儀表總線來說允許許多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（直線型、環(huán)型、星型、樹 型或混合型）。實際測試實驗結(jié)果顯示，總線的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)對系統(tǒng)影響很大；星型結(jié)構(gòu)（主機 或中繼器在中間的情況下）是最好的，樹型結(jié)構(gòu)較好，直線型結(jié)構(gòu)一般；均勻分布的終端要 比均勻分布的要好；
[0044] 2)電纜的影響：電纜應(yīng)達(dá)到一定的電流容量和電阻要求，它會直接影響總線的運 行。電纜電阻會直接降低電壓，使連接總線的終端無法獲得正常電壓；終端電壓不管是從主 機到終端，還是從終端到主機都不應(yīng)低于12V;網(wǎng)絡(luò)中最長的分線對終端的電壓起決定性 作用，它的長度將作為電纜電阻的計算依據(jù)。
[0045] 3)終端電流：MBUS終端必須在11mA~20mA電流范圍內(nèi)才能正常工作；由電纜容 量引起的信號變形程度同時受電流強弱的影響，太弱的電流將導(dǎo)致通信的不穩(wěn)定。
[0046] 4)合理選擇總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，增加線徑或降低通信波特率將能增加從機的數(shù)量和 傳輸距離；實際設(shè)置時可以使用的線徑應(yīng)在〇. 5mm2~1. 5mm2范圍內(nèi)選擇，線型可選用電 話線或一般雙絞線，選擇帶有屏蔽層的線型可提高信號的傳輸質(zhì)量，波特率的選擇建議在 (2400 ~9600)Baud之間。
[0047] Mbus協(xié)議建立于IS0-0SI參考模型上，充分利用現(xiàn)有的大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，成為一 個開放的系統(tǒng)；但是Mbus是一個不完整的網(wǎng)絡(luò)，Mbus只提供了物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層 和應(yīng)用層的功能。因為IS0-0SI模型中的高級層不提供修改波特率、地址等參數(shù)功能，因此 Mbus在七層模型之外有定義了 一個管理層；管理層可以不遵守OSI模型，對任何一層進行 管理。
[0048] 物理層的功能是提供比特流傳送的物理通道，并為數(shù)據(jù)鏈路層提供建立、維護和 解除物理連接；物理層規(guī)定了主站與從站之間的物理接口的物理和電氣特性，負(fù)責(zé)物理媒 體上信息的接收和發(fā)送；Mbus的物理層采用Mbus總線標(biāo)準(zhǔn)；數(shù)據(jù)鏈路層的功能是在物理連 接的基礎(chǔ)上建立、維護和解除數(shù)據(jù)連接。數(shù)據(jù)鏈路層以幀為單位傳輸信息，在每幀信息中附 加了許多協(xié)議控制信息（如同步信息、地址信息、糾錯信息、應(yīng)達(dá)信息等），以保證信息無差 錯傳送。MBUS的數(shù)據(jù)鏈路層采用IEC870標(biāo)準(zhǔn)；應(yīng)用層是直接面對用戶的一層。主要功能包 括讀數(shù)據(jù)、寫數(shù)據(jù)、密鑰設(shè)定、廣播校對，以及更改通信速率等。MBUS的應(yīng)用采用EN1434-3 標(biāo)準(zhǔn)。
[0049] 紅外通信是利用950nm近紅外波段的紅外線作為傳遞信息的媒體，即通信信道； 發(fā)送端采用脈時調(diào)制（PPM)方式，將二進制數(shù)字信號調(diào)制成某一頻率的脈沖序列，并驅(qū)動 紅外發(fā)射管以光脈沖的形式發(fā)送出去；接收端將接收到的光脈轉(zhuǎn)換成電信號，再經(jīng)過放大、 濾波等處理后送給解調(diào)電路進行解調(diào)，還原為二進制數(shù)字信號后輸出；簡而言之，紅外通信 的實質(zhì)就是對二進制數(shù)字信號進行調(diào)制與解調(diào)，以便利用紅外信道進行傳輸；紅外通信接 口就是針對紅外信道的調(diào)制解調(diào)器。
[0050] 更進一步的技術(shù)方案是，所述時間單元內(nèi)置峰值檢測電路和第一波門限可調(diào)電 路；通過峰值檢測電路，中央處理單元可以獲取超聲波信號的接收幅值，判斷管段內(nèi)水體的 流動情況，比如水體是否含有氣泡，管道內(nèi)水體是滿管或空管等，從而上報告警；通過第一 波檢測門限電平，可以有效的抑制超聲波信號中的隨機噪聲，減少了超聲波到達(dá)時刻的誤 判情況。
[0051] 更進一步的技術(shù)方案是，所述時間單元內(nèi)置系統(tǒng)時鐘和脈沖技術(shù)時鐘。
[0052] 更進一步的技術(shù)方案是，還包括有與中央處理單元連接的數(shù)據(jù)存儲單元。
[0053] 更進一步的技術(shù)方案是，所述電源及監(jiān)控系統(tǒng)采用高能鋰電池作為電源；為中央 處理單元提供3V電源。
[0054] 更進一步的技術(shù)方案是，所述中央處理單元通過eUSI_B0接口與時間單元連接。
[0055] 更進一步的技術(shù)方案是，所述中央處理單元通過eUSI_A0接口與Mbus收發(fā)器連 接，通過eUSI_Al接口與IrDA收發(fā)器連接。
