一種基于直接序列擴頻技術(shù)的無線遠傳集抄系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種基于直接序列擴頻技術(shù)的無線遠傳集抄系統(tǒng)，屬于燃氣集中抄表領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，燃氣公司對戶用燃氣表的數(shù)據(jù)采集方式主要有人工入戶抄表、采用手持機進行短距離的無線抄表和有線抄表。
[0003]人工入戶抄表是由抄表員直接入戶，根據(jù)燃氣表的表底數(shù)進行手工抄表，其缺點是入戶率不高，工作強度大，抄表效率低。
[0004]采用手持機實現(xiàn)的無線抄表一般是采用短距離微功率ISM信道對戶用燃氣表進行抄表。這種抄表方式可使燃氣表通過無線信道按一定關(guān)系構(gòu)建一個網(wǎng)絡(luò)，基于FSK、ASK等窄帶通信技術(shù)實現(xiàn)點對點抄表和批量抄表。但其缺點是受窄帶通信技術(shù)的約束，燃氣表抗干擾性能很差，接收靈敏度低(只能達到約_120dBm)，手持機與燃氣表之間的通信傳輸距離較近，構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)所實現(xiàn)的無線通信效果不理想，抄表自動化程度不高，勞動強度較大。
[0005]有線抄表是采用一定的拓撲結(jié)構(gòu)通過線纜將戶用燃氣表連接在一起，構(gòu)成一個網(wǎng)絡(luò)，然后由主機進行定期抄表，其缺點是前期施工難度比較大，工期比較長，工程造價也比較高。
[0006]由此可見，設(shè)計出一種自動化程度高、抄表效率高、勞動強度低、運行穩(wěn)定可靠的燃氣表集中抄表系統(tǒng)，是目前急需解決的問題。
【實用新型內(nèi)容】
[0007]本實用新型的目的在于提供一種基于直接序列擴頻技術(shù)的無線遠傳集抄系統(tǒng)，該系統(tǒng)實現(xiàn)了戶用燃氣表與集中系統(tǒng)之間以及集中系統(tǒng)與賬務(wù)中心之間的雙向穩(wěn)定數(shù)據(jù)傳輸，有效實現(xiàn)了對戶用燃氣表的全自動抄表和遠程控制。
[0008]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用了以下技術(shù)方案:
[0009]一種基于直接序列擴頻技術(shù)的無線遠傳集抄系統(tǒng)，其特征在于:它包括戶用燃氣表、集中系統(tǒng)和賬務(wù)中心，安裝在室內(nèi)的戶用燃氣表與集中系統(tǒng)之間基于直接序列擴頻技術(shù)進行無線遠程通信，集中系統(tǒng)與賬務(wù)中心之間通過GPRS/CDMA網(wǎng)絡(luò)進行無線通信，其中:
[0010]戶用燃氣表包括表殼、燃氣傳送管道，表殼內(nèi)安裝有控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)包括表具主控電路、氣閥控制電路、氣量采樣電路和無線通信電路，氣閥控制電路設(shè)于燃氣傳送管道的燃氣輸入口處，氣量采樣電路包括計數(shù)器組件、光電陣列和微控制器，計數(shù)器組件安裝在燃氣傳送管道上，光電陣列與計數(shù)器組件對應(yīng)設(shè)置，光電陣列的信號端與微控制器的相應(yīng)1端連接，無線通信電路包括無線收發(fā)器和表具天線，表具天線的接線端與無線收發(fā)器的天線接線端連接，表具主控電路包括第一微處理器，氣閥控制電路的信號端、微控制器的采樣信號傳輸端、無線收發(fā)器的信號傳輸端分別與第一微處理器的相應(yīng)1端連接；
[0011]集中系統(tǒng)包括集中主控器、上傳控制器，集中主控器包括集中主控電路和遠傳通信電路，集中主控電路包括第二微處理器，遠傳通信電路包括遠傳收發(fā)器和集中上傳用天線，集中上傳用天線的接線端與遠傳收發(fā)器的天線接線端連接，遠傳收發(fā)器的傳輸端與第二微處理器的相應(yīng)信號端連接，第二微處理器與上傳控制器之間無線或有線連接。
