CN212988654U - 模块化设计的NB-IoT热量表 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于热量表通讯技术领域，涉及一种模块化设计的NB‑IoT热量表，包括：热量采集单元，用于采集被测件的流量值和热量值；微控制器，输入端与所述热量采集单元连接，用于接受和检测流量值和温度值，并通过流量值和温度值计算热量值；用户端，用于接受或非发送数据信号；无线传输模块，用于传输微控制器的热量信号或传输用户端数据信号；通讯模块，与所述微控制器输出端连接，用于发送所述热量值或接受用户端数据信号，其具有使普通热量表迅速实现无线网络传输，实现远程抄表、大数据收集和大数据分析，节省了人工成本的优点。

Description

模块化设计的NB-IoT热量表

技术领域

本实用新型属于热量表通讯技术领域，尤其涉及一种模块化设计的NB-IoT热量表。

背景技术

目前“新基建”正在成为中国拉动经济增长的新方式。为减少能源消耗、实现节能减排目标，供热企业不断探索高效环保的供热方式，将供热行业与信息技术相结合，利用新兴技术替代传统模式。推动供热行业升级改造、实现智慧供热发展已成必然趋势。随着无线通讯技术的发展，各种通讯方式百花齐放，其中智能仪表NB通信是这两年刚刚兴起，特别适合热量表使用，但是很多仪表厂家的技术人员是对仪表计量特别精通，但对NB通信并不熟悉，给一份300多页的AT指令，往往需要消化需要很长时间，才能搞清楚怎么连接移动OneNet，怎么连接电信OC天翼云平台，这就给这项新技术的推广带来难度。该模块化的设计思路，把NB-IoT透传通讯模块的部分交给专业的设计师，既减缩了开发周期又使整体设计更加稳定便于维护。

实用新型内容

为了解决上述背景技术中的问题，本实用新型提供了一种模块化设计的NB-IoT热量表，其具有使普通热量表迅速实现无线网络传输，实现远程抄表、大数据收集和大数据分析，节省了人工成本的优点。

本实用新型是通过以下技术方案来实现的：

一种模块化设计的NB-IoT热量表，包括：

热量采集单元，用于采集被测件的流量值和热量值；

微控制器，输入端与所述热量采集单元连接，用于接受和检测流量值和温度值，并通过流量值和温度值计算热量值；

用户端，用于接受或发送数据信号；

无线传输模块，用于传输微控制器的热量信号或传输用户端数据信号；

通讯模块，与所述微控制器输出端连接，用于发送所述热量值或接受用户端数据信号。

作为实用新型的进一步说明：所述热量采集单元包括时间转换芯片和均与所述时间转换芯片输入端连接的温度传感器和流量传感器，所述时间转换芯片的输出端与所述微控制器连接。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：

1、与现有通常采用的技术相比，本实用新型的热量表不仅能采集温度流量，通过用户端对热量表标准要求的各项指标进行显示，还能通过NB-IoT与用户服务程序进行通信；结构简单，使用方便、造价成本低，起到了节能减排的作用。特别是在的研发过程中，采用通讯模块标准透化，可以最大限度的加速开发进度，使开发工程师像使用DTU一样，不用熟悉复杂的AT指令，只用掌握少量的通讯指令，即可完成表计的NB-IoT通讯，大大降低NB-IoT通讯的开发度。使普通热量表迅速实现无线网络传输，实现远程抄表、大数据收集和大数据分析，节省了人工成本，同时保持了数据的实时性。

附图说明

图1为本实用新型各部件的连接示意图。

附图标记说明

1、热量采集单元；11、时间转换芯片；12、温度传感器；13、流量传感器；2、微控制器；3、用户端；4、无线传输模块；5、通讯模块。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1所示，一种模块化设计的NB-IoT热量表，包括

热量采集单元1，用于采集被测件的流量值和热量值；

微控制器2，输入端与热量采集单元1连接，用于接受和检测流量值和温度值，并通过流量值和温度值计算热量值；具体的，微控制器2选用超低功耗的32位微控制器2，内嵌

Cortex^TM-M0内核，可通过多个外围接口快速唤醒功能完成流量、温度的检测和热量的算法计算，以及软件的补偿技术实现。

用户端3，用于接受或发送数据信号；具体的，用户端3包括但不限于手机、电脑和平板。

无线传输模块4，用于传输微控制器2的热量信号或传输用户端3数据信号；具体的，无线传输模块4包括NB网络以及与NB网络连接的服务平台，服务平台可连接互联网向用户端3发送数据或接受数据，其中，服务平台包括但不限于天翼云平台、OneNet平台和UDP协议。

