一种基于直接序列扩频技术的无线远传智能燃气表的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种燃气表，尤指一种基于直接序列扩频技术(DSSS)的无线远传智能燃气表。
【背景技术】
[0002]目前国内常用的无线智能燃气表的硬件设计(采用CClllO系列无线收发芯片)使得其信息处理传输技术受到局限，仅能基于FSK、ASK等窄带通信技术与集中系统之间实现通讯，无线智能燃气表向集中系统传输燃气流量数据，而后集中系统将接收到的燃气流量数据上传给账务中心，完成无线集中抄表。从实际实施中可以发现，该无线智能燃气表受窄带通信技术的约束，导致其抗干扰性能很差，接收灵敏度低(只能达到约_120dBm)，无线通信传输距离较近，并且，与集中系统之间构建的星型网络的无线通信效果也不理想，有待改善。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的在于提供一种基于直接序列扩频技术的无线远传智能燃气表，该无线远传智能燃气表可基于直接序列扩频技术实现与集中系统之间的超远距离通信，抗干扰能力强，接收灵敏度高，成本低。
[0004]为了实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案:
[0005]一种基于直接序列扩频技术的无线远传智能燃气表，它包括表壳、燃气传送管道，燃气传送管道的两端分别为燃气输入口、燃气输出口，表壳内安装有控制系统，其特征在于:控制系统包括主控电路、气阀控制电路、气量采样电路和无线通信电路，其中:
[0006]气阀控制电路设于燃气输入口处；
[0007]气量采样电路包括计数器组件、光电阵列和微控制器，计数器组件安装在燃气传送管道上，光电阵列与计数器组件对应设置，光电阵列的信号端与微控制器的相应1端连接;
[0008]无线通信电路包括无线收发器和天线，无线收发器包括SX1278型无线收发芯片，天线的接线端与无线收发器的天线接线端连接；
[0009]主控电路包括微处理器；
[0010]气阀控制电路的信号端、微控制器的采样信号传输端、无线收发器的信号传输端分别与微处理器的相应1端连接。
[0011]所述气阀控制电路包括开关阀。
[0012]所述光电阵列由四组红外收发单元构成，每组红外收发单元设有五对红外发光管和红外接收管，所述计数器组件中代表个位、十位、百位、千位的字轮上均开设有与字轮同圆心的180°半圆形开口，代表个、十、百、千位的字轮位置分别设置一组红外收发单元，每组红外收发单元的每对红外发光管和红外接收管分别对应字轮上开设的半圆形开口所在的圆周而放置于字轮的两侧，红外接收管用于开口转到该对中的红外发光管发光端时接收从红外发光管发射出且从开口穿射过的光线。
[0013]本实用新型的优点是:
[0014]本实用新型可基于直接序列扩频技术(DSSS)实现与集中系统之间的超远距离通信，无线通信过程中抗干扰能力强，接收灵敏度高，通信距离远，与集中系统之间形成的星型网络可靠性强、覆盖面广，可为应用于不同规模小区的无线集中抄表提供可靠的保障。
【附图说明】
[0015]图1是本实用新型无线远传智能燃气表的控制系统的组成示意图。
[0016]图2是主控电路和气阀控制电路的电路原理图。
[0017]图3是无线通信电路的电路原理图。
[0018]图4是气量采样电路的电路原理图(未示出计数器组件)。
[0019]图5是本实用新型无线远传智能燃气表的应用说明示意图。
【具体实施方式】
[0020]如图1至图4所示，本实用新型基于直接序列扩频技术的无线远传智能燃气表100包括表壳(图中未示出)、燃气传送管道(图中未示出)，燃气传送管道的两端分别为燃气输入口、燃气输出口，表壳内安装有控制系统，如图1，控制系统包括主控电路10、气阀控制电路40、气量采样电路50和无线通信电路20，其中:气阀控制电路40设于燃气输入口处；气量采样电路50包括计数器组件51、光电阵列52和微控制器53 (即图4中的D2)，计数器组件51安装在燃气传送管道上，光电阵列52与计数器组件51对应设置，光电阵列52的信号端与微控制器53的相应1端连接；无线通信电路20包括无线收发器21和天线22 (即图3中的AT)，无线收发器21包括SX1278型无线收发芯片(即图3中的N3)，天线22置于表壳内或表壳外，天线22的接线端与无线收发器21的天线接线端连接；主控电路10包括微处理器11 (即图2中的Dl);气阀控制电路40的信号端、微控制器53的采样信号传输端、无线收发器21的信号传输端分别与微处理器11的相应1端连接。
[0021]在实际设计中，气阀控制电路40可包括开关阀41。
[0022]如图4，光电阵列52由四组红外收发单元构成，每组红外收发单元设有五对红外发光管和红外接收管，如图4中所示的红外发光管Dll与红外接收管Qll为一对，Dll与Q1UD21与Q21、D31与Q31、D41与Q41、D51与Q51共五对为一组红外收发单元，计数器组件51中代表个位(G)、十位(S)、百位(B)、千位(Q)的字轮上均开设有与字轮同圆心的180°半圆形开口，代表个、十、百、千位的字轮位置分别设置一组红外收发单元，每组红外收发单元的每对红外发光管和红外接收管分别对应字轮上开设的半圆形开口所在的圆周而放置于字轮的两侧，红外接收管用于当开口旋转到该对中的红外发光管发光端时，接收从红外发光管发射出的、且从开口穿射过的光线。
[0023]在本实用新型中，气量采样电路50用来采集燃气流量以及对采集到的燃气流量数据进行相应处理。无线通信电路20用来基于DSSS进行无线信号的接收和发送。主控电路10用来处于无线通信协议、控制其它器件的工作以及对燃气流量数据进行相应处理等。
