БЕСПРОВОДНЫЙ ИМПУЛЬСНЫЙ АДАПТЕР

Беспроводный импульсный адаптер.
Полезная модель относится к информационно-измерительной технике, а именно устройствам для измерения количества импульсов, поступающих от счетчиков, расходомеров и других приборов учета, оснащенных импульсным выходом, и может быть использовано для организации поквартирного учета энергоресурсов в жилых зданиях.
Беспроводный импульсный адаптер отображает информацию об измеренном значении, приведенную к реальному потребленному значению, зафиксированному прибором учета, и посылает данные о потреблении в систему автоматического учета энергоресурсов по радиоканалу.
Известен способ работы и перечень элементов импульсного адаптера, в котором описана последовательность действий для определения расхода воды, газа тепла и пр. с помощью датчиков получения данных, блока управления, коммуникационного блока и вычислительного центрального блока, связанных электрическими линиями передачи данных (Патент DE 102010007079 (А1). МПК G08C19/00, 2011-08-11). Однако, в этом устройстве отсутствуют конкретные конструктивные признаки, обеспечивающие эффективную работу импульсного адаптера и передачу данных по радиоканалу на центральный пульт управления и учета данных.
Технической целью предлагаемого беспроводного импульсного адаптера является повышение надежности и стабильности работы прибора (при установке на приборах учета с импульсными выходами).
На фиг. 1 - показана блок-схема описываемого устройства.
На фиг. 2 - показан вид на адаптер со стороны крышки.
На фиг. 3 - показано поперечное сечение адаптера.
На фиг. 4 - показана печатная плата с антенной.
На фиг. 5 - показан внутренний вид крышки и основания.
На фиг. 6 - показан вид со стороны места ввода соединительных кабелей.
На фиг. 7 - показан вид адаптера на шильдик.
На фиг. 8 - показан внешний вид кронштейна.
Беспроводный импульсный адаптер содержит корпус 1 с основанием 2 и крышкой 3, монтажную плату 4, снабженную антенной 5 радиопередающего модуля 6 и подсоединенную к жидкокристаллическому индикатору 7 (ЖКИ), установленному на лицевой стороне корпуса 1, микроконтроллер 8 и источник 9 питания. Адаптер
снабжен двумя дискретными входами 10 и 11 с соединительными кабелями 12, инфракрасным портом 13 (IrDa) и кнопкой 14 включения-выключения, подсоединенными к микроконтроллеру 8, причем инфракрасный порт 13 (IrDa) и кнопка 14 включения-выключения размещены на лицевой стороне крышки 3 корпуса 1, а инфракрасный порт 13 дополнительно подсоединен к источнику 9 питания.
Для достижения заявленной цели, радиопередающий модуль 6 снабжен планарной инвертированной F-антенной PIFA, выполненной в виде проводника на печатной монтажной плате 4, и инфракрасным портом 13, подсоединенным к микроконтроллеру 8.
Монтажная плата 4 установлена в основание 2 корпуса 1 на равномерно распределенные опоры 15, со стороны крышки 3 монтажная плата 4 и жидкокристаллический индикатор 7 ограничены упорами 16, выполненными с возможностью защиты от нежелательных смещений. Соединительные кабели 12 дискретных входов 10 и 11 в месте подключения к печатной плате 4 выполнены с возможностью надежной фиксации к основанию 2 корпуса 1 с помощью термоклея.
Адаптер снабжен уплотнительными кольцами 17, резинкой 18 уплотнительной и ложементом 19 на внутренней стороне крышки 3, причем резинка 18 размещена в ложементе 19, а уплотнительные кольца 17 размещены в месте ввода соединительных кабелей 12.
Адаптер снабжен также на лицевой стороне корпуса защитным винтом 20 с пломбой и прозрачным липким шильдиком 21, выполненным с возможностью защиты жидкокристаллического индикатора 7 от нежелательного механического воздействия и места опломбирования адаптера от случайного повреждения.
Адаптер содержит кронштейн 22 крепления прибора на объекте, размещенный на основании 2 корпуса 1. Кронштейн 22 крепления прибора на объекте снабжен крепежными отверстиями 23, выполненными с возможностью обеспечения гибкости позиционирования кронштейна 22 при установке, и четырьмя замковыми соединениями 24, выполненными с возможностью обеспечения надежной и устойчивой фиксации корпуса 1 адаптера в кронштейне 22 и быстрого монтажа и демонтажа адаптера.
Антенна 5 радиопередающего модуля выполнена в виде печатного проводника 25, расположенного на монтажной плате 4.
Устройство работает следующим образом.
Устройство названо беспроводным импульсным адаптером, так как его основная функция - адаптация данных, представляющих собой результат измерения счетчика потребления энергоресурсов. Эти данные поступают на вход устройства в виде импульсного сигнала, который передается по
беспроводному интерфейсу (однонаправленному радиоканалу) в расчетный центр.
Беспроводной импульсный адаптер является компонентом системы индивидуального учета энергоресурсов. Прибор используется в системах, где уже установлены счетчики потребления энергоресурсов с импульсным выходом (например, счетчики воды, газа, электроэнергии и т.п.), с целью сбора данных с этих счетчиков в локальную радио систему. Беспроводной импульсный адаптер получает и преобразует импульсы от одного или двух счетчиков потребления энергоресурсов и передает данные в радиосеть каждые четыре часа.
Инфракрасный (IrDa) порт 13 предназначен для обеспечения конфигурирования/настройки устройства под различные применения (разные типы приборов учета) посредством двунаправленного обмена данными по беспроводному оптическому интерфейсу в инфракрасном диапазоне.
К дискретному входу 10 и 11 подключается прибор учета, оснащенный импульсным выходом типа «сухой контакт» (СК), «открытый коллектор» (ОК) или «NAMUR». Микроконтроллер 8 подсчитывает импульсы, выдаваемые прибором учета, и передает данные в радиосеть через радиопередающий модуль 6 и антенну 5. Радиопередающий модуль 6 имеет мощность 10 мВт и работает в полосе частот 868,7-869,2МГц. Также микроконтроллер 8 рассчитывает и передает в радиосеть следующую информацию: серийный номер прибора учета, подключенного к измерительному каналу; код ресурса, измеряемого прибором учета; единицы измерения (m3, kWh); текущее время и дату телеграммы; потребление на текущее время; количество часов работы; дату расчета (так называемую контрольную дату); потребление на дату расчета; информацию о статусе прибора или код ошибки (в случае неисправности); время и дату ошибки; количество единиц в одном импульсе (вес импульса); тип выхода подключенного датчика (OK, СК, NAMUR).
Оба дискретных входа 10 и 11 функционируют независимо друг от друга и выдают по радиоканалу отдельные телеграммы с данными по каждому входу (каналу). Также эта информация отображается на жидкокристаллическом индикаторе 7 (ЖКИ). Кроме этого на ЖКИ 7 может быть выведена информация об архивных данных, хранящихся в энергонезависимой памяти микроконтроллера 8 за 12 предыдущих месяцев по каждому месяцу.
Устройство имеет возможность конфигурации под тип подключаемого прибора учета через интерфейс инфракрасного порта 13 IrDa. Конфигурируемые данные: серийный номер прибора учета, подключенный к каналу измерения адаптера; начальные показания прибора учета; дата расчета (так называемая контрольная дата); тип импульсного выхода подключаемого прибора учета (СК, OK, NAMUR); тип измеряемой среды
(код ресурса, измеряемой прибором учета); единицы измерения (тЗ, kWh), вес импульса, активная полярность импульса.
Монтажная плата 4 устанавливается в основание 2 корпуса 1 на опоры 15. Со стороны крышки 3 плата 4 печатная и ЖКИ 7 ограничиваются специальными упорами 16, защищающими от нежелательных смещений в пространстве. Соединительные кабели 12 в месте подключения к плате 4 печатной надежно фиксируются к элементам основания 2 термоклеем.
Защита от проникновения внутрь корпуса частиц пыли и воды обеспечивается выполнением места ввода соединительных кабелей 12. Резинка уплотнительная 18 однозначно укладывается в специально предусмотренный для этой цели ложемент 19 на внутренней стороне крышки 3 прибора, что обеспечивает торцевое уплотнение корпуса 1. Уплотнительные кольца 17 герметизируют место ввода соединительных кабелей 12.
Прозрачный липкий шильдик 21 дополнительно защищает от нежелательного механического воздействия ЖКИ 7 с лицевой стороны корпуса 1, не затрудняя считывание информации. Также шильдик 21 защищает место опломбирования прибора от случайного повреждения. Пломба наносится мастикой с помощью уникального инструмента-печатки на защитный винт 20, тем самым обеспечивая защиту от несанкционированного вскрытия прибора.
Кронштейн 22 предназначен для крепления прибора на объекте. В кронштейне 22 предусмотрены крепежные отверстия 23, которые обеспечивают гибкость позиционирования кронштейна 22 при установке четырех замковых соединений 24 и обеспечивают надежную и устойчивую фиксацию корпуса 1 прибора в кронштейне 22, а также удобный и быстрый монтаж и демонтаж прибора.
Обеспечение надежной передачи данных от устройства в разрешенном на территории РФ диапазоне частот 868,7... 869,2 МГц (согласно приложению 11 к решению ГКРЧ от 07.03.2007 №07-20-03-001) осуществляется за счет применения передатчика с планарной инвертированной F-антенны PIFA (Planar Inverted F-Antenna), выполненной в виде проводника 25 на печатной плате 4. Длина антенны 5 рассчитана на частоту передачи 868,95МГц. Это обеспечивается за счет того, что антенна 5 радиопередающего модуля 6 выполнена в виде проводника 25, расположенного на плате 4.
Технический результат описываемого устройства состоит в обеспечении стабильной работы и повышения надежности устройства.
Это достигается за счет того, что:
- Обеспечение надежной передачи данных от устройства в разрешенном на территории РФ диапазоне частот 868,7... 869,2 МГц осуществляется за счет применения передатчика с планарной инвертированной F-антенной PIFA) и размеров антенны, выполненной в виде проводника на печатной плате.
- Защита от несанкционированного вскрытия обеспечивается опломбированием головки винта мастикой при помощи уникального инструмента-печатки, место опломбирования прибора дополнительно защищено шильдиком, покрывающим лицевую панель прибора, что исключает возможность случайного повреждения места опломбирования.
- Защита от проникновения внутрь корпуса частиц пыли и воды обеспечивается применением торцевого уплотнения, которое обеспечивается путем сжатия резинки уплотнительной по периметру крышки прибора, при этом резинка уплотнительная однозначно укладывается в специально предусмотренный для этой цели ложемент на внутренней стороне лицевой крышки прибора.
- Также защита от проникновения внутрь корпуса частиц пыли и воды обеспечивается тем, что место ввода соединительных кабелей герметизируется с помощью уплотнительных колец, которые обеспечивают радиальное уплотнение.
- Лицевая панель защищена шильдиком, что в комплексе с уплотнениями периметра корпуса и соединительных кабелей, позволяет обеспечить пыле- и влаго- защиту, обеспечивая пылезащищенность от проникновения внутрь устройства внешних твердых предметов и устойчивость к вредному воздействию в результате проникновения воды при сплошном обрызгивании.
- Для обеспечения защиты от потери соединения (контакта) при механических воздействиях на кабели, соединительные кабели в месте подключения к плате печатной надежно фиксируются к элементам корпуса термоклеем.
- Также для обеспечения устойчивости к механическим воздействиям, в частности для повышения виброустойчивости прибора, плата в корпусе устанавливается на равномерно распределенные опоры, со стороны крышки плата печатная и ЖКИ ограничены упорами, выполненными с возможностью защиты от нежелательных смещений.