無線抄表系統(tǒng)解決方案

一、項目背景

　　隨著人們的生活水平不斷提高，老百姓對生活環(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)也同時得到了蓬勃發(fā)展。傳統(tǒng)的手工抄表方式費時、費力，準(zhǔn)確性和及時性得不到保障，且會出現(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)社會的發(fā)展需求了。這樣也對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，故障點不易查找。如果使用無線系統(tǒng)，施工很簡單，系統(tǒng)好維護，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，整個系統(tǒng)分為三個部分：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電表連接，每個采集器裝有一個無線數(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：　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
2、無線組網(wǎng)部分

　　無線組網(wǎng)又分為兩個部分的無線網(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：
　　　　　　　

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圖2　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　

2．3 手持機

　　手持機是連接小區(qū)與管理部門的橋梁，手持機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機里，管理部分還可以利用手持機在總站處發(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)到每個計量表，使得計量表作出相應(yīng)的操作。

　　手持機的另一個用途就是設(shè)定系統(tǒng)中的所有無線裝置的地址。手持機如圖3所示　　　　　　　　　　　　　　　

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圖3
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

3、數(shù)據(jù)管理部分

　　抄表員只需要到每個小區(qū)的總站處把數(shù)據(jù)下載手持機上，然后利用手抄機通過有線把數(shù)據(jù)下載到PC機上，PC機通過數(shù)據(jù)庫對采集到的數(shù)據(jù)進行有效管理。管理數(shù)據(jù)庫利用我們公司自己設(shè)計的三表數(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，（模塊具有自動避讓功能，當(dāng)監(jiān)測到有模塊在發(fā)送數(shù)據(jù)時，它自己就不發(fā)送，直到監(jiān)測無其它模塊發(fā)送數(shù)據(jù)才啟動發(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等待發(fā)送，模塊大部分時間處于睡眠狀態(tài)，但每閣一段時間自動醒來，檢測外界是否有喚醒信號（主要用于采集器抄取數(shù)據(jù)），如果檢測到喚醒信號，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，則又進入睡眠狀態(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

　　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、計量準(zhǔn)確、通信可靠；微功率、通信距離遠(yuǎn)、價格低。
　　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

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