一种长供电的膜式燃气表光电直读计数器的计数方法
阅读说明：本技术 一种长供电的膜式燃气表光电直读计数器的计数方法 (Counting method of long-power-supply diaphragm gas meter photoelectric direct-reading counter ) 是由 邹航 严晓慧 于 2021-08-16 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种长供电的膜式燃气表光电直读计数器的计数方法,光电直读计数器包括计数器单片机、计数器支架、计数器字轮、若干组光电收发板及电池,计数器字轮转动设置于计数器支架上,计数器支架包括五个且分别用于个位、十位、百位、千位和万位计数器字轮上,在个位、十位和百位计数器字轮上各设置一组光电收发板；计数方法包括：S1、计数器单片机通过光电收发板读取个位、十位和百位计数器字轮的数值,并将读数数据发送给燃气表主控单元；S2、计数器单片机计算千位和万位是否需要进位,计算完毕后,计数器单片机控制光电直读计数器进入深度休眠状态。该方法既降低了光电直读计数器的成本,还减少了数据返回的时间,提高了产品合格率。(The invention discloses a counting method of a long-power-supply diaphragm gas meter photoelectric direct-reading counter, wherein the photoelectric direct-reading counter comprises a counter singlechip, a counter support, a counter character wheel, a plurality of groups of photoelectric transceiving plates and a battery, the counter character wheel is rotationally arranged on the counter support, the counter support comprises five parts which are respectively used on the ones, tens, hundreds, thousands and tens counter character wheels, and the ones, tens and hundreds counter character wheels are respectively provided with a group of photoelectric transceiving plates; the counting method comprises the following steps: s1, the single chip microcomputer of the counter reads the numerical values of the character wheels of the units, tens and hundreds counters through the photoelectric transceiving board and sends the reading data to the master control unit of the gas meter; and S2, the counter singlechip calculates whether the kilo-digit and the ten-thousand-digit need carry, and after the calculation is finished, the counter singlechip controls the photoelectric direct reading counter to enter a deep sleep state. The method reduces the cost of the photoelectric direct-reading counter, reduces the data return time and improves the product percent of pass.)
技术领域
本发明涉及膜式燃气表技术领域，具体涉及一种长供电的膜式燃气表光电直读计数器的计数方法。
背景技术
