无线抄表系统

无线抄表系统建议方案

一、项目背景

随着人们的生活水平不断提高，老百姓对生活环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发展。作为智能化产业链中的一环——智能抄表系统也同时得到了蓬勃发展。传统的手工抄表方式费时、费力，准确性和及时性得不到保障，且会出现抄表员与用户一些不愉快的尴尬局面，这已经不适应社会的发展需求了。这样也对抄表提出了更高的要求，为此我们提出了新的抄表方案——无线抄表。 目前小区抄表基本有两种数据传输方式，有线数据传输和无线数据传输。如果用有线来传递数据，技术简单、成熟，易于实现；但施工布线工作量大，成本高，网线易受人为破坏，线路损坏后，故障点不易查找。如果使用无线系统，施工很简单，成本低，系统好维护，故障好查找，因此无线抄表将成为抄表方式的发展主流。该方案主要针对小区居民电表的抄取。

二、    系统的分析与构建

无线抄表系统的构建主要是无线网络的构建，整个系统分为三个部分：数据采集部分，无线组网部分和数据管理部分。

1、数据采集部分：

    数据分为命令数据和采集到的读数，在整个系统中数据的传输都是以数据包的形式往外传，命令包的传输方向与读数数据包的传输方向相反。

数据采集是指读取电表的数据，通过一定的传输方式把数据传输到数据管理端。数据采集器通过RS485总线与本层楼的各个电表连接，每个采集器装有一个无线数传模块，其采集到的数据通过无线数传模块往外发送。其示意图如图1所示：

图1 数据采集示意图

2、无线组网部分

专有名词解释：

上位机、下位机：是根据命令数据包的传输方向决定的，例如：A发命令给B，B接收到命令后就回传数据给A，则A为B的上位机，而B为A的下位机。

无线组网又分为两个部分的无线网络：楼内部网络和基站网络。整个网络采用树型结构的组网形式。

无线网络采用地址关联、树型结构的组网方式。每个无线装置都有*的本机地址和*的上位机地址。每个数据包都带有地址，其地址决定着数据的传输方向，是往上传还是往下传。当往下传时接收端接收到的数据包里的地址与上位机地址相同，当往上传时数据包里的地址就跟本机地址相同。当接收到数据包要转发时，则对数据包进行重新打包发送出去，便于下一接收者辨认。

2．  1  楼内部网络：

楼内部网络是指一栋楼里面各层的采集器之间的无线组网，每个采集器都有其*的地址，作为与上下级通信的身份证明以及便于故障的定位和排除，是组成网络的缆绳。

每层楼的采集器通过无线传输装置直接把数据发给本栋楼基站，zui后由基站发送出去。如果采集器与基站不能够直接通信的，就采用中继转发。网络遵行链路越短越好的原则。其数据传输如图1所示。

2．  2  基站网络：

基站网络是指楼宇与楼宇之间的无线网络。每栋楼的顶部都装有一个基站，用于传输本栋楼采集到的数据和转发其它楼宇的数据。每个基站都有其*的地址，并且知道其上位机地址。上位机是*的，但可以更改，而下位机可以为多数。网络遵行链路越短越好的，能够直接到达的不采用中继。其组网示意图如图2所示，树型图如图3所示。

图2 基站网络组网示意图

图3 基站网络的树型图

2．3  手持机

    手持机是连接小区与管理部门的桥梁，手持机以无线的形式从小区总站下载数据并保存，然后利用有线把数据转存到管理部门的PC机里，管理部门还可以利用手持机在总站处发出抄表、阀控等指令，通过总站把指令传给基站网络直至下达到每个计量表，使得计量表作出相应的操作。

手持机的另一个用途就是设定系统中的所有无线装置的地址。具体设定方法在下文会介绍。手持机如图4所示。

图4 手持机样机

2．4  地址的设定

    每个无线装置都有两个地址，一个是本机地址，一个是上位机地址，这两个地址都可以任意的设定，设定好后可以*的保存，也可以修改。

    地址设定方法：首先启动相应地址设定功能（本机地址设定和上位机地址设定），然后通过手持机或者其它的无线装置发送地址设定命令和要设定的相应地址。

3、数据管理部分

抄表员只需要到每个小区的总站处把数据下载手持机上，然后利用手抄机通过有线把数据下载到PC机上，PC机通过数据库对采集到的数据进行有效管理。管理数据库利用我们公司自己设计的三表数据采集及管理系统。

三、    无线模块

    无线模块选用由我们公司自主开发的无线远程数传模块ZF-02，（模块具有自动避让功能，当监测到有模块在发送数据时，它自己就不发送，直到监测无其它模块发送数据才启动发送功能发送要发送的数据，避免了干扰现象。）无线模块是连接在采集器和基站上的，用于采集电表的读量并存储等待发送，模块大部分时间处于睡眠状态，但每阁一段时间自动醒来，检测外界是否有唤醒信号（主要用于采集器抄取数据），如果检测到唤醒信号，它将被唤醒并等待下一指令，执行相关操作。如果没有唤醒信号，则又进入睡眠状态。这样一来，无线模块的功耗就非常低，如果采用电池供电，可以达到1~3年。

四、    通信协议

在系统中，无线模块与计量表之间的通信协议和数据格式是按照《中华人民共和国城镇建设行业标准（CJ/188—2004）——户用计量仪表数据传输技术条件》来通信和定义的。

五、    特点

1、              无线模块多信道、多波特率（用户可选择）；硬件采用了高精度集成封装技术、芯片采用进口芯片以及采用高精确度晶振锁相技术，随环境温、湿度变化频率偏移小、计量准确、通信可靠；微功率、通信距离远、价格低。

2、              无线抄表器携带方便、操作简单直观、功能丰富。

3、              系统高度集成、总成本较低。

4、              可以随时抄取数据。

5、              抄表不入户、避免扰民。

6、              带阀控功能。

7、              系统简单、抄表效率高。