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新天无线远传表独有技术

一、新天无线表及抄表系统的技术特点
1、无线自动路由技术——保证100%的抄表率
    国家的相关标准规定一次抄表成功率达到90%。目前的厂家实际做到的一次抄表成功率达到92%,而在宣传上宣称达到99%,这是这个行业的最领先的水平。
    而新天的最新型的无线远传的一次抄表成功率,可以达到100%。为什么呢?
    因为新天的无线抄表系统有多项独有的技术,这些技术是:表与表之间的信号是自动路由的,同时采集器与采集器之间也是自动路由。
    什么是自动路由?就是每个表和每个采集器本身是信号中转站,可以转发数据。因此不需要每个表、每个采集器的信号发射能力很强,也不需要每个表、每个采集器的信号接收能力很灵敏,也不担心表是否装在钢筋混凝土的小屋里或地井里。自动路由概念说起来很简单,实际实现起来相当复杂,必须通过长期的研究再加上精准的数学模型才能实行。
    为此新天在这方面聘请了2个数学博士和2个无线电博士,进行了5年的研发才实现了这项技术。也由于这项独有技术,使目前新天的无线远传的全自动系统,只需要两级结构:采集器和集中器。每个采集器可带1024块表,每个集中器可带255个采集器,因此,在一个25万块表的小区,只需要一个集中器,一张手机卡,就可以实现全小区的抄表。
    一个手机卡可抄回25万多块表,目前只有新天无线远传水表及系统可以做到。
2、无线频率自动校准技术——告别智能表售后服务的历史
    目前的无线远传系统,普遍存在的一个问题是,刚开始安装调试时,抄表率很好,可是等到一段时间后,抄表率开始下降,再过几年后,产品开始失效。
    其中一个原因是无线通讯频率的偏移和环境的变化。
    无线网络中,各设备通讯频率的一致性是决定网络正常运行的关键。由于电子元件本身的精度差异和环境温湿度变化的影响,无线通讯频率会逐渐偏移,导致网络稳定性下降,需要专业人员定期进行频率校准,这种方式费工、费时,增加成本开销。
    本系统创新的采用无线网络通讯频率自动校准技术有效地解决了这一问题。该技术是利用网络中各设备的交互通讯,实现频率的自动校准:集中器以广播形式周期发送标准频率的无线信号,其他设备对接收到的标准频率信号进行评估,并和自身频率进行对比,自动调整频率差,使系统设备的通信频率始终保持一致。并且,各设备电子单元采用环境感知电路设计,能够根据周围环境温湿度的变化自动调整运行参数,使电子单元保持最佳性能,并结合电子单元的低噪放大电路设计,实现超高的信号接收灵敏度,不需要提高设备的发射功率,就可以成倍增加网络信号覆盖范围。
    新天的无线频率自校准技术,使无论多少年后,产品的性能不会改变。
    新天无线远传表,结束了无线远传系统存在的售后服务的历史。
3、无线网络动态自维护等技术——安装智能表就像安装普通表一样简单
    目前,客户不愿安装无线远传抄表系统的一个重要原因是,无线远传表的安装调试比较麻烦,需要调整信号强度,选择合适的位置。
    新天的无线远传抄表系统,在前述的两项关键技术基础上,再加上本节论述的核心技术——无线网络动态自维护技术和矩阵式编解码技术,使得新天的无线表的安装像普通表一样的简单,且实现了免调试、免测试。
    无线信号强度会受到周围建筑物、电器、温湿度等因素的影响不断变化,传统的无线网络需要加大信号发射功率或增加中继器以维持网络正常运行;当网络中的设备故障时,其信号覆盖范围内都会成为信号盲区,这既浪费资源,又不能保证网络的快速恢复。