膜式燃气表光电直读计数器一般用于将膜式燃气表计数器读数转换为电信号发送给智能膜式燃气表主控板，使智能模块能够读取膜式燃气表的读数并实现智能抄表的功能。
现有的技术方案中，光电直读计数器一般只在需要读数的时候被供电，上电之后立即完成数据读取并将结果发送出来。并且国标中要求的民用计数器整数位数为5位（即，个位、十位、百位、千位和万位），所以为了保证读数的准确，一般来说读取的计数器字轮位数为显示的最大整数位数。但是，现有方案在读数时，如果间隔时间长的话，读数走的多，有效位数都要读，且由于千位和万位数字一般很长时间才会变动一次，不需要每次读数时都对最大位数的整数位进行读数，因为读数时数据返回需要时间，比较浪费时间；另外，由于每个读数位都设置一组光电收发板，需要考虑成本。
发明内容
本发明为了克服以上技术的不足，提供了一种长供电的膜式燃气表光电直读计数器的计数方法，该方法中，光电直读计数器需要一直供电，优选读取个位、十位和百位这3位的读数数值，千位和万位读数通过计算获取。因为本发明对光电直读计数器提供了长供电，所以可以通过计算得到千位和万位的数值，虽然长供电，但由于减少了光电收发板的数量，总体上却降低了成本。本发明的方法既降低了光电直读计数器的成本，还减少了数据返回的时间，提高了产品合格率。
本发明克服其技术问题所采用的技术方案是：
一种长供电的膜式燃气表光电直读计数器的计数方法，所述光电直读计数器至少包括计数器单片机、计数器支架、计数器字轮、若干组光电收发板以及电池，所述计数器字轮转动设置于计数器支架上，计数器支架包括五个且分别用于个位、十位、百位、千位和万位计数器字轮上，在个位、十位和百位计数器字轮上各设置一组光电收发板，每组光电收发板包括发射板和接收板，发射板和接收板对称设置于计数器字轮的两侧，电池为整个光电直读计数器供电；
所述计数方法包括如下步骤：
S1、计数器单片机通过光电收发板读取个位、十位和百位计数器字轮的数值，并将读数数据发送给燃气表主控单元；
S2、计数器单片机计算千位和万位是否需要进位，计算完毕后，计数器单片机控制光电直读计数器进入深度休眠状态。
进一步地，每组光电收发板包括至少4对发射管与接收管；进一步地，优选每组光电收发板包括5对发射管与接收管。
进一步地，步骤S1中，设计数器单片机每n个小时自动唤醒一次并控制光电收发板读取个位和十位的数值，其中，1≤n≤6；进一步地，优选n=4。
进一步地，步骤S2中，当检测到百位数值发生变化时，则将当前读数记录在计数器单片机的数据存储器中用于与下一次读数进行对比：当对比得出百位读数每发生一次翻转时，则千位读数加1；当千位读数加到10时，万位读数加1并将千位读数置为0。更进一步地，步骤S2中，当检测到百位数值发生变化时，则将当前读数记录在计数器单片机的RAM中，然后再存储到计数器单片机的ROM中。
进一步地，每次读取的最终读数数值都被记录在计数器单片机的RAM中，在下次读数时与其进行对比，并判断读数是否合法。
进一步地，判断读数是否合法具体为：
若检测到两次读数的差值大于预设的n个小时的最大走气量，则表示发生异常，即读数不合法，计数器单片机将此异常信息发送给燃气表主控单元；否则，读数为合法。
进一步地，当燃气表主控单元需要读取光电直读计数器的数据时，会给光电直读计数器供电，光电直读计数器检测到供电后读取个位、十位和百位计数器字轮的数值，并重置n个小时的休眠时间。
进一步地，所述计数器单片机为低功耗单片机，深度休眠状态时功耗约为200nA。
进一步地，所述电池采用CR2032纽扣电池，标称容量为210mAH，用来为整个光电直读计数器供电。
本发明的有益效果是：
1、本发明减少了2位读数，可减少光电收发板的使用，降低了光电直读计数器的成本，并且减少了数据返回的时间；另外，由于减少了光电收发板的使用，还能提高产品的合格率。
2、本发明可以在不改变现有光电直读计数器使用习惯的基础上替换使用，即，将本发明的光电直读计数器直接替代现有技术中的光电直读计数器，燃气表的其他模块或结构无需变动。
3、本发明中，燃气表的内置电池和通讯线都可对光电直读计数器供电，若燃气表主控板能够一直对光电直读计数器供电，则可以节省增加的电池，又节省了一部分成本。
4、由于光电直读计数器定时读取数据可以有效的判断数据的合法性，并及时检测光电直读计数器是否损坏，提高了读数的可靠性。
附图说明
图1为本发明实施例的膜式燃气表光电直读计数器的原理框图。
图2为本发明实施例的五位计数器字轮的结构示意图。
图3为本发明实施例的个位、十位和百位中其中一位计数器字轮的结构示意图。
具体实施方式
为了便于本领域人员更好的理解本发明，下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明，下述仅是示例性的不限定本发明的保护范围。
