一種超聲水表的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及水表領(lǐng)域，具體涉及一種超聲水表。
【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)流量計或熱能表多采用機械葉輪式或旋翼式等，根據(jù)轉(zhuǎn)動的圈數(shù)與流量成正 比，計算器通過采集葉輪轉(zhuǎn)動的圈數(shù)計算流量，由于葉輪的轉(zhuǎn)動存在機械磨損，因此傳統(tǒng)機 械式流量計或熱能表存在使用壽命短等缺陷；尤其由于葉輪磨損等原因會造成測量精度降 低，另外，由于流體存在含有雜質(zhì)的情況下，機械式流量計或熱能表常常會因此而受到堵塞 的嚴重影響，給使用者帶來損失；而現(xiàn)有的超聲水表，存在高維護、始動流量大，無法檢測漏 水和爆管，精度很快變差，易受電磁干擾等問題。 【實用新型內(nèi)容】
[0003] 本實用新型提供一種超聲水表。
[0004] 本實用新型采用的技術(shù)方案是：一種超聲水表，包括中央處理單元、時間單元、電 源及監(jiān)控系統(tǒng)、顯示單元和收發(fā)器；所述中央處理單元分別與時間單元、電源及監(jiān)控系統(tǒng)、 顯示單元和收發(fā)器連接；所述時間單元還連接有溫度傳感器、管段超聲波換能器；所述收 發(fā)器包括Mbus收發(fā)器和IrDA收發(fā)器，Mbus收發(fā)器和IrDA收發(fā)器分別與中央處理單元連 接；；所述時間單元內(nèi)置時間測量芯片GP30 ;所述中央處理單元內(nèi)置MSP430FR6877芯片。
[0005] 進一步的，所述時間單元內(nèi)置峰值檢測電路和第一波檢測門限可調(diào)電路。
[0006] 進一步的，所述時間單元內(nèi)置系統(tǒng)時鐘和脈沖技術(shù)時鐘。
[0007] 進一步的，還包括有與中央處理單元連接的數(shù)據(jù)存儲單元。
[0008] 進一步的，所述電源及監(jiān)控系統(tǒng)采用高能鋰電池作為電源。
[0009] 進一步的，所述中央處理單元通過eUSI_B0接口與時間單元連接。
[0010] 進一步的，所述中央處理單元通過eUSI_A0接口與Mbus收發(fā)器連接，通過eUSI_Al 接口與IrDA收發(fā)器連接。
[0011] 本實用新型的有益效果是：
[0012] (1)本實用新型采用高精度、高穩(wěn)定時間測量芯片GP30,線性度高、重復(fù)性高、精 準度高；
[0013] (2)本實用新型采用峰值檢測電路，監(jiān)控接收信號幅度強，控制信號質(zhì)量高；采用 第一波檢測門限可調(diào)電路，抑制接收信號噪聲，可靠檢測信號到達時間點；
[0014] (3)采用低功耗數(shù)字信號處理芯片MSP430FR6877,通過濾波優(yōu)化算法對測量數(shù)據(jù) 進行計算，最大限度的減少了電源消耗，延長了電池壽命，降低了儀表的成本；
[0015] (4)本實用新型精度高、不易受電磁干擾；
[0016] (5)本實用新型兼容性高，整合有線Mbus、485、脈沖、4-20ma、無線射頻、GPRS、GSM 多種通訊方式于一體，可兼容歐標Mbus協(xié)議、國標188協(xié)議、國標185協(xié)議等多種無線通 ?目。
【附圖說明】
[0017] 圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0018] 下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型做進一步說明。
[0019] 如圖1所示，一種超聲水表，包括中央處理單元、時間單元、電源及監(jiān)控系統(tǒng)、顯示 單元和收發(fā)器；所述中央處理單元分別與時間單元、電源及監(jiān)控系統(tǒng)、顯示單元和收發(fā)器連 接；所述時間單元還連接有溫度傳感器、管段超聲波換能器；所述收發(fā)器包括Mbus收發(fā)器 和IrDA收發(fā)器，Mbus收發(fā)器和IrDA收發(fā)器分別與中央處理單元連接；所述時間單元內(nèi)置 時間測量芯片GP30 ;所述中央處理單元內(nèi)置MSP430FR6877芯片。
[0020] Mbus收發(fā)器是Mbus總線接口芯片，由它完成MSP430UART接口TTL電平到符合 Mbus總線物理層電氣特性的信號轉(zhuǎn)換；IrDA紅外收發(fā)器是完成MSP430的UART的TTL電平 信號和適合紅外光傳輸?shù)男盘栔g的轉(zhuǎn)化的物理層接口芯片。
