專利名稱：一種防沖撞主動發(fā)送數(shù)據(jù)的無線水表的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種無線水表，具體涉及一種通過無線方式并主動發(fā)送水 表用水數(shù)量信息的智能電子水表。 背秉技術目前的水表，有直讀式通過人工抄表的、有通過RS485接口將水表通過 接線集中到某處進行抄表或者再通過無線(CDMA、 GPRS)進行抄表的、還有 水表直接通過無線方式進行輪詢抄表的。第一種情況是抄表人員將數(shù)據(jù)信息抄 錄到紙上再轉(zhuǎn)錄到系統(tǒng)中；第二種情況比較省事不用紙張抄表但需要布線，有 較大的工程成本，安裝麻煩；第三種情況水表耗電較大，電池壽命短，需要經(jīng) 常更換電池，用戶也覺得麻煩。這些水表的存在，豐富了水表市場，但在抄表 這個環(huán)節(jié)，還沒有達到完美。要解決以上問題，即解決成本問題、工程問題、 自動抄表問題、節(jié)能問題等，就需要設計一種平時斷電，定時喚醒發(fā)送水表數(shù) 據(jù)的水表，而這種水表在被喚醒之后，還要判別是否有其他水表在發(fā)送數(shù)據(jù)， 也就是要解決數(shù)據(jù)發(fā)送防沖撞的問題。發(fā)明內(nèi)容本實用新型是一款能夠防沖撞主動無線發(fā)送數(shù)據(jù)的智能電子水表。其關鍵 技術在于水表的用水量等數(shù)據(jù)是間歇性的進行主動發(fā)送，由接收裝置再接收這些水表數(shù)據(jù)；主動發(fā)送的數(shù)據(jù)用的是無線方式，采用ISM頻段433MHz的無 線數(shù)據(jù)發(fā)送技術來進行。為實現(xiàn)上述功能,本實用新型由ATMEGA單片機、無線收發(fā)芯片CC1020、 自動定時喚醒并關斷電源的PIC單片機、水表表數(shù)由機械轉(zhuǎn)換為數(shù)字的表數(shù)模
數(shù)轉(zhuǎn)換以及高能電池、天線、控制電源關斷電路等部分構成，其原理結(jié)構圖如 圖1。本實用新型通電工作時采取了自動定時喚醒開關機制，水表機械部分含智能計數(shù)器和ATMEGA單片機、無線收發(fā)芯片CC1020，平時不接通工作電源， 以節(jié)省電能。PIC單片機定時電路不關斷電源，負責整個水表電路系統(tǒng)的電源 開斷控制。當自動定時喚醒并開關斷電源的PIC單片機定時時間到達，則給ATMEGA 單片機及其所有電路供電，智能計數(shù)器開始工作，ATMEGA單片機進行計數(shù)器 的數(shù)據(jù)采集，并通過ATMEGA單片機內(nèi)部的模數(shù)轉(zhuǎn)換將智能計數(shù)器模擬數(shù)值， 轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號，再由無線收發(fā)芯片CC1020通過無線發(fā)送，實現(xiàn)無線抄表。同時，ATMEGA單片機與無線收發(fā)芯片CC1020對其他無線水表是否在 進行發(fā)送數(shù)據(jù)進行偵測，當存在其他水表發(fā)送數(shù)據(jù)時，本表則等待，直到空中 無其他數(shù)據(jù)發(fā)送，本表才開始發(fā)送數(shù)據(jù)，保證了數(shù)據(jù)完整性和有效性，即為數(shù) 據(jù)無線發(fā)送的防沖撞。數(shù)據(jù)發(fā)送完畢，ATMEGA單片機則通知PIC單片機進行電源關斷。重新 開始定時，待定時時間到，則再次通電喚醒整個電路。通過以上方案，本實用新型采用ISM頻段433MHz的無線數(shù)據(jù)發(fā)送技術， 具備如下特點1、 ，將水表數(shù)據(jù)定時無線發(fā)送到數(shù)據(jù)接收裝置，并可將數(shù)據(jù)直接導入系統(tǒng)數(shù)據(jù) 庫中，節(jié)省了直讀抄表人工，提高了工作效率。2、 無線數(shù)據(jù)傳輸，無須繁雜的布線施工，并可實現(xiàn)無紙化抄表。3、 合理的數(shù)據(jù)間歇發(fā)送機制，有效避免無線數(shù)據(jù)發(fā)送沖突，且功耗小，電池使 用壽命長。

圖1為本實用新型的原理結(jié)構框圖。
具體實施方式
本實用新型的連線關系參照圖1。該實用新型為民用設備，無線水表由高能電池間歇性供電。ATMEGA單片 機與PIC單片機間通過10 口相連，PIC單片機通過10 口控制電源關斷電路來 決定整個電路是否供電，而關電則由ATMEGA單片機發(fā)送信息給PIC單片機， 再由PIC單片機進行關電。其開關電源控制由控制電源關斷電路執(zhí)行。本實用新型中，水表的機械讀數(shù)通過電氣轉(zhuǎn)換為模擬數(shù)據(jù)(即智能計數(shù)器) 后，經(jīng)ATMEGA單片機的AD轉(zhuǎn)換接口轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。本實用新型中，無線收發(fā)電路由基于ISM頻段的CC1020的微功率無線窄帶 芯片構成，ATMEGA單片機與無線收發(fā)芯片CC1020間通過TXD、 RXD以及IO口相連。