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無線遠(yuǎn)程智能水表系統(tǒng)解決方案
1 基于ZigBee 的智能水表設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)采用智能表有如下幾個(gè)部分組成：無源直讀水表、MCU、ZigBee 模塊和電源模塊組成。
無源直讀水表不再采用傳統(tǒng)的累計(jì)脈沖換算方式來采集表數(shù)，而通過傳感器直接讀取水表字輪的機(jī)械位置的方式來獲得水表的實(shí)時(shí)示數(shù)，模擬真人直接讀表。在任一時(shí)刻讀表都能獲得水表的實(shí)時(shí)示數(shù)，保證了數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)準(zhǔn)確，避免了脈沖累計(jì)換算帶來的誤差。
Chipcon 公司的CC2430 芯片集成了MCU 和ZigBee 模塊，CC2430 在單個(gè)芯片上整合了ZigBee 射頻（RF）前端、內(nèi)存和微控制器。本芯片采用了1 個(gè)8 位MCU（8051），具有128K 可編程內(nèi)存和8K 的RAM，還包含模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器、定時(shí)器、ES-128 協(xié)同處理器、
看門狗定時(shí)器、32 KHz 晶振的休眠模式定時(shí)器、上電復(fù)位電路、掉電檢測(cè)電路, 以及21個(gè)可編程引腳。
2 系統(tǒng)組成
無線遠(yuǎn)程智能水表系統(tǒng)包括如下部分：智能水表、GPRS 模塊、運(yùn)營商移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)和控制中心。居民樓的用戶安裝上智能水表，保證相鄰的智能水表能夠正常無線通信。再每隔幾個(gè)樓層每安置GPRS 模塊，GPRS 模塊與其相同樓層的智能水表相連。由于ZigBee 協(xié)議組網(wǎng)的
自組織等靈活性可以使帶有ZigBee 無線模塊的智能水表構(gòu)成可靠網(wǎng)絡(luò)，從而可以不用進(jìn)入居民房間即可抄寫到水表指數(shù)獲得該用戶的用水量及水費(fèi)使用情況。
控制中心放置在遠(yuǎn)端通過運(yùn)營商的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)與居民樓的GPRS 模塊和ZigBee 智能水表相通信，控制中心主要功能是對(duì)抄上來的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和分析等。該系統(tǒng)中的GPRS 模塊也可以替換成3G 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)模塊便于大數(shù)據(jù)量的傳輸。
3 系統(tǒng)原理
無源直讀水表的數(shù)據(jù)經(jīng)過ZigBee FFD 模塊轉(zhuǎn)化為ZigBee 通信協(xié)議包，傳輸至臨近樓層的FFD 模塊，通過逐層多跳通信的方式將數(shù)據(jù)傳送給ZigBee 協(xié)調(diào)器（ZigBee 協(xié)調(diào)器可每隔數(shù)層安置）。ZigBee 協(xié)調(diào)器收到數(shù)據(jù)包后，一方面按原來路徑返回收到的確認(rèn)信息（ACK），從而使到達(dá)發(fā)送數(shù)據(jù)的FFD 模塊，實(shí)現(xiàn)握手通信，完成一次完整的無線通信。否則FFD 模塊將繼續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)，直到收到協(xié)調(diào)器返回的握手信息。另一方面ZigBee 協(xié)調(diào)器將連的居民樓側(cè)GPRS 模塊，經(jīng)過移動(dòng)運(yùn)營商的GSM/GPRS 網(wǎng)絡(luò)傳送至控制中心?？刂浦行?/span>GPRS 模塊將上述數(shù)據(jù)接收并向控制中心服務(wù)器發(fā)送，控制中心服務(wù)器將根據(jù)收到數(shù)據(jù)的用戶ID 存儲(chǔ)至各個(gè)用戶的信息欄內(nèi)，以備監(jiān)控人員查詢，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的集中管理。
ITO-1268系列無線數(shù)傳模塊
技術(shù)參數(shù):
| 產(chǎn)品型號(hào)：ITO-1268 |
| 發(fā)射功率：17dBm |
| 接受靈敏度：-117dBm |
| 發(fā)射距離：1200m@ AT-1天線 1200bps |
| 尺寸：47mm×26mm×10mm |
應(yīng)用領(lǐng)域：
- 水、電、煤氣，暖氣自動(dòng)抄表收費(fèi)系統(tǒng)
- 行車和起重機(jī)等的工業(yè)遙控
- 生產(chǎn)線數(shù)據(jù)采集
- 鐵路、油田、碼頭及*的數(shù)據(jù)通信
- 醫(yī)療和電子儀器儀表自動(dòng)化控制
- 燈光無線智能控制
- 安防報(bào)警及煤礦井下人員考勤和定位
- 汽車防盜、輪胎壓力監(jiān)測(cè)及四輪定位
- 商店無線POS系統(tǒng)
- 飯店無線點(diǎn)菜系統(tǒng)及智能無線PDA終端
- 航道浮標(biāo)及野外臨時(shí)場(chǎng)地的LED顯示器
- 高速公路不停車自動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)工程
- 無線吊秤，無線傳輸?shù)碾娮映?span lang="EN-US">
- 銀行排隊(duì)管理系統(tǒng)
功能特點(diǎn):
| 1 ITO-1268系列無線數(shù)傳模塊為通用透明傳輸模塊，能適應(yīng)任何標(biāo)準(zhǔn)或非標(biāo)準(zhǔn)的用戶協(xié)議： 2 寬溫工作：使用有源晶振，工作溫度為-40℃~80℃。與無源晶振（-25℃~75℃）相比，工作溫度范圍更寬。 3 微功率發(fā)射，zui大發(fā)射功率17dBm，20dBm（5V時(shí)可選），載波頻率可提供433MHz/470MHz。 高抗*力和低誤碼率：基于GFSK/FSK的調(diào)制方式，采用高效前向糾錯(cuò)信道編碼技術(shù)，提高了數(shù)據(jù)抗突發(fā)干擾和隨機(jī)干擾的能力。 4 傳輸距離遠(yuǎn)，在公路情況下，天線AT-1放置位置高度為1.5米，可靠傳輸距離可達(dá)1200m（433MHz @1200bps）、1000m（433MHz @4800bps） 、800m（433MHz @9600bps）。 1200m（470MHz @1200bps）、1000m（470MHz @4800bps） 、800m（470MHz @9600bps）。 5 提供透明數(shù)據(jù)接口，能適應(yīng)任何標(biāo)準(zhǔn)或非標(biāo)準(zhǔn)的用戶協(xié)議，自動(dòng)過濾掉空中產(chǎn)生的假數(shù)據(jù)，用戶無需編制多余的程序，實(shí)現(xiàn)所收即所發(fā)。 6 標(biāo)準(zhǔn)配置提供8個(gè)信道，可擴(kuò)展到16/32信道。滿足用戶多種通信組合方式。 7 +5V供電情況情況下，接收電流30±3mA，發(fā)射電流50mW為90±10mA，100mW為100±10mA，休眠電流5±2uA。 8 采用單片射頻集成電路及單片MCU，體積小，外圍電路少，可靠性高，故障率低。
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