一种计量仪表无线通信装置电源控制系统制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种计量仪表无线通信装置电源控制系统，包括单片机、无线通信装置、电压检测电路、电源直供电路和升压输出电路，电源同时与电压检测电路、电源直供电路，升压电路相连接，单片机同时与电压检测电路、电源直供电路，升压电路相连接，单片机用于对电压检测电路、电源直供电路，升压电路相连接，单片机的通信接口与无线通信装置相连接，单片机还对电压检测电路的输出电压进行电压采样，电源直供电路和升压输出电路同时与无线通信装置相连接，所述的升压转换电路包括滤波电路和升压电路，滤波电路和升压电路相连接。整个电路设计简单，可靠性高，成本低，低功耗，长寿命，安全环保并能够在宽温度范围环境下工作。

A power control system for measuring instrument wireless communication device

The utility model discloses a power meter wireless communication device control system, including the MCU, wireless communication device, a voltage detection circuit, power supplying circuit and boost output circuit, power supply circuit and direct supply voltage detection circuit, power supply circuit, connected, direct supply voltage and circuit and MCU detection circuit, power supply the boost circuit is connected with the microcontroller, for a voltage detection circuit, power supplying circuit, a boost circuit is connected with the communication interface chip is connected with a wireless communication device, single output voltage to the voltage detection circuit, voltage sampling, power supplying circuit and boost output circuit and is connected with the wireless communication device, boost the switching circuit comprises a filter circuit and the boost circuit, filter circuit and the boost circuit is connected. The whole circuit has a simple design, high reliability, low cost, low power consumption, long life, safe and environmental protection, and can work in a wide temperature range environment.

