源: ofweek关键字:MCU  智能水表  工作原理 手机看文章 扫描二维码
随时随地手机看文章
  引言

  水表的发展已有近二百年的历史,在开始阶段相当长的一段时间里,英法日德等国家的水表一直占据着中国水表行业。随着城市供水事业的发展,中国的水表工业也相应地发展起来,从20世纪90年代开始,各种智能型水表、水表抄表系统等产品也开始兴起。

  尽管,目前国内的水表市场仍然以机械表为主,但是从发展角度来看,智能化是一种必然的趋势,可以节省人工,提高抄表的准确度,更可以实现阶梯化收费,有效的利用有限的水资源。

  水表的电源一般由水表自行供给,这就对水表的功耗提出了苛刻的要求。国际规定,智能水表的静态电流应该小于30μA,实际中水表厂商都把该指标控制在10μA以内(使用干簧管传感器时),保证工作时间大于6年以上才算合格。NEC带LCD控制功能的8位微控制器以其低功耗、高性能等优势,成为水表微控制器的优质选择。

  1 NEC山梨MR和Renesas MCU水表方案

  该方案的工作原理为:在叶轮上装上磁铁,由磁场感应器(MR Sensor)感知出叶轮的旋转。磁场感应器(MR Sensor)把磁场信号转变成电信号,再由单片机进行计量的加法或减法运算,运算值由液晶显示或对外部输出。如图1所示

  

 

  方案结构框图如下:

 

  

 

  2 Renesas MCU——78K0/Lx3微控制器介绍

 

  Renesas电子78K0/Lx3微控制器是高性能8位通用微控制器,采用原NEC电子的78K0内核,有48Pin~80Pin的多种封装,内置4Com/8Com模式的LCD驱动,可以驱动的LCD段数高达288段。

  ●LCD驱动器

  最大可实现36*8段位控制,共有6种显示模式供选择,内/外部分组电压。

  ●CSI通讯模块1~2

  可与IC卡接收器、短距离无线收发器、超声波流量传感器进行通讯

  ●丰富的比较/触发定时器

  采集流量传感器信号并精确计算出流量

  ●EEPROM模拟功能

  通过flash的数据烧写及特殊的管理方式代替EEPROM对重要数据进行存储

  ●振荡电路

  78K0/Lx3微控制器内置高精度8MHz振荡电路,并且可以通过寄存器去控制内部振荡电路的快慢。对于不需要实时时钟的水表,可以节约成本,加快软件开发进度。如果需要使用RTC,则需要外接32.768kHz的振荡器,可以轻松实现阶梯复费率水费。

  ●功耗

  78K0/Lx3低于1μA的静态功耗可以有效延长电池使用寿命,而且有利于提高系统的稳定性和抗干扰性。1.8V~5.5V的工作电压可以最大限度的使用电池能量。内置的16级LVI模块更是免去了客户的后顾之忧,随时监测电池电压,一旦发现电池电压下降过限,就立即通知用户并存储关键数据。NEC电子水表方案是卡表方案,支持多种读写卡,通过卡座使用IIC协议与微控制器通讯。微控制器采用78K0/Lx3,带LCD显示控制功能,在功耗方面,通过各种节电措施,整机达到3.8μA的超低功耗。
 

  3 NEC山梨MR传感器

 

  NEC山梨的MR磁传感器是一种利用磁电阻反应原理,把强磁性金属合金薄膜蒸镀在了IC电路上的磁开关器件。其特点为:

  ●高灵敏度,高精度——灵敏度的一致性最高可达6高斯以内。

  ●高可靠性——内藏温度保护电路,大幅提升了温度特性的稳定性。

  ●低功耗——工作电流1.5mA,工作在脉冲模式下,平均功耗可降到0.45uA.