[0056] GP30采用超聲波時差法測量，超聲波在水中的傳播速度和水的流速相關(guān)， 時差法水表利用一對超聲波傳感器相互交替收發(fā)超聲波，并測量超聲波在水中的 順流和逆流傳播時間差來檢測測量水的流速，進而通過流速來測量流量的一種間 接測量方法；當(dāng)水的流速v遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于水中的聲速c。時，水的流速

At為上下游聲傳播時間差，tup為上游方 向聲傳播時間，td_為下游方向聲傳播時間，L:流體方向超聲波信號路徑長度，c。:超聲波 水中的聲速。
[0057] 使用時，通過管段超聲波換能器測量超聲波信號，時間測量芯片GP30通過峰值檢 測電路和第一波檢測門限可調(diào)電路對信號進行處理，經(jīng)過處理后的信號發(fā)送給中央處理單 元；中央處理單元對信號進行處理，將處理結(jié)果在顯示單元上顯示；還可以設(shè)置遠(yuǎn)程抄表 系統(tǒng)，實現(xiàn)實時遠(yuǎn)程抄表計量統(tǒng)計。
[0058] 本實用新型精度高，測量線性度優(yōu)于0.5%，重復(fù)性精度優(yōu)于0.2%，測量精度優(yōu) 于±1%，測量靈敏度0. 1納秒；流速范圍：〇. 2m/s-40m/s;管徑范圍：DN25-DN300 ;超聲 水表的始動流量低可達(dá)0. 〇〇18m3/h，避免小流量不計量，防止滴漏事件；測量量程比范圍： 1:250-1:500,量程比寬，適用于水量高低峰流量變化較大的用戶；配有分時累積器，實現(xiàn)梯 度費率，能實現(xiàn)預(yù)付費，更科學(xué)的收費，并且基于聲速差的原理，流速測量準(zhǔn)確，能精確補償 介質(zhì)組分變化對聲速的影響；高抗噪聲性，可靠性強，無漂移；管道內(nèi)無活動、流阻部件，無 壓力損失；性能安全可靠、安裝簡便、維護成本低。
[0059] 以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本 實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本實用新型 的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種超聲水表，其特征在于：包括中央處理單元、時間單元、電源及監(jiān)控系統(tǒng)、顯示 單元和收發(fā)器；所述中央處理單元分別與時間單元、電源及監(jiān)控系統(tǒng)、顯示單元和收發(fā)器連 接；所述時間單元還連接有溫度傳感器、管段超聲波換能器；所述收發(fā)器包括Mbus收發(fā)器 和IrDA收發(fā)器，Mbus收發(fā)器和IrDA收發(fā)器分別與中央處理單元連接；所述時間單元內(nèi)置 時間測量芯片GP30 ;所述中央處理單元內(nèi)置MSP430FR6877芯片。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超聲水表，其特征在于：所述時間單元內(nèi)置峰值檢測電 路和第一波檢測門限可調(diào)電路。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超聲水表，其特征在于：所述時間單元內(nèi)置系統(tǒng)時鐘和 脈沖技術(shù)時鐘。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超聲水表，其特征在于：還包括有與中央處理單元連接 的數(shù)據(jù)存儲單元。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超聲水表，其特征在于：所述電源及監(jiān)控系統(tǒng)采用高能 鋰電池作為電源。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超聲水表，其特征在于：所述中央處理單元通過eUSI_BO 接口與時間單元連接。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超聲水表，其特征在于：所述中央處理單元通過eUSI_AO 接口與Mbus收發(fā)器連接，通過eUSI_Al接口與IrDA收發(fā)器連接。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超聲水表，其特征在于：還包括一體式不銹鋼表殼。
【專利摘要】本實用新型公開了一種超聲水表，包括中央處理單元、時間單元、電源及監(jiān)控系統(tǒng)、顯示單元和收發(fā)器；所述中央處理單元分別與時間單元、電源及監(jiān)控系統(tǒng)、顯示單元和收發(fā)器連接；所述時間單元還連接有溫度傳感器、管段超聲波換能器；所述收發(fā)器包括Mbus收發(fā)器和IrDA收發(fā)器，Mbus收發(fā)器和IrDA收發(fā)器分別與中央處理單元連接；所述時間單元內(nèi)置時間測量芯片GP30；所述中央處理單元內(nèi)置MSP430FR6877芯片；本實用新型精確度高、線性度高、壽命長、兼容性高，適用于水量高低峰流量變化較大的用戶。
【IPC分類】G01F1/66
【公開號】CN205091010
【申請?zhí)枴緾N201520876468
【發(fā)明人】沈暢
【申請人】成都聲立德克技術(shù)有限公司
【公開日】2016年3月16日
【申請日】2015年11月5日