    为适应未知的、时变的网络环境,实现网络的自动维护、最大限度降低故障设备的影响区域,系统创新的采用了无线网络动态自维护技术:各设备设定唯一的通信识别码,集中器周期发送网络探听包,侦听无线信道活动状态,当网络空闲时,集中器以广播形式发起网络导航包(用于收集网络中的设备信息),集中器信号范围内的采集器将网络导航包解码后,提取出信号源的通信识别码、传输路径、中继级数等信息更新到自身的通讯链表中,并将自身的通信识别码和信号强度等状态信息附加到网络导航包中,当网络空闲时仍以广播形式传递给周围的采集器,如此循环下去,网络中的设备将会不断收到携带周围网络结构的导航包,并不断刷新自身的通讯链表,当链表存满后就不再发送网络导航包,此时,各设备将会形成相互间的通讯链路网,从而自动组建成多路径的、交织的通讯网络。
    系统周期性的自动维护网络,能够随网络中设备的增减、信号强弱的变化,及时搜索到最佳通讯路径,实现设备的免调试、免维护、即装即用、快速组网的目的。
    矩阵式编解码技术指在自动路由技术基础和无线网路动态自适应技术上,每块表和集中器之间的传输路径不是唯一的,新天按照数学矩阵的原理,每个表和集中器之间最少建有3条路径,一条为主路径,两条为备用路径,三保险的路径使得新天的无线抄表的技术实现了安装的免调试。
4、电磁波唤醒技术——解决无线表不仅可以实时单抄,而且可以实时阀控的难题
    目前国内的无线抄表系统,往往是单抄的系统,或者宣传可无线控制。而由于采用了多项独有技术,新天不仅可以做到可靠单抄,也可以可靠地做到了实时单抄+远程阀控,也做到了实时单抄+射频IC卡阀控。
    无线远传表实时阀控的难题是必须要求表的无线模块处于无线接收状态,这样的话,使用电池供电的表的电量很快就会耗尽,为了解决这一难题,经过3年多的研究,新天创造性地发明了电磁唤醒技术,这项技术指:平时智能表处于睡眠状态不工作,当系统抄表时,抄表设备向目标智能表发送特定频率的电磁波,激活智能表,使其处于数据通讯状态;当抄表结束后,智能表恢复到超低功耗的睡眠模式,从而达到降耗的目的。
    电磁唤醒独有技术使得无线远传表的实时阀控变为可能。
    新天的关于电磁唤醒技术方面的独有技术如下:
    目前,在国内带有控断功能的水表中,大家多采用传统的电动球阀作为实现这一功能的执行机构,电动球阀具有开关自如、灵活、直通、压损小等诸多优点,但随着使用时间的增长以及水中水垢和微生物的共同作用,在球表面很容易形成水垢和锈斑,从而影响阀门正常开关,甚至锈死、无法工作,所以要求阀门定时开关以减少锈死的机会,这样无形中增加了开关阀门的次数,也就使得电池寿命大为减少。新天公司针对球阀的以上这些不利因素,开发出具有当今国内一流技术——悬浮球阀防锈技术的电动球阀,不仅继承了球阀原来的优点,而且解决了阀门最根本的问题;我们设计的球阀,阀芯与阀体之间采用悬浮式结构,阀芯与阀体之间留有缝隙,可以有效利用水的表面张力及水压,在保证关阀密闭不漏水的前提下,可以实现压损小、磨损小、功耗小、防锈蚀、防堵塞的目的,具有“防抱死”的结构特点。在工作时,阀球悬浮在水中工作,在水压力和水流的共同作用下,冲刷、震动,达到防锈目的,长期使用不用担心锈死,同时,减少开关次数,节约电能,也达到延长电池使用寿命的目的。我公司水表采用悬浮球阀技术,电动球阀的球形阀芯和阀体之间采用悬浮式结构,有效利用自来水的表面张力及水压,在保证关阀密闭不漏水的前提下,阀芯与阀体之间留有缝隙,以悬浮式结构,可以实现压损小、磨损小、功耗小、防锈蚀、防堵塞的效果,既提高了阀门的可靠性和寿命,又减少了电池的负载功耗,保证电池的使用寿命。我公司的电动阀门采用的是两线制电子式阀门到位检测技术。阀门能否可靠开关到位非常关键,这决定了计量表的正常使用情况,国内很多厂家无法检测阀门开关到位与否,个别厂家采用的是四线制机械式到位检测技术。两线制电子式到位检测方式结构简单,可靠性高。当阀门转到位时,驱动电流突然增大,微单片机自动判断阀门的驱动电流,并自动停机。如果采用四线制机械式到位检测方式,当阀门转到位时,碰撞机械触点,从而实现停机。很显然,这种方式结构复杂,可靠性差,不能防水、防锈,容易误动作。两线制电子式到位检测控制技术在确保阀门可靠开关到位的同时,又减少了电池不必要的电能浪费,提高了电池的使用寿命。
