CN107782421B - 基于无磁NB-IoT物联网水表计量阈值的校准方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了基于无磁NB‑IoT物联网水表计量阈值的校准方法，所述方法包括：S1，通过预先设置的用于检测环境变化的参考LC振荡传感器，获取计量阈值的参考值；其中，所述参考LC振荡传感器与待校准LC振荡传感器均匀环状设置在水表的上表面；S2，将所述参考值与所述参考LC振荡传感器前次检测的参考值进行比较，并根据比较结果对待校准LC振荡传感器的计量阈值进行校准；其中，所述参考值包括参考最高值和/或参考最低值。本发明通过利用参考LC振荡传感器检测环境变化情况，实现了根据环境变化而自适应校准LC振荡传感器的计量阈值，保证了水表在不同环境下的计量精度，降低了水表在运行中的故障率。

Description

基于无磁NB-IoT物联网水表计量阈值的校准方法

技术领域

本发明涉及计量技术领域，具体涉及一种基于无磁NB-IoT物联网水表计量阈值的校准方法。

背景技术

水资源危机导致整个社会对水的重视程度越来越高，使得水资源管理信息的检测很重要。流量计量是科学计量中非常重要的一部分，而水流量计量又是流量计量中最重要的组成部分，在居民的生产、生活中起着非常重要的作用。

现有技术中传统的水表计量方式主要采用霍尔、干簧管等有磁传感器进行流量检测，因此叶轮上需要带有永久磁铁。由于供水管道的生锈和水质比较差，叶轮上的磁铁很容易吸附水中的铁屑、铁锈等，并形成堆积，从而阻碍了叶轮的转动和增加了磨损，严重的甚至不能转动，大大影响水表的使用寿命。同时，由于长时间工作于环境温度的变化，磁铁磁力也会减弱，从而影响到采样的可靠性。

现有技术中的无磁计量方式，无磁计量的基本原理如下：将流体流动转化成旋转运动，将检测流量转化成检测旋转圈数。图1为现有技术提供的无磁计量原理示意图，如图1所示，在机表上安装一个随水流运动的圆盘，将圆盘表面一分为二；一半覆盖有阻尼性的金属，如铜片；另一半为绝缘材料。把两个谐振回路中的电感置于叶轮的上方；当流体流过时，电感会交替经金属区和非金属区。振荡LC电路的阻尼因数主要取决于电感和金属材料的相对位置。且电感在金属区上方时的阻尼因数大于非金属区；阻尼因数越大，LC振荡衰减越快；通过测量谐振回路的不同阻尼系数，可以实现对转动的测量。

SCAN IF模块工作原理如下：SCAN IF模块将电感产生的振荡波形转化成数字信号后传入MCU。SCAN IF模块由3部分组成：模拟前端(AFE)、信号处理状态机(PSM)和定时状态机(TSM)。图2为现有技术提供的LC电路产生的振荡波形示意图，如图2所示，首先模拟前端给LC电路一个激励；延时一定时间t_delay后，启动AD采样采集电平信号。比较器比较此时采集的电压是否超出所设置的参考电压；若在一段时间t_gate内，采集的电压都没有超过参考电压，则相应标志位清零；反之，则置位。

比较后产生的数字信号会传入信号处理状态机。状态机会根据之前存储的上次状态和这次新传入的状态得出当前转盘的位置和旋转的圈数及方向(需要两个及两个以上的LC)。当没有CPU中断时，定时状态机可以自动地控制模拟前端和传感器的激励电路及其信号处理机。

因此，现有技术至少存在以下技术缺陷：当水表在现场长时间运行时，外界运行环境会发生变化，例如温湿度，长时间运行后元器件也会老化，水表一般是电池供电的，故长时间运行后电池电压会降低；信号采集装置与表盘的连接可能会出现松动导致LC传感器和转盘的距离发生改变等。以上这些环境变化都会导致LC传感器产生的振荡波形发生改变，水表的计量阈值会发生改变，参考电压不准确，从而影响了水表的计量精度。

发明内容

针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明提供一种基于无磁NB-IoT物联网水表计量阈值的校准方法。

