無線智能抄表方案

時(shí)間：2016-01-27作者：深圳市凌承芯電子有限公司瀏覽：460

 一．應(yīng)用需求
    在抄表系統(tǒng)中，用戶表數(shù)據(jù)的自動抄送具有十分重要的意義，也是行業(yè)單位迫切想要解決的問題，因?yàn)閿?shù)據(jù)抄送的準(zhǔn)確性、及時(shí)性，直接影響抄表系統(tǒng)的信息化水平、甚至管理決策、經(jīng)濟(jì)效益。 
    傳統(tǒng)的手工抄表費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，準(zhǔn)確性和及時(shí)性得不到可靠的**，這導(dǎo)致了相關(guān)營銷和企業(yè)管理類軟件不能獲得足夠詳細(xì)和準(zhǔn)確的原始數(shù)據(jù)；一般人工抄表都按月抄表，對于用戶計(jì)量來說是可行的，但對于相關(guān)供應(yīng)部門進(jìn)行較深層次的分析和管理決策卻不夠，行業(yè)的實(shí)際需求催生著自動抄表系統(tǒng)的技術(shù)和應(yīng)用的不斷發(fā)展。 

    隨著無線通信技術(shù)的不斷發(fā)展，近年來出現(xiàn)了面向低成本設(shè)備無線聯(lián)網(wǎng)要求的技術(shù)，稱之為ZigBee，它是一種近距離、低復(fù)雜度、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本的雙向無線通信技術(shù)，主要適合于自動控制、遠(yuǎn)程控制領(lǐng)域及家用設(shè)備聯(lián)網(wǎng)，可以為無線抄表提供很好的解決方案。
二．無線抄表技術(shù)要求
    無線抄表系統(tǒng)對無線通訊數(shù)據(jù)的傳輸和保存有著很高的要求，即數(shù)據(jù)可靠性要求很高；由于供電局限性（主要指水表、氣表），因此對功耗要求也很苛刻；無線抄表系統(tǒng)可以擺脫人工抄表的辦法，利用數(shù)據(jù)通訊協(xié)議傳輸數(shù)據(jù)；基于以上原因，要求設(shè)計(jì)的自動無線遠(yuǎn)傳抄表系統(tǒng)應(yīng)該具有計(jì)量準(zhǔn)確、通信可靠、抄表方便、功耗低等遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，以及節(jié)省人力、遠(yuǎn)程監(jiān)控、遠(yuǎn)程維護(hù)的功能。
    同樣是無線抄表系統(tǒng)，相對于電表而言，水表、氣表的抄表系統(tǒng)存在更多的技術(shù)難題，這主要體現(xiàn)在抄表終端的設(shè)計(jì)上，歸納起來，水表、氣表的抄表終端必須解決以下幾個方面的技術(shù)要求：
    ● 供電 
    由于水表、氣表的抄表終端采用電池供電，因此，對功耗要求非?？量蹋话愣?，電池的使用時(shí)間至少要在3～6年，這取決于電池的容量、設(shè)備的耗電情況、設(shè)備的運(yùn)行要求等等因素。 
    ● 成本 
    無論是家庭用戶，還是企業(yè)用戶，抄表終端的成本始終是繞不開的話題，特別是家庭用戶，對于成本較為敏感。這里的成本包括兩個部分：**，一次性改造或者安裝的成本；*二，系統(tǒng)的運(yùn)行成本。較好的方案應(yīng)當(dāng)是一次性投入的成本盡可能低，運(yùn)行成本沒有或者非常低。 
    ● 對表的故障檢測 
    人工抄表除了抄讀表的讀數(shù)外，同時(shí)還擔(dān)負(fù)著檢查表工作是否正常的任務(wù)。如果改為自動抄表系統(tǒng)，那么該系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)也具備對表故障的自動檢測功能。當(dāng)然，這需要表與抄表終端的配合才能實(shí)現(xiàn)。 
    ● 通信可靠性 
    這是無線抄表系統(tǒng)的較基本的要求，但同時(shí)又是不很容易解決定問題。 
    ● 無線網(wǎng)絡(luò)的自組織、自愈功能 
    自組織：*人工干預(yù)，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)能夠感知其他節(jié)點(diǎn)的存在，并確定連接關(guān)系，組成結(jié)構(gòu)化的網(wǎng)絡(luò)； 
    自愈功能：增加或者刪除一個節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)位置發(fā)生變動，節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障等等，網(wǎng)絡(luò)都能夠自我修復(fù)，并對網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)地調(diào)整，*人工干預(yù)，保證整個系統(tǒng)仍然能正常工作。 
    ZigBee具備自組織、自愈能力。是自動抄表網(wǎng)絡(luò)比較理想的選擇。
三．ZigBee的無線抄表系統(tǒng)
    通過**對自來水抄表系統(tǒng)的技術(shù)要求分析，結(jié)合凌承芯的技術(shù)特點(diǎn)和技術(shù)優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)水表的無線抄表是一個非常理想的解決方案。在實(shí)際應(yīng)用中，能夠較靈活地構(gòu)建抄表的無線網(wǎng)絡(luò)。
    ● 對于每個抄表終端而言，要求**低功耗、低成本（包括設(shè)備成本、運(yùn)行成本），并且數(shù)據(jù)的傳輸速率不高，對于居民小區(qū)的抄表，抄表終端通常分布較密集、距離較近，ZigBee數(shù)據(jù)采集模塊可以很好地滿足這些要求； 
    ● 終端采集的數(shù)據(jù)需要送到自來水公司的集抄管理中心，這可以通過GPRS/CDMA網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)，它無距離限制，且*網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、幾乎不需要維護(hù)； 
    ● 所構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)既可以是星形拓?fù)?，也可以是網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌徽撌悄姆N拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)實(shí)際的組網(wǎng)需要，設(shè)計(jì)合理的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