如图1-3所示，本实施例公开了一种长供电的膜式燃气表光电直读计数器，至少包括计数器单片机、计数器支架、计数器字轮、若干组光电收发板以及电池，所述计数器字轮转动设置于计数器支架上，计数器支架和计数器字轮用来显示膜式燃气表的读数，计数器支架包括五个且分别用于个位、十位、百位、千位和万位计数器字轮上，本实施例优选，只在个位、十位和百位计数器字轮上各设置一组光电收发板，每组光电收发板包括一片发射板和一片接收板，发射板和接收板对称设置于计数器字轮的两侧，千位和万位计数器字轮上不再设置光电收发板，千位和万位读数通过计算获取。所述计数器单片机通过控制光电收发板读取计数器字轮数据，并将数据通过数据传输线发送给燃气表主控单元，其中，所述计数器单片机为低功耗单片机，深度休眠状态时功耗约为200nA。所述电池为整个光电直读计数器供电，本实施例优选电池采用CR2032纽扣电池，标称容量为210mAH。
本实施例中，每组光电收发板包括至少4对发射管与接收管，优选采用5对，即，每组光电收发板包括5个发射管和5个接收管，该数量既保证读数的准确性，又能合理控制成本，通过计数器字轮开孔的编码方式来确定当前字轮的读数（编码方式不是本发明的创新点，在此不再赘述）。
本实施例所述的长供电的膜式燃气表光电直读计数器的计数方法包括如下步骤：
S1、计数器单片机通过光电收发板读取个位、十位和百位计数器字轮的数值，并将读数数据发送给燃气表主控单元。
具体地，民用膜式燃气表最大规格为4方/小时，限制最大流量为7.2方/小时。按最大流量计算，每走10方气需要约1.38小时，走100方气需要13.8小时，走1000方气需要138小时。
设计数器单片机每n个小时自动唤醒一次并控制光电收发板读取个位和十位的数值，其中，1≤n≤6，本实施例优选n=4，即，每4个小时自动唤醒一次。
在一个具体实施例中，每4个小时的读数操作需要读取10对光电收发管，读取每1对光电收发管需要0.5ms的时间，发射管的发送电流控制为5mA，接收管的最大导通电流控制为1mA，计数器单片机运行的电流为1mA，在读取过程中的总电流为7mA，读取总时间为5ms。则可以计算出每4小时读取光电计数器需要消耗的电量为7mA×5ms=35mAs，约0.0097mAh。光电直读计数器休眠时的电流为200nA，则计算得到4小时休眠消耗的电量为0.0008mAh，可以得到4小时总计消耗的电量约为0.0105mAh，使用CR2032纽扣电池（容量210mAh）可以使用210/0.0105×4=80000小时，换算为年单位约为9.13年，该年限大于膜式燃气表的实际使用年限。
百位数值只有在十位数值发生翻转时才读取，在最大流量的情况下需要16小时读取1次，而对于普通家庭使用燃气也需要数天才能使十位读数翻转，所以读取百位字轮消耗的电量可以忽略不计。
进一步地，当燃气表主控单元需要读取光电直读计数器的数据时，会给光电直读计数器供电，光电直读计数器检测到供电后读取个位、十位和百位计数器字轮的数值，并重置n个小时的休眠时间。
S2、计数器单片机计算千位和万位是否需要进位，计算完毕后，计数器单片机控制光电直读计数器进入深度休眠状态。
具体地，当检测到百位数值发生变化时，则将当前读数记录在计数器单片机的数据存储器中用于与下一次读数进行对比，具体是：当对比得出百位读数每发生一次翻转时，则千位读数加1；当千位读数加到10时，万位读数加1并将千位读数置为0。更进一步地，当检测到百位数值发生变化时，则将当前读数记录在计数器单片机的RAM中，然后再存储到计数器单片机的ROM中，可以防止计数器单片机异常复位或断电造成的异常导致数据丢失。
本实施例中，每次读取的最终读数数值都被记录在计数器单片机的ROM中，在下次读数时与其进行对比，并判断读数是否合法，判断读数是否合法具体为：
若检测到两次读数的差值大于预设的n个小时的最大走气量（本实施例中以规格为G4的膜式燃气表为例，4个小时的最大走气量为28.8方），则表示发生异常，即读数不合法，计数器单片机将此异常信息发送给燃气表主控单元，由燃气表主控单元进行处理；否则，读数为合法。
本实施例中，对光电直读计数器进行长供电，并且只读取个位、十位和百位这3位的读数数值，千位和万位读数通过计算获取。由于减少了两组光电收发板（本实施例中每组光电收发板包括5对光电发射管和接收管），可以明显节省成本，并且由于减少了光电收发板的使用，还能提高产品的合格率。
以上仅描述了本发明的基本原理和优选实施方式，本领域人员可以根据上述描述做出许多变化和改进，这些变化和改进应该属于本发明的保护范围。
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