双脉冲数据采集方法

技术领域

本发明涉及双脉冲计数型计量仪表领域，尤其涉及一种双脉冲数据采集方法。

背景技术

水表、热量表、气表等计量仪表，主流传统的方式为机械表，机械表技术成熟，工作稳定。近几年随着物联网技术的发展，水表等计量仪表的数字化改造势在必行。目前主流的做法，是在机械表的基础上进行数字化改造，在特定的指针上安装磁铁，在指针的两边安装干簧管或者霍尔元件，当指针旋转磁铁靠近干簧管时，会导致干簧管吸合而产生数字脉冲信号，MCU通过累计脉冲的个数而完成数据的采集。但水表实际运行中，水管的振动或者磁信号的干扰，会导致干簧管错误的动作，从而导致计量数据错误。目前虽然发展出一些无磁传感技术，可以避免振荡和磁场干扰，不过技术复杂，计量功耗较高。

发明内容

本发明主要目的设计一种双脉冲数据采集方法，在确保准确计数的同时，可以保持采集设备低功耗运行，可以可靠滤除振动和磁场干扰产生的脉冲信号，并能对各种异常状态进行检测，以及可以从各种异常状态中恢复。

本发明所采用的技术方案是：

提供一种双脉冲数据采集方法，包括以下步骤：

通过采集器的两个采集口IO1、IO2采集双脉冲计数型计量仪表的两路数据；

干簧管吸合前，数据采集口使用IO内部上拉，使用下降沿中断的方式等待干簧管吸合；干簧管吸合后，数据采集口则进入悬空状态，每隔一段时间检测一次IO状态，仅仅在检测的瞬间开启IO内部上拉；

判断采集数据的电平是否维持预设时间以上，若是则作为数字逻辑电平有效翻转信号，根据该有效翻转信号判断计量仪表是正常工作还是发生故障，并根据当前状态和预设条件进行状态转换。