圖1 系統(tǒng)拓?fù)鋱D
 
自來水抄表系統(tǒng)單元樓結(jié)構(gòu)布置示意圖：

 
圖2 單元樓結(jié)構(gòu)布置示意圖
 
四．凌承芯方案優(yōu)勢
    目前的自動抄表系統(tǒng)，從數(shù)據(jù)傳輸角度劃分，可分為有線、無線兩大類，這兩大類抄表系統(tǒng)各有其適用的應(yīng)用領(lǐng)域，但就抄表系統(tǒng)的投資、建設(shè)、維護(hù)等幾方面而言，無線抄表系統(tǒng)顯然具有較大優(yōu)勢。 
    目前市場上的無線抄表系統(tǒng)大致可分為基于無線數(shù)傳模塊、基于GPRS/CDMA數(shù)字蜂窩網(wǎng)絡(luò)、或者是二者結(jié)合等幾種方式，從應(yīng)用角度而言，都存在以下一種或幾種問題： 
    ● 使用成本較高
    GPRS/CDMA數(shù)據(jù)傳輸需要付費(fèi)，對于家庭水表抄表來說，系統(tǒng)的運(yùn)行成本很高；
    ● 網(wǎng)絡(luò)的自管理能力有限
    采用無線數(shù)傳模塊，除了數(shù)據(jù)輪詢時(shí)間隨節(jié)點(diǎn)數(shù)增加而線形增加外，所組建的無線網(wǎng)絡(luò)的自管理功能非常有限，增加或者減少節(jié)點(diǎn)，都需要人工修改相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫配置；節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障，也常常需要人工去診斷等等； 
    ● 供電問題難以很好地解決，由于抄表終端難以做到較低功耗，所以供電問題始終是一個瓶頸。
即凌承芯推出的無線模塊，可嵌入無線抄表各節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)控制。這種無線模塊低功耗、抗干擾、高可靠、易組網(wǎng)、易擴(kuò)容，易使用，易維護(hù)、容易快速大規(guī)模部署。


深圳市凌承芯電子有限公司專注于各類射頻模塊,數(shù)傳電臺,傳感器模塊,工業(yè)控制,物聯(lián)網(wǎng)等

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