智能无线水表系统技术方案

本发明专利技术属于一种智能无线水表系统。主要技术特点是无线远传水表以及集中器控制电路中的微功耗无线通讯模块均为双向通讯的ＦＳＫ通讯模块，存储器均为非易失存储器；在无线远传水表的控制电路上安装有防攻击电路。本发明专利技术采用一体化的结构，整体的控制器的长度符合标准，安装方便；采用无线的通讯技术，不需要专门的布线施工；采用双向的通讯方式，防止了相同频段的干扰，确保了数据的传输可靠、快速。而且可以采用多集中器级联方式，不需上楼即可完成对多集中器的抄表工作，是新一代的智能无线远传水表系统。

【技术实现步骤摘要】
所属领域本专利技术属于仪器仪表领域，尤其是一种智能无线水表系统。
技术介绍
目前所使用的智能水表系统，一般采用有线的集中器集中采集水表基表的数据，然后采用手抄器抄录集中器内的数据。其缺点是1.集中器与水表基表需要专门的布线施工，费事费力；2.整机成本较高，维护成本较高；3.现有的系统智能程度较低，系统数据不可靠。虽然目前也有采用无线方式的智能水表系统，但其通讯方式采用单工通讯，经常受到相同频段的干扰，使传输的数据不可靠，速率较低
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种智能水平高、实现双向通讯、数据传输快速可靠的智能无线水表系统。本专利技术的目的是这样实现的智能无线水表系统由无线远传水表、集中器、无线数据手抄器以及智能管理系统构成，无线远传水表由单片机、微功耗无线通讯模块、流量传感器、存储器组成，集中器由单片机、微功耗无线通讯模块、存储器构成，无线远传水表与集中器通讯，无线数据手抄器与无线远传水表以及集中器通讯，经过无线数据手抄器抄表的数据通过RS232接口上传到智能管理系统，其特征在于(1)无线远传水表以及集中器控制电路中的微功耗无线通讯模块均为双向通讯的FSK通讯模块；(2)无线远传水表以及集中器控制电路中的存储器均为非易失存储器；(3)无线远传水表的控制电路中的单片机上安装有防攻击电路。而且，所述的微功耗无线通讯模块是专用于433MHZ的无线数据通讯电路，它与单片机的串行异步通讯口UART相连。而且，无线远传水表所采用的非易失存储器为FM24CL04存储器，集中器所采用的非易失存储器为FM24CL64存储器，该两个存储器均通过标准的12C总线与各自的单片机相连。而且，所述的流量传感器是韦根型流量传感器。本专利技术的优越的使用效果为1.通过本系统大口径水表和小口径水表的动态组合，组成一个相对动态的网络，实现了监控水管网络的功能；2.系统采用无线传输的方式，节约了有线方式的水表需要布线、施工带来的成本压力；3.通过专业的通讯方案设计，实现发讯表同时发讯的双向通讯，防止了相同频段的干扰，确保了数据传输的可靠、快速，方便了技术升级，可实现自动监控，这是单向通讯所做不到的；4.系统采用低工耗的工作方式、较小的发射功率和较高的接收灵敏度等，保证了系统工作的安全可靠。5.本专利技术采用一体化的结构，整体的控制器的长度符合标准，安装方便。采用无线的通讯技术，不需要专门的布线施工等，节约了大量的人力、物力。采用双向的通讯方式，专业的通讯方案，防止了相同频段的干扰，确保了数据的传输可靠、快速，而且可以采用多集中器级联方式，抄表员可以不需上楼即可完成对多集中器的抄表工作，是新一代的智能无线远传水表系统。附图说明图1为本专利技术的远传水表的控制电路方框图；图2为本专利技术的数据集中器的控制电路方框图；图3为图1的控制电路图；图4为图2的控制电路图。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术的实施例做进一步详述智能无线水表系统由无线远传水表、集中器、无线数据手抄器和智能管理系统四部分组成。其中，无线数据手抄器为现有的掌上电脑加装无线模块便于与集中器以及无线远传水表通讯，该无线数据手抄器通过RS232通讯接口与管理微机相连，将数据上传给管理软件。由于无线数据手抄器与智能管理系统为现有的产品，因此不再叙述。下面着重叙述无线远传水表和集中器的控制电路构成。1.无线远传水表，参见图1、图3。无线远传水表由单片机U1的型号为MSP430F作为微处理器，其相应接口分别连接微功耗无线通讯模块、非易失存储器FM24CL04、编程接口电路、微功耗电源开关电路、水表基表的韦根流量传感器、防磁攻击电路构成，下面分别叙述(1).单片机是无线远传水表的核心，在其相应接口上连接由电容C4、C5以及晶振T1组成的高频晶振电路和晶振T2构成的低频晶振电路。