    有了以上几项的阀门的独有技术,使得新天的无线远传系统,不仅可以实时阀控,而且可以做到了可靠地阀控。     
5、零功耗技术——电池寿命可以使用12年
    2005年,新天率先向用户承诺电池寿命保证8年,如今,当所有的厂家的电池寿命基本可以做的保证8年时,经过6年来的潜心研究,经过大量的安装和使用:
    新天在此向客户郑重承诺:新天的无线远传系统的电池保证使用12年。
    新天的电池保证可以使用12年,新天可以和客户签订使用不够12年无条件赔偿退货的协议,新天不是随便说说,新天是基于以下三个方面的理由:
    第一理由,技术:新天的表采用的是零功耗技术,由于采用了自动停电技术,表平时功耗小于0.01μA(FJ系列为0.5μA,而 0.5μA静态工作电流仅仅为了维持内带时钟芯片的工作),只是在用水时、刷卡时、通讯时,表才进行耗电。零功耗技术使使内附电池使用寿命大大提高。
    第二理由,工艺:新天的表的电池在进货后,对每只电池都经过70度的24小时的储存,再经过24小时的常温储存,如此往复3次,合计144小时的老化试验后,再拿出千分之一的电池进行放电试验,只有证据证明144小时老化后的电池的容量仍然达到电池的标称值2.0AH,这样才投入仪表的使用。这种新天自创的电池检验方法,加上公司拥有的美国福禄克公司的电池综合性能检测仪的检验,使得新天表中的电池个个稳定可靠。
    第三理由,实践:各位知道,在IC卡水表领域,自2000年开始,新天的表一直安装的最多,目前是中国第一品牌,已经有400万只在运行。在无线水表领域,自2001年开始,新天的表也一直在安装使用,目前已经有80万只在运行。2010年5月份,新天专门对8年~10年的表进行了更换电池的售后工作,拆回来的电池经过放电试验,电量还剩余30~40%(0.6AH~0.8AH),对比新的电池的2.0AH的总电量,我们完全可以推测出来,新天的表的电池可以使用12年以上。
6、迟滞采样技术——不会出现机械数和电子数不对应的问题
    自2000年,十年来在卡表和远传行业,不少公司宣扬磁铁和干簧管的脉冲采样方式不可靠,机械数和电子数不对应,并分析地头头是道。而事实呢?磁铁和干簧管的计数,在航空行业至今还在使用,美国的波音飞机的翅膀的位置检测使用的就是磁铁和干簧管技术,怎么在普普通通的智能水表气表上就做不可靠了:究其原因是浅尝辄止,人云亦云!
    十年前,新天就不信邪。
    新天采用了一项技术,防抖动技术:自来水管道的管涌、水锤等压力波动现象对水表计量信号采样干扰非常大,易造成采样不准,从而引起电子计数和字轮计数不相符合。针对这个难题,我们采取类似“迟滞比较器”的原理,设计了迟滞技术,把磁敏元件(采样传感器)作成特殊的迟滞器。例如,当磁铁需靠近磁敏元件至5mm时,磁敏元件才吸合;当磁铁离开磁敏元件至8mm时,磁敏元件才断开,有了这种准确数据化的临界点界定手段,即使在抖动情况下,采样器也只计量有效信号,不会发生乱计数、多计数的问题,有效解决了水表防抖动难题。
    再加上公司的数据自动纠错技术、提高存贮器寿命的技术。
    由于采用了以上三项独有技术,十年前,新天的表的电子数从来没有和机械数产生过偏差,今天,新天的表的电子数没有和机械数产生过偏差,十年后,新天的表的电子数也不会和机械数产生过偏差。
    新天的电子采样的表的准确性是无容置疑的,同时,为了推动无线远传行业和IC卡表行业的共同发展,新天郑重承诺,新天允许同行免费使用防抖动技术、数据自动纠错技术、提高存贮器寿命的技术这三项独有技术。
7、全密封防水技术 —— 可泡在水中工作
    新天公司生产的智能水表电路全部采用环氧树脂密封胶灌封技术,电池采用硅胶灌封技术,阀门电机、齿轮箱、显示屏采用透明真空密封技术,新天的智能表中无任何外漏线头和接插件。新天的智能表的防水、防潮、防攻击远远高于IP68的标准,新天的表浸泡在水中可正常工作。                                                                            