通讯模块5，与微控制器2输出端连接，用于发送热量值或接受用户端3数据信号。微控制器(2)设置有多个用于连接通讯模块(5)的接口，通讯模块(5)与微控制器(2)可拆卸连接。具体的，通讯模块5选用标准NB-IoT透传通讯模块5，标准透传模块是模块化设计一个单独的通讯模块5，提供透传功能的NB-IoT数传模块。使用标准透传模块，客户终端设备微控制器2不再需要管理NB-IoT网络细节，这些网络相关的管理由标准透传模块的固件完成，客户端只需要设置目标地址，收发数据即可。微控制器2通过UART口与标准透传模块通信收发数据。接口设置为URAT口，发送数据时，单片机通过URAT 口发送数据帧给标准透传模块，标准透传模块负责与NB-IoT网络、电信IOT平台或移动OneNet平台或直接与客户服务器通信，把数据上传到客户服务器。而客户服务器的下发数据，可以通过电信天翼云IoT平台或移动OneNet平台或UDP直连方式发送到标准透传模块，标准透传模块再把数据通过UART接口发送到微控制器2。

热量采集单元1包括时间转换芯片11和均与时间转换芯片11输入端连接的温度传感器12和流量传感器13，时间转换芯片11的输出端与微控制器2连接。具体的，时间转换芯片11选用高精度时间转换芯片11GP22，配合温度传感器12和换能器组成热量采集单元1，完成流量和温度的采集，通过单片机算法计算出热量。流量传感器13的作用是测量热介质流过热循环系统的体积值；温度传感器12的作用是检测计算热循环系统进出口热介质的温差；微控制器2根据流量传感器13的体积信号和配对温度传感器12的温差信号计算出消耗的热能值。将一对温度传感器12分别安装在通过载热流体的上行管和下行管上，测量进出口热介质的温差值，流量测量部分是应用一对超声波换能器相互交替收发超声波，通过测量超声波在介质中的顺流和逆流传播时间差来测量流体的流速，再通过流速来计算流量的一种测量方法，计算器采集各路传感器的信号，利用热量积算公式算出热交换系统获得的热量。其中，热量计算公式为：

式中：

Q——释放或吸收的热量，单位为J或W·h；

q_m——流经热量表的水的质量流量，单位为Kg/h；

q_v——流经热量表的水的体积流量，单位为m³/h；

ρ——流经热量表的水的密度，单位为Kg/m³；

Δh——进出口焓值差，单位为J/Kg；

τ——时间，单位为s。

以上给出的实施例是实现本实用新型较优的例子，本实用新型不限于上述实施例。本领域的技术人员根据本实用新型技术方案的技术特征所做出的任何非本质的添加、替换，均属于本实用新型的保护范围。

Claims (3)

1.一种模块化设计的NB-IoT热量表，其特征在于，包括：

热量采集单元(1)，用于采集被测件的流量值和热量值；

微控制器(2)，输入端与所述热量采集单元(1)连接，用于接受和检测流量值和温度值，并通过流量值和温度值计算热量值；

用户端(3)，用于接受或发送数据信号；

无线传输模块(4)，用于传输微控制器(2)的热量信号或传输用户端(3)数据信号；

通讯模块(5)，与所述微控制器(2)输出端连接，用于发送所述热量值或接受用户端(3)数据信号。

2.根据权利要求1所述的模块化设计的NB-IoT热量表，其特征在于：所述热量采集单元(1)包括时间转换芯片(11)和均与所述时间转换芯片(11)输入端连接的温度传感器(12)和流量传感器(13)，所述时间转换芯片(11)的输出端与所述微控制器(2)连接。

3.根据权利要求1所述的模块化设计的NB-IoT热量表，其特征在于：所述微控制器(2)设置有多个用于连接所述通讯模块(5)的接口，所述通讯模块(5)与所述微控制器(2)可拆卸连接。

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