专利名称：一种防冲撞主动发送数据的无线水表的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种无线水表，具体涉及一种通过无线方式并主动发送水 表用水数量信息的智能电子水表。 背秉技术目前的水表，有直读式通过人工抄表的、有通过RS485接口将水表通过 接线集中到某处进行抄表或者再通过无线(CDMA、 GPRS)进行抄表的、还有 水表直接通过无线方式进行轮询抄表的。第一种情况是抄表人员将数据信息抄 录到纸上再转录到系统中；第二种情况比较省事不用纸张抄表但需要布线，有 较大的工程成本，安装麻烦；第三种情况水表耗电较大，电池寿命短，需要经 常更换电池，用户也觉得麻烦。这些水表的存在，丰富了水表市场，但在抄表 这个环节，还没有达到完美。要解决以上问题，即解决成本问题、工程问题、 自动抄表问题、节能问题等，就需要设计一种平时断电，定时唤醒发送水表数 据的水表，而这种水表在被唤醒之后，还要判别是否有其他水表在发送数据， 也就是要解决数据发送防冲撞的问题。发明内容本实用新型是一款能够防冲撞主动无线发送数据的智能电子水表。其关键 技术在于水表的用水量等数据是间歇性的进行主动发送，由接收装置再接收这些水表数据；主动发送的数据用的是无线方式，采用ISM频段433MHz的无 线数据发送技术来进行。为实现上述功能,本实用新型由ATMEGA单片机、无线收发芯片CC1020、 自动定时唤醒并关断电源的PIC单片机、水表表数由机械转换为数字的表数模
数转换以及高能电池、天线、控制电源关断电路等部分构成，其原理结构图如 图1。本实用新型通电工作时采取了自动定时唤醒开关机制，水表机械部分含智能计数器和ATMEGA单片机、无线收发芯片CC1020，平时不接通工作电源， 以节省电能。PIC单片机定时电路不关断电源，负责整个水表电路系统的电源 开断控制。当自动定时唤醒并开关断电源的PIC单片机定时时间到达，则给ATMEGA 单片机及其所有电路供电，智能计数器开始工作，ATMEGA单片机进行计数器 的数据采集，并通过ATMEGA单片机内部的模数转换将智能计数器模拟数值， 转化成数字信号，再由无线收发芯片CC1020通过无线发送，实现无线抄表。同时，ATMEGA单片机与无线收发芯片CC1020对其他无线水表是否在 进行发送数据进行侦测，当存在其他水表发送数据时，本表则等待，直到空中 无其他数据发送，本表才开始发送数据，保证了数据完整性和有效性，即为数 据无线发送的防冲撞。数据发送完毕，ATMEGA单片机则通知PIC单片机进行电源关断。重新 开始定时，待定时时间到，则再次通电唤醒整个电路。通过以上方案，本实用新型采用ISM频段433MHz的无线数据发送技术， 具备如下特点1、 ，将水表数据定时无线发送到数据接收装置，并可将数据直接导入系统数据 库中，节省了直读抄表人工，提高了工作效率。2、 无线数据传输，无须繁杂的布线施工，并可实现无纸化抄表。3、 合理的数据间歇发送机制，有效避免无线数据发送冲突，且功耗小，电池使 用寿命长。
图1为本实用新型的原理结构框图。
具体实施方式
本实用新型的连线关系参照图1。该实用新型为民用设备，无线水表由高能电池间歇性供电。ATMEGA单片 机与PIC单片机间通过10 口相连，PIC单片机通过10 口控制电源关断电路来 决定整个电路是否供电，而关电则由ATMEGA单片机发送信息给PIC单片机， 再由PIC单片机进行关电。其开关电源控制由控制电源关断电路执行。本实用新型中，水表的机械读数通过电气转换为模拟数据(即智能计数器) 后，经ATMEGA单片机的AD转换接口转换成数字信号。本实用新型中，无线收发电路由基于ISM频段的CC1020的微功率无线窄带 芯片构成，ATMEGA单片机与无线收发芯片CC1020间通过TXD、 RXD以及IO口相连。