[0012]所述無線收發(fā)器包括SX1278型無線收發(fā)芯片。
[0013]所述氣閥控制電路包括開關(guān)閥。
[0014]所述光電陣列由四組紅外收發(fā)單元構(gòu)成，每組紅外收發(fā)單元設(shè)有五對紅外發(fā)光管和紅外接收管，所述計數(shù)器組件中代表個位、十位、百位、千位的字輪上均開設(shè)有與字輪同圓心的180°半圓形開口，代表個、十、百、千位的字輪位置分別設(shè)置一組紅外收發(fā)單元，每組紅外收發(fā)單元的每對紅外發(fā)光管和紅外接收管分別對應(yīng)字輪上開設(shè)的半圓形開口所在的圓周而放置于字輪的兩側(cè)，紅外接收管用于開口轉(zhuǎn)到該對中的紅外發(fā)光管發(fā)光端時接收從紅外發(fā)光管發(fā)射出且從開口穿射過的光線。
[0015]所述集中主控器和所述上傳控制器由供電電路供電，供電電路包括太陽能電池板，太陽能電池板的電能輸出端經(jīng)由太陽能充放電控制器與DC-DC變換器的電壓輸入端連接，DC-DC變換器的電壓變換輸出端與所述集中主控器、所述上傳控制器的供電端連接，儲能鉛蓄電池的電壓傳送端口與太陽能充放電控制器的相應(yīng)端口連接。
[0016]所述上傳控制器為筆記本電腦、平板電腦、手持機或工控機。
[0017]所述遠傳收發(fā)器包括SX1278型無線收發(fā)芯片。
[0018]所述賬務(wù)中心包括數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、帶有GPRS/CDMA無線通信功能的主站電腦數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的數(shù)據(jù)傳輸端口與主站電腦的相應(yīng)信號端口連接。
[0019]本實用新型的優(yōu)點是:
[0020]基于戶用燃氣表、集中系統(tǒng)、賬務(wù)中心構(gòu)建起來的本實用新型無線遠傳集抄系統(tǒng)實現(xiàn)了戶用燃氣表與集中系統(tǒng)之間以及集中系統(tǒng)與賬務(wù)中心之間的雙向穩(wěn)定數(shù)據(jù)傳輸，有效實現(xiàn)了對戶用燃氣表的全自動抄表和遠程控制。本實用新型安裝調(diào)試便捷，基本不需要人工干預(yù)，極大方便了用戶使用，抄表效率高，實時性強，有利于提高燃氣公司的運營決策水平，有效節(jié)省了燃氣公司的人力資源，減輕了燃氣公司的建設(shè)和運營成本，提高了辦公效率和管理水平，且可實現(xiàn)對戶用燃氣表的雙向管控，為基于賬務(wù)中心結(jié)算的預(yù)付費和后付費系統(tǒng)提供了堅實的基礎(chǔ)，同時也提高了用戶的知情權(quán)。
【附圖說明】
[0021]圖1是本實用新型無線遠傳集抄系統(tǒng)的組成示意圖。
[0022]圖2是戶用燃氣表的控制系統(tǒng)的組成示意圖。
[0023]圖3是表具主控電路和氣閥控制電路的電路原理圖。
[0024]圖4是無線通信電路的電路原理圖。
[0025]圖5是氣量采樣電路的電路原理圖(未示出計數(shù)器組件)。
[0026]圖6是集中系統(tǒng)的組成示意圖。
[0027]圖7是供電電路組成示意圖。
[0028]圖8是集中主控電路的電路原理圖。
[0029]圖9是遠傳通信電路的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0030]如圖1，本實用新型基于直接序列擴頻技術(shù)的無線遠傳集抄系統(tǒng)包括具有自動采樣、閥門控制、無線通信等功能的戶用燃氣表100、具有數(shù)據(jù)收集、處理、存儲、交換功能的集中系統(tǒng)200和賬務(wù)中心300，安裝在室內(nèi)的戶用燃氣表100與集中系統(tǒng)200之間基于直接序列擴頻技術(shù)進行無線遠程通信，集中系統(tǒng)200與賬務(wù)中心300之間通過GPRS/CDMA網(wǎng)絡(luò)進行無線通信。
