具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。下面的详细描述不应该被认为是限制性的，并且本申请的实施例的范围仅由公布的专利的权利要求书所限定。这里使用的术语仅是为了描述特定实施例，而并非旨在限制本申请。空间相关的术语，例如“上”、“下”、“左”、“右”、“下面”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等，可在文中使用以便于说明图中所示的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“固持”等术语应做广义理解，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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

再者，如同在本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文中有相反的指示。应当进一步理解，术语“包含”、“包括”表明存在所述的特征、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组，但不排除一个或多个其他特征、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组的存在、出现或添加。此处使用的术语“或”和“和/或”被解释为包括性的，或意味着任一个或任何组合。因此，“A、B或C”或者“A、B和/或C”意味着“以下任一个：A；B；C；A和B；A和C；B和C；A、B和C”。仅当元件、功能或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时，才会出现该定义的例外。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，通过下述实施例并结合附图，对本发明实施例中的技术方案的进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定发明。

如图1所示，显示为本发明提供的一种基于噪音发电的水表设备的结构示意图。本实施例的水表设备10包括转子腔体11、转子12、声电转换器13、以及未图示的物联网通信模块；图中的箭头方向代表了水流的流动方向，水流沿着箭头方向从水表外部流入水表内部，流经转子腔体11内的转子12，然后再沿着箭头方向从水表内部向外流出。

具体来说，当水流流经水表内的转子12时会因水流动而产生噪音，声电转换器13用于将水流动产生的噪音转换为电能。声电转换器13和物联网通信模块耦接，从而为物联网通信模块供电。应理解的是，本发明中所说的“耦接”是指两个模块/部件之间直接相连，或者通过其它模块/部件间接相连。

在本实施例可选的实现方式中，物联网通信模块可以是NB-IoT通信模块、LoRa通信模块、eMTC通信模块、Sigfox通信模块、ZigBee通信模块中的任一种或多种的组合，本实施例不作限定。

在本实施例可选的实现方式中，声电转换器13是指是指能把声能转换成电能的器件，例如可选用压电器件或麦克风器件等，本实施例不作限定。另外，由于声电转换器13应用于水表设备中，所以声电转换器的外壳优选采用防水材料，避免遇水损坏等意外情况的发生；前述防水材料包括但不限于沥青类防水材料、橡胶塑料类防水材料、水泥类防水材料或者金属类防水材料等，本实施例不作限定。

需说明的是，现有技术中的水表通常都不自带物联网通信模块，若要实现物物相连的功能，则需在现有水表的基础上进行改造。在水表改造的工程中，不仅要考虑物联网通信模块的安装空间，还需要在水表设备中增设专门的供电系统来为通信模块供电，这就大大增加了水表改造的成本和工程难度。有鉴于此，本发明提供的基于噪音发电的水表设备有效克服了上述这些难题，利用水流噪音进行发电从而为物联网通信模块进行供电，无需增设专门的供电系统，降低了设备的改造和维护成本。

在本实施例可选的实现方式中，水表设备还包括噪音吸收结构14，声电转换器13设于噪音吸收结构14中。本实施例中的噪音吸收结构14呈环形并包围所述转子腔体11，用于吸收水在流经转子12时产生的噪音。

优选的，本实施例的噪音吸收结构14所吸收的噪音不仅包括水表设备内部的转子因水流经过而产生的噪音，还包括水表设备的外部噪音。所述水表设备的外部噪音包括但不限于：自然噪音(如人/动物发出的声音、风声、雨声、雷声、流水声等)和/或噪音发生器发出的噪音。由此可知，本发明的水表设备也可配备一充电专用的噪音发生器，来为噪音吸收机构14专门产生噪音，以持续为物联网通信模块供电；本实施例的噪音发生器例如可选用工作于1000MHz以下同轴线系统的饱和二极管式白噪声发生器、用于微波波导系统的气体电管式白噪声发生器、或者利用晶体二极管反向电流中噪声的固态噪声源等，本实施例不作限定。

为便于本领域技术人员更好地理解本实施例的技术方案，现结合图2A和2B来对带有噪音吸收结构的水表设备做进一步的解释和说明。图2A展示的是水表部分结构的主视图，图2B展示的是水表部分结构的俯视图。结合图2A和2B可知，噪音吸收结构14包围转子腔体11，转子墙体内设有转子12，水在流经转子12时产生噪音，水流产生的噪音被噪音吸收结构高效地接收，从而充分转换为电能。

需说明，噪音吸收结构14可采用现有技术中的吸声材料，采用多孔性吸声材料、柔性材料或者膜状材料等，具体可选用玻璃棉、矿渣棉、泡沫塑料、石棉绒、毛毡、木丝板、软质纤维以及微孔吸声砖等，本实施例不作限定。

优选的，噪音吸收结构14的内表面和外表面都采用吸声材料；内表面的吸声材料可以很好地吸收转子腔体内的水流噪音；在水表停止工作的情况下(例如某户人家长期不入住而未使用水表的情况)，可以通过外表面的吸声材料吸收外部环境中的噪音，进而也能传递给声电转换器而产生电能，为物联网通信模块供电。

如图3所示，展示了本发明一实施例中的水表设备的结构示意图。本实施例的水表结构包括声电转换器31、电压放大系统32、充电系统33、蓄电系统34、物联网通信模块35。声电转换器31用于接收噪音并转换成电压信号；电压放大系统32和声电转换器31相连，用于放大电压信号；充电系统33和电压放大系统32相连，用于将电压信号转化成适配于蓄电系统34的电压，即是将电压信号转化成可以为蓄电系统充电的电压；蓄电系统34和充电系统33相连，充电系统33向蓄电系统34充电；蓄电系统34和物联网通信模块35相连，从而为物联网通信模块35供电。

具体来说，电压放大系统32可采用电压放大器，对弱信号常用多级放大，级联方式分直接耦合、阻容耦合和变压器耦合，要求放大倍数高、频率响应平坦、失真小；蓄电系统34采用电池或其它储能元件。

应理解的是，声电转换器只有在有噪音的情况下才转换电能，而在一些难以产生噪音的极端情况下(如住户在一段时间内不使用水表等)就无法再利用噪音发电，物联网通信模块便失去了电能供给。所以，本发明增设了充电系统和蓄电系统，很好地解决了这个问题，在水表不工作的情况下仍能为物联网通信模块供电，确保其正常工作。

综上所述，本发明提供一种基于噪音发电的水表设备，旨在利用噪音发电对物联网通信模块进行供电，无需增设专门的供电系统，降低了设备的改造和维护成本，有效解决了现有的水表设备在加物联网通信模块的过程中因需要增设专门的供电系统而导致的改造成本高居不下以及工程难度高等难题。因此，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。