本发明的一方面提供一种无磁水表计量阈值的校准方法，S1，通过预先设置的用于检测环境变化的参考LC振荡传感器，获取计量阈值的参考值；其中，所述参考LC振荡传感器与待校准LC振荡传感器均匀环状设置在水表的上表面；S2，将所述参考值与所述参考LC振荡传感器前次检测的参考值进行比较，并根据比较结果对待校准LC振荡传感器的计量阈值进行校准；其中，所述参考值包括参考最高值和/或参考最低值。

其中，所述步骤S1进一步包括：S11，通过改变SCAN IF模块中的参考电压，获取所述参考LC振荡传感器检测到的多个检测值；S12，获取所述多个检测值的平均值，作为所述参考值；其中，所述检测值包括检测最高值和/或检测最低值。

其中，所述待校准LC振荡传感器包括第一待校准LC振荡传感器和第二待校准LC振荡传感器，并且所述第一待校准LC振荡传感器、所述第二待校准LC振荡传感器和所述参考LC振荡传感器依次顺时针排列；相应地，当所述第一待校准LC振荡传感器由阻尼区进入非阻尼区时，获取所述参考LC振荡传感器检测到的电压值，作为所述检测最高值；当所述第二待校准LC振荡传感器由阻尼区进入非阻尼区时，获取所述参考LC振荡传感器检测到的电压值，作为所述检测最低值。

其中，所述步骤S2进一步包括：获取所述参考值与所述前次检测的参考值之间的偏差值；根据所述偏差值，获取所述偏差值占所述前次检测的参考值的比例；根据所述比例，调整所述待校准LC振荡传感器的计量阈值。

其中，所述步骤S11进一步包括：S111，将前一次参考电压作为初始参考电压值；S112，延时一段时间后获取比较器的输出结果；若输出结果为0，则将所述初始参考电压值降低第二偏移值后，作为第一参考电压值写入寄存器；若输出结果为1，则在所述初始参考电压值上增加第一偏移值，并重复执行步骤S112，直到所述比较器输出结果为0；S113，延时一段时间后获取比较器的输出结果；若输出结果为1，则将所述第一参考电压值增加第二偏移值，并降低第三偏移值后，作为第二参考电压值写入寄存器；若输出结果为0，则在所述第一参考电压值上降低第二偏移值，并重复执行步骤S113，直到所述比较器输出结果为1；其中，所述第二偏移值小于所述第一偏移值；S114，延时一段时间后获取比较器的输出结果；若输出结果为1，则将所述第二参考电压值作为当前参考电压值；若输出结果为0，则在所述第二参考电压值上降低第三偏移值，并重复执行步骤S114，直到所述比较器输出结果为1；其中，所述第三偏移值小于所述第二偏移值；S115，获取步骤S114中比较器输出结果由0变为1的两个临界状态下的第二参考电压值，将所述两个临界状态下的第二参考电压值的平均值作为所述检测值。

其中，所述步骤S115后还包括：将所述检测值与前次获取的检测值进行对比，获取检测值差值；若所述检测值差值大于预设值，则将对应的检测值丢弃。

其中，所述步骤S12进一步包括：对所述多个检测值进行从大到小地排序，获取排序表；获取所述排序表中位于中间的多个检测值的平均值，作为所述参考值。

本发明的另一方面提供一种基于上述无磁水表计量阈值的校准方法的设备，包括参考LC振荡传感器和待校准LC振荡传感器；所述参考LC振荡传感器和待校准LC振荡传感器在水表的上表面上均匀环状设置；所述参考LC振荡传感器用于检测环境变化。

本发明的又一方面一种无磁水表计量阈值的校准装置，包括：获取模块，用于通过预先设置的用于检测环境变化的参考LC振荡传感器，获取计量阈值的参考值；其中，所述参考LC振荡传感器与待校准LC振荡传感器均匀环状设置在水表的上表面；校准模块，用于将所述参考值与所述参考LC振荡传感器前次检测的参考值进行比较，并根据比较结果对待校准LC振荡传感器的计量阈值进行校准；其中，所述参考值包括参考最高值和/或参考最低值。

其中，所述获取模块进一步包括：第一获取单元，用于通过改变SCAN IF模块中的参考电压，获取所述参考LC振荡传感器检测到的多个检测值；第二获取单元，用于获取所述多个检测值的平均值，作为所述参考值；其中，所述检测值包括检测最高值和/或检测最低值。

