本实用新型涉及传输控制技术领域，特别是涉及一种基于zigbee的管道热流量采集装置。
背景技术：
目前市场上的管道热流量采集设备都采用机械式，且信号传输常规采用电流型、电压型，传输方式为有线或者总线方式。在管路较多的应用场合下，对采集的管道热流量采用有线的传输方式，在一定的程度上给施工增加了难度；而且在使用过程中，也会增加了现场安装调试难度。
技术实现要素：
鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种基于zigbee的管道热流量采集装置，用于解决现有技术中存在的技术问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种基于zigbee的管道热流量采集装置，包括有：
采集模块，用于采集管道的热流量；
zigbee通信模块，与采集模块和控制模块连接，用于建立采集模块与控制模块的无线通信；
控制模块，通过所述zigbee通信模块与所述采集模块进行无线通信，控制所述采集模块采集管道的热流量；
电源模块，与采集模块、zigbee通信模块和控制模块连接，并给所述采集模块、zigbee通信模块和控制模块提供电源。
可选地，所述控制模块包括：stm32f103控制芯片、复位电路、晶振电路和启动电路。
可选地，所述采集模块包括：uta6905超声波热流量芯片、第一接口电路、温度传感器、超声波传感器。
可选地，所述电源模块包括有交流转直流电路，用于将外部交流电压220v转换为直流电压24v。
可选地，所述电源模块还包括有直流转直流模块，用于将直流电压24v转换为直流电压3.3v。
可选地，还包括有继电器模块，所述继电器模块与采集模块、控制模块连接，用于根据控制模块的采集指令断开或连接温度传感器和/或超声波传感器。
如上所述，本实用新型提供一种基于zigbee的管道热流量采集装置，具有以下有益效果：采集模块，用于采集管道的热流量；zigbee通信模块，与采集模块和控制模块连接，用于建立采集模块与控制模块的无线通信；控制模块，通过所述zigbee通信模块与所述采集模块进行无线通信，控制所述采集模块采集管道的热流量；电源模块，与采集模块、zigbee通信模块和控制模块连接，并给所述采集模块、zigbee通信模块和控制模块提供电源。本实用新型能够可以通过无线方式对管道流量、温度传输，且装置提供继电控制接口，可控制管道泵、电动阀，调节管道流量。同时可以应用于基于zigbee无线通讯的控制系统内作为子单元，进行多管道检测控制组网通讯；同时本实用新型可以直接利用外部交流电压220v，不需要再添加新的直流电压电源。
附图说明
图1为一实施例提供的基于zigbee的管道热流量采集装置的硬件结构示意图。
图2a为一实施例提供的采集模块中的uta6905超声波热流量芯片电路连接示意图。
图2b为一实施例提供的采集模块中的第一接口电路连接示意图。
图3a为一实施例提供的控制模块中的stm32f103控制芯片示意图。
图3b为一实施例提供的控制模块中的复位电路连接示意图。
图3c为一实施例提供的控制模块中的晶振电路连接示意图。
图3d为一实施例提供的控制模块中的启动电路连接示意图。
图4a为一实施例提供的zigbee通信模块中的无线通讯电路连接示意图。
图4b为一实施例提供的zigbee通信模块中的接口电路连接示意图。
图5a为一实施例提供的电源模块中的交流转直流电路连接示意图。
图5b为一实施例提供的电源模块中的直流转直流电路连接示意图。
图6a为一实施例提供的继电器模块中的驱动电路连接示意图。
图6b为一实施例提供的继电器模块中的接口电路连接示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
请参阅图1至图6。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图式中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。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，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，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，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。
请参阅图1至图6，本实施例提供一种基于zigbee的管道热流量采集装置，其特征在于，包括有：
采集模块，用于采集管道的热流量；
zigbee通信模块，与采集模块和控制模块连接，用于建立采集模块与控制模块的无线通信；
控制模块，通过所述zigbee通信模块与所述采集模块进行无线通信，控制所述采集模块采集管道的热流量；
电源模块，与采集模块、zigbee通信模块和控制模块连接，并给所述采集模块、zigbee通信模块和控制模块提供电源。
具体地，采集模块的电路连接如图2a和图2b所示，所述采集模块包括：uta6905超声波热流量芯片(图2a)、第一接口电路(图2b)、温度传感器(图中未示出)、超声波传感器(图中未示出)，超声波传感器与温度传感器通过第一接口电路与uta6905超声波热流量芯片连接。在图2a中，为uta6905热流量处理原理图，uta6905为icci公司推出的基于相差法的流量测量芯片，芯片内部包含相位差测量单元、脉冲发生器、温度测量单元、比较器、模拟开关、施密特触发器、振幅检测单元、换能器断线检测单元等，用于超声波热表计量领域，uta6905采用独立的32k时钟和4m高速时钟。超声波测量接口获取两组超声波换能器分别通过一个电容和一个电阻接到芯片的fire和stop引脚，接口温度传感器接入t1-t4接口做温度测量；spi串行接口与4线spi标准接口兼容，支持clockphasebit＝1，clockpolaritybit＝0设置下的spi标准，连接主控制芯片作为从机，传输测量数据信号。