接上述技术方案，若判断出计量仪表发生故障，则根据采集口IO1、IO2的逻辑电平判断计量仪表两路是否连接在一起，或者是否短路、断路。

接上述技术方案，采集器初始化后，根据当前采集IO1、IO2的电平进入状态E0、1、2、3；

IO2＝0、IO1＝0则进入状态E0，错误编码设置为1；

IO2＝0、IO1＝1则进入状态1，错误编码设置为0；

IO2＝1、IO1＝0则进入状态2，错误编码设置为0；

IO2＝1、IO1＝1则进入状态3，错误编码设置为0；

其中，错误编码0表示IO状态正常。

接上述技术方案，当采集器处于状态E0时，如果IO1、IO2的电平发生变化，则进行状态转换：

IO2＝0、IO1＝1则进入状态1，错误编码不变；

IO2＝1、IO1＝0则进入状态2，错误编码不变；

IO2＝1、IO1＝1则进入状态3，错误编码不变。

接上述技术方案，当采集器处于状态1时，如果IO1、IO2的电平发生变化，则进行状态转换：

IO2＝0、IO1＝0则进入状态E1，错误编码设置为2；

IO2＝1、IO1＝0则进入状态2，错误编码设置为6；

IO2＝1、IO1＝1则进入状态4，错误编码不变。

接上述技术方案，当采集器处于状态2时，如果IO1、IO2的电平发生变化，则进行状态转换：

IO2＝0、IO1＝0则进入状态E2，错误编码设置为3；

IO2＝0、IO1＝1则进入状态1，错误编码设置为10；

IO2＝1、IO1＝1则进入状态5，错误编码不变。

接上述技术方案，当采集器处于状态3时，如果IO1、IO2的电平发生变化，则进行状态转换：

IO2＝0、IO1＝0则进入状态E0，错误编码设置为1；

IO2＝0、IO1＝1则进入状态1，计量数据加1圈；

IO2＝1、IO1＝0则进入状态2。

接上述技术方案，当采集器处于状态E1时，如果IO1、IO2的电平发生变化，则进行状态转换：

IO2＝0、IO1＝1则进入状态1，错误编码不变；

IO2＝1、IO1＝0则进入状态2，错误编码设置为13；

IO2＝1、IO1＝1则进入状态3，错误编码设置为12；

当采集器处于状态4时，如果IO1、IO2的电平发生变化，则进行状态转换：

IO2＝0、IO1＝0则进入状态E1，错误编码设置为7；

IO2＝0、IO1＝1则进入状态E4，错误编码设置为4；

IO2＝1、IO1＝0则进入状态3，错误编码不变，计量数据加0.5圈。

接上述技术方案，当采集器处于状态E2时，如果IO1、IO2的电平发生变化，则进行状态转换：

IO2＝0、IO1＝1则进入状态1，错误编码设置为14；

IO2＝1、IO1＝0则进入状态2，错误编码不变；

IO2＝1、IO1＝1则进入状态3，错误编码设置为11；

当采集器处于状态5时，如果IO1、IO2的电平发生变化，则进行状态转换：

IO2＝0、IO1＝0则进入状态E2，错误编码设置为15；

IO2＝0、IO1＝1则进入状态1，计量数据加1圈；

IO2＝1、IO1＝0则进入状态E5，错误编码设置为5。

接上述技术方案，当采集器处于状态E4时，如果IO1、IO2的电平发生变化，则进行状态转换：

IO2＝0、IO1＝0则进入状态E2，错误编码设置为9；

IO2＝1、IO1＝0则进入状态2，错误编码设置为8；

IO2＝1、IO1＝1则进入状态4，错误编码不变；

当采集器处于状态E5时，如果IO1、IO2的电平发生变化，则进行状态转换：

IO2＝0、IO1＝0则进入状态E1，错误编码设置为16；

IO2＝0、IO1＝1则进入状态1，错误编码设置为17；

IO2＝1、IO1＝1则进入状态5，错误编码不变。

本发明产生的有益效果是：本发明的双脉冲数据采集方法在准确计数的同时，可以有效滤除振动和电磁干扰产生的脉冲信号，并能对各种异常状态进行检测，以及可以从各种异常状态恢复。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明实施例的结构示意图；

图2是本发明实施例采集IO状态转换图)。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本发明实施例的双脉冲数据采集方法，包括以下步骤：

S1、通过采集器的两个采集口IO1、IO2采集双脉冲计数型计量仪表的两路数据；

S2、干簧管吸合前，数据采集口使用IO内部上拉，使用下降沿中断的方式等待干簧管吸合；

S3、干簧管吸合后，数据采集口则进入悬空状态，每隔一段时间检测一次IO状态，仅仅在检测的瞬间开启IO内部上拉；

S4、判断采集数据的电平是否维持预设时间以上；

S5、若采集数据的电平维持预设时间以上，则作为数字逻辑电平有效翻转信号，并根据预设条件进行状态转换。

本发明实施例中，IO1、IO2上发生数字逻辑电平翻转时，电平必须维持4s以上才能作为有效翻转信号。实际实现中，通过水表口径大小，计算流量，从而判断滤波时间长度，这样可以可靠滤除机械振荡，以及瞬时磁脉冲造成的干扰。

干簧管吸合前，采集IO使用内部上拉，使用下降沿中断的方式等待干簧管吸合。干簧管吸合后，IO则进入悬空转态，每隔一段时间Tc检测一次IO状态，仅仅在检测的瞬间开启IO内部上拉。这样可以保证MCU休眠期间，不会因为采集IO的上拉电阻而形成漏电流，这样处理可以实现低功耗数据采集。

如图2所示，采集器初始化后，根据当前采集IO1、IO2的电平进入状态E0、1、2、3。IO2＝0、IO1＝0则进入状态E0，错误编码设置为1。IO2＝0、IO1＝1则进入状态1，错误编码设置为0。IO2＝1、IO1＝0则进入状态2，错误编码设置为0。IO2＝1、IO1＝1则进入状态3，错误编码设置为0。错误编码0表示IO状态正常。

如图2所示，当采集器处于状态3时，如果IO1、IO2的电平发生变化，则进行状态转换。IO2＝0、IO1＝0则进入状态E0，错误编码设置为1。IO2＝0、IO1＝1则进入状态1，计量数据加1圈。IO2＝1、IO1＝0则进入状态2。

如图2所示，当采集器处于状态E0时，如果IO1、IO2的电平发生变化，则进行状态转换。IO2＝0、IO1＝1则进入状态1，错误编码不变。IO2＝1、IO1＝0则进入状态2，错误编码不变。IO2＝1、IO1＝1则进入状态3，错误编码不变。

