[实用新型]基于仪表总线的水表电路模块

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电路模块，用于水表中，属于测量器具组成元件领域。

背景技术

智能水表是一种目前在水计量器具市场上比较流行的一种测量表具，相对于传统的机械表具，智能水表增加了CPU等能够实现自动化、智能运算的部件从而实现了用水计量管理的智能化，普通的IC卡(又称CPU卡)智能水表仅仅具有简单的逻辑和存储电路，无法实现水表功能的扩展，并且由于电路简单，通常无法有效处理外界的电压波动，容易出现安全故障；新型的IC卡不仅使用了CPU，还增加了专门的ESAM(嵌入式安全控制模块)安全芯片用于实现计量的安全性和准确性。但是已有的使用了ESAM安全芯片的产品，在电路设计之初都是采用各家厂商自行设计的电路通讯协议实现的电路模块与IC卡的交互，这种设计方式导致市场上的诸多表具无法统一的将表具内的数据信息向外部机器传送，从而无法实现智能、统一、数字化表具数据统计，降低了表具的协同效率，很多情况下只能通过工作人员现场抄表。

同时，已有的智能水表还存在一个问题：各家生产的水表的核心电路部分与IC卡电路部分、表具上的小显示屏电路部分都是做到一块PCB板子上的，虽然这种高集成度有效降低了产品的制造和首次使用销售成本，但是这种结构在后期维护时会面临一种麻烦，即一旦电路出现故障就需要整个电路板进行全部维修，在现有的应用状态IC卡部分的电路寿命是比较长的，现有的板子出现问题后往往需要把实际上不存在故障的电路部分也丢掉，导致了浪费。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本实用新型提供了一种基于仪表总线的水表电路模块，相比以往的产品具有下述两个优点：1.基于通用的工业标准的仪表总线进行数据交互，使得各电路模块的数据通讯基于通用的工业协议实现，能够将表具内存储的数据经由仪表总线传输给上位机的中央管理系统，实现了统一智能远程数据统计；2.与IC卡部分的电路结构分离，是一个单独的电路模块，做到水表中如果出现故障只需要把这部分电路模块的板子抽下来更换即可，不需要把表具壳体上的IC卡部分、显示屏部分的接口也拔下来，便于维修更换，降低了维修成本。

为实现上述目的，本实用新型是通过下述技术方案实现的：

基于仪表总线的水表电路模块，结构包括电源接口电路、唤醒上电电路、信号选通电路、模拟MBus电路、采样接口电路、在线编程接口电路、阀门接口电路、阀门驱动电路、两极电压检测电路、稳压电路、时钟频率产生电路、ESAM模块电路、时钟芯片模块电路、主芯片电路，其中唤醒上电电路与信号选通电路电连接，电源接口电路、唤醒上电电路、信号选通电路、模拟MBus电路、采样接口电路、在线编程接口电路、阀门接口电路、阀门驱动电路、两极电压检测电路、稳压电路、时钟频率产生电路、ESAM模块电路、时钟芯片模块电路均电连接与主芯片电路。

其中，电源接口电路设有电源输入口与外部电源连接，电源输入接口上设有二极管。通过采用二极管做隔离，能够有效防止电源反接，提高电路的安全性。

其中，所述信号选通电路、唤醒上电电路分别设有相对应的信号接口，用于实现唤醒上电电路的激活；为了加快唤醒速度，所述信号接口为三组，二者的关系为信号选通电路在三路信号中至少一个信号来临时，会激活上述唤醒上电电路，从而单片机CPU开始工作，然后单片机通过扫描得出当前是哪个信号来临，再作出相应的处理。当信号处理完成时置低信号选通来断开信号与单片机的链接，保证电源的可靠掉电；所述的唤醒上电电路用于实现下述功能：CPU卡在没有任何信号(例如插卡信号，采样信号，掉电信号等)来临时处于掉电状态，功耗为0；当有信号来时唤醒上电电路给电容充电使电路导通，使得整个CPU卡单片机上电，同时锁定上电信号。

其中，模拟MBus电路，在工业上也称为MBus总线模拟电路，在该总线上能传输电力和信号，能够在长距离电缆上实现传输，并且其工作方式是问答式的，表具终端在接到中央服务器管理系统的指令后才会经由MBus电路通过该模拟电路上的接口将数据通过线缆传输给远程管理系统，此类产品在工业控制和建筑系统上是常见的，本实用新型可以采用现有任何的MBus模拟电路，通用的是德州仪器公司的MBus产品模块。

其中，在线编程接口电路设有多个可以与外界计算机或上位机通讯的电路端子，能够通过在线编程接口电路实现对卡片功能的扩展和更改修订。

其中，所述采样接口电路直接和水表上的采样信号通讯，实现水表脉冲信号检测。