  ●低成本。

  ●小型封装。

  与各种不同的感应器件比较:

 

  表1 感应器件比较表

  

 

  4 NEC山梨MR传感器在水表中的应用方案

 

  磁传感器适用于速度型水表,可分为旋翼式和螺翼式,磁场分布不同,有相应的磁传感器。

  案例1:水平方向检测

 

  

  图3 水平式磁感应原理

 

  案例2:垂直方向检测

 

  

  图4 垂直式磁感应原理

 

  5 NEC山梨MR和Renesas MCU水表方案的功能和特性

 

  ·瞬间流量表示

  ·漏水检测报警功能

  ·过大流量检测报警功能

  ·逆流检测

  ·零流量检测

关键字:MCU  智能水表  工作原理 引用地址:基于MCU的智能水表工作原理及应用

上一篇:IAR+STM8——GPIO
下一篇:智能家居远程控制仪的设计与实现

推荐阅读最新更新时间:2024-03-16 15:20

基于单片机的电动车36V锂电池组保护电路设计方案
随着电动自行车普及,锂电池也成为众人关心的焦点。 锂电池与镍镉、镍氢电池不太一样,因其能量密度高,对充放电要求很高。当过充、过放、过流及短路保护等情况发生时,锂电池内的压力与热量大量增加,容易产生爆炸,因此通常都会在电池包内加保护电路,用以提高锂电池的使用寿命。 针对目前电动车锂电池组所用的保护电路大多都由分立原件构成,存在控制精度不够高、技术指标低、不能有效保护锂电池组等特点,本文中提出一种基于单片机的电动车36V锂电池组(由10节3. 6 V锂电池串联而成)保护电路设计方案,利用高性能、低功耗的ATmega16L 单片机作为检测和控制核心,用由MC34063构成的DC /DC变换控制电路为整个保护电路提供稳压电源,辅以LM60
[电源管理]
基于<font color='red'>单片机</font>的电动车36V锂电池组保护电路设计方案
PIC单片机人机接口模块4×4行列式键盘的电路设计
本实例的4×4行列式键盘的原理图如图1所示,在输出时,采用端口C的低4位来显示按键的输入值。 图1 外部上电复位电路 单片机的时钟电路和复位电路可以采用如图2所示的电路,也可以采用一种更加简单的时钟电路,即如图2所示的时钟电路和复位电路。在实现时也可以用PIC16C5X端口作为输入端,其电路如图3所示。 图2 时钟电路和复位电路 图3 4×4行列式键盘的电路图 其中,RD0~RD3用来进行列扫描,RD4~RD7用来进行行扫描。RD4~RD7各自通过一个电阻接到电源上,并和RD0~RD3通过一个按键连接起来。 当一个按键按下时,对应的行输入口的电平为通过按键连接的列输入端口的电平。普通状态下,各个列端口的输出
[单片机]
PIC<font color='red'>单片机</font>人机接口模块4×4行列式键盘的电路设计
TC15单片机和nRF240I的无线门禁系统设计
引言 门禁系统是一种用来保护人民群众财产安全和人身安全的现代化安防手段。随着社会的发展和科学技术的进步,门禁系统从机械锁具发展到电子门禁,从单独的门禁系统发展到报警一体化,从单个门禁控制发展到网络互连。目前市场上还是主要以有线门禁系统为主,但根据市场需求分析和前景预测,无线门禁系统无疑更适用于要求日益提高的安防产业。相比有线门禁系统,无线门禁系统具有安装简单、维护方便和成本低等特点。 本文研究设计的基于STC15单片机和nRF2401的无线门禁系统,通过人脸识别上位机系统,能够实时检测和识别来访者身份。若数据库中包含来访者信息,则门禁执行终端打开门锁,并在LCD显示来访者信息;否则,报警器报警。 1 无线门禁系统整体设计
[单片机]
TC15<font color='red'>单片机</font>和nRF240I的无线门禁系统设计
7种常见的51单片机时钟电路图
在MCS-51单片机片内有一个高增益的反相放大器,反相放大器的输入端为XTAL1,输出端为XTAL2,由该放大器构成的振荡电路和时钟电路一起构成了单片机的时钟方式。根据硬件电路的不同,单片机的时钟连接方式可分为内部时钟方式和外部时钟方式,如下图所示。 时钟电路:(a)内部方式时钟电路,(b)外接时钟电路 在内部方式时钟电路中,必须在XTAL1和XTAL2引脚两端跨接石英晶体振荡器和两个微调电容构成振荡电路,通常C1和C2一般取30pF,晶振的频率取值在1.2MHz~12MHz之间。对于外接时钟电路,要求XTAL1接地,XTAL2脚接外部时钟,对于外部时钟信号并无特殊要求,只要保证一定的脉冲宽度,时钟频率低于12MHz即可
