基于GD32L233的物聯(lián)網(wǎng)水表解決方案

基于GD32L233的物聯(lián)網(wǎng)水表解決方案采用了目前業(yè)界先進(jìn)的窄帶蜂窩通信技術(shù)，具有網(wǎng)絡(luò)深覆蓋、廣鏈接、低功耗等優(yōu)勢，通信穩(wěn)定、可靠、安全;采用工業(yè)級 NB-IoT模塊和工業(yè)級 M2M 物聯(lián)網(wǎng)卡，擁有攻擊報警、電池低電報警，余額不足報警，欠費報警;可以實時顯示水表用量、信號強(qiáng)度等數(shù)據(jù)信息。

?系統(tǒng)簡介?

主控制器芯片采用GD32L233RBT6，可以驅(qū)動最8*32段LCD顯示，使用PWM接口加內(nèi)部集成的比較器模塊可以實現(xiàn)125K低頻卡的調(diào)制解調(diào)。

GD32L233RBT6支持多種Sleep 和 Deep Sleep模式，在Deep sleep 2 模式下可以達(dá)到2uA的待機(jī)電流，Standby模式下的待機(jī)電流典型值達(dá)到了0.4uA。

▲水表的段碼LCD顯示面板

系統(tǒng)關(guān)鍵參數(shù)規(guī)格如下表所示：

PCB布局布線及接口描述如下圖所示：

▲ 水表接口及尺寸圖

?水表方案硬件原理圖?

▲ 水表方案的原理框圖

物聯(lián)網(wǎng)水表遠(yuǎn)傳系統(tǒng)包括主控制器GD32L233RBT6和NB模組兩個主要部分，其中GD32L233RCT6直接驅(qū)動段碼LCD液晶顯示屏，使用PWM接口加內(nèi)部集成的比較器模塊可以實現(xiàn)125K低頻卡的調(diào)制解調(diào)。

水表遠(yuǎn)傳系統(tǒng)的供電采用電池供電，電池并聯(lián)超級電容以更好的為NB模組提供瞬時供電能力，同時基于GD32L233的優(yōu)異的低功耗待機(jī)模式，使用GD32L233作為系統(tǒng)主控進(jìn)行整板系統(tǒng)的功耗管理。

?軟件系統(tǒng)框架?

1. 可實現(xiàn)軟件功能

? 預(yù)付費功能：先交錢，后用水。(此功能僅限有閥控功能的主板)

? 后付費功能：先用水，后付費。

? 遠(yuǎn)程通訊控制功能：NB遠(yuǎn)程抄表、上報、閥控。

? 液晶顯示功能：可直觀顯示當(dāng)前水量信息、表狀態(tài)。(此功能僅限有液晶顯示功能的主板)

? 近場通訊功能：現(xiàn)場對進(jìn)行水表操作、獲取水表狀態(tài)、配置參數(shù)、出廠調(diào)試。

? 電池欠壓提示功能：電池電量不足時，提示更換電池。

? 具有自檢功能：可調(diào)自檢周期、自檢時機(jī)，防止銹蝕、防止電池鈍化。

? 防磁干擾功能：當(dāng)水表受到強(qiáng)磁干擾影響計量時，可遠(yuǎn)程通訊上報。

? 數(shù)據(jù)保護(hù)：斷電情況下，表內(nèi)數(shù)據(jù)可保存 10 年不丟失，確保數(shù)據(jù)安全可靠。

? 階梯計費：可定制多檔階梯計費方案。(平臺支持)

? 觸摸操作：可通過非接觸觸摸進(jìn)行切換顯示界面、上報數(shù)據(jù)等操作。

2. 系統(tǒng)使用的外設(shè)單元如下：

? 系統(tǒng)運行在16MHz HSI下,既保證外設(shè)穩(wěn)定運行,又兼具低功耗

? 低功耗模式采用DeepSleep1模式,可實現(xiàn)LCD常顯

? 1個PWM和比較器,實現(xiàn)125K低頻卡曼徹斯特編碼的調(diào)制和解調(diào)

? ADC采樣及Internal VREFBUF，實現(xiàn)對電池電壓的精準(zhǔn)采樣

? RTC定時喚醒,用于監(jiān)測系統(tǒng)狀態(tài)。

? 外部中斷喚醒,用于脈沖檢測和磁干擾檢測

? LCD驅(qū)動器, 直接驅(qū)動段碼顯示屏

? 看門狗定時器, 保證系統(tǒng)穩(wěn)定不死機(jī)

?方案優(yōu)勢?

1、使用GD32L233控制器，得益于其低功耗的優(yōu)異性能和多種低功耗模式，可以作為復(fù)雜系統(tǒng)低功耗控制的首選。

2、得益于GD32L233控制器集成了LCD液晶屏控制器，可以直接驅(qū)動最多8*32段點陣LCD，這樣可進(jìn)一步減少整機(jī)的硬件成本。

3、GD32L233集成了豐富的外設(shè),內(nèi)部的PWM模塊和簡單的外圍電路可以對低頻讀卡信號進(jìn)行調(diào)制解調(diào)，實現(xiàn)低頻卡的刷卡付費功能。