其中天线为单天线，其收发都由CC1020芯片控制。本实用新型中，水表机械部分含智能计数器，平时不工作，当PIC单片机 管理的自动定时电路唤醒时间到并打开电源后，ATMEGA单片机及其所有电路 供电，智能计数器开始工作，单片机读取智能计数器的数值，并将数值送入单 片机的模数转换电路，将数据转化成数字信号，再由无线收发芯片CC1020通 过无线发送。同时，ATMEGA单片机与无线收发芯片CC1020之间对其他无线 水表是否在进行发送数据进行侦测，当存在其他水表发送数据时，本表则等待， 直到空中无其他数据发送，本表才开始发送数据。数据发送完毕，ATMEGA单 片机则通知PIC单片机电路进行电源关断。PIC单片机定时电路本身不关断电 源，重新开始定时，待定时时间到，则再次通电唤醒整个电路。本实用新型的关键技术之一是利用了国际ISM频段的433MHz的无线传输 模块作为水表的数据传输介质，对水表数据进行定时主动防冲撞向外界发送。 该关键技术的使用，有望无线水表在市场应用中更加实在、更加人性化。
权利要求1、一种防冲撞主动发送数据的无线水表，其特征在于该实用新型包括ATMEGA单片机(1)、无线收发芯片CC1020(2)，自动定时唤醒并关断电源的PIC单片机(3)、水表表数由机械转换为数字的表数模数转换(7)以及高能电池(5)、天线(6)、控制电源关断电路(4)，其中，ATMEGA单片机(1)与PIC单片机(3)间通过IO口相连；与无线收发芯片CC1020(2)间通过TXD、RXD以及IO口相连，水表读数通过表数模数转换(7)进行AD转换后接入到ATMEGA单片机(1)的AD转换接口，PIC单片机(3)通过IO口控制电源关断电路(4)来决定整个电路是否供电。
2、 根据权利要求1所述的无线水表，其特征在于所述的ATMEGA单片机(1 ) 与无线收发芯片CC1020 (2)间进行无线发送水表信息；ATMEGA单片机(1)在发送数据前对其他无线水表是否在进行发送数据进行侦测，当存在 其他水表发送数据时，本表则等待，直到空中无其他数据发送，本表才开始 主动发送数据。
3. 根据权利要求1所述的无线水表，其特征在于水表被定时唤醒通电， ATMEGA单片机(1)通过无线收发芯片CC1020 (2)进行无线发送数据完 毕后，ATMEGA单片机(1)通知PIC单片机(3)进行电源关断，PIC单片 机(3)定时电路本身电源始终工作并重新开始定时，待再次定时时间到， 则又对整个电路进行通电。
4. 根据权利要求1所述的无线水表，其特征在于水表平时不通电，待PIC单 片机(3)定时时间到并给整个电路通电后，水表机械数据通过表数模数转 换(7)将水表读数的模拟数据送入ATMEGA单片机(1)的AD转换电路 进行模数转换。
专利摘要本实用新型公开了一款能够防冲撞主动无线发送数据的电子水表。包括由ATMEGA单片机、无线收发芯片CC1020、自动定时唤醒控制电源开关的PIC单片机、水表智能计数器、电池、天线、电源控制电路等构成的一个水表电子电路。水表的智能计数器，平时不工作。PIC单片机定时时间到达，即给水表电路供电，ATMEGA单片机采集计数器读数数值，并在发送数据前对其他无线水表发送数据进行侦测，若有其他水表发送数据，本表则等待，直到空中无其他数据发送，本表才开始由CC1020发送数据。数据发送完毕，ATMEGA单片机通知PIC单片机将电源关断，而PIC单片机定时电路本身不关断电源，并重新开始定时。
文档编号G08C17/00GK201215685SQ20072005744
公开日2009年4月1日 申请日期2007年9月25日 优先权日2007年9月25日
发明者科 周, 姜贞勇, 戴青云, 勇 方, 李红卫, 胡子潜 申请人:姜贞勇