如图2所示，当采集器处于状态1时，如果IO1、IO2的电平发生变化，则进行状态转换。IO2＝0、IO1＝0则进入状态E1，错误编码设置为2。IO2＝1、IO1＝0则进入状态2，错误编码设置为6。IO2＝1、IO1＝1则进入状态4，错误编码不变。

如图2所示，当采集器处于状态E1时，如果IO1、IO2的电平发生变化，则进行状态转换。IO2＝0、IO1＝1则进入状态1，错误编码不变。IO2＝1、IO1＝0则进入状态2，错误编码设置为13。IO2＝1、IO1＝1则进入状态3，错误编码设置为12。

如图2所示，当采集器处于状态4时，如果IO1、IO2的电平发生变化，则进行状态转换。IO2＝0、IO1＝0则进入状态E1，错误编码设置为7。IO2＝0、IO1＝1则进入状态E4，错误编码设置为4。IO2＝1、IO1＝0则进入状态3，错误编码不变，计量数据加0.5圈。

如图2所示，当采集器处于状态E4时，如果IO1、IO2的电平发生变化，则进行状态转换。IO2＝0、IO1＝0则进入状态E2，错误编码设置为9。IO2＝1、IO1＝0则进入状态2，错误编码设置为8。IO2＝1、IO1＝1则进入状态4，错误编码不变。

如图2所示，当采集器处于状态2时，如果IO1、IO2的电平发生变化，则进行状态转换。IO2＝0、IO1＝0则进入状态E2，错误编码设置为3。IO2＝0、IO1＝1则进入状态01，错误编码设置为10。IO2＝1、IO1＝1则进入状态5，错误编码不变。

如图2所示，当采集器处于状态E2时，如果IO1、IO2的电平发生变化，则进行状态转换。IO2＝0、IO1＝1则进入状态1，错误编码设置为14。IO2＝1、IO1＝0则进入状态2，错误编码不变。IO2＝1、IO1＝1则进入状态3，错误编码设置为11。

如图2所示，当采集器处于状态5时，如果IO1、IO2的电平发生变化，则进行状态转换。IO2＝0、IO1＝0则进入状态E2，错误编码设置为15。IO2＝0、IO1＝1则进入状态1，计量数据加1圈。IO2＝1、IO1＝0则进入状态E5，错误编码设置为5。

如图2所示，当采集器处于状态E5时，如果IO1、IO2的电平发生变化，则进行状态转换。IO2＝0、IO1＝0则进入状态E1，错误编码设置为16。IO2＝0、IO1＝1则进入状态1，错误编码设置为17。IO2＝1、IO1＝1则进入状态5，错误编码不变。

总之，本发明可以通过两个IO口的逻辑电平判断计量仪表是否正常工作或者发生故障，若判断出计量仪表发生故障，则进一步根据采集口IO1、IO2的逻辑电平判断计量仪表两路是否连接在一起，或者是否短路、断路，再进行状态转换。

如图2所示，IO1工作正常，IO2工作正常，IO状态循环为：01-->11-->10-->11-->01-->11-->10-->11，采集状态循环为：1-->4-->2-->5-->1，5-->1时正常加1圈，04-->02时，加0.5圈，采集器工作正常，计量正常。

IO1、IO2连接在一起，IO状态循环为：00-->11-->00-->11，采集状态循环为：03<-->E0，错误代码1，停止计量。

IO2短路永远为0，IO1正常工作，IO状态循环为：01-->00-->01-->00，采集状态循环为：01<-->E1，错误代码2，停止计量。

IO1短路永远为0，IO2正常工作，IO状态循环为：10-->00-->10-->00，采集状态循环为：02<-->E2，错误代码3，停止计量。

IO1断开永远为1，IO2正常工作，IO状态循环为：11-->01-->11-->01，采集状态循环为：04<-->E4，错误代码4，停止计量。

IO2断开永远为1，IO1正常工作，IO状态循环为：10-->11-->10-->11，采集状态循环为：05<-->E5，错误代码5，停止计量。

图2中，粗线部分表示正常状态转换，非粗线部分为发生故障时的状态转换。正常状态转换是指：计量接口工作正常。其他的状态转换都是由硬件故障等原因引起的异常状态转换。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。