【技术实现步骤摘要】
一种计量仪表无线通信装置电源控制系统
本技术涉及电源
，尤其是指一种计量仪表无线通信装置电源控制系统。
技术介绍
物联网燃气表（或采集器），是由传统基表（膜式或电子式）或流量计,结合带有无线远传功能的控制器组成。通过无线远传技术，可以实现计量仪表的信息远程传输与控制等功能（例如智能抄表，收费信息监控等），有效的解决了上门抄表难及费用维护等应用问题。其中，无线通信装置作为控制器与基站的数据传输接口，对远传功能起着关键的作用。因此，为了保证无线远传功能的正常工作，就需要对无线通信模块提供可靠的工作电源。第一方面，需要在无线模块工作时瞬时输出较大（最大输出2A）的电流，并且要在模块内部负载突变时，具有瞬间释放大电流的响应能力，即能够满足间歇性大功率负载工作的条件。第二方面，要保持供电电压的稳定，在输出最大电流时，电压仍要稳定在模块的最低工作电压以上。第三方面，供电电源需要在低温-25℃的条件下同时满足前两个方面。无线通信模块的电源供电方式：1、采用4节碱性电池或碳性电池串联，并通过低压差线性稳压器（LDO）降压供电。碱性电池或碳性电池在市场上的种类各异，相对容量小，如果使用碳性电池，或质量差的碱性电池，电池容量更会导致需要经常进行更换。另外，使用含汞的碱性电池，在使用结束后，如果处理不当，会对环境造成污染，环保性差。例如，假设全国共有1000万台燃气表，每台每年更换4节电池，则每年就会产生4000万的废电池对环境造成较大的污染。2、采用单节3.9V复合型锂电池直接供电。采用单节3.9V复合型锂电池，虽然能够满足应用在低温-25℃，在间歇性大功率负载工作的条件下，直接对无线通信模块进行可靠供电，但是采购成本较高。且当前此项技术全球只有一家公司垄断的状态。3、采用单节3.6V复合型锂电池直接供电。单节3.6V复合型锂电池虽然也能够满足应用在间歇性大功率负载工作的条件下，直接对无线通信模块进行供电，并且成本相对较低。但由于开路电压只有3.6V，随着锂电池使用，锂电池电压逐渐降低。在低温-25℃条件下，电压会被无线通信模块的最大工作电流拉低到通信模块的最低工作电压以下，导致模块复位。减少了锂电池容量的利用率，不能够高效使用锂电池容量。相比单节3.9V的复合锂电池使用寿命短。4、使用2节3.6V功率型锂电池串联，通过低压差线性稳压器（LDO）降压，对无线通信模块进行供电。功率型锂电池虽然能够提供更高的放电能力，但是其不可避免的会出现钝化，长此以往随着电池钝化的积累，必然会降低其放电能力。同时，由于其采用的卷绕式设计，无论是在安全风险出现的概率上，还是在出现安全风险后的影响程度上，功率型锂电池均较能量型锂电池更不安全。
技术实现思路
本技术的目的是克服现有技术中无线通信模块的电源供电系统长时间使用后放电能力下降，安全性降低的缺点，提供一种计量仪表无线通信装置电源控制系统。本技术的目的是通过下述技术方案予以实现：一种计量仪表无线通信装置电源控制系统，包括单片机、无线通信装置、电压检测电路、电源直供电路和升压输出电路，电源同时与电压检测电路、电源直供电路，升压电路相连接，单片机同时与电压检测电路、电源直供电路，升压电路相连接，单片机用于对电压检测电路、电源直供电路，升压电路相连接，单片机的通信接口与无线通信装置相连接，单片机还对电压检测电路的输出电压进行电压采样，电源直供电路和升压输出电路同时与无线通信装置相连接，所述的升压转换电路包括滤波电路和升压电路，滤波电路和升压电路相连接。作为一种优选方案，电压检测电路包括第一开关电路和分压滤波电路，第一开关电路同时与分压滤波电路、单片机和电源相连接，分压滤波电路与单片机的电压采样接口相连接。作为一种优选方案，电源直供电路包括第二开关电路和反向电流保护电路，第二开关电路同时与电源、单片机和反向电流保护电路相连接，反向电流保护电路与无线通信装置相连接。作为一种优选方案，升压电路包括第三开关电路和升压转换电路，第三开关电路同时电源、单片机和升压转换电路相连接，升压转换电路与无线通信装置相连接。作为一种优选方案，滤波电路包括前级滤波电路和后级滤波电路，前级滤波电路与升压电路前端相连接，后级滤波电路与升压电路后端相连接。作为一种优选方案，前级滤波电路包括电容C9、电容C10和电容C11，电容C9、电容C10和电容C11构成升压电路输入端滤波电路，后级滤波电路包括电容C15、电容C16、电容C17和电容C18，电容C15、电容C16、电容C17和电容C18构成输出端滤波电路，升压电路包括升压芯片，升压芯片的输入端与电容C9、电容C10和电容C11相连接，升压芯片的输出端与电容C15、电容C16、电容C17和电容C18相连接。作为一种优选方案，升压芯片为型号是mp3422gg-Z的升压芯片，所述的电容C9、电容C10、电容C11、电容C16、电容C17和电容C18为无极性陶瓷电容，电容C15为电解电容，电容C15用于当负载电流瞬间变化时，提高输出电压的稳定性。作为一种优选方案，计量仪表无线通信装置电源控制系统还包括温度检测电路，单片机的温度检测接口与温度检测电路相连接。在本系统中引入了供电电路选择机制，根据电池电压的实际情况选择对应的供电电路。在需进行无线通信前，可以打开电压检测电路进行电压检测，根据当前电压阀值，判断使用升压电路，还是非升压电路进行通信供电。例如：当前电压值为Vt1，当Vt1电压在（3.5V~3.6V）时，可以选择由第二开关电路到无线通信装置电路进行直接供电。当低于3.5V电压时，可以选择由第三开关电路和与其相关的升压电路对无线通信装置进行供电。在进行无线通信中，实时对电源电压进行检测，由于通信过程中需要电流较大，当检测到通信过程中电压值，低于一定阀值Vt2时，Vt2电压值是无线通信模块最低工作电压，如果当前电源使用的是由第二开关电路和反向保护电路进行提供电源，则需要切换到第三开关电路和升压电路进行供电。在进行无线通信后，如果检测到当前电压低于Vt1时，则需要等待一段恢复时间T1后，T1的时间可以在（4h~24h）范围内，才允许再次进行通信操作，目的是等待复合电池的电池部分对化学电容进行充电，容量恢复。在恢复时间后，使用电压检测电路，如果电压恢复到Vt1，则可以进行下次通信。通信时，可根据上次通信过程中的电压检测结果，选择由第二开关电路所在回路的直接供电方式或者是由第三开关电路所在回路的升压供电方式。作为一种优选方案，无线通信装置为GPRS模块。作为一种优选方案，无线通信装置为NB-IoT模块。作为一种优选方案，无线通信装置为LoRa模块。作为一种优选方案，计量仪表无线通信装置电源控制系统由锂电池供电。作为一种优选方案，锂电池为3.6V单节能量型电池与电容并联组合成的复合锂电池。本技术的有益效果是：1、设置升压电路，实现了无线远传表在低温环境下的电源供给，保证正常的无线表端工作,以及加入电源直供电路实现了对于是否使用升压电路实现判断。2、解决了计量仪表在使用单节3.6V能量型复合能量型锂电池供电的基础上，在低温-25℃条件下，由于输出电压瞬间下降到无线通信模块的最低工作电压以下，导致无线通信失败的的技术问题，实现了无线通信模块在低温条件下的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种计量仪表无线通信装置电源控制系统，其特征是，包括单片机、无线通信装置、电压检测电路、电源直供电路和升压输出电路，电源同时与电压检测电路、电源直供电路，升压电路相连接，单片机同时与电压检测电路、电源直供电路，升压电路相连接，单片机用于对电压检测电路、电源直供电路，升压电路相连接，单片机的通信接口与无线通信装置相连接，单片机还对电压检测电路的输出电压进行电压采样，电源直供电路和升压输出电路同时与无线通信装置相连接，所述的升压转换电路包括滤波电路和升压电路，滤波电路和升压电路相连接。

