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基于ZIGBEE的三表合一(小区)水电气表抄标方案
来源:aotai2005   时间:2008-06-11
三表合一(小区)水电气表抄标方案
总体结构:
1. 在每家每户安装一个WV2436a模块(传输距离要求很远时可使用简化功能的WV2436B模块,我们用WV2436b表示),每一个WV2436a模块都有一个自己的编号,这个编号可以是厂家出厂时已经烧制在芯片中的,不可更改的4个字节(40亿)的唯一编号,也可是用户自己编的号。WV2436a模块通过TTL电平与水电气表相连接;模块供电可使用3V电池供电,或其他直流电源(要求电源文波系数 < 10 mV---测试方法为静态测试);现有模块包括天线和塑料封装在内的尺寸大小一般为30 x 52 x 5mm, 可以根据需要进行调整。模块外引电源线和数据线与三表相连接。
 
2. 在小区范围内,根据需要和具体情况,设立若干个水电气表的数据采集中心点,该采集模块由WV2436B模块构成,他们可以根据需要带有RS485或RS232接口,或GPRS转发模块,它们负责与一定区域内的WV2436a或WV2436b模块进行数据通信,包括采集与WV2436a/WV2436b模块相连接的水电气表的度数等数据,并下达控制水电气表工作的指令;WV2436B模块使用便于安装的和防水封装的外壳,大小为140 x 112 x 70mm,其天线尺寸大小可根据需要选用,建议使用与现有防水壳体匹配的100 mm 的小辫状天线,必要时也可选用480mm x 20 mm 和1200mm x 32mm 的柱状天线,以及120 x 240 x 40mm 的板状天线。它们的安装位置比较灵活,可按在大楼外墙壁上,与需要采集的建筑物相对,也可安装在小区照明电杆上,或者屋顶上。每一个采集点负责采集几十到几百个,甚至上千个水电气表的数据,具体采集数量的多少,取决于小区的建筑环境和具体情况。
 
 
3. 将这些数据采集中心点使用无线或有线的方式连接起来,形成一个局域网络,并通过GPRS或互联网与收费中心连接起来。
 
4. 根据水电气表数据采集的不同方式,例如,一般民用水电气表可能按月采集,而工业用表可能需要随时采集,WV2436a/WV2436b处于周期性工作状态,例如每秒钟或每一分钟醒来一次(具体工作周期可根据具体需要进行设置),醒来的一瞬间,等待接收唤醒信号,如果接收到唤醒信号,则WV2436a/WV2436b将与网络节点WV2436B建立起无线通信联系,并在短时间内完成数据采集和控制命令的传输,如果没有接收到任何唤醒信号,则模块将继续处于周期性睡眠状态。
 
5. 为了避免碰撞和更有效地进行数据传输,在每一个WV2436a/WV2436b向WV2436B数据采集模块发送数据前,将首先对它所使用的信道进行监听,确保没有其它WV2436a模块使用,否则它将延时一个短的时间在发送,以避免碰撞;同时,在WV2436a/WV2436b被唤醒以后,将按照自身的身份码编号,采取预先安排好的不同的时延来发送信号。
 
6. 使用WV2436B数据采集模块,将按照预先设定的时间周期采集到的,来自所有它管辖范围内的WV2436a/WV2436b的数据,进行打包,并通过如下几种方式传给监控中心:
A. 在每一个WV2436B中,安装一个GPRS或 CDMA1X终端模块,利用移动通信网传往管理计费中心,或其它指定地点;
B. 利用WV2436B模块自身的无线数据中转功能,将所有WV2436B所采集到的数据汇集到某一个采集节点,再通过其它有线或无线的网络传往管理计费中心,包括互联网,宽带网或移动网;个别联网不方便的数据采集点,可单独使用一个GPRS或 CDMA1X终端模块直接传输。
C. 利用485总线将一个小区的所有WV2436B采集点连接在一起,然后再通过其它有线或无线的网络传往管理计费中心,包括互联网,宽带网或移动网。
 
主要模块指标:
WV2436a模块主要性能指标:
A.  可实现双向收发通信;
B.  使用抗干扰DSSS技术,2.4G免费频段,3822个信道;
C.  每个信道带宽1 Mhz
D.  使用PCB天线或5厘米长鞭状天线,对应中心数据采集模块的WV2436B模块LOS通信距离:500(发射)/2000m米(接收);
E.   最大发射功率3毫瓦(4dBm);最大发射电流32mA;最大接收电流22mA;
F.   供电电压:2.7 ---  5V
G.   睡眠电流:< 5uA; 平均工作电流:< 15uA;
H.   接收灵敏度 -97 dBm - 13 dBm 信噪比增益 = -110 dBm
I.    唤醒速度: < 3秒,并可根据需要调整
J.    控制单片机:Atmel88V/Atmega88P/MSP430;
K.   工作占空比:1/3000, 可根据需要调整;
用户可根据自己需要对使用频率,波特率,发射功率,苏醒周期等进行选择调整,;
 
WV2436b模块主要性能指标:
A. 可实现双向收发通信;
B. 使用抗干扰DSSS技术,2.4G免费频段,3822个信道;
C. 每个信道带宽1 Mhz
D. 使用PCB天线或5厘米长鞭状天线,对应中心数据采集模块-WV2436B模块的LOS通信距离:2500米(发射)/2000m米(接收);
E. 最大发射功率100毫瓦(20dBm);最大发射电流250mA;最大接收电流22mA;
F.  供电电压:3.3 – 5V
G.  睡眠电流:< 5uA; 平均工作电流:< 30uA;
H.  接收灵敏度 -97 dBm - 13 dBm 信噪比增益 = -110 dBm
I.   唤醒速度: < 3秒,并可根据需要调整
J.   控制单片机:Atmel88V/Atmega88P/MSP430;
K.   工作占空比:1/3000, 可根据需要调整;
用户可根据自己需要对使用频率,波特率,发射功率,苏醒周期等进行选择调整,;
 
WV2436B数据采集模块主要性能指标:
A.  可实现双向收发通信;(可以使用双频道双机工作)
B.  使用抗干扰DSSS技术,2.4G免费频段,3822个信道;
C.  每个信道带宽1 Mhz
D.  使用5厘米长鞭状天线,50厘米或120厘米全向高增益天线,或120 x 240 x 40 mm 的板状天线,对应相同WV2436B模块LOS双向实测通信距离:2000 - 7000米,视使用天线,及天线架设高度,以及环境而定;与WV2436C 实测通信距离(LOS)500米(接受)/1500m米(发射);与WV2436b 实测通信距离(LOS)2000-4000米;
E.  最大发射功率100毫瓦(20dBm);最大发射电流250mA;最大接收电流26mA;
F.  供电电压:2.7 – 5V
G.  平均工作电流:视工作方式而定;
H.  接收灵敏度 -105 dBm - 13 dBm 信噪比增益 = -118dBm
I.   控制单片机:Atmel88V/Atmega128L/MSP430;
用户可根据自己需要对使用频率,波特率,发射功率等进行选择调整;
 
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