本发明提供的基于无磁NB-IoT物联网水表计量阈值的校准方法，通过利用参考LC振荡传感器检测环境变化情况，实现了根据环境变化而自适应校准LC振荡传感器的计量阈值，保证了水表在不同环境下的计量精度，降低了水表在运行中的故障率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术提供的无磁计量原理示意图；

图2为现有技术提供的LC电路产生的振荡波形示意图；

图3为本发明实施例提供的无磁水表计量阈值的校准方法的流程示意图；

图4为本发明实施例提供的无磁水表计量阈值的校准方法的检测最高值的示意图；

图5为本发明实施例提供的无磁水表计量阈值的校准方法的检测最低值的示意图；

图6为本发明实施例提供的无磁水表计量阈值的校准方法的获取LC振荡传感器电压值的流程示意图；

图7为本发明实施例提供的无磁水表计量阈值的校准装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图3为本发明实施例提供的无磁水表计量阈值的校准方法的流程示意图，如图3所示，包括：S1，通过预先设置的用于检测环境变化的参考LC振荡传感器，获取计量阈值的参考值；其中，所述参考LC振荡传感器与待校准LC振荡传感器均匀环状设置在水表的上表面；S2，将所述参考值与所述参考LC振荡传感器前次检测的参考值进行比较，并根据比较结果对待校准LC振荡传感器的计量阈值进行校准；其中，所述参考值包括参考最高值和/或参考最低值。

其中，参考LC振荡传感器用于检测水表所处环境变化情况；传统水表上通常设置两个LC振荡传感器，并且通过这两个LC振荡传感器就可以确定旋转的位置和方向；本发明实施例额外安装了第三个LC振荡传感器，即参考LC振荡传感器；在检测环境是否发生改变时，才会开启所述参考LC振荡传感器的通道。

其中，不同的LC振荡传感器通常具有不同的计量阈值，而计量阈值包括两个值，即最高值和最低值；当检测环境发生变化时，LC振荡传感器的计量阈值可能会发生变化。

其中，环境变化包括多个方面，例如水表所处环境的温湿度变化、水表本身或相应装置的元器件老化以及电池电压降低等；都会对计量阈值产生影响，从而影响计量精度。

在步骤S1中，在水表的初次安装时或认为水表在使用过程中所处环境发生变化时，可以开启参考LC振荡传感器，去检测计量阈值的参考值。

图4为本发明实施例提供的无磁水表计量阈值的校准方法的检测最高值的示意图，如图4所示，应当预先在水表的上表面设置三个LC振荡传感器，即CH0、CH1和CH2；并且，三个传感器互成120度、均匀、环状排列在水表上。三个传感器中可以选取两个作为待校准LC振荡传感器，例如选取CH0和CH1；在正常的水表计量时，只需开启CH0和CH1作为即可确定旋转的位置和方向。并且，选择CH3作为参考LC振荡传感器，在检测环境是否发生变化时，开启第三个通道CH2。

相对传统无磁水表设置的两个LC振荡传感器，通过设置第三个用于检测环境变化的LC振荡传感器，能够通过其检测值的变化情况，对另外两个LC振荡传感器的计量阈值进行校准。

在步骤S2中，根据步骤S1中获取的计量阈值的参考值，与前一次参考LC振荡传感器检测的参考值进行比较；如果确认上述两个的参考值具有较大偏差，则可以确认环境发生了较大的改变，需要对待校准LC振荡传感器的计量阈值进行校准。

应当说明的是，参考值包括参考最高值和/或参考最低值；比较时，将参考最高值与前次参考最高值进行比较，参考最低值与前次参考最低值进行比较；并且，可以只对相差较大的最高值或最低值进行校准。

本发明实施例提供的无磁水表计量阈值的校准方法，通过利用参考LC振荡传感器检测环境变化情况，实现了根据环境变化而自适应校准LC振荡传感器的计量阈值，保证了水表在不同环境下的计量精度，降低了水表在运行中的故障率。

在上述任一实施例的基础上，所述步骤S1进一步包括：S11，通过改变SCAN IF模块中的参考电压，获取所述参考LC振荡传感器检测到的多个检测值；S12，获取所述多个检测值的平均值，作为所述参考值；其中，所述检测值包括检测最高值和/或检测最低值。