【技术特征摘要】
1.一种计量仪表无线通信装置电源控制系统，其特征是，包括单片机、无线通信装置、电压检测电路、电源直供电路和升压输出电路，电源同时与电压检测电路、电源直供电路，升压电路相连接，单片机同时与电压检测电路、电源直供电路，升压电路相连接，单片机用于对电压检测电路、电源直供电路，升压电路相连接，单片机的通信接口与无线通信装置相连接，单片机还对电压检测电路的输出电压进行电压采样，电源直供电路和升压输出电路同时与无线通信装置相连接，所述的升压转换电路包括滤波电路和升压电路，滤波电路和升压电路相连接。2.根据权利要求1所述的一种计量仪表无线通信装置电源控制系统，其特征是，所述的升压电路包括第三开关电路和升压转换电路，第三开关电路同时电源、单片机和升压转换电路相连接，升压转换电路与无线通信装置相连接。3.根据权利要求1所述的一种计量仪表无线通信装置电源控制系统，其特征是，所述的滤波电路包括前级滤波电路和后级滤波电路，前级滤波电路与升压电路前端相连接，后级滤波电路与升压电路后端相连接。4.根据权利要求3所述的一种计量仪表无线通信装置电源控制系统，其特征是，所述的前级滤波电路包括电容C9、电容C10和电容C11，电容C9、电容C10和电容C11构成升压电路输入端滤波电路，后级滤波电路包括电容C15、电容C16、电容C17和电容C18，电容C15、电容C16、电容C17和电容C18构成输出端滤波电路，升压电路包括升压芯片，升压芯片的输入端与电容C9、电容C10和电容C11相连接，升压芯片的输出端与电容C15、电容C16、...

【专利技术属性】
技术研发人员：李大伟，钭伟明，章欢，盛成龙，吴燕娟，谭华，
申请(专利权)人：金卡智能集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江,33