[0021]GP30能夠單獨完成所有測量任務(wù)；其集成了高性能、低功耗的32-bit微處理器， 用于計算校準流量和溫度，在6HZ時平均功耗低至6μΑ;具有靈活的輸出接口，SPI、UART、 pulse，可以輸出高精度的數(shù)字、模擬信號；且外部結(jié)構(gòu)簡單，傳感器可以直接連接至GP30， 不需要其他的器件；最高可測量31個脈沖，在不同溫度下的零點漂移極其穩(wěn)定，使得滴漏 檢測< 0. 51/h成為可能；集成了振幅測量功能，用來驗證接收信號，實現(xiàn)氣泡檢測，老化檢 測，空管檢測，質(zhì)量檢查等。
[0022] MSP430FR6877芯片具有以下特征：
[0023] 1)嵌入式微處理器：具有16bit精簡指令集架構(gòu)，工作頻率可達16MHz;具有寬的 電源電壓；
[0024] 2)經(jīng)過優(yōu)化的多種超低功耗模式：喚醒模式下，約100μΑ/MHz;旁路模式， 0· 4μA;實時鐘，0· 35μA;關(guān)斷模式，0· 02μA;
[0025] 3)超低功耗的鐵電存儲器RAM:最大128KB的非易失存儲；超低功耗的寫數(shù)據(jù)操 作；快速的寫訪問，速度達到125ns/w〇rd;統(tǒng)一的內(nèi)存編址，程序、數(shù)據(jù)在單一的內(nèi)存空間； 1〇15次寫承受能力；防輻射和磁性破壞；
[0026] 4)具有智能數(shù)字接口 ：32bit硬件乘法器（MPY);三通道內(nèi)部直接內(nèi)存訪問 (DMA);具有日歷和告警功能的實時鐘（RTC) ;5個16bit定時器，每個定時器具有最多7個 捕獲/比較寄存器；16bit和32bit循環(huán)冗余校驗器（CRC16,CRC32);
[0027]5)高性能模擬功能模塊：16通道模擬比較器；12bit模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器（ADC)，具有 內(nèi)部參考和采樣保持電路，具有最多16個外部模擬輸入通道；集成LCD驅(qū)動器，具有對比度 可調(diào)功能，最多支持320段碼；
[0028] 6)具有多個多功能輸入輸出端口：所有的P1到P10以及PJ引腳都具有容性觸摸 功能，且不需要外部添加元件；每個端口可以按比特，字節(jié)和字寬度訪問；通過檢測Pl，P2， P3和P4的邊沿，可觸發(fā)喚醒CPU，邊沿可選上升沿或下降沿；所有端口具有可編程的上下拉 功能；
[0029] 7)代碼安全：隨機數(shù)發(fā)生算法，且具有真正的隨機數(shù)種子；
[0030] 8)增強功能的串口通信模塊：eUSI_A0和eUSI_Al支持UART，IrDA和SPI模式； eUSI_B0 和eUSI_Bl支持I2C和SPI模式；
[0031] 9)靈活的時鐘產(chǎn)生系統(tǒng)：具有10個可選固定頻率的DC0 ;低功耗低頻內(nèi)部時鐘 源；外部32KHz晶體輸入；外部高頻晶體輸入；
[0032] 10)開發(fā)工具和軟件：專業(yè)免費的軟件開發(fā)環(huán)境，具有EnergyTraCe++技術(shù)；有各 種實驗和開發(fā)工具。
[0033] Mbus總線特點：
[0034] l)Mbus是一鐘主從半雙工通訊系統(tǒng)，通信由主機控制；總線特點：系統(tǒng)總線采用 2芯電纜，且極性可互換。因此間相互無力的儀表都可以直接連在單根雙絞線電纜上（總 線）；
[0035] 2)遠程讀表節(jié)省了大量的人力物力，避免了抄表人員對用戶生活的干擾，允許將 儀表安裝在角落里，節(jié)省空間；
[0036] 3)抄表周期變得更短，使得由于用戶的變更或收費標準變化所帶來的糾紛減為最 ??；
[0037] 4)加中繼器后，主機可連接的從機數(shù)量幾乎是無限的，遠傳距離可達幾公里；
[0038] 5)從機是由總線供電的，不需要額外的電源；
[0039] 6)實現(xiàn)異步通信，速度為300~9600Baud，可靠性高；
[0040] 7)廣泛應(yīng)用在三表（氣表、水表、熱表）合一場合。
[0041] Mbus總線系統(tǒng)是一個帶有通信控制的層次化系統(tǒng)，它由一個主設(shè)備、若干從設(shè)備 和一對連接電纜組成，從機可以通過總線獲得所需的電源；為實現(xiàn)數(shù)據(jù)和能量的共同傳輸， Mbus總線上的比特流傳輸采用兩種調(diào)制方式：電壓調(diào)制和電流調(diào)制。
[0042] 在實際應(yīng)用中，Mbus可接的從機數(shù)量和傳輸距離受以下因素限制：
[0043] 1)總線拓撲結(jié)構(gòu)：對