8、工业级元器件——保证可靠使用20年   
    为降低成本,大多数厂家选择民用级的原器件,甚至有的厂家采用的甚至是劣质的的原材料。新天的目标是成为世界智能表领域的领导者。新天不是为今天做产品,新天是为十年后、二十年后做产品。
    智能表这个行业的特殊性,使我们认识到,我们必须买最好的元器件,必须买最贵的元器件。新天公司认为:从长期的、发展的、战略的角度考虑,用最贵最好的元器件制造的成本最高质量最好的产品,才是让客户最满意的产品。
    自成立之日起,新天始终坚持的就是这样的理念。所以十年来,仅仅一根根电线,新天做到了一直使用日本OKI原厂制造而从不改变,对于所有的元器件,新天做到了一直使用工业界的进口器件。在直读表这个领域,新天充满了质量信心,新天对客户的承诺是:产品设计寿命30年,可靠使用20年,免费保修10年。
     2009年10月19号,建设部的著名技术专家刘百德了解了新天的研发、生产和技术后说:“原来我对中国的智能表的长期稳定性不是很有把握,看了你们的产品,我感觉心里有数了!”
    以下是新天的无线表的一些器件和同行的对比:
一般使用的电容可靠工作温度范围为-20℃-85℃,而新天的是-40℃-105℃。
一般使用的电阻的温度系数是100 PPM/℃,而新天的是,温漂值为±30PPM/℃
一般使用的集成电路是商业级的,温度范围为0℃-70℃,而新天的是工业级,温度范围为-40℃-85℃。
9、二十多项独有技术的结晶——大水表的无线远传系统
    因为有了以上的多项独有技术,再加上以下几个针对大水表的发明,
    1、独有技术:水表的短信自动抄表系统                
    2、独有技术:大水表无线GSM/GPRS抄表监测终端     
    3、软件发明:GSM/GPRS水量水参数抄表及监控终端
    使得放在井下(信号很弱)的、浸泡在水中(环境很差)的新天的无线远传大水表技术先进、工作可靠。新天的大水表的典型应用有以下几种情况:
    1)无线GSM远传+射频IC卡控制的大水表,需要交流电。
    2)无线GSM远传大水表,每个表中安装一个手机卡,内部电池供电。
    3)短距离的RF远传大水表,掌上机抄表,内部电池供电。

二、关于无线远传常见问题回答
1、怎样防雷?
    这个问题主要是针对有线抄表系统来讲的。因为有线抄表系统当中,所有的水、电、气表都是通过通讯线缆连接到采集设备(采集器或集中器)上的,如果雷电击中设备,会引起连锁反应。
    关于无线抄表系统而言,不存在雷电破坏的问题,这是无线表的独有优点。
    首先,计量表是无线的,且安装在建筑物的内部(室内或楼道表井),雷电不能直接破坏;
    其次,无线抄表设备和计量表之间是没有线路连接,不会出现有线抄表系统的连锁反应:一个设备遭受雷电后,所有抄表系统上连接的设备和计量表大范围损坏的现象。
2、数据漏抄和误抄怎么处理?
    我公司抄表系统一次抄表率100%,不存在漏抄和补抄问题。
    新天无线表具有自动搜寻计量表和采集设备的功能,并具有抄表网络自动维护功能,可以动态实时维护抄表网络处于最佳工作状态,而且具有多条抄表通讯路径,来保证抄表一次抄表率100%。比如:某台采集器停止工作后,系统可以马上寻找到其它设备,形成新的通讯路径,把由于设备停电、设备损坏等因素对系统的影响降到最低,保证了系统的数据抄取成功率。
    系统内的每一块计量表和每一台抄表设备出厂时均具有唯一的ID,计量表ID编码可以保证日产量1万块时100年内不重复。用户家中的计量表和用户编号一一对应,不会出现张冠李戴、误抄的情况。集中器可以保存每一块计量表最近31天的日数据和最近1年的月数据记录,为管理员提供详尽的数据信息和计量表运行状况。
3、是否需要申请频点使用证书?
