一、項(xiàng)目背景
隨著人們的生活水平不斷提高，老百姓對(duì)生活環(huán)境提出了更高的要求；在政府政策的鼓舞下，家居智能化得到了高速的發(fā)展。作為智能化產(chǎn)業(yè)鏈中的一環(huán)——智能抄表系統(tǒng)也同時(shí)得到了蓬勃發(fā)展。傳統(tǒng)的手工抄表方式費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，準(zhǔn)確性和及時(shí)性得不到保障，且會(huì)出現(xiàn)抄表員與用戶一些不愉快的尷尬局面，這已經(jīng)不適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展需求了。這樣也對(duì)抄表提出了更高的要求，為此我們提出了新的抄表方案——無線抄表。 目前小區(qū)抄表基本有兩種數(shù)據(jù)傳輸方式，有線數(shù)據(jù)傳輸和無線數(shù)據(jù)傳輸。如果用有線來傳遞數(shù)據(jù)，技術(shù)簡單、成熟，易于實(shí)現(xiàn)；但施工布線工作量大，網(wǎng)線易受人為破壞，線路損壞后，故障點(diǎn)不易查找。如果使用無線系統(tǒng)，施工很簡單，系統(tǒng)好維護(hù)，故障好查找，因此無線抄表將成為抄表方式的發(fā)展主流。該方案主要針對(duì)小區(qū)居民電表的抄取。
二、系統(tǒng)的分析與構(gòu)建
無線抄表系統(tǒng)的構(gòu)建主要是無線網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建，整個(gè)系統(tǒng)分為三個(gè)部分：數(shù)據(jù)采集部分，無線組網(wǎng)部分和數(shù)據(jù)管理部分。
1、數(shù)據(jù)采集部分：
數(shù)據(jù)分為命令數(shù)據(jù)和采集到的讀數(shù)，在整個(gè)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的傳輸都是以數(shù)據(jù)包的形式往外傳，命令包的傳輸方向與讀數(shù)數(shù)據(jù)包的傳輸方向相反。
數(shù)據(jù)采集是指讀取電表的數(shù)據(jù)，通過一定的傳輸方式把數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)管理端。數(shù)據(jù)采集器通過RS485總線與本層樓的各個(gè)電表連接，每個(gè)采集器裝有一個(gè)無線數(shù)傳模塊，其采集到的數(shù)據(jù)通過無線數(shù)傳模塊往外發(fā)送。其示意圖如圖1所示：
圖1
2、無線組網(wǎng)部分
無線組網(wǎng)又分為兩個(gè)部分的無線網(wǎng)絡(luò)：樓內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)和基站網(wǎng)絡(luò)。整個(gè)網(wǎng)絡(luò)采用樹型結(jié)構(gòu)的組網(wǎng)形式。
無線網(wǎng)絡(luò)采用地址關(guān)聯(lián)、樹型結(jié)構(gòu)的組網(wǎng)方式。每個(gè)數(shù)據(jù)包都帶有地址，其地址決定著數(shù)據(jù)的傳輸方向，是往上傳還是往下傳。
2．1 樓內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)：
樓內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)是指一棟樓里面每層的采集器之間的無線組網(wǎng)， 每層樓的采集器通過無線傳輸裝置直接把數(shù)據(jù)發(fā)給本棟樓基站，最后由基站發(fā)送出去。如果采集器與基站不能夠直接通信的，就采用中繼轉(zhuǎn)發(fā)。網(wǎng)絡(luò)遵行鏈路越短越好的原則。其數(shù)據(jù)傳輸如圖1所示。
2．2 基站網(wǎng)絡(luò)：
基站網(wǎng)絡(luò)是指樓宇與樓宇之間的無線網(wǎng)絡(luò)。每棟樓的頂部都裝有一個(gè)基站，用于傳輸本棟樓采集到的數(shù)據(jù)和轉(zhuǎn)發(fā)其它樓宇的數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡(luò)遵行鏈路越短越好的，能夠直接到達(dá)的不采用中繼。其組網(wǎng)示意圖如圖2所示：
圖2
2．3 手持機(jī)
手持機(jī)是連接小區(qū)與管理部門的橋梁，手持機(jī)以無線的形式從小區(qū)總站下載數(shù)據(jù)并保存，然后利用有線把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存到管理部分PC機(jī)里，管理部分還可以利用手持機(jī)在總站處發(fā)出抄表、閥控等指令，通過總站把指令傳給基站網(wǎng)絡(luò)直至下達(dá)到每個(gè)計(jì)量表，使得計(jì)量表作出相應(yīng)的操作。
手持機(jī)的另一個(gè)用途就是設(shè)定系統(tǒng)中的所有無線裝置的地址。手持機(jī)如圖3所示
圖3
3、數(shù)據(jù)管理部分
抄表員只需要到每個(gè)小區(qū)的總站處把數(shù)據(jù)下載手持機(jī)上，然后利用手抄機(jī)通過有線把數(shù)據(jù)下載到PC機(jī)上，PC機(jī)通過數(shù)據(jù)庫對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效管理。管理數(shù)據(jù)庫利用我們公司自己設(shè)計(jì)的三表數(shù)據(jù)采集及管理系統(tǒng)。
三、無線模塊
無線模塊選用由我們公司自主開發(fā)的無線遠(yuǎn)程數(shù)傳模塊ZF-02，（模塊具有自動(dòng)避讓功能，當(dāng)監(jiān)測(cè)到有模塊在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，它自己就不發(fā)送，直到監(jiān)測(cè)無其它模塊發(fā)送數(shù)據(jù)才啟動(dòng)發(fā)送功能發(fā)送要發(fā)送的數(shù)據(jù)，避免了干擾現(xiàn)象。）無線模塊是連接在采集器和基站上的，用于采集電表的讀量并存儲(chǔ)等待發(fā)送，模塊大部分時(shí)間處于睡眠狀態(tài)，但每閣一段時(shí)間自動(dòng)醒來，檢測(cè)外界是否有喚醒信號(hào)（主要用于采集器抄取數(shù)據(jù)），如果檢測(cè)到喚醒信號(hào)，它將被喚醒并等待下一指令，執(zhí)行相關(guān)操作。如果沒有喚醒信號(hào)，則又進(jìn)入睡眠狀態(tài)。這樣一來，無線模塊的功耗就非常低，如果采用電池供電，可以達(dá)到1~3年。
四、通信協(xié)議
在系統(tǒng)中，無線模塊與計(jì)量表之間的通信協(xié)議和數(shù)據(jù)格式是按照《中華人民共和國城鎮(zhèn)建設(shè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（CJ/188—2004）——戶用計(jì)量儀表數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)條件》來通信和定義的。
五、無線抄表系統(tǒng)特點(diǎn)
1、無線模塊多信道、多波特率（用戶可選擇）；硬件采用了高精度集成封裝技術(shù)，隨環(huán)境溫、濕度變化頻率偏移小、計(jì)量準(zhǔn)確、通信可靠；微功率、通信距離遠(yuǎn)、價(jià)格低。
2、無線抄表器攜帶方便、操作簡單直觀、功能豐富。
3、系統(tǒng)高度集成、總成本較低。
4、可以隨時(shí)抄取數(shù)據(jù)。
5、抄表不入戶、避免擾民。
6、帶閥控功能。
7、系統(tǒng)簡單、抄表效率高