其中，由于SCAN IF外设(模块)不会直接输出参考LC振荡传感器在某一点(t_gate点)的电压值，只会将t_gate点的电压值与参考电压的比较结果输出；因此，需要通过改变参考电压的值，然后根据比较器的输出结果，将参考电压调整至和t_gate点的电压值最为接近，然后输出参考电压，即认为此时的参考电压就是检测到的CH2在t_gate点的电压值。

其中，检测值是检测到的参考LC振荡传感器计量阈值的最高值和/或最低值。

具体地，在步骤S11中，通过对SCAN IF模块中设置的参考电压进行改变，然后获取多个检测值；然后求取多个检测值的平均值，将平均值作为参考值。例如对于检测最高值，获取15个检测最高值后，对15个检测最高值求取平均值，该平均值即为参考最高值。

由于检测的不稳定性，通过获取多个检测值并求取平均值作为参考值，使得参考值较为准确，提高校准精度。

在上述任一实施例的基础上，所述待校准LC振荡传感器包括第一待校准LC振荡传感器和第二待校准LC振荡传感器，并且所述第一待校准LC振荡传感器、所述第二待校准LC振荡传感器和所述参考LC振荡传感器依次顺时针排列；相应地，当所述第一待校准LC振荡传感器由阻尼区进入非阻尼区时，获取所述参考LC振荡传感器检测到的电压值，作为所述检测最高值；当所述第二待校准LC振荡传感器由阻尼区进入非阻尼区时，获取所述参考LC振荡传感器检测到的电压值，作为所述检测最低值。

在本发明实施例中，转盘旋转一圈具有两个计量点，当CH0的状态由00变为01(0为传感器处于阻尼区，1为传感器处于非阻尼区)时，为CH2检测最高值的计量点；当CH1的状态由00变为01时，为CH2检测最低值的计量点。

图4为本发明实施例提供的无磁水表计量阈值的校准方法的检测最高值的示意图，如图4所示，此时CH2通道的LC振荡衰减的最少，即认为MCU(微控制单元)在该位置检测到的t_gate点的电压AD值为计量阈值的检测最高值。

图5为本发明实施例提供的无磁水表计量阈值的校准方法的检测最低值的示意图，如图5所示，此时CH2通道的LC振荡衰减的最多，即认为MCU在该位置检测到的t_gate点的电压AD值为计量阈值的检测最低值。

因此，在理想状态下，转盘每旋转一圈都会采集到一个检测最高值和一个检测最低值。

在上述任一实施例的基础上，所述步骤S2进一步包括：获取所述参考值与所述前次检测的参考值之间的偏差值；根据所述偏差值，获取所述偏差值占所述前次检测的参考值的比例；根据所述比例，调整所述待校准LC振荡传感器的计量阈值。

以下以参考值为参考最高值为例进行说明；若当前的参考最高值为821，前次检测的参考最高值为815，则偏差值为6；偏差值占前次检测的参考值815的比例约为0.73％，即参考值相对增加了0.73％；而当前待校准LC振荡传感器的计量阈值的最高值为845，则调整后的计量阈值的最高值为845×(1+0.73％)＝851。

按照参考LC振荡传感器的变化比例对待校准LC振荡传感器的计量阈值进行校准，获得的校准结果能够有效适应环境变化。

在上述任一实施例的基础上，所述步骤S11进一步包括：S111，将前一次参考电压作为初始参考电压值；S112，延时一段时间后获取比较器的输出结果；若输出结果为0，则将所述初始参考电压值降低第二偏移值后，作为第一参考电压值写入寄存器；若输出结果为1，则在所述初始参考电压值上增加第一偏移值，并重复执行步骤S112，直到所述比较器输出结果为0；S113，延时一段时间后获取比较器的输出结果；若输出结果为1，则将所述第一参考电压值增加第二偏移值，并降低第三偏移值后，作为第二参考电压值写入寄存器；若输出结果为0，则在所述第一参考电压值上降低第二偏移值，并重复执行步骤S113，直到所述比较器输出结果为1；其中，所述第二偏移值小于所述第一偏移值；S114，延时一段时间后获取比较器的输出结果；若输出结果为1，则将所述第二参考电压值作为当前参考电压值；若输出结果为0，则在所述第二参考电压值上降低第三偏移值，并重复执行步骤S114，直到所述比较器输出结果为1；其中，所述第三偏移值小于所述第二偏移值；S115，获取步骤S114中比较器输出结果由0变为1的两个临界状态下的第二参考电压值，将所述两个临界状态下的第二参考电压值的平均值作为所述检测值。

