長(cháng)期以來(lái)，供電企業(yè)電能數據的抄算都是基于電能表的手工作業(yè)方式，即每月定期派人到各用戶(hù)那里抄錄電能表的用電數據作為電費計算和收繳的依據。隨著(zhù)電力負荷的急劇增長(cháng)，一戶(hù)一表和直供到戶(hù)等營(yíng)銷(xiāo)舉措的不斷深入，用電企業(yè)紛紛將家屬宿舍的用電管理業(yè)務(wù)交還供電企業(yè)，致使供電企業(yè)的電量抄錄的工作量急劇膨脹，就地分散的手工抄表根本無(wú)法適應用電管理的需要。目前在政府政策的支持下，供水行業(yè)也正在進(jìn)行“一戶(hù)一表”的政策推行，計量表具劇增，抄表工作量增大，自來(lái)水收費體制面臨著(zhù)一次重要改革，實(shí)現網(wǎng)絡(luò )化、智能化收費，采用新的抄表技術(shù)來(lái)提高抄表工作效率，減少勞動(dòng)強度和提高服務(wù)水平，已經(jīng)成為供水行業(yè)的共識。同時(shí)，隨著(zhù)社會(huì )的不斷發(fā)展，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，小區住宅除了滿(mǎn)足人們最基本的居住要求外，實(shí)現住宅的表記自動(dòng)抄表、自動(dòng)計費、遠程集中式抄表，將方便、省時(shí)的物業(yè)管理帶給住戶(hù)，形成家庭智能化管理是未來(lái)發(fā)展的必然選擇。自動(dòng)抄表系統的技術(shù)研究和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)勢在必行。
AMR的概述及其特點(diǎn)
自動(dòng)抄表（AutomaticMeterReading-AMR）是指利用微電子和計算機網(wǎng)絡(luò )、傳感等技術(shù)自動(dòng)讀取和處理表計數據，將城市居民的用水、電、氣信息加以綜合處理的系統。它是一項將數據自動(dòng)采集、傳輸和處理應用于電能供與用電管理系統中的技術(shù)，從根本上克服了傳統的人工抄表模式的弊端，使各水、電、氣公司及物業(yè)管理部門(mén)從根本上解決了入戶(hù)抄表收費給用戶(hù)和抄表人員帶來(lái)的麻煩，避免了許多不必要的糾紛，給水、電、氣的現代化管理帶來(lái)了新的希望。同時(shí)，準確而便捷的收費系統，不但提高了管理部門(mén)的工作效率，也滿(mǎn)足了現代用戶(hù)對用水、用電、用氣繳費的需求。
從功能上來(lái)說(shuō)，AMR系統主要是完成電度計量或信息采集、信息遠傳、后臺軟件處理和分析三部分任務(wù)。前后兩部分技術(shù)已經(jīng)成熟，抄表系統技術(shù)關(guān)鍵是解決信息遠傳——通訊問(wèn)題?，F階段國內的抄表通訊方式主要有三種：一種是電力線(xiàn)載波抄表，一種是485總線(xiàn)抄表，還有一種是無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )抄表，下面對這三種方式作簡(jiǎn)要的說(shuō)明。
電力線(xiàn)載波(PowerLine Carrier，PLC)通信是指將信息調制為高頻信號后疊加在電力線(xiàn)路上進(jìn)行通信的技術(shù)，在同一變壓器區域下，一個(gè)集中器采集若干個(gè)采集器或電能表的數據，構成一個(gè)基于電力線(xiàn)的通信網(wǎng)。電力載波最大的優(yōu)勢就是可以利用無(wú)所不在的電力線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )作為一種通信媒介，不需重新布線(xiàn)，這是世界上分布范圍最廣的、最現成的通信資源，可以節省大量的人力物力。電力線(xiàn)通信(PLC)在A(yíng)MR系統中的應用已有幾十年的歷史，在歐美等地區使用效果非常好。除了在海外使用外，盡管人們關(guān)注度非常高，但在中國本地還沒(méi)有取得明顯的成績(jì)。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，其中最大的障礙之一是其通信的穩定可靠性，這是所有基于載波抄表方案必須解決的一個(gè)迫切問(wèn)題，而且在解決這個(gè)問(wèn)題時(shí)，不能提高解決方案成本。
相比電力載波通訊，485總線(xiàn)抄表的運用面會(huì )比較小，它一般用在已預埋線(xiàn)路或容易走線(xiàn)的小區，這種方式通信實(shí)時(shí)性強，可靠性最好。但集中器和采集器之間需要拉專(zhuān)線(xiàn)，工程量大一些。