[0031]如圖2至圖5，戶用燃氣表100包括表殼、燃氣傳送管道(圖中未示出)，燃氣傳送管道的兩端分別為燃氣輸入口、燃氣輸出口，表殼內(nèi)安裝有控制系統(tǒng)，如圖2，控制系統(tǒng)包括表具主控電路110、氣閥控制電路140、氣量采樣電路150和無線通信電路120，氣閥控制電路140設(shè)于燃氣傳送管道的燃氣輸入口處，氣量采樣電路150包括計數(shù)器組件151、光電陣列152和微控制器153(即圖5中的D2)，計數(shù)器組件151安裝在燃氣傳送管道上，光電陣列152與計數(shù)器組件151對應(yīng)設(shè)置，光電陣列152的信號端與微控制器153的相應(yīng)1端連接，無線通信電路120包括無線收發(fā)器121和表具天線122 (即圖4中的AT)，表具天線122置于表殼內(nèi)或表殼外，表具天線122的接線端與無線收發(fā)器121的天線接線端連接，表具主控電路110包括第一微處理器111 (即圖3中的Dl)，氣閥控制電路140的信號端、微控制器153的采樣信號傳輸端、無線收發(fā)器121的信號傳輸端分別與第一微處理器111的相應(yīng)1端連接。
[0032]在實際設(shè)計中，氣閥控制電路140可包括開關(guān)閥141。無線收發(fā)器121包括SX1278型無線收發(fā)芯片(即圖4中的N3)。
[0033]如圖5，光電陣列152由四組紅外收發(fā)單元構(gòu)成，每組紅外收發(fā)單元設(shè)有五對紅外發(fā)光管和紅外接收管，如圖5中所示的紅外發(fā)光管Dll與紅外接收管Qll為一對，Dll與Q1UD21與Q21、D31與Q31、D41與Q41、D51與Q51共五對為一組紅外收發(fā)單元，計數(shù)器組件151中代表個位(G)、十位(S)、百位(B)、千位(Q)的字輪上均開設(shè)有與字輪同圓心的180°半圓形開口，代表個、十、百、千位的字輪位置分別設(shè)置一組紅外收發(fā)單元，每組紅外收發(fā)單元的每對紅外發(fā)光管和紅外接收管分別對應(yīng)字輪上開設(shè)的半圓形開口所在的圓周而放置于字輪的兩側(cè)，紅外接收管用于當開口旋轉(zhuǎn)到該對中的紅外發(fā)光管發(fā)光端時，接收從紅外發(fā)光管發(fā)射出的、且從開口穿射過的光線。
[0034]氣量采樣電路150用來采集戶用燃氣表100的燃氣流量以及對采集到的燃氣流量數(shù)據(jù)進行相應(yīng)處理。無線通信電路120用來基于DSSS進行無線信號的接收和發(fā)送。表具主控電路110用來處于無線通信協(xié)議、控制其它器件的工作以及對燃氣流量數(shù)據(jù)進行相應(yīng)處理等。
[0035]在實際設(shè)計中，戶用燃氣表100還可包括編程接口 160、復(fù)位電路130和供電電路170，編程接口 160、復(fù)位電路130、供電電路170的信號端分別與第一微處理器111的相應(yīng)1端連接。編程接口 160用來進行軟件仿真以及程序下載，復(fù)位電路130和供電電路170為外圍保障電路。
[0036]計數(shù)器組件151包括字輪，計數(shù)器組件為本領(lǐng)域的已有組件，其具體構(gòu)成不在這里詳述。
[0037]如圖6至圖9，集中系統(tǒng)200包括集中主控器210、用于與賬務(wù)中心300進行無線通信、帶有GPRS/CDMA無線通信功能的上傳控制器220，集中主控器210包括集中主控電路211和用于與戶用燃氣表100進行無線遠程通信的遠傳通信電路213，集中主控電路211包括第二微處理器212(即圖8中的D10)，遠傳通信電路213包括遠傳收發(fā)器215和集中上傳用天線214 (即圖9中的ΑΤ0)，集中上傳用天線214的接線端與遠傳收發(fā)器215的天線接線端連接，遠傳收發(fā)器215的傳輸端與第二微處理器212的相應(yīng)信號端連接，第二微處理器212與上傳控制器220之間無線或有線連接。若為有線通訊，則上傳控制器220的通訊端經(jīng)由通訊接口(參見圖8中的接口 UCA0、UCA1)與第二微處理器212的通訊端連接，若為無線通訊，則可采用藍牙等方式實現(xiàn)無線通訊(參見圖8中的藍牙芯片M10)。