    根据信息产业部《关于发布微功率(短距离)无线电设备的技术要求的通知》信部无[2005]423号规定, 470-510MHz频段为无线传声器和民用无线电计量仪表等类型设备免费使用频段,无需申请证书。我们的远传表使用频段为470MHz,该频段完全属于国家无线电计量仪表免费使用频段,所以使用我们的远传表不需要申请频点使用证书。
    但是,为了适应市场的需要,我们仍办有表的无线电使用证书。
4、无线电信号被屏蔽怎么办?
    首先,新天的表大多就是安装在无窗密闭的钢筋混凝土的房间里,或者安装在地下井里。新天的表的本身是按照信号被屏蔽的情况下可以正常工作设计的。
    其次,要想屏蔽掉无线射频信号,不仅需要使用专用的屏蔽材料,而且屏蔽壳体必须是完全封闭的。也就是说随随便便拿一个未封闭的金属壳体罩在射频源上,无法完全屏蔽无线信号。无线信号依然会从金属壳的缝隙或开口面通过衍射或反射作用继续向外传播。
    再次,如果一个非常专业的人士屏蔽了射频信号,系统抄不到表,抄表人员就会到现场检查,去掉屏蔽罩表仍可继续工作。损人不利己,何苦?
三、几种抄表方式的对比
1:无线抄表系统与有线抄表系统的对比
    目前,抄表技术多种多样:无线、总线、载波等。其中无线抄表技术先进、成熟,易于实现,数据传输速率高,可靠性高,为目前抄表系统的主要发展方向。采用相应的信道编码技术,可使抄收率和数据可用率达到两个100%。
    第一, 成本低廉。有线通讯方式的建立必须架设电缆,或挖掘电缆沟,因此需要大量的人力和物力;而无线数据传输方式无需架设电缆或挖掘电缆沟,节省了人力物力,投资是相当节省的。
    第二, 建设周期短。当要把成千上万户居民计量表相互连接通讯时,采用有线的方式必须架设长距离的电缆或者挖掘漫长的电缆沟(尤其是对于边远地方的计量表),这个工程周期可能就需要数个月的时间。而用无线通讯方式,只需要架设适当高度的天线,工程周期只需要几天或者几周就可以,相比之下,无线的方式可以迅速建起通信链路,工程周期大大缩短。
    第三, 适应性好。有线通讯的局限性太大,在遇到一些特殊的应用环境,比如遇到山地、湖泊、林区等特殊的地理环境或是移动物体等布线比较困难的应用环境时,将对有线网络的布线工程有着极强的制约力。而用无线通讯方式将不受这些限制,所以说无线通讯方式比有线方式有更好的更广泛的适应性,几乎不受地理环境限制。
    第四, 扩展性好。在用户组建好一个通讯网络之后,常常因为系统的需要增加新的计量点,如果采用有线方式,需要重新的布线,施工比较麻烦,而且还有可能破坏原来的通讯线路。而采用无线通讯方式,相比之下有更好的扩展性。
    第五, 设备维护上更容易实现。有线通讯链路的维护需要沿线路检查,出故障时,一般很难及时找出故障点。而采用无线通讯方式无需检查线路,出现故障时则能快速找出原因,恢复系统正常运行。
    传统的有线通讯方式(包括RS485总线、M-BUS总线等)的自动抄表系统还存在以下不足:
    布线工程量巨大,并可能会对现在的路面和墙体造成破坏;
    线路编号备案管理繁琐,张冠李戴,容易出错;
    施工改造周期长、穿墙打孔、布线施工扰民;
    线路故障点不容易查找,线路更换麻烦;
    系统铺设线路繁多,稍微有点规模的小区,就需要数万多条线路和线路接头,错综复杂,隐患众多;通讯线路明线铺设, 容易遭受人为破坏而导致系统瘫痪;
    铺设线路繁多,错综复杂,影响美观;
    通讯线路接头众多,接头松动、氧化、虚接、反接等影响整条线路工作;
    新的计量点增加非常麻烦,需要专门再铺设线路,开槽走线,费工费时;
    容易和其它系统(如安防监控系统等)的线路铺设冲突,甚至会破坏原已有线路;
    通讯线路容易遭受雷击破坏,甚至损坏整条通讯线路上的所有计量表和抄表设备;
    需有详细的施工布线图纸并有专人定期维护线路,后期维护量不容忽视!
    因此,有线通讯方式并不适用于旧表改造工程,尤其是对于大的项目改造!对于新建小区前期规划和后期维护也都是不小的投入,尤其是后期维护,工作量非常大。
2、无线抄表系统与电力载波抄表的对比
    电力载波式,载波式的优点是:借用电力线作通讯线省去布线的麻烦,技术先进,是抄表技术的一个很好的思路。缺点是:可靠性差,通讯不稳定,由于低压电力线本身的介质,结构和负荷的影响,载波信号易受干扰。另外,电力载波抄表系统国家只允许在指定的试点地区做电表远程抄表试验,还没有应用到水表和气表抄表系统中,水表和气表必须将信号传输到采用电力载波通讯的采集设备上,也就是说:对水表和气表而言,没有解决连线的问题。电力载波通讯方式和电话线调制、以太网调制、无线传输等方式相比,灵活性、稳定性要差得多,目前电力载波最大的屏障体现在通讯成功率上。
    由于电力线是给用电设备传送电能的,而不是用来传送数据的,所以电力线对数据传输有许多限制,因此电力线通讯具有以下特点:
    1、配电变压器对电力载波信号有阻隔作用,所以电力载波信号只能在一个配电变压器区域范围内传送;所以针对比较大的小区来讲,是不适合使用的。
    2、三相电力线间有很大信号损失(10 dB -30dB)。通讯距离很近时,不同相间可能会收到信号。一般电力载波信号只能在单相电力线上传输,但是目前随着人们生活水平的提高,三相电直接入户已经是比较发达地区的一种趋势了,所以在用户附近信号容易受到干扰。
    3、不同信号藕合方式对电力载波信号损失不同,藕合方式有线-地藕合和线-中线藕合。线-地藕合方式与线-中线藕合方式相比,电力载波信号少损失十几dB,但线-地藕合方式不是所有地区电力系统都适用。
    4、电力线存在本身因有的脉冲干扰。目前使用的交流电有50HZ和60HZ,则周期为20ms和16.7ms在每一交流周期中,出现两次峰值,两次峰值会带来两次脉冲干扰,即电力线上有固定的100HZ或120HZ脉冲干扰,干扰时间约2ms,因定干扰必须加以处理。有一种利用波形过0点的短时间内进行数据传输的方法,但由于过0点时间短,实际应用与交流波形同步不好控制,现代通讯数据帧又比较长,所以难以应用。
    5、电力线对载波信号造成高削减。当电力线上负荷很重时,线路阻抗可达1欧姆以下,严重的地方甚至到不足0.1欧姆,这造成对载波信号的高削减。实际应用中,当电力线空载时,点对点载波信号最远可传输到几公里。但当电力线上负荷很重时,只能传输十几米。因此,只有进一步提高载波信号功率来满足数据传输的要求,提高载波信号功率会增加产品成本和体积,也会增加设备的功耗。
    6、在现代工业日益发达、家用电器及通讯设备的日益增多的今天,电力线上寄生的各类干扰和躁音非常强烈,要在电力线上传输信息是非常困难的。特别是要传输一种对供需双方都利益相关的数据时,无误传输是一个重大课题。目前变频空调、变频冰箱等变频家电的使用越来越普及,由变频设备对电力线带来的干扰越来越大。另外,计算机的普及也给载波通讯带来很大的影响,因为计算机内的开关电源的高频干扰也是一个很重要的干扰源。
    7、在实施自动抄表系统过程中随着整个系统用户的增加,如果在同一时间有多个用户信息同时出现,则相互干扰的情况也是不容忽视的。
    因此电力线上的高削减、高噪声、高变形,使电力线成为一个不理想的通讯媒介。
    以上可以看出,无线表及无线远传系统是目前世界上技术最复杂也是技术最先进的抄表系统。这是从技术的客观的角度来讲的,事实上,新天公司也做有线抄表系统和电力载波抄表系统,特别是,新天的有线抄表系统(比如M-BUS系统)的技术也是非常先进的。
四、基于zigbee技术的无线抄表系统
一、概述