提起無(wú)線(xiàn)抄表，估計大家也不陌生，現在市面上的無(wú)線(xiàn)產(chǎn)品琳瑯滿(mǎn)目，如無(wú)線(xiàn)鼠標、無(wú)線(xiàn)遙控器等。我們已經(jīng)進(jìn)入了信息時(shí)代，信息的獲取傳輸也逐步從有線(xiàn)過(guò)渡到了無(wú)線(xiàn)。這一技術(shù)的最大優(yōu)勢就是安裝方便、成本低、傳輸可靠，隨著(zhù)無(wú)線(xiàn)通訊事業(yè)的發(fā)展，涌現了大量的RF芯片生產(chǎn)廠(chǎng)家，使得無(wú)線(xiàn)產(chǎn)品朝著(zhù)微型化、模塊化的方向發(fā)展。我司自主設計的無(wú)線(xiàn)抄表方案就是通過(guò)無(wú)線(xiàn)收發(fā)模塊（EV-IA4421_3）實(shí)現設備之間通訊的。
無(wú)線(xiàn)模塊在A(yíng)MR上的運用
我司自主研發(fā)的無(wú)線(xiàn)抄表系統采用簇狀樹(shù)形結構，硬件設備包括：主控器、中繼器和終端設備。各設備之間通過(guò)無(wú)線(xiàn)射頻的方式進(jìn)行通信，通信的中介設備就是插在各設備上的無(wú)線(xiàn)收發(fā)模塊。下面對各硬件設備作簡(jiǎn)要說(shuō)明：
1、主控器
是整個(gè)系統的控制中心，操作命令的發(fā)起者，提供有人機操作界面。主要負責數據管理，網(wǎng)絡(luò )組建,網(wǎng)絡(luò )維護和終端操作。終端訪(fǎng)問(wèn)路徑的生成有手工建立和自動(dòng)建立兩種方式，手工建立是指人為的終端輸入訪(fǎng)問(wèn)路徑，自動(dòng)建立是通過(guò)中繼器或有中繼功能的終端（如電表）進(jìn)行逐級查找終端，再根據算法自動(dòng)生成對終端的訪(fǎng)問(wèn)路徑。
2、中繼器
將數據進(jìn)行中繼，擴大的網(wǎng)絡(luò )的物理覆蓋范圍，最大可做到16級。級的覆蓋半徑取決于無(wú)線(xiàn)模塊的有效通訊距離，對于離主控器較遠的終端設備就可以通過(guò)增加路徑級數來(lái)實(shí)現通訊。
3、終端
可支持水、電、氣三表，負責計量等實(shí)際運用。終端的最大容量高達32767只，水、氣表支持睡眠功能，大大的降低了功耗；電表端點(diǎn)具有中繼功能，在組網(wǎng)的時(shí)候可進(jìn)行廣播搜索設備，從而減少了網(wǎng)絡(luò )中中繼器的個(gè)數，降低了成本。
4、無(wú)線(xiàn)收發(fā)模塊
無(wú)線(xiàn)收發(fā)模塊（EV-IA4421_3）也是我司自主研發(fā)的，該模塊的核心是美國INTEGRATION公司的無(wú)線(xiàn)收發(fā)芯片IA4421，該芯片是一個(gè)完整的無(wú)線(xiàn)收發(fā)機，包括內在的多邊帶PLL合成器、PA、LNA、混頻器、基帶濾波器、中頻放大器、信號強度指示RSSI、數據質(zhì)量偵測DQD、電池電壓偵測、AFC和微控制器，外圍元件很少，性能穩定可靠。該模塊向用戶(hù)提供簡(jiǎn)單的應用接口，采用透明通信，從串行接口進(jìn)入發(fā)射模塊的數據會(huì )原封不動(dòng)的從接收模塊串行接口送出去，即所收即所發(fā)，使用非常方便。
模塊支持三種工作頻段：433MHz、868MHz和915MHz，在出廠(chǎng)時(shí)設置。工作頻道、串口波特率、擴展輸出口和可靠數據級別強度則根據用戶(hù)的需求通過(guò)軟件或硬件的方式進(jìn)行設置。本方案無(wú)線(xiàn)模塊的天線(xiàn)及各參數設置如下：
（1）嵌入式天線(xiàn)：SMA接頭，阻抗50Ω，增益3dBi，駐波比≤1.5，頻率433MHz，帶寬≥10MHz，全向輻射。
（2）工作頻段：433MHz；
（3）串口波特率：通過(guò)跳線(xiàn)的方式設置為19.2kbps；
該系統充分利用了模塊的/PD睡眠引腳和能量檢測功能，說(shuō)明如下：
1、/PD睡眠引腳
系統睡眠終端在進(jìn)入睡眠模式時(shí)把模塊的\PD致為0，此時(shí)模塊會(huì )關(guān)閉自身的串口，RX和TX引腳被配置為I/O口功能，RX是輸入腳，TX是輸出腳并輸出低電平，這時(shí)為了更省電，應用板MCU相應的RX引腳應設置成輸入狀態(tài)，TX應設置成輸出低電平狀態(tài)。
2、能量檢測
組網(wǎng)時(shí)，為保證建立路徑的可靠性，搜索路徑的最后一個(gè)設備通過(guò)串口發(fā)送命令的形式打開(kāi)模塊的能量檢測功能，設置一個(gè)可靠數據級別強度，模塊每收到一幀數據都要進(jìn)行能量判斷，丟棄低于設定值的幀，這樣就可以保證每級搜索到的設備都是可靠的，從而生成可靠的訪(fǎng)問(wèn)路徑。為了提高數據接收的靈敏度，在每級組網(wǎng)結束時(shí)關(guān)閉模塊能量檢測功能。
結束
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