专利名称：一种无线远程双向实时抄表系统的制作方法
技术领域：
一种无线远程双向实时抄表系统 技术领域本实甩新型涉及一种无线远程双向实时抄表系统。
背景技术：
目前国内抄表系统的无线表具的传输方式大多以单向通信的方式为主，即在表具端安装 一个单向微功率无线数传模块，表具终端不断地定时发送测量数据及防拆、防剪、磁扰等参数到集中器，集中器通过M-BUS再传输到控制中心。这样的系统有几个缺点1、系统成本高，因为采用不断定时向外发送数据，系统必须常常处在接收、发送状态而不能进入休眠状态，所以功耗就大，不适宜于电池供电场合，局限了应用范围。2、通信可靠性差，因为集中 器经常要向终端(表计)发送指令导致通信数据量大，常常会因为空中有很多数据在进行通 信造成无线同频干扰，不能正常工作。目前都在探索一种更好的解决方式。发明内容本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的问题，提出一种可实时唤醒 各终端，并抄取各表具的计量数据和表具参数的无线远程双向实时抄表系统。 本实用新型是这样实现的一种无线远程双向实时抄表系统，包括通过M-BUS总线与控制中心相连的集中器、以及 无线传输采集终端，在所述集中器与无线传输采集终端之间设有通过无线信号相连的中继器。还包括通过无线信号与所述集中器或所述无线传输采集终端相联系的手抄器，并通过 RS232接口与所述控制中心相连。所述集中器与中继器的结构相同，均包括与微处理器相连的GPRS接口电路、无线传输模 块接口电路和存储器。所述无线传输采集终端包括与单片机相连的无线通信芯片和电源控制电路，所述无线通 信芯片的输入输出端与无线通信处理电路的输入输出端相连；所述单片机用于监测电池的电 量，当低于系统设定的最小电量时，产生报警信号并通过所述无线通讯芯片和无线通信信号 处理电路发射出去。所述电源控制电路的电源芯片含有大电流驱动片，并与电池相连。本实用新型的有益效果-本实用新型的无线传输采集终端采用电池供电，平均功耗电流小于20uA,平时处于轻 度休眠状态，只有在被实时唤醒时才会无线传送信息；在休眠状态时，保证低功耗；唤醒后， 终端立即进入工作状态，改变以往双向工作方式的耗能现象，为使用电池、不用市电工作提供了可能，
集中器对自身数据库中来自无线传输采集终端的数据处理(定时冻结表具计量数据、实 时抄取表具计量数据以及满足阶梯计量计价等)后，通过GPRS传输给远程数据管理中心也 可经无线传输将数据抄取到手抄器中，然后再导入管理中心的电脑系统中。手抄器也可直接 经无线传输抄取三表终端数据，克服市场上有些釆用红外线读数引起的光干扰影响。不进屋 就抄表，真正做到抄表不入户。由于采集终端的通讯距离有限，水表的安放位置是分散的， 就可能产生个别水表处于通讯死角，可通过集中器的中继路由功能进行续传；也可利用无线 釆集终端与终端之间，彼此递传信息和数据的续传功能来解决。本实用新型将无线传输采集终端的采集、无线发射硬件合二为一，终端既采集表具的脉 冲信号、又同时监测防拆、防剪、磁扰、电池电量等参数。定量、定时釆集数据及唤醒终端 休眠的模式可大大降低无线通信过程中的同频干扰，降低系统功耗，也降低了管理费用，提 高了自动化程度。
图1是无线远程双向实时抄表系统的框图； 图2是无线传输采集终端与表具连接图； 图3是集中器的电路原理图； 图4是无线传输采集终端的电路原理图。
具体实施方式
参见附图l，本实用新型一种无线远程双向实时抄表系统由电池供电的无线传输采集终 端、集中器、中继器、手抄器、计算机控制中心组成。无线传输采集终端平时处于休眠状态， 计算机控制中心通过GPRS (通用无线分组业务的高速数据处理)将指令传输到小区集中器， 小区集中器经无线传输与各中继器相联络，并实时唤醒各相关无线传输采集终端；被唤醒的 各无线传输采集终端通过无线传输方式，将各自表具的计量数据和表具参数无线传输给中继 器，中继器再经无线传输返回小区集中器，由GPRS传输给管理中心。也可由手抄器在现场抄 读小区集中器的内容。还可用无线传输方式，由手抄器在现场直接唤醒各无线传输采集终端并抄取各表具的计 量数据，然后再经RS-232接口将手抄器中抄取到的数据导入计算机控制中心。根据附图2，无线传输采集终端主要由单片机、无线通信芯片、无线通信信号处理电路、 电源控制电路、电池组成，无线传输采集终端的单片机直接釆集水表、燃气表等远传表具发 出的脉冲信号并进行自动计量，同时单片机通过中断方式时刻监测防拆线、防剪线、以及远 传表具受到非法攻击的信号。此外单片机还要同时监測电源的电量是否能够维持系统工作，如果电池电量低于系统设定的最小电量，单片机将产生报警并通过无线通信芯片和无线通信 信号处理电路将报警信号发射出去。无线通信芯片和无线通信信号处理电路主要是将系统的 各种数据和参数进行无线传输。存储器中保存的数据时间可达20年。由于系统平时处于休
眠状态，所以系统整体功耗非常低，平均功耗电流小于20pA,可满足系统连续工作6至8 年的要求。集中器与中继器的结构、工作原理一样，如图3所示。集中器对自身数据库中来自无线远 传采集终端的数据进行相应处理如定时冻结表具计量数据、实时抄取表具计量数据以及满 足阶梯计量计价等，通过GPRS传输给计算机控制中心；也可经无线传输将数据抄取到手抄器 中，然后再导入计算机控制中心。由于采集终端的通讯距离有限，水表的安放位置又是分散的，就可能产生个别表具处于 通讯死角，这时可利用无线釆集终端与终端之间的彼此递传信息和数据的续传功能来解决； 中继器也可进行彼此信息和数据的一次续传。中继器通过SRWF-501-50型无线模块实现与无线传输采集终端之间彼此递传信息和数据 的彼此递传，并储存在的存储器中。在计算机控制中心的指令下，也是通过该无线模块将信 息和数据传递给小区集中器；小区集中器在接收到信息后，经GPRS接口的3、 4脚上传给计算 机控制中心。手抄器经无线传输抄取集中器的数据，也可直接经无线传输抄取表具终端数据，并克服 了市场上有些釆用红外线读数引起的光干扰影响。不进屋就抄表，真正做到抄表不入户。无线远传采集终端工作原理，如图4所示。在无线远传采集终端中设定表具编号，同时检 査电源、防拆、防剪、磁扰等表具参数。表具的计量脉冲输入到无线传输釆集终端的单片机 16脚，在进行相应的累加、运算后，存储在单片机内的RAM中；无线传输采集终端平时处于 轻度休眠状态，当被实时唤醒时，CPU经I/O接口将信息传输到无线传输芯片CC1100的SI脚， 同时把RF开关电路UPC2214设置为发射方式，将计量的数据和表具参数等信息一起由无线传 输芯片CC1100的RF-P和RF-N脚差分输出传送到RF信号处理器UPC2214TK的RFCOM脚，并 由RF信号处理器UPC2214TK的RF1脚输出到运算放大器，经过RF信号开关芯片UPG2214的 RF2脚，由RFCOM脚经天线发射到集中器去。在无线传输釆集终端之间的中继递传信息和数据时，其信息走向正相反经天线接收的 信息由RF信号开关芯片UPC2214的RFCOM脚输入，经RF1脚输出到RF信号处理器 UPC2214TK的RF2脚，再由RFCOM脚输出，经RF-P和RP-N脚差分输入到无线传输芯片 CC1100中。采集终端也可被手抄器直接唤醒抄取。集中器中的单片机选用美国爱特梅尔(Atmel )公司的8位单片机Atmega48、 Atmega88以及Atmegal 68等，无线通信芯片选用德州(Texas)公司的高性能无线通信芯片 CC1100， CC1020等，电源芯片选用高性能电源芯片和大电流驱动片D1226。
权利要求1、一种无线远程双向实时抄表系统，包括通过M-BUS总线与控制中心相连的集中器、以及无线传输采集终端，其特征在于在所述集中器与无线传输采集终端之间设有通过无线信号相连的中继器。
2、 根据权利要求l所述的无线远程双向实时抄表系统，其特征在于还包括通过无线信号 与所述集中器或所述无线传输采集终端相联系的手抄器，并通过RS232接口与所述控制 中心相连。
3、 根据权利要求l所述的无线远程双向实时抄表系统，其特征在于所述集中器与中继器的结构相同，均包括与微处理器相连的GPRS接口电路、无线传输模块接口电路和存储器。
4、 根据权利要求1或2所述的无线远程双向实时抄表系统，其特征在于所述无线传输采集终端包括与单片机相连的无线通信芯片和电源控制电路，所述无线邁信芯片的输入输出端与无线通信处理电路的输入输出端相连；所述单片机用于监测电池的电量，当 低于系统设定的最小电量时，产生报蝥信号并通过所述无线通讯芯片和无线通信信号 处理电路发射出去。
5、 根据权利要求4所述的无线远程双向实时抄表系统，其特征在于所述电源控制电路的 电源芯片含有大电流驱动片，并与电池相连。
专利摘要本实用新型涉及一种无线远程双向实时抄表系统。它包括通过M-BUS总线与控制中心相连的集中器、以及由电池供电的无线传输采集终端，在所述集中器与无线传输采集终端之间设有通过无线信号相联系的中继器。本实用新型采用了定量、定时采集数据及唤醒终端休眠的模式，可大大降低无线通信过程中的同频干扰，降低系统功耗，也降低了管理费用，提高了自动化程度。
文档编号G08C17/00GK201035720SQ20072007033
公开日2008年3月12日 申请日期2007年5月29日 优先权日2007年5月29日
发明者伟 易, 毛加兴, 聂光义, 魏建军 申请人:上海唐锐信息技术有限公司