    “新天”无线自组网抄表系统成功应用了ZigBee和GPRS两大无线技术。ZigBee是一种短距离、低功耗、低复杂度的无线网络技术,“新天牌”物联网智能表(包括水、电、气、热表)、采集器和集中器均采用了ZigBee技术,实现了表与表之间、采集器与集中器之间的低功耗自动组网功能,集中器中还应用了GPRS技术,通过GPRS无线网络将表数据传输到远方的数据管理中心。
二、ZigBee技术介绍

ZigBee这个名字来源于蜂群的通信方式:蜜蜂之间通过跳Zigzag形状的舞蹈来交互消息,以便共享食物源的方向、位置和距离等信息。与其它无线通信协议相比,ZigBee无线协议复杂性低、对资源要求少,主要有以下特点:
低功耗:这是ZigBee的一个显著特点。由于工作周期短、收发信息功耗较低、以及采用了休眠机制,ZigBee终端仅需要两节普通的五号干电池就可以工作六个月到两年。
低成本:协议简单且所需的存储空间小,这极大降低了ZigBee的成本,每块芯片的价格仅2美元,而且ZigBee协议是免专利费的。
时延短:通信时延和从休眠状态激活的时延都非常短。设备搜索时延为30ms,休眠激活时延为15ms,活动设备信道接入时延为15ms。这样一方面节省了能量消耗,另一方面更适用于对时延敏感的场合。
传输范围小:在不使用功率放大器的前提下,ZigBee节点的有效传输范围一般为10-75m,能覆盖普通的家庭和办公场所。
数据传输的可靠性由于ZigBee采用了碰撞避免机制,同时为需要固定带宽的通信业务预留了专用时隙,从而避免了发送数据时的竞争和冲突。MAC层采用完全确认的数据传输机制,每个发送的数据包都必须等待接收方的确认信息,保证了节点之间传输信息的高可靠性。
三、GPRS技术介绍
GPRS的英文全称为General Packet Radio Service,中文含义为通用分组无线服务,它是利包交换 Packet-Switched)的概念所发展出的一套无线传输方式。所谓的包交换就是将Data封装成许多独立的封包,再将这些封包一个一个传送出去,形式上有点类似寄包裹,采用包交换的好处是只有在有资料需要传送时才会占用频宽,而且可以以传输的资料量计价,这对用户来说是比较合理的计费方式。GPRS有以下优点:
1、瞬间上网
一般只需要2-3秒的时间马上就能登录至互联网。
2、永远在线
GPRS由于使用了分组的技术,用户上网可以免受断线的痛苦,因为GPRS永远在线,随时与移动GPRS网络保持联系。
3、快速传输
GPRS采用分组交换的技术,实际传输速率一般为56Kbps左右。
4、按量计费
GPRS技术是一种面向非连接的技术,用户只有在真正收发数据时才需要保持与网络的连接,因此大大提高了无线资源的利用率,并且按流量计费,迅速降低了服务成本。
用户可以一直在线,按照用户接收和发送数据包的数量来收取费用,没有数据流量的传递时,用户即使挂在网上,也是不收费的,这对于用户来说更加公平。
四、结语
新天无线自组网抄表系统是一种基于ZigBee无线通信技术的自动抄表系统,该系统包括至少一个物联网智能表、一个采集器以及一个集中器,其中采集器管理至少一个物联网智能表,采集器具有ZigBee无线通信模块,其通过ZigBee无线通信模块将采集到的表数据传送给集中器,集中器具有ZigBee无线通信模块以及GPRS远距离通信模块,集中器通过它的ZigBee无线通信模块接收表数据,并通过远距离GPRS模块将表数据传送出去。该自动抄表系统不仅可以实现水表、电表、气表、热表的一体化抄收,而且相比传统的有线抄表方式,具有便于安装维护,应用灵活,具备很强扩展能力等优点。

 

 

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