其中天線為單天線，其收發(fā)都由CC1020芯片控制。本實用新型中，水表機械部分含智能計數(shù)器，平時不工作，當PIC單片機 管理的自動定時電路喚醒時間到并打開電源后，ATMEGA單片機及其所有電路 供電，智能計數(shù)器開始工作，單片機讀取智能計數(shù)器的數(shù)值，并將數(shù)值送入單 片機的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號，再由無線收發(fā)芯片CC1020通 過無線發(fā)送。同時，ATMEGA單片機與無線收發(fā)芯片CC1020之間對其他無線 水表是否在進行發(fā)送數(shù)據(jù)進行偵測，當存在其他水表發(fā)送數(shù)據(jù)時，本表則等待， 直到空中無其他數(shù)據(jù)發(fā)送，本表才開始發(fā)送數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)發(fā)送完畢，ATMEGA單 片機則通知PIC單片機電路進行電源關斷。PIC單片機定時電路本身不關斷電 源，重新開始定時，待定時時間到，則再次通電喚醒整個電路。本實用新型的關鍵技術之一是利用了國際ISM頻段的433MHz的無線傳輸 模塊作為水表的數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)，對水表數(shù)據(jù)進行定時主動防沖撞向外界發(fā)送。 該關鍵技術的使用，有望無線水表在市場應用中更加實在、更加人性化。
權利要求1、一種防沖撞主動發(fā)送數(shù)據(jù)的無線水表，其特征在于該實用新型包括ATMEGA單片機(1)、無線收發(fā)芯片CC1020(2)，自動定時喚醒并關斷電源的PIC單片機(3)、水表表數(shù)由機械轉(zhuǎn)換為數(shù)字的表數(shù)模數(shù)轉(zhuǎn)換(7)以及高能電池(5)、天線(6)、控制電源關斷電路(4)，其中，ATMEGA單片機(1)與PIC單片機(3)間通過IO口相連；與無線收發(fā)芯片CC1020(2)間通過TXD、RXD以及IO口相連，水表讀數(shù)通過表數(shù)模數(shù)轉(zhuǎn)換(7)進行AD轉(zhuǎn)換后接入到ATMEGA單片機(1)的AD轉(zhuǎn)換接口，PIC單片機(3)通過IO口控制電源關斷電路(4)來決定整個電路是否供電。
2、 根據(jù)權利要求1所述的無線水表，其特征在于所述的ATMEGA單片機(1 ) 與無線收發(fā)芯片CC1020 (2)間進行無線發(fā)送水表信息；ATMEGA單片機(1)在發(fā)送數(shù)據(jù)前對其他無線水表是否在進行發(fā)送數(shù)據(jù)進行偵測，當存在 其他水表發(fā)送數(shù)據(jù)時，本表則等待，直到空中無其他數(shù)據(jù)發(fā)送，本表才開始 主動發(fā)送數(shù)據(jù)。
3. 根據(jù)權利要求1所述的無線水表，其特征在于水表被定時喚醒通電， ATMEGA單片機(1)通過無線收發(fā)芯片CC1020 (2)進行無線發(fā)送數(shù)據(jù)完 畢后，ATMEGA單片機(1)通知PIC單片機(3)進行電源關斷，PIC單片 機(3)定時電路本身電源始終工作并重新開始定時，待再次定時時間到， 則又對整個電路進行通電。
4. 根據(jù)權利要求1所述的無線水表，其特征在于水表平時不通電，待PIC單 片機(3)定時時間到并給整個電路通電后，水表機械數(shù)據(jù)通過表數(shù)模數(shù)轉(zhuǎn) 換(7)將水表讀數(shù)的模擬數(shù)據(jù)送入ATMEGA單片機(1)的AD轉(zhuǎn)換電路 進行模數(shù)轉(zhuǎn)換。
專利摘要本實用新型公開了一款能夠防沖撞主動無線發(fā)送數(shù)據(jù)的電子水表。包括由ATMEGA單片機、無線收發(fā)芯片CC1020、自動定時喚醒控制電源開關的PIC單片機、水表智能計數(shù)器、電池、天線、電源控制電路等構成的一個水表電子電路。水表的智能計數(shù)器，平時不工作。PIC單片機定時時間到達，即給水表電路供電，ATMEGA單片機采集計數(shù)器讀數(shù)數(shù)值，并在發(fā)送數(shù)據(jù)前對其他無線水表發(fā)送數(shù)據(jù)進行偵測，若有其他水表發(fā)送數(shù)據(jù)，本表則等待，直到空中無其他數(shù)據(jù)發(fā)送，本表才開始由CC1020發(fā)送數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)發(fā)送完畢，ATMEGA單片機通知PIC單片機將電源關斷，而PIC單片機定時電路本身不關斷電源，并重新開始定時。
文檔編號G08C17/00GK201215685SQ20072005744
公開日2009年4月1日 申請日期2007年9月25日 優(yōu)先權日2007年9月25日
發(fā)明者科 周, 姜貞勇, 戴青云, 勇 方, 李紅衛(wèi), 胡子潛 申請人:姜貞勇