控制模块的电路连接如图3a、图3b、图3c和图3d所示，所述控制模块包括：stm32f103控制芯片(图3a)、复位电路(图3b)、晶振电路(图3c)和启动电路(图3d)。在图3中，stm32f103控制芯片原理图，其作为装置通讯处理任务和后台接受测量温度及流量信号数据分析和运算处理，并将数据存储到内部flash。串口2连接zigbee通信模块，以事件监听的方式，处理读取命令或反馈测量数据。串口1连接到接口电路中，以nvic中断优先定义的方式，配置装置测量数据系数。
zigbee通信模块的电路连接如图4a和图4b所示，zigbee通信模块cc2530与cc2591的集成，实现无线自组网多跳无线传输，模块无线频率为2.4ghz～2.45ghz属于全球免费的无线频段，同时模块工作时，会与周围的模块自动组成一个无线多跳网络，这也使得，装置可以作为zigbee无线通讯的控制系统的子单元。
电源模块的电路连接如图5a和图5b所示，所述电源模块包括有交流转直流电路，用于将外部交流电压220v转换为直流电压24v(图5a)；所述电源模块还包括有直流转直流模块，用于将直流电压24v转换为直流电压3.3v(图5b)。电源电路为装置提供电源，直接可以利用外部交流电压220v进行供电，电路中加入压敏和热敏电阻，使供电更加安全可靠，保护装置后方器件。电源模块还为zigbee通信模块提供电源，采用lm2596s-3.3芯片将24v直流转换成3.3v，同时3.3v为指示灯ds1供电，可以直观查看电源信息。
还包括有继电器模块，继电器模块的电路连接图如图6a和图6b所示，所述继电器模块与采集模块、控制模块连接，用于根据控制模块的采集指令断开或连接温度传感器和/或超声波传感器。继电器模块通过主控制芯片gpio-pb0控制光耦隔离驱动继电器，为了扩展和设备供电的需求，还采用二次继电器支持4组开关处理。
更具体地，本实用新型提出一种基于zigbee的管道热流量采集装置，其整体由uta6905超声波热流量芯片、stm32f103控制芯片、zigbee通信模块、电源电路、继电驱动电路、接口电路组成；其中uta6905通过spi接口与stm32f103连接通讯，zigbee通信模块通过串口与stm32f103串口连接实现串口通讯，继电驱动电路由控制芯片gpio口控制，接口电路与uta6905连接提供温度及超声波传感器采集接口。
本实用新型采用uta6905超声波热流量芯片和stm32f103控制芯片，uta6905为icci公司推出的超声波热量表、流量表专用芯片，通过接口电路连接超声波传感器2组与2组温度传感器，进行流量和温度采集，其利用顺流方向和逆流方向回波信号的相位差来实现流速测量，按照片内内置计算校验，通过spi通讯将数据传输到stm32端，stm32f103读取内部flash配置文件，处理分析数据，建立缓存空间，提供通讯访问接口。stm32f103串口连接zigbee通信模块，使多装置上电自动组成网络，建立彼此的zigbee局域网，以zigbee固定报文格式，无线传输采集或者配置数据。本实用新型内部集成继电器输出通道，可以根据现场需求控制现场设备。本实用新型在进行传感器配置的时候可以通过接口电路stm32f103串口进行传感器的量程的配置，stm32f103控制芯片进行数据转换，串口无线数据反馈无需进行数值转换，而是满足量程需要的实际数据。电源可以直接采用ac220v供电，其有益效果是，适应现场环境，不需要外加电源转换供电。
本实用新型的优点在于，可以通过无线zigbee的方式组网和外部pc或者手持设备进行通讯，且传输传感器数据为实际传感器的转换之后的数据，无需进行数值转换，使用起来更简单；在错综复杂的管道中，避免了多线路的分布，自动组网通讯也实现了通讯调试的方便。
综上所述，本实用新型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实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，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实用新型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，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。
1.一种基于zigbee的管道热流量采集装置，其特征在于，包括有：
采集模块，用于采集管道的热流量；
zigbee通信模块，与采集模块和控制模块连接，用于建立采集模块与控制模块的无线通信；
控制模块，通过所述zigbee通信模块与所述采集模块进行无线通信，控制所述采集模块采集管道的热流量；
电源模块，与采集模块、zigbee通信模块和控制模块连接，并给所述采集模块、zigbee通信模块和控制模块提供电源。
2.根据权利要求1所述的基于zigbee的管道热流量采集装置，其特征在于：所述控制模块包括：stm32f103控制芯片、复位电路、晶振电路和启动电路。
3.根据权利要求1所述的基于zigbee的管道热流量采集装置，其特征在于：所述采集模块包括：uta6905超声波热流量芯片、第一接口电路、温度传感器、超声波传感器。
4.根据权利要求1所述的基于zigbee的管道热流量采集装置，其特征在于：所述电源模块包括有交流转直流电路，用于将外部交流电压220v转换为直流电压24v。
5.根据权利要求4所述的基于zigbee的管道热流量采集装置，其特征在于：所述电源模块还包括有直流转直流模块，用于将直流电压24v转换为直流电压3.3v。
6.根据权利要求3所述的基于zigbee的管道热流量采集装置，其特征在于：还包括有继电器模块，所述继电器模块与采集模块、控制模块连接，用于根据控制模块的采集指令断开或连接温度传感器和/或超声波传感器。
技术总结