单片机的主要功能是，在其内部监控程序监控下，统一指挥、协调控制各接口电路、模块的工作。统计流量和磁攻击时间，交换和存储这些数据，通过无线通讯模块接收手抄器或集中器的命令并发送数据。(2).微功耗无线通讯模块FSK1，由三极管Q1和限流电阻R4构成的电源开关电路来供电，FSK1是专用于433MHZ的无线数据通讯电路，它与单片机的串行异步通讯口UART相连，在单片机使能控制端控制下，将单片机的命令或数据信号进行调制并经天线发送出去。它还可接收空间同频的无线信号并将其解调后发送给单片机。(3).非易失存储器U2通过标准的12C总线与单片机相连，用来存储水表的各种参数、状态、60天用水数据等。该电路中的R2、R3为上拉电阻。(4).单片机还连接有一编程接口X1，该编程接口电路中的C1、C2、C3以及电阻R1构成了电源滤波复位电路。(5).单片机还连接有一电源电压检测电路，该电路由限流电阻R8、R9以及三极管Q2构成，其作用是在工作状态下检测电池的电压电量并进行计算、比较，实现对电池的监控。(6).水表基表的流量传感器FLOW为韦根型流量传感器，通过R6、C7构成的上拉电路与单片机相连，作用是提供可靠的流量脉冲给单片机用于统计流量。(7).防磁攻击电路由R5、C6以及磁开关S1构成，在受到磁攻击时S1闭合，利用干簧管提供给单片机磁攻击报警信号，以便单片机进行磁攻击时间的统计。无线远传水表由锂电池提供电源，该电池在电路中未示出。2.集中器，参见图2、图4。集中器的单片机U3的型号也为MSP430F微处理器。该单片机的相应接口分别连接微功耗无线通讯模块、非易失存储器FM24CL64、编程接口电路、时钟电路RX8025、电池电压检测电路构成，下面分别叙述(1)单片机U3是数据集中器的核心，在其相应接口上连接由电容C11、C12以及晶振T3组成的高频晶振电路和晶振T4构成的低频晶振电路。该单片机的主要功能是在其内部监控程序监控下，统一指挥、协调控制各接口电路、模块的工作，通过无线通讯模块接收手抄器的命令并发布命令给采集区小户表以控制通讯过程、数据的采集、收发，实现集中器的功能。(2)微功耗无线通讯模块FSK2是专用于433MH的无线数据通讯电路，它与单片机的串行异步通讯口UART相连，通过三极管Q3、限流电阻R10、滤波电容C8构成的开关电路供电，在单片机使能控制端控制下，将单片机的命令或数据信号进行调制并经天线ANT发送出去，它还接收空间同频的无线信号并将其解调后发送给单片机。(3)非易失存储器U5的型号为FM24CL64。滤波电容为C15、电阻R20、R21为上拉电阻。它通过标准的12C总线与单片机相连，用来存储采集区的各种通讯参数、存储集中器采集到的各小户表数据并在手抄器抄表时，将这些数据通过单片机和微功耗无线通讯模块发送出去。(4)时钟电路U4的型号为RX8025。滤波电容为C10、上拉电阻为R14、R15、R16、R17，也通过标准的12C总线与单片机相连，提供给集中器准确的计时，24小时报警中断启动集中器每日的抄表功能。(5)电池电压测量电路由电源DN1(锂电池)、电容C13、C14、电阻R18、R19构成，该电路连接单片机的A/D转换接口，供电池分压给单片机进行A/D转换，将电池电压数据同其他数据信息一起发送出去。(6)单片机还连接有一编程接口X2，该编程接口电路中的C9以及电阻R13构成了复位电路。此外，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能无线水表系统，由无线远传水表、集中器、无线数据手抄器以及智能管理系统构成，无线远传水表由单片机、微功耗无线通讯模块、流量传感器、存储器组成，集中器由单片机、微功耗无线通讯模块、存储器构成，无线远传水表与集中器通讯，无线数据手抄器与无线远传水表以及集中器通讯，经过无线数据手抄器抄表的数据通过ＲＳ２３２接口上传到智能管理系统，其特征在于：（１）无线远传水表以及集中器控制电路中的微功耗无线通讯模块均为双向通讯的ＦＳＫ通讯模块；（２）无线远传水表以及集中器控制 电路中的存储器均为非易失存储器；（３）无线远传水表的控制电路中的单片机上安装有防磁攻击电路。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：左晔，李国忠，刘大鹏，王志宏，邢新军，田久鵾，张增亮，于成林，
申请(专利权)人：左晔，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]