其中，比较器是对两个或多个数据项进行比较，以确定它们是否相等，或确定它们之间的大小关系及排列顺序称为比较；比较器是将一个模拟电压信号与一个基准电压相比较的电路，其两路输入为模拟信号，输出则为二进制信号0或1，当输入电压的差值增大或减小且正负符号不变时，其输出保持恒定。

图6为本发明实施例提供的无磁水表计量阈值的校准方法的获取参考LC振荡传感器电压值的流程示意图，如图6所示，在步骤S111中，给一初始的参考电压写入寄存器中，例如将上一次检测值作为初始参考电压值。

在步骤S112中，延时一段时间，如果比较器输出为0，则表明参考电压值大于检测值，将此时的初始参考电压减去第二偏移值(例如20)，写入寄存器，进入下一步骤S113；如果比较器输出为1，则需要提高参考电压值，可以增加一定的偏移值(第一偏移值，例如30)，然后再延时一段时间，比较器再次判断；每次都增加该第一偏移值(例如30)，直到比较器输出为1，此时的第一参考电压值大于检测值。

本步骤S112是为了寻找适合的初始电压值，且在该初始值下，比较器输出为0。因为在之后的调节过程中，算法是从高到低分步调整，若初始值过低，导致比较器第一次就输出1，则会检测到错误的值。

另外，因为轮盘一直在运转，CH2通道的LC传感器和阻尼区的相对位置一直在变化；且轮盘旋转地越快，位置变化的越快，所以检测的到电压高低值必然是存在偏差的；为了减小这个偏差，检测的时间必须要压缩到很短；因此，在本步骤S112中，将前一次的参考电压加上一定的向上偏移量作为初始参考电压，能够有效缩短检测的过程。

在步骤S113中，根据步骤S112中得到第一参考电压值，对该电压值进行粗调；具体地，延时一段时间，如果比较器输出为1，则表明第一参考电压值小于检测值，将此时的第一参考电压增加第二偏移值(例如20)，并减小第三偏移值(例如2)后，写入寄存器，进入下一步骤S114；如果比较器输出为0，则需要降低第一参考电压值，可以减小一定的偏移值(第二偏移值，例如20)，然后再延时一段时间，比较器再次判断；每次都减小该第二偏移值(例如20)，直到比较器输出为1，此时的第一参考电压值小于检测值。

在步骤S114中，根据步骤S113中得到第二参考电压值，对该电压值进行细调；具体地，延时一段时间，如果比较器输出为1，则表明第二参考电压值小于检测值，将该第二参考电压值作为当前参考电压值输出，进入下一步骤S115；如果比较器输出为0，则需要降低第二参考电压值，可以减小一定的偏移值(第三偏移值，例如2)，然后再延时一段时间，比较器再次判断；每次都减小该第三偏移值(例如2)，直到比较器输出为1，此时的第二参考电压值小于检测值。

在步骤S115中，根据步骤S114的调节过程，比较器输出结果由0变为1的过程对应了两个第二参考电压值，即一个电压值对应的比较器输出结果为0，另一个电压值对应的比较器的输出结果为1；且两个电压值只相差第三偏移值；将临界的两个电压值求平均数，即可以得到CH2通道产生波形的t_gate点的电压检测值。

通过对参考电压值的改变，能够有效获取参考LC振荡传感器的检测值。

在上述任一实施例的基础上，所述步骤S115后还包括：将所述检测值与前次获取的检测值进行对比，获取检测值差值；若所述检测值差值大于预设值，则将对应的检测值丢弃。

具体地，每次采集到的检测值(检测最高值和/或检测最低值)都会和上次检测的参考值进行对比(若是第一次检测参考则会与出厂值进行对比)；如果差值在一定范围内，则对应的检测值会被认为有效，否则丢弃；以此去除误差值，提高检测精度。