[单片机]
7种常见的51<font color='red'>单片机</font>时钟电路图
用STM32 MCU造!
摘要: 介绍一种以ARM为核心的嵌入式服务机器人体感遥控器的设计。硬件上,本遥控器采用具有ARM Cortex-M3内核的STM32F103C8T6作为核心处理器,选用ST公司的iNEMO惯性导航模块进行手部姿态的识别,同时还具有LCD显示模块、无线收发模块和电源模块;软件上,采用嵌入式操作系统μC/OS-II实现多任务的调度和外围设备的管理。经实验验证,本遥控器具有高稳定性、高实时性、高可靠性、低误码率等优点。   引言   服务机器人作为多种高新技术发展成果的集成,为实现服务的目的,需要通过人性化、简便、自然的方式进行人机交互,传统的按键式遥控器显然不能满足这种设计要求。目前,体感设备发展迅速,各类基于体感控制的装置层出不
[模拟电子]
用STM32 <font color='red'>MCU</font>造!
基于单片机简单实现图形显示的方法
1设计思路 当一个电光源的光束射人到镜面上时就会发生反射现象,当我们让光束以固定角度入射到镜面上时,就会在另一面反射出来。这时,我们让镜面以水平方向中心轴为支点前后快速晃动时,由于人眼的余辉效应,我们就会观测到反射出来的光在显示屏上呈现出一条竖向的光线;同样当我们以竖直方向中心轴为支点前后陕速晃动时,我们就会在显示屏上观测到一条竖向的光线。 我们就以这种现象为模型,让点光源发出的光线先经过一个以水平中心轴为支点,前后转动的镜面,反射出来的光线再经过一个以竖直中心轴为支点前后晃动的镜面。当两面镜子都不晃动时所产生的点称为原点;把其中一个镜面沿水平方向轴晃动时,另一面镜子不动时产生的光线称为Y轴;把其中的一面不动,而另一面沿竖直方
[单片机]
基于<font color='red'>单片机</font>简单实现图形显示的方法
单片机常用滤波算法
说明:假定从8位AD中读取数据(如果是更高位的AD可定义数据类型为int),子程序为get_ad(); 1、限幅滤波法 (又称程序判断滤波法) A、方法: 根据经验判断,确定两次采样允许的最大偏差值(设为A),每次检测到新值时进行判断,如果本次值与上次值之差 B、优点: 能有效克服因偶然因素引起的脉冲干扰 C、缺点 ①.无法抑制周期性的干扰 ②.平滑度差 D、示例代码 #define A 10 char value; char filter() { char new_value; new_value = get_ad(); if ( ( new_value - value A ) || ( value - new_value
[单片机]
Sim900+单片机开发,实现打电话发短信
一、简介 本模块是我们做的“基于物联网的老年人关怀系统”的子模块,实现的功能是:当检测到温度异常时,就向指定的监护人打电话或者发短信 二、所需设备 Sim900开发板、sim卡、单片机(STC12C5A60S2)、4根杜邦线 三、工作原理 单片机向Sim900发送AT命令,Sim900收到相应命令后执行相应的功能 四、开发前准备 1, 1 张中国移动 SIM 卡(未停机,并开通 GPRS 功能(否则不能测试 GPRS 功能) ) 2, 1 个外部直流电源(保证能给 SIM900A 提供 2A 电流) 五、连线 ATK-SIM900引脚定义: SIM900:发送————STXD;
[单片机]
小广播
添点儿料...
无论热点新闻、行业分析、技术干货……
设计资源 培训 开发板 精华推荐

最新单片机文章
何立民专栏 单片机及嵌入式宝典

北京航空航天大学教授,20余年来致力于单片机与嵌入式系统推广工作。

换一换 更多 相关热搜器件
电子工程世界版权所有 京B2-20211791 京ICP备10001474号-1 电信业务审批[2006]字第258号函 京公网安备 11010802033920号 Copyright © 2005-2024 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved