山东力创-水表设计方案_山东力创_水表

山东力创-水表设计方案

2009/8/27 17:43:00

一、功能简述
    1. 正反转识别
    2. 瞬时流量测量
    3. 脉冲当量设定
    4. 液晶显示累积流量、瞬时流量、当前时间
    5. 按键控制显示，调节脉冲当量，调节时间
    6. 低电压检测、掉电保护
    7. 数据存储

二、技术指标
满足各类水表相关标准

三、原理框图

水表包括流速采集、微控制器、电源管理、按键、数据存储和液晶显示几部分组成

四、效果图

五、实现方案
1. 流速采集
MCU与LC9723定时(Δt时间段)通讯，既得Δt时间段内的平均瞬时流量值Fi，即可得瞬时流速。根据各流量点的当量ki(或叫做流量系数)校正瞬时流量，可得到精确的瞬时流量kiFi。
2. 累积流量
瞬时值的数字累加和即为累积流量，其计算公式为

式中W为累积流量，ki为流量系数，Fi为瞬时流量。
3. 电源管理
本设计采用低功耗设计，内部设有电源电压监视和掉电保护电路，保证水表在掉电时能正确的将数据存入存储器。
4. 液晶显示
由液晶通过按键循环显示当前的流速，当前累积流量，当前时间等数据
5. 数据存储
MCU把累积流量数存入数据存储器，包括历史月份累积流量，历史几天的累积流量
6. 按键
按键采取五按键方式，只有一个按键露出表外，其余按键为嵌入式按键。按键的功能有，控制液晶显示屏显示不同的数据、调节转速当量、调节RTC等。
7. 流量曲线校正

基表的误差曲线如上图所示，图中的粗线为误差统计平均值，曲线的方程为y=y(x)，为了精确表达曲线方程，我们采取多段线拟合的方法描述即y=kix+bi，由于描述一条直线只需要两点即可，所以在程序中用分立的点来逼近误差曲线。在不同的流速区间有不同的k值和b值。为了把水表的误差校正到最小，把测得的实际值加上校正值得到校正后的值，即y=y测量+y校正=y测量+kix+bi。
校正后的误差如图所示，可以看到，误差仅与基表误差曲线的分散性有关,而且其量程比拓宽。