在上述任一实施例的基础上，所述步骤S12进一步包括：对所述多个检测值进行从大到小地排序，获取排序表；获取所述排序表中位于中间的多个检测值的平均值，作为所述参考值。

具体地，例如获取了15个检测最高值；将上述15个最高值按照从大到小的顺序进行排序；去掉排序表中数值最大的3个最高值和数值最小的3个最高值；求取剩余的9个最高值的平均值，作为参考最高值。

为了对上述本发明实施例提供的方法进行说明，以下进行实验举例，实验步骤如下：

步骤1，将3个无磁水表恢复出厂且放置在常温环境中；

步骤2，无磁水表采用直流电源供电，电压调至正常电压3.6V；

步骤3，给水表发校准命令，待表校准完成后，记录CH0和CH1的校准值；

步骤4，启动检测CH2的检测功能，待检测完成后，记录默认基准值，即校准后，CH2通道的第一次检测值(H代表最高值，L代表最低值)；

表1外部环境改变时的参考值

步骤5，将电压调至3.0V(在此实验中用降低电压为例，作为外部环境改变)；

步骤6，启动检测CH2的检测功能，待检测完成后，记录检测值，若发生了调整，记录调整后CH0和CH1的计量阈值；

步骤7，给水表发送校准命令，待水表校准完成后，记录调整后校准值(3.0V)。

表1为本发明实施例提供的外部环境改变时的参考值；基于上述表1可知，当水表的电压由3.6V降低到3.0V之后，通过检测CH2的检测值，相比较在3.6V条件下CH2的高低比较值发生了明显变化；因此，按照本发明实施例提供的校准算法计算得出当前条件下CH0和CH1的计量阈值应调整为表1所示的调整后CH0和CH1的计量阈值。

为了验证校准后的计量阈值是否接近实际计量阈值，在3.0V条件下再进行一次校准，得到3.0V条件下CH0和CH1的实际计量阈值，即表1中校准值。

通过对比可看出，调整后计量阈值与调整后的校准值非常接近；而3.6V和3.0V两种供电情况下实际的计量阈值，即表1中校准值和调整后校准值已经发生了明显变化；若是电压下降到3.0V之后继续使用在3.6V下的校准值，是无法保证计量的精确性的，使用调整后的计量阈值更加接近实际的计量阈值，说明自动调整的算法能适用于电压下降导致计量阈值变化的情况。

本发明实施例还提供一种基于上述实施例提供的无磁水表计量阈值的校准方法的设备，包括参考LC振荡传感器和待校准LC振荡传感器；所述参考LC振荡传感器和待校准LC振荡传感器在水表的上表面上均匀环状设置；所述参考LC振荡传感器用于检测环境变化。

图7为本发明实施例提供的无磁水表计量阈值的校准装置的结构示意图，如图7所示，包括：获取模块701，用于通过预先设置的用于检测环境变化的参考LC振荡传感器，获取计量阈值的参考值；其中，所述参考LC振荡传感器与待校准LC振荡传感器均匀环状设置在水表的上表面；校准模块702，用于将所述参考值与所述参考LC振荡传感器前次检测的参考值进行比较，并根据比较结果对待校准LC振荡传感器的计量阈值进行校准；其中，所述参考值包括参考最高值和/或参考最低值。

具体地，在水表的初次安装时或认为水表在使用过程中所处环境发生变化时，获取模块701可以开启参考LC振荡传感器，去检测计量阈值的参考值。

具体地，根据获取模块701中获取的计量阈值的参考值，校准模块702将参考值与前一次参考LC振荡传感器检测的参考值进行比较；如果校准模块702确认上述两个的参考值具有较大偏差，则可以确认环境发生了较大的改变，需要对待校准LC振荡传感器的计量阈值进行校准。

本发明实施例提供的无磁水表计量阈值的校准装置，通过利用参考LC振荡传感器检测环境变化情况，实现了根据环境变化而自适应校准LC振荡传感器的计量阈值，保证了水表在不同环境下的计量精度，降低了水表在运行中的故障率。

在上述任一实施例的基础上，所述获取模块701进一步包括：第一获取单元，用于通过改变SCAN IF模块中的参考电压，获取所述参考LC振荡传感器检测到的多个检测值；第二获取单元，用于获取所述多个检测值的平均值，作为所述参考值；其中，所述检测值包括检测最高值和/或检测最低值。