[0024]在实际设计中，本实用新型100还可包括编程接口 60、复位电路30和供电电路70，编程接口 60、复位电路30、供电电路70的信号端分别与微处理器11的相应1端连接。编程接口 60用来进行软件仿真以及程序下载，复位电路30和供电电路70为外围保障电路。
[0025]在本实用新型中，计数器组件51包括字轮，计数器组件为本领域的已有组件，其具体构成不在这里详述。
[0026]使用时，如图5，本实用新型通过字轮处设置的光电阵列52，利用光电透射式光电编码器原理进行计数直读采样，光电阵列52将采样得到的燃气流量信号传送给微控制器53 (即D2)，由微控制器53对采集到的燃气流量数据进行相应处理并将处理后得到的气量数据传送给微处理器11 (即Dl)，由微处理器11命令SX1278型无线收发芯片N3经由天线AT与集中系统200之间基于直接序列扩频技术(DSSS)进行远程通信，将气量数据传输给集中系统200。本实用新型的接收灵敏度能够达到_139dBm，比目前的窄带通信技术所实现的接收灵敏度要改善将近20dBm，可达到更好的抄表效果。
[0027]当所有无线远传智能燃气表100将气量数据传输给集中系统200后，由集中系统200经由GPRS或CDMA方式定期将所有气量数据上传给账务中心300，完成无线集中抄表作业。
[0028]在实际实施时，在一个小区内安装一个集中系统200就能将整个小区每户的用气量信息收集起来，再通过移动通信网络上传到账务中心300，以方便燃气公司进行费用结笪并ο
[0029]在实际实施中，为了避免无线信号冲突问题的发生，不同的无线远传智能燃气表100可分别分时向集中系统200发送气量数据，且在发送气量数据之前先侦听无线信道。
[0030]在实际使用本实用新型的过程中，当剩余燃气量不足、断电或发生磁干扰时，微处理器11可控制气阀控制电路40关闭开关阀41，以禁止燃气用户用气。另外，本实用新型燃气表100也可根据燃气公司通过集中系统200发送来的指令来进行关阀操作，且只有在接收到燃气公司的开阀允许指令后才可以进行开阀操作，实现对表具的远程控制。
[0031]本实用新型可基于直接序列扩频技术(DSSS)实现与集中系统之间的超远距离通信，无线通信过程中抗干扰能力强，接收灵敏度高，通信距离远，与集中系统之间形成的星型网络可靠性强、覆盖面广，可为应用于不同规模小区的无线集中抄表提供可靠的保障。
[0032]以上所述是本实用新型的较佳实施例及其所运用的技术原理，对于本领域的技术人员来说，在不背离本实用新型的精神和范围的情况下，任何基于本实用新型技术方案基础上的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均属于本实用新型保护范围之内。
【主权项】
1.一种基于直接序列扩频技术的无线远传智能燃气表，它包括表壳、燃气传送管道，燃气传送管道的两端分别为燃气输入口、燃气输出口，表壳内安装有控制系统，其特征在于:控制系统包括主控电路、气阀控制电路、气量采样电路和无线通信电路，其中: 气阀控制电路设于燃气输入口处； 气量采样电路包括计数器组件、光电阵列和微控制器，计数器组件安装在燃气传送管道上，光电阵列与计数器组件对应设置，光电阵列的信号端与微控制器的相应1端连接； 无线通信电路包括无线收发器和天线，无线收发器包括SX1278型无线收发芯片，天线的接线端与无线收发器的天线接线端连接； 主控电路包括微处理器； 气阀控制电路的信号端、微控制器的采样信号传输端、无线收发器的信号传输端分别与微处理器的相应1端连接。
2.如权利要求1所述的无线远传智能燃气表，其特征在于: 所述气阀控制电路包括开关阀。
3.如权利要求1所述的无线远传智能燃气表，其特征在于: 所述光电阵列由四组红外收发单元构成，每组红外收发单元设有五对红外发光管和红外接收管，所述计数器组件中代表个位、十位、百位、千位的字轮上均开设有与字轮同圆心的180°半圆形开口，代表个、十、百、千位的字轮位置分别设置一组红外收发单元，每组红外收发单元的每对红外发光管和红外接收管分别对应字轮上开设的半圆形开口所在的圆周而放置于字轮的两侧，红外接收管用于开口转到该对中的红外发光管发光端时接收从红外发光管发射出且从开口穿射过的光线。
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于直接序列扩频技术的无线远传智能燃气表，它包括表壳、燃气传送管道，表壳内安装有控制系统，控制系统包括主控电路、气阀控制电路、气量采样电路和无线通信电路。气阀控制电路设于燃气传送管道的燃气输入口处。气量采样电路包括计数器组件，计数器组件安装在燃气传送管道上，光电阵列与计数器组件对应设置，光电阵列与微控制器连接。无线通信电路包括无线收发器和天线，无线收发器包括SX1278型无线收发芯片，天线与无线收发器连接。主控电路包括微处理器。气阀控制电路、微控制器、无线收发器分别与微处理器连接。本实用新型可基于直接序列扩频技术实现与集中系统之间的超远距离通信，抗干扰能力强，接收灵敏度高。
【IPC分类】G08B17-02, G01F15-00
【公开号】CN204330055
【申请号】CN201520015349
【发明人】张文阁, 张志强, 裴凤芹, 谢伟, 张静, 闫方义, 李晓磊, 王智渊, 姬鹏飞, 徐宗云, 冯德军, 高芳, 张青松, 左孝堂, 张小奎
【申请人】郑州安然测控设备有限公司
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2015年1月9日