吳興中

摘 要 傳統(tǒng)人工抄表方式不僅費(fèi)力費(fèi)時(shí)，還容易出現(xiàn)偏差，滿足不了社會(huì)發(fā)展的需要。無線抄表系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了抄表與管理的一體化，保證了小區(qū)用戶用水?dāng)?shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。本文對(duì)無線抄表系統(tǒng)的發(fā)射器進(jìn)行了設(shè)計(jì)原理與功能的探討，對(duì)主要功能模塊，比如發(fā)射通信系統(tǒng)、單片機(jī)控制系統(tǒng)以及戶外無線集成顯示器的設(shè)計(jì)進(jìn)行了說明。

關(guān)鍵詞 點(diǎn)陣屏;發(fā)射器;設(shè)計(jì)原理

隨著無線遠(yuǎn)傳技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)手工抄表已經(jīng)不能滿足信息化的要求，其統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)慢、報(bào)表周期長(zhǎng)以及工作效率低等極大地影響了自來水供水及管理系統(tǒng)的發(fā)展。無線遠(yuǎn)傳抄表系統(tǒng)集成了自動(dòng)計(jì)量測(cè)控技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，是一種自動(dòng)化程度非常高的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)，工作原理為通過采集現(xiàn)場(chǎng)水流的壓力和流量等，對(duì)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)采集和傳輸，同時(shí)可以監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備和管網(wǎng)的運(yùn)行狀況，保證了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性?；邳c(diǎn)陣屏顯示的遠(yuǎn)傳抄表發(fā)射器是抄表系統(tǒng)的核心，利用GPRS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行無線通信，發(fā)射器與客戶端可以利用無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)水電氣等計(jì)量表的遠(yuǎn)程管理。

1點(diǎn)陣屏顯示的可視化無線遠(yuǎn)傳抄表發(fā)射器的設(shè)計(jì)原理

（1）發(fā)射通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)。發(fā)射通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)發(fā)射器，主要基于SIMCom的最新無線模塊SIM900B設(shè)計(jì)而成，系統(tǒng)內(nèi)的功能模塊主要是B2B四頻GSM/GPRS，該模塊采用了最新的處理器技術(shù)，具有強(qiáng)大工作性能，對(duì)于數(shù)據(jù)的處理既快又準(zhǔn)，同時(shí)，持續(xù)工作狀態(tài)下的穩(wěn)定性較強(qiáng)。在工作頻率中，可以選擇GSM/GPRS850/900/1800/1900MHz，在該模式下可以實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音、SMS、數(shù)據(jù)和傳真信息的傳輸，在其內(nèi)部可以嵌入TCP/IP網(wǎng)絡(luò)的通信協(xié)議，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)各種程序編碼的解析。該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理為：一是，通過在系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置SIM卡和通訊波特率，并對(duì)常用的IP地址和域名進(jìn)行固定化，可有效的采集中心的端口號(hào)。二是，通過傳統(tǒng)的撥號(hào)上網(wǎng)方式可以實(shí)現(xiàn)與通信網(wǎng)絡(luò)的連通。三是，發(fā)射器可以與數(shù)據(jù)采集中心實(shí)現(xiàn)互通，利用端口號(hào)和IP地址實(shí)現(xiàn)通訊[1]。

（2）單片機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。作為一種集成電路芯片，單片機(jī)將通信系統(tǒng)中的電路、轉(zhuǎn)換器以及存儲(chǔ)器等集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個(gè)小而完善的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，在工業(yè)控制領(lǐng)域中被廣泛應(yīng)用。本系統(tǒng)的單片機(jī)在選擇時(shí)，采用的是MSP430F149型機(jī)器，該種單片機(jī)最大優(yōu)勢(shì)就是存儲(chǔ)量大而且處理速度極快。客戶端可以通過訪問網(wǎng)絡(luò)的形式與系統(tǒng)模塊互相發(fā)送數(shù)據(jù)，模塊在與單片機(jī)實(shí)現(xiàn)通訊后，可實(shí)現(xiàn)對(duì)命令格式的修改和區(qū)分。此外，當(dāng)抄表的命名發(fā)出后，單片機(jī)可以利用串口對(duì)客戶儀表進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀取，根據(jù)不同地址做出自動(dòng)傳送或者放棄等命令。遇到發(fā)送命令與儀表顯示命令相同時(shí)，單片機(jī)就會(huì)將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在系統(tǒng)內(nèi)，這個(gè)時(shí)候系統(tǒng)利用IO驅(qū)動(dòng)LCD點(diǎn)陣屏，最終做到對(duì)水表數(shù)據(jù)的自動(dòng)測(cè)量。

