目前國家全面推動產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型的規(guī)劃，能源的管理與利用也越來越變的重要，并納入了國家重點項目之中，同時隨著人工成本高的上升以及國家提出的經(jīng)濟增長方式的轉(zhuǎn)變，針對水表，燃氣表智能化的采集與管理提出了更高的要求，融入物聯(lián)時代實現(xiàn)智能有效的管理已成必然!
深圳市安美通科技有限公司在水氣表采集與管理已經(jīng)有6年的歷史，與各大水氣表廠有著良好的合作關(guān)系，在這領(lǐng)域有著豐富的經(jīng)驗。本文將著重介紹的無線水氣表抄表方式，和近年來發(fā)展起來的先進的自組網(wǎng)模式抄表方式。
目前水氣表無線集抄主要有以下三種方案方案：A:采集器模式抄表B:手抄機模式抄表.C:無線自組網(wǎng)模式抄表.這三種方式各有優(yōu)缺點，隨著芯片與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展與進步，無線自組網(wǎng)模式抄表.漸漸成為現(xiàn)在發(fā)展的主流。
1) 采集器模式抄表：
采集器模式抄表，策略是由模塊定時將數(shù)據(jù)上傳給采集器(如20分鐘一次).采集器被動接收并打包將數(shù)據(jù)通過GPRS上傳。這種方式模塊端一般只需要定時發(fā)射即可，無需接收，模塊的功耗比較容易控制，軟件也簡單，可以實現(xiàn)自動抄表。由于是單向，這種方式是不能通過采集器下傳命令給模塊，當然也有個別廠家采用收發(fā)模塊，在模塊定時發(fā)射結(jié)束后等待幾十到幾百毫秒以便接收采集器下發(fā)的命令，但這種方法區(qū)別于單向發(fā)射，必須要設(shè)置采集器管理哪些模塊的地址,這樣增加了施工的復雜性。同時采集器管理的模塊地址事先已經(jīng)設(shè)置好，就不能像單發(fā)的模式采集器不用區(qū)分模塊的地址，只要是這個網(wǎng)內(nèi)的模塊采集器都可以將數(shù)據(jù)上傳。
采集器模式抄表，最大問題是通訊距離和可靠性，由于是星形網(wǎng)絡(luò)，只有一級路由，通訊距離就是采集器與模塊點對點的距離，所以接收環(huán)境較差的模塊可能通訊不上，解決的方法只能是增加采集器或增加中繼器，這又增加了系統(tǒng)成本和復雜程度。這種方式還有一個問題，是可靠性，在施工中安裝調(diào)試正常的系統(tǒng)，抄表效果比較好，隨著時間天氣和環(huán)境的變化，網(wǎng)路拓撲也發(fā)生了變化，可能就有個別的模塊脫網(wǎng)，實測半年過后，一般脫網(wǎng)的模塊達到5%以上。此外不能配合手抄機抄表，手抄機只能與采集器通訊，也是其缺點之一。
圖一：采集器模式抄表
2) 手抄機模式抄表。
手抄機模式抄表的構(gòu)架圖如圖二，人工用手抄機抄表,模塊采用異步的周期喚醒接收. 手抄機可內(nèi)置數(shù)據(jù)庫軟件如SQL for WINCE， 操作時由工作人員手拿手抄機，走到信號覆蓋距離內(nèi)，進行逐個抄表，或搜索數(shù)據(jù)庫進行自動批量抄表。對于沒有抄到的模塊，可改變位置或靠近所抄模塊。由于有人工干預,抄表成功率較高,系統(tǒng)設(shè)計簡單可靠.抄表速度較快, 如果模塊周期喚醒的時間為1秒一次，平均約1.5秒可抄一塊表.對比人工一個月可完成3-4千的抄表量，約為人工的十幾倍以上效率。
圖二：手抄機模式抄表意圖
手抄機模式抄表對應的模塊采用異步周期喚醒接收，以1秒打開一次，接收采用美國SEMTECH超低功耗的射頻芯片SX1212為例，具體原理如下：
典型的無線收發(fā)機編碼如下圖。
PREAMBLE (前導碼) | SYNCWORD (同步碼) | DATA + FEC +CRC (數(shù)據(jù) + 前向糾錯 + CRC檢錯) |
前導碼為“1010”交替碼，其作用是使目的接收機時鐘與發(fā)射機同步，正常模式下前導碼長度一般為32bit即可，前導碼還有喚醒接收機的功能，此時發(fā)射機必須發(fā)送較長的前導碼將省電模式下的接收機喚醒進入正常的工作狀態(tài)。如設(shè)置接收機1秒鐘喚醒一次，那么接收機每間隔1秒鐘喚醒一次搜索前導碼(tw)，持續(xù)長度一般為16bit。而發(fā)射機首先發(fā)射1秒以上的前導碼再發(fā)射后面得同步碼等，這意味著接收機在喚醒的周期，只要信道中發(fā)現(xiàn)前導碼，在正常情況下都能夠可成功檢測到并喚醒接收，示意圖見圖三。
圖三：模塊采用周期喚醒收異步發(fā)時序圖
12