在上述任一实施例的基础上，所述待校准LC振荡传感器包括第一待校准LC振荡传感器和第二待校准LC振荡传感器，并且所述第一待校准LC振荡传感器、所述第二待校准LC振荡传感器和所述参考LC振荡传感器依次顺时针排列；相应地，当所述第一待校准LC振荡传感器由阻尼区进入非阻尼区时，第一获取单元获取所述参考LC振荡传感器检测到的电压值，作为所述检测最高值；当所述第二待校准LC振荡传感器由阻尼区进入非阻尼区时，第一获取单元获取所述参考LC振荡传感器检测到的电压值，作为所述检测最低值。

在上述任一实施例的基础上，所述校准模块702进一步包括：偏差单元，用于获取所述参考值与所述前次检测的参考值之间的偏差值；比例单元，用于根据所述偏差值，获取所述偏差值占所述前次检测的参考值的比例；调整单元，用于根据所述偏差比例，调整所述待校准LC振荡传感器的计量阈值。

在上述任一实施例的基础上，所述第一获取单元进一步包括：

初始化子单元，用于将前一次参考电压作为初始参考电压值；

第一偏移子单元，用于延时一段时间后获取比较器的输出结果；若输出结果为0，则将所述初始参考电压值降低第二偏移值后，作为第一参考电压值写入寄存器；若输出结果为1，则在所述初始参考电压值上增加第一偏移值，并重复执行，直到所述比较器输出结果为0；

第二偏移子单元，用于延时一段时间后获取比较器的输出结果；若输出结果为1，则将所述第一参考电压值增加第二偏移值，并降低第三偏移值后，作为第二参考电压值写入寄存器；若输出结果为0，则在所述第一参考电压值上降低第二偏移值，并重复执行，直到所述比较器输出结果为1；其中，所述第二偏移值小于所述第一偏移值；

第三偏移子单元，用于延时一段时间后获取比较器的输出结果；若输出结果为1，则将所述第二参考电压值作为当前参考电压值；若输出结果为0，则在所述第二参考电压值上降低第三偏移值，并重复执行，直到所述比较器输出结果为1；其中，所述第三偏移值小于所述第二偏移值；

平均值子单元，用于获取第三偏移子单元中比较器输出结果由0变为1的两个临界状态下的第二参考电压值，将所述两个临界状态下的第二参考电压值的平均值作为所述检测值。

在上述任一实施例的基础上，所述第一获取单元还包括：筛选子单元，用于将所述检测值与前次获取的检测值进行对比，获取检测值差值；若所述检测值差值大于预设值，则将对应的检测值丢弃。

在上述任一实施例的基础上，所述第二获取单元进一步包括：排序子单元，用于对所述多个检测值进行从大到小地排序，获取排序表；参考值子单元，用于获取所述排序表中位于中间的多个检测值的平均值，作为所述参考值。

本发明实施例提供的无磁水表计量阈值的校准方法、设备和装置，在现场安装时，安装人员无需根据现场环境逐一对水表进行设置，简化了安装步骤；并且在现场环境的长期运行中也会根据外部环境的变化(如温湿度，元器件老化，电池电压降低等)自动调整计量阈值，确保了计量精度；无需维护人员需要定时手动校准，简化操作流程。降低了产品运行中的故障率；并且，适用范围广泛，例如可以应用在NB-IOT无磁水表和LoRa无磁水表上，这两种表的采集装置模具外形及转盘速率不同，且两种水表经过长期运行测试，计量数据均良好。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种无磁水表计量阈值的校准方法，其特征在于，包括：

S1，通过预先设置的用于检测环境变化的参考LC振荡传感器，获取计量阈值的参考值；其中，所述参考LC振荡传感器与待校准LC振荡传感器均匀环状设置在水表的上表面；

S2，将所述参考值与所述参考LC振荡传感器前次检测的参考值进行比较，并根据比较结果对待校准LC振荡传感器的计量阈值进行校准；

其中，所述参考值包括参考最高值和/或参考最低值；

其中，所述步骤S2进一步包括：获取所述参考值与所述前次检测的参考值之间的偏差值；根据所述偏差值，获取所述偏差值占所述前次检测的参考值的比例；根据所述比例，调整所述待校准LC振荡传感器的计量阈值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S1进一步包括：

S11，通过改变SCAN IF模块中的参考电压，获取所述参考LC振荡传感器检测到的多个检测值；

S12，获取所述多个检测值的平均值，作为所述参考值；

其中，所述检测值包括检测最高值和/或检测最低值。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，

所述待校准LC振荡传感器包括第一待校准LC振荡传感器和第二待校准LC振荡传感器，并且所述第一待校准LC振荡传感器、所述第二待校准LC振荡传感器和所述参考LC振荡传感器依次顺时针排列；相应地，

当所述第一待校准LC振荡传感器由阻尼区进入非阻尼区时，获取所述参考LC振荡传感器检测到的电压值，作为所述检测最高值；

当所述第二待校准LC振荡传感器由阻尼区进入非阻尼区时，获取所述参考LC振荡传感器检测到的电压值，作为所述检测最低值。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S2进一步包括：

获取所述参考值与所述前次检测的参考值之间的偏差值；

根据所述偏差值，获取所述偏差值占所述前次检测的参考值的比例；

根据所述比例，调整所述待校准LC振荡传感器的计量阈值。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S11进一步包括：

S111，将前一次参考电压作为初始参考电压值；

S112，延时一段时间后获取比较器的输出结果；

若输出结果为0，则将所述初始参考电压值降低第二偏移值后，作为第一参考电压值写入寄存器；

若输出结果为1，则在所述初始参考电压值上增加第一偏移值，并重复执行步骤S112，直到所述比较器输出结果为0；

S113，延时一段时间后获取比较器的输出结果；

若输出结果为1，则将所述第一参考电压值增加第二偏移值，并降低第三偏移值后，作为第二参考电压值写入寄存器；

若输出结果为0，则在所述第一参考电压值上降低第二偏移值，并重复执行步骤S113，直到所述比较器输出结果为1；

其中，所述第二偏移值小于所述第一偏移值；

S114，延时一段时间后获取比较器的输出结果；

若输出结果为1，则将所述第二参考电压值作为当前参考电压值；

若输出结果为0，则在所述第二参考电压值上降低第三偏移值，并重复执行步骤S114，直到所述比较器输出结果为1；

其中，所述第三偏移值小于所述第二偏移值；

S115，获取步骤S114中比较器输出结果由0变为1的两个临界状态下的第二参考电压值，将所述两个临界状态下的第二参考电压值的平均值作为所述检测值。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤S115后还包括：

将所述检测值与前次获取的检测值进行对比，获取检测值差值；

若所述检测值差值大于预设值，则将对应的检测值丢弃。

7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S12进一步包括：

对所述多个检测值进行从大到小地排序，获取排序表；

获取所述排序表中位于中间的多个检测值的平均值，作为所述参考值。

8.一种基于权利要求1-7任一所述无磁水表计量阈值的校准方法的设备，其特征在于，包括参考LC振荡传感器和待校准LC振荡传感器；

所述参考LC振荡传感器和待校准LC振荡传感器在水表的上表面上均匀环状设置；

所述参考LC振荡传感器用于检测环境变化。

9.一种无磁水表计量阈值的校准装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于通过预先设置的用于检测环境变化的参考LC振荡传感器，获取计量阈值的参考值；其中，所述参考LC振荡传感器与待校准LC振荡传感器均匀环状设置在水表的上表面；

校准模块，用于将所述参考值与所述参考LC振荡传感器前次检测的参考值进行比较，并根据比较结果对待校准LC振荡传感器的计量阈值进行校准；

其中，所述参考值包括参考最高值和/或参考最低值；

其中，所述步骤 S2 进一步包括：获取所述参考值与所述前次检测的参考值之间的偏差值；根据所述偏差值，获取所述偏差值占所述前次检测的参考值的比例；根据所述比例，调整所述待校准 LC 振荡传感器的计量阈值。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述获取模块进一步包括：

第一获取单元，用于通过改变SCAN IF模块中的参考电压，获取所述参考LC振荡传感器检测到的多个检测值；

第二获取单元，用于获取所述多个检测值的平均值，作为所述参考值；

其中，所述检测值包括检测最高值和/或检测最低值。

Images