基于无线射频技术的第二代远传水表无线抄表系统
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作者: 吉健红
【摘 要】在第一代自来水远传水表有线抄表系统的基础上，利用无线射频通信技术，实现采集机与手抄器之间的无线组网，成功地推出第二代远传水表无线抄表系统，克服了第一代有线抄表系统存在的一些弊端。
【关键词】无线射频；短距离；低功耗；无线抄表
0.引言
随着经济建设高速发展，城市小区不断开发，自来水行业面临着水资源日趋短缺、抄表收费队伍日益庞大、入户抄表扰民纠纷日渐突出等矛盾。为此，我公司开发了第一代远传水表抄表系统，并得到了各界的认可。在多年的运行中，我们发现了这套有线抄表系统的一些弊端：抄表系统线路长，整个小区的网线需从地下管、井连接到物业管理部门，由于RS-485通讯的距离有限（1200米），长距离通信能造成信号的衰减，数据不稳，甚至通信中断。另外地下线路经常受到外界的破坏，如施工中各走线的相互干扰、施工不当造成损坏以及动物（老鼠）啃咬引起断、短路的情况时有发生，造成系统不稳定，故障点难查找，网线维护需要大量人力、物力等。近年来，无线射频通信技术得到了抄表行业的广泛重视，它是一种短距离、低功耗、低成本，抗干扰能力强的无线网络通信技术，我们采用了基于这一技术的北京华荣汇资讯有限公司生产的TR100S无线通讯模块来实现无线抄表系统，成功地研制了第二代远传水表无线抄表系统，使整个系统更加高效、可靠、经济，安装维护简便，解决了老系统存在的问题。
1.系统组成
由脉冲水表、数据采集机、手抄器、打印机及上位机组成：
1.1脉冲水表
这种水表是新型的数字脉冲式液封水表，是在普通的水表中安装探头，探头内装有磁铁、干簧管。在用户用水时，表内磁针旋转，利用干簧管的簧片在磁铁的循环作用下循环闭合，从而产生计量用的脉冲信号。脉冲式水表技术成熟，工作稳定可靠，计量准确，造价低。
1.2数据采集机
以单片机AT89C52为核心，对水表的各种脉冲信号（正常用水，窃水，短路，断路）进行分析、计算、存储，由专用通讯接口以RS485方式输出，再经过北京华荣汇资讯有限公司生产的TR100S无线通讯模块将数据信息转换成480MHz的无线电信号发射出去。TR100S无线通讯模块体积小，重量轻，低功耗，具有高的抗干扰能力。无线通讯模块作为一个独立的通信单元，可直接嵌入采集机中。每个采集机都编有一个唯一的地址，只有从手抄器上传来的地址码与自己的地址码相同时才响应，否则不做任何响应。为保证数据采集不间断，采集机配有备用电源，当小区停电时，备用电源可连续工作约100小时。为保证采集数据不丢失，在采集机内增加了掉电保护功能，采集机停止工作后，所采集到的数据能保存10年，一个采集机可连接24块脉冲水表。
1.3手抄器
是一种带液晶显示的小型发射、接收装置，体积小，携带方便，操作简单、直观，采用半双工通讯方式与采集机通讯。它的主要功能是将各采集机的数据采集上来，根据需要进行显示、打印，可将信息通过RS232接口上传给上位机，也可对终端用户的数据进行修改和重新填写（此项功能有密码保护，非专管人员无法使用）。当手抄器想与一采集机联系时，先在手抄器上发送带有这块采集机地址码的命令，各采集机全部都接收，并将收到的地址码与本身地址比较，若相同，则根据手抄器上传来的命令进行不同的响应，将响应的数据发送回去，手抄器将其无线模块收到的数据进行分析、计算、处理，把最终结果（水表指针、水表工作状态）在液晶屏上显示出来，同时可通过红外传输将信号送到微型打印机即时打印，最后通过RS232接口以有线方式将以上信息传到上位机中，作为历史资料保存，以备查询，一个手抄器最多可抄6000块水表。
1.4微型打印机
以红外传输方式与手抄器通讯，这种打印机体积小、重量轻，打印速度快，操作方便，打印出缴费单后可立即送给用户。
1.5上位机
主要用来保存数据、查询数据、改变数据。当手抄器抄完表后，可将信息上传到上位机中作为历史资料保存，以备查询。上位机可以把所有的用户资料，水表数据以表格形式打印出来。如果用户资料、水费单价等数据需要调整时，先在上位机中进行修改，然后再下载到手抄器便可。
2.结束语
自来水第二代远传水表无线抄表系统是现代信息技术与流量计量技术相结合的产物，集计量、采集、处理于一体。通过多年的运行情况来看，系统运行平稳，安全可靠，经济适用，实现了自来水抄表、收费管理的现代化。 [科]
【参考文献】
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［２］曾庆波，何一楠，辛春红．单片机应用技术[M]．哈尔滨工业大学出版社,2010.8：2-12．
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