物聯(lián)時(shí)代的水氣表無線自組網(wǎng)抄表

Word文檔物聯(lián)時(shí)代的水氣表無線自組網(wǎng)抄表目前國家全面推動(dòng)產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型的規(guī)劃，能源的管理與利用也越來越變的重要，并納入了國家重點(diǎn)項(xiàng)目之中，同時(shí)隨著人工成本高的上升以及國家提出的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式的轉(zhuǎn)變，針對(duì)水表，燃?xì)獗碇悄芑牟杉c管理提出了更高的要求，融入物聯(lián)時(shí)代實(shí)現(xiàn)智能有效的管理已成必定!

深圳市安美通科技有限公司在水氣表采集與管理已經(jīng)有6年的歷史，與各大水氣表廠有著良好的合作關(guān)系，在這領(lǐng)域有著豐富的閱歷。本文將著重介紹的無線水氣表抄表方式，和近年來進(jìn)展起來的先進(jìn)的自組網(wǎng)模式抄表方式。

目前水氣表無線集抄主要有以下三種方案方案：A:采集器模式抄表B:手抄機(jī)模式抄表.C:無線自組網(wǎng)模式抄表.這三種方式各有優(yōu)缺點(diǎn)，隨著芯片與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)展與進(jìn)步，無線自組網(wǎng)模式抄表.慢慢成為現(xiàn)在進(jìn)展的主流。

1)采集器模式抄表：

采集器模式抄表，策略是由模塊定時(shí)將數(shù)據(jù)上傳給采集器(如20分鐘一次).采集器被動(dòng)接收并打包將數(shù)據(jù)通過GPRS上傳。這種方式模塊端一般只需要定時(shí)放射即可，無需接收，模塊的功耗比較簡(jiǎn)單掌握，軟件也簡(jiǎn)潔，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)抄表。由于是單向，這種方式是不能通過采集器下傳命令給模塊，當(dāng)然也有個(gè)別廠家采納收發(fā)模塊，在模塊定時(shí)放射結(jié)束后等待幾十到幾百毫秒以便接收采集器下發(fā)的命令，但這種方法區(qū)分于單向放射，必需要設(shè)置采集器管理哪些模塊的地址,這樣增加了施工的簡(jiǎn)單性。同時(shí)采集器管理的模塊地址事先已經(jīng)設(shè)置好，就不能像單發(fā)的模式采集器不用區(qū)分模塊的地址，只要是這個(gè)網(wǎng)內(nèi)的模塊采集器都可以將數(shù)據(jù)上傳。

采集器模式抄表，最大問題是通訊距離和牢靠性，由于是星形網(wǎng)絡(luò)，只有一級(jí)路由，通訊距離就是采集器與模塊點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的距離，所以接收環(huán)境較差的模塊可能通訊不上，解決的方法只能是增加采集器或增加中繼器，這又增加了系統(tǒng)成本和簡(jiǎn)單程度。這種方式還有一個(gè)問題，是牢靠性，在施工中安裝調(diào)試正常的系統(tǒng)，抄表效果比較好，隨著時(shí)間天氣和環(huán)境的變化，網(wǎng)路拓?fù)湟舶l(fā)生了變化，可能就有個(gè)別的模塊脫網(wǎng)，實(shí)測(cè)半年過后，一般脫網(wǎng)的模塊達(dá)到5%以上。此外不能協(xié)作手抄機(jī)抄表，手抄機(jī)只能與采集器通訊，也是其缺點(diǎn)之一。

圖一：采集器模式抄表

2)手抄機(jī)模式抄表。

手抄機(jī)模式抄表的構(gòu)架圖如圖二，人工用手抄機(jī)抄表,模塊采納異步的周期喚醒接收.手抄機(jī)可內(nèi)置數(shù)據(jù)庫軟件如SQLforWINCE，操作時(shí)由工作人員手拿手抄機(jī)，走到信號(hào)掩蓋距離內(nèi)，進(jìn)行逐個(gè)抄表，或搜尋數(shù)據(jù)庫進(jìn)行自動(dòng)批量抄表。對(duì)于沒有抄到的模塊，可轉(zhuǎn)變位置或靠近所抄模塊。由于有人工干預(yù),抄表勝利率較高,系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔牢靠.抄表速度較快,假如模塊周期喚醒的時(shí)間為1秒一次，平均約1.5秒可抄一塊表.對(duì)比人工一個(gè)月可完成3-4千的抄表量，約為人工的十幾倍以上效率。

圖二：手抄機(jī)模式抄表意圖

手抄機(jī)模式抄表對(duì)應(yīng)的模塊采納異步周期喚醒接收，以1秒打開一次，接收采納美國SEMTECH超低功耗的射頻芯片SX1212為例，詳細(xì)原理如下：

典型的無線收發(fā)機(jī)編碼如下圖。PREAMBLE

(前導(dǎo)碼)

SYNCWORD

(同步碼)

DATA+FEC+CRC

(數(shù)據(jù)+前向糾錯(cuò)+CRC檢錯(cuò))

前導(dǎo)碼為“1010”交替碼，其作用是使目的接收機(jī)時(shí)鐘與放射機(jī)同步，正常模式下前導(dǎo)碼長(zhǎng)度一般為32bit即可，前導(dǎo)碼還有喚醒接收機(jī)的功能，此時(shí)放射機(jī)必需發(fā)送較長(zhǎng)的前導(dǎo)碼將省電模式下的接收機(jī)喚醒進(jìn)入正常的工作狀態(tài)。如設(shè)置接收機(jī)1秒鐘喚醒一次，那么接收機(jī)每間隔1秒鐘喚醒一次搜尋前導(dǎo)碼(tw)，持續(xù)長(zhǎng)度一般為16bit。而放射機(jī)首先放射1秒以上的前導(dǎo)碼再放射后面得同步碼等，這