（3）戶外無線集成顯示器設(shè)計(jì)。遠(yuǎn)傳抄表發(fā)射器在工作中，每個(gè)計(jì)量水表可以單獨(dú)設(shè)置ID號(hào)，通過設(shè)置無線集成顯示器，用戶戶號(hào)、水表的表盤數(shù)、當(dāng)月數(shù)、累計(jì)數(shù)等能進(jìn)行顯示，設(shè)置觸摸按鍵功能后，用戶可以快速查詢用水量。顯示器模塊可采用J D12864-5液晶顯示模塊，實(shí)現(xiàn)對(duì)各種圖形和符號(hào)的顯示，可與單片機(jī)直接接口，同時(shí)采用KS0108控制IC。在實(shí)際應(yīng)用中，戶外無線集成顯示器可以設(shè)置最高128戶計(jì)量水表數(shù)據(jù)，根據(jù)抄表的需要設(shè)置抄表時(shí)間和抄表密度，最終實(shí)現(xiàn)階梯收費(fèi)的功能。此外，為了達(dá)到對(duì)不同水費(fèi)的調(diào)控，該系統(tǒng)設(shè)置了三種計(jì)費(fèi)方式，從而實(shí)現(xiàn)分類計(jì)費(fèi);方法為設(shè)置了兩個(gè)用水量分界點(diǎn)，當(dāng)用戶的用水量在第一分界點(diǎn)以下時(shí)，采用正常水費(fèi)價(jià)格計(jì)費(fèi)，當(dāng)在第一和第二分界點(diǎn)之間時(shí)，采用第二種計(jì)價(jià)方式，當(dāng)超出第三分界點(diǎn)時(shí)，在額外收取費(fèi)用，這樣做就能及時(shí)提醒用水戶節(jié)約用水，提供系統(tǒng)管理效能[2]。

2點(diǎn)陣屏顯示的可視化無線遠(yuǎn)傳抄表發(fā)射器功能應(yīng)用

（1）適應(yīng)了GSM網(wǎng)絡(luò)覆蓋要求。發(fā)射器與客戶端的通訊主要依賴家庭環(huán)境中的無線網(wǎng)絡(luò)，傳輸數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性主要依賴于GSM網(wǎng)絡(luò)覆蓋的范圍和信號(hào)強(qiáng)度大小，目前GSM網(wǎng)絡(luò)在城市社區(qū)內(nèi)的覆蓋已經(jīng)非常廣，這就為無線遠(yuǎn)傳抄表發(fā)射器功能實(shí)現(xiàn)提供了前提條件。為了更好地接收信號(hào)，也可以在每個(gè)小區(qū)安裝無線數(shù)據(jù)集中器，利用無線電信號(hào)的方式連接，實(shí)現(xiàn)小區(qū)的集中抄表，通過GSM/GPRS連接到公司服務(wù)器，形成全面的網(wǎng)絡(luò)化遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理，利用顯示器直接瀏覽用戶用水資料。

（2）實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)傳管理功能。利用無線遠(yuǎn)傳抄表發(fā)射器的原理，終端收費(fèi)系統(tǒng)可以通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，抄錄每只階梯水表的使用量，控制每只階梯水表的閥門開關(guān)狀態(tài)，根據(jù)階梯限量實(shí)現(xiàn)階梯價(jià)的收費(fèi)。在實(shí)際應(yīng)用過程中，通過遠(yuǎn)程校準(zhǔn)的方式使用戶水表時(shí)針實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)化的顯示，抄表人員每天可以利用網(wǎng)絡(luò)查詢用戶水表利用狀況，發(fā)現(xiàn)問題后可立即對(duì)水表進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，同時(shí)對(duì)于欠費(fèi)用戶可以采用關(guān)掉閥的形式給予警告，減少了電話通知等煩瑣步驟。

（3）采用射頻IC卡實(shí)現(xiàn)充值管理。抄表發(fā)射器在功能實(shí)現(xiàn)中，射頻卡通信電路采用了125KHz射頻IC U2270B作為基站發(fā)射、接收專用芯片。如果網(wǎng)絡(luò)覆蓋不全面或者無法布線聯(lián)網(wǎng)時(shí)，可以通過射頻IC卡來進(jìn)行充值管理，用戶購(gòu)買射頻IC卡來購(gòu)買充值然后回到家中對(duì)階梯水表進(jìn)行充值，階梯水表會(huì)根據(jù)內(nèi)部時(shí)鐘來按月進(jìn)行階梯計(jì)費(fèi)，費(fèi)用用完時(shí)，閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu)會(huì)關(guān)閉閥門并向用戶發(fā)出欠費(fèi)通知，實(shí)現(xiàn)高效率的管理[3]。

3結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，無線遠(yuǎn)傳抄表發(fā)射器組成模塊眾多，是一種智能化的發(fā)射器系統(tǒng)，隨著我國(guó)網(wǎng)絡(luò)信息覆蓋的全面性，發(fā)射器與網(wǎng)絡(luò)通信聯(lián)系越來越緊密。在具體的應(yīng)用中，抄表系統(tǒng)中的水費(fèi)以及管理內(nèi)容可以保存在發(fā)射器內(nèi)的存儲(chǔ)系統(tǒng)內(nèi)，然后利用功能模塊對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行LCD顯示，界面參數(shù)穩(wěn)定性極高，實(shí)現(xiàn)了無線抄表系統(tǒng)功能的發(fā)揮。因此，可視化無線遠(yuǎn)傳抄表發(fā)射器彌補(bǔ)了當(dāng)前市場(chǎng)上抄表系統(tǒng)功能不健全、系統(tǒng)不穩(wěn)定等弱點(diǎn)，達(dá)到了節(jié)約用水、避免水資源浪費(fèi)的目的。

參考文獻(xiàn)

[1] 郭銳，武永華，張淑城.攝像直讀無線遠(yuǎn)傳抄表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].儀表技術(shù)，2019，28（4）：6-9.

[2] 朱慧勇.一種Zigbee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程抄表設(shè)計(jì)研究[J].電子測(cè)試，2019，36（15）：26-27.

[3] 王韋剛，丁良，曹祥春.自主協(xié)議的低功耗無線抄表系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)[J